FPGA-Design und Elektronikentwicklung integrieren

Die hohe Komplexität elektronischer und mechatronischer Systeme erfordert eine anspruchsvolle Methodik bei der Entwicklung. Das Verständnis des vollständigen Systems ist unverzichtbar, um Fehler zu vermeiden und die Entwicklungszeit kurz zu halten. Beim Model-Based-Design wird der Entwurf und die Implementierung eines Algorithmus an Modellen der Umwelt verifiziert. Dazu sind alle Teile des Systems im Testbett (Testbench) zu berücksichtigen. Bei einem FPGA-Design ist es oft ausreichend, ein Modell der Regelstrecke (testbench) in VHDL zu spezifizieren und das Design in einer reinen VHDL-Simulation zu erproben. Um analoge Elektronik zu modellieren, Spannungen, Stromverläufe und Schaltvorgänge zu analysieren, wird SPICE verwendet. Je nach Komplexität des Systems sind FPGA-Design in VHDL, analoges Interface und Leistungselektronik in SPICE sowie die Umwelt/Regelstrecke in Matlab/Simulink in einer Simulation zusammenzuführen. Die vollständige Betrachtung des Systems führt sowohl zu einem verkürzten Design-Zyklus als auch zu einer verbesserten Design-Qualität. Die folgende Grafik zeigt eine Testumgebung mit den verschiedenen Möglichkeiten zur Beschreibung der Komponenten.