“MATLAB과HDL编码器를통해시장의수요에더욱빠르게대응할수있게되었습니다。이제단몇주만에새로운아이디어를실시간하드웨어프로토타입으로개발할수있기때문에변화에적극적일수있습니다。엔지니어링이더욱즐거워져서고객만족도뿐아니라직원만족도도향상되었습니다“。
尼古拉斯Hogasten，FLIR系统
열화상적외선카메라는보안，소방，가스누출감지，계측및측정을포함한여러가지상업적인용도로널리활용됩니다。카메라내FPGA는센서와감지기에서생성된신호를필터링하고처리합니다。새로운신호처리개념을양산형카메라에서실시간으로실행되는알고리즘으로바꾸려면오랜시간의작업이필요합니다。이는설계엔지니어가개발한알고리즘을하드웨어엔지니어가알고리즘에대한정확한이해없이HDL로변환해야하기때문입니다。
FLIR系统사에서는엔지니어들이MATLAB®을이용하여고급알고리즘을개발및시뮬레이션하고이를HDL编码器™를사용하여FPGA상에서신속하게구현합니다。“과거에는아이디어를제품으로실현하는데오랜시간이걸리기때문에고객에게시뮬레이션을보여주는경우가드물었습니다。”라고FLIR의이미지처리기술담당자인尼古拉斯Hogasten이말합니다。“최근에한주요고객에게그동안우리가개발한가장복잡한필터인새로운열화상필터의시뮬레이션일부를보여주었습니다。고객들은몇개월후HDL编码器를사용하여생성된새로운필터를사용한최초의실제카메라를보여주자환호했고카메라는MATLAB시뮬레이션과완전히똑같이동작했습니다“。
초기개발프로세스에서FLIR사의어려움은새로운아이디어와알고리즘을개발한알고리즘엔지니어와알고리즘을FPGA에서구현한하드웨어엔지니어사이의단절에서비롯된것이었습니다。알고리즘엔지니어가잡음제거나광범위압축（DCR）을위한새로운기술을평가하고사양을적어하드웨어엔지니어에게전달하지만하드웨어엔지니어는이알고리즘을완벽히이해하지못할수있습니다。
“FPGA구현이시뮬레이션과다르고그것이구현상의문제인지알고리즘문제인지알수없는경우가있습니다”。라고Hogasten이말합니다。“또한하드웨어엔지니어가알고리즘을심층적으로이해하지못하기때문에그것을최적화하기위해어떤가정이안전한것인지알수없었습니다。나중에알고리즘을약간만개선해도HDL대부분을다시작성해야했습니다“。
FLIR사는MATLAB및HDL编码器를사용하여FPGA기반열화상알고리즘을위한새로운워크플로를확립했습니다。
알고리즘엔지니어는MATLAB과图像处理工具箱™를사용하여모폴로지기능과다차원이미지필터링을기반으로새로운알고리즘을탐색합니다。
이러한엔지니어는구현할알고리즘을선택하고타겟FPGA하드웨어에매핑되는알고리즘구성요소를파악합니다。이러한파티셔닝과정에서설계팀은图像处理工具箱의고수준함수들을코드생성을지원하는MATLAB코드로대체합니다。图像处理工具箱알고리즘은골든레퍼런스를제공하여FLIR사의MATLAB코드의검증을완화합니다。
엔지니어는位真시뮬레이션및분석을지원하기위해HDL编码器의통합된부동소수점 - 고정소수점워크플로를사용하여부동소수점MATLAB알고리즘을고정소수점MATLAB코드로자동변환하며定点设计师™를통해산술연산및자료형을통합합니다。
팀은FLIR사에서사용되는다른테스트환경을지원하기위해MATLAB编码器™를사용하여생성된고정소수점MATLAB코드로부터Ç코드및MEX파일을생성했습니다。
그런다음HDL编码器를사용하여MATLAB알고리즘으로부터합성가능한HDL코드를생성합니다。그런다음HDL코드를FPGA에서구현및테스트하고그결과를고정소수점MATLAB알고리즘의결과에대해검증합니다。
관련프로젝트에서엔지니어들은MATLAB编译™및图像采集工具箱™를사용하여카메라와프레임그래버（帧捕获器）로부터이미지를수집하고이를다양한알고리즘을사용하여처리하며그결과를표시하는응용프로그램을만들었습니다。이응용프로그램은다른FLIR사엔지니어들이MATLAB이설치되지않은경우에도입력범위에대한알고리즘을평가할수있게했습니다。
개념에서현장테스트가가능한프로토타입까지의개발시간을60％단축。“MATLAB과HDL编码器를통해초기알고리즘을직접HDL로작성하는단계를제거할수있었습니다。”라고Hogasten이말합니다。“이제알고리즘개발자가직접FPGA프로토타입을만들수있기때문에프로토타이핑시간이60％까지단축되었습니다”。
수주가아닌수시간만에개선사항완료。“최근에한엔지니어에게코어필터에대한중요한알고리즘변경을부탁했습니다。”라고Hogasten이얘기합니다。“그는3시간만에MATLAB에서변경을마치고HDL编码器를이용하여FPGA에알고리즘을다시배포했습니다。예전이라면이러한작업에6주가걸렸을것입니다“。
코드재사용률이0％에서30％로증가。“이제HDL코드생성을위해검증된알고리즘，단순구성요소및MATLAB코드의공통저장소를갖게되었습니다。”라고Hogasten이말합니다。“이전에는사실상코드재사용이전혀없었지만이제는MATLAB코드의30％를사용하여다른프로젝트를위한HDL을생성합니다。”
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