Workflow com MATLAB e Simulink

1. Pág.

2. Pág.
Radio Definido por Software
(SDR): Workflow com Matlab e
Simulink
2
Eloy Martins de Oliveira Jr.
eloy.oliveira@opencadd.eng.br

3. Pág.
Agenda
3
• Introdução
• Plataforma de Hardware
• Plataforma de Software
• Workflow para Desenvolvimento
• Exemplos

4. Pág.
Introdução
4
• Existe uma diferença entre o conceito de sistemas wireless e
a realização do projeto.
• Tipicamente projetos de comunicação wireless envolvem
diferentes habilidades:
• RF, SW, DSP, HDL, C/C++, sistemas embarcados e outros.
• Dificuldade em coordenar esforços entre estas várias
entidades;
SDR
“Radio in which some or all of the physical layer functions are
software defined.”
http://www.wirelessinnovation.org/Introduction_to_SDR

5. Pág.
Introdução
5
Source: http://www.wirelessinnovation.org/Introduction_to_SDR

6. Pág.
Introdução
6
• Com SDR é possível:
• Implementar Modulação/De-modulação
• Processar Algoritmos em software e lógica reprogramável
• Reconfigurar o sistema facilmente com um simples
update de software e reprogramação lógica
• Não ter mudanças na plataforma de hardware.

7. Pág.
Plataforma de Hardware
7
• Com advento de system on chip (SoC), os dispositivos
combinam a versatilidade de uma CPU e o poder de
processamento de um FPGA, tal como o Xilinx Zynq.
• Projetistas com uma única plataforma de hardware podem:
• Processar de dados;
• Processar algoritmos de modulação/de-modulação;
• Criar tarefas de decodificação e renderização;
• Diagnosticar e Monitorar sistemas;
• ....

8. Pág.
Plataforma de Software
8
Matlab / Simulink
Como consigo desenvolver tudo isto???
• Comportamento do sistema pode ser simulado (RF, DSP,
Communications toolboxes)
• Testar diretamente com objetos de I/O – Radio in the Loop
• MATLAB e Simulink oferecem APIs para conexão com
hardwares externos.
• Os mesmo testes utilizados na simulação podem ser
reutilizados durante todo o processo.

9. Pág.
Workflow para Desenvolvimento
9
Verificação e
Teste
Processament
o da Banda
Base
Transceptor
RF

10. Pág.
Workflow para Desenvolvimento
10
Construção de
Modelos/Algoritm
os
Simular o
Ambiente do
Sistema

11. Pág.
MATLAB e Simulink
Workflow para Desenvolvimento
Modelagem e simulação de toda cadeia de
sinais
11
Verificação e
Teste
Processament
o da Banda
Base
Transceptor
RF

12. Pág.
Workflow para Desenvolvimento
12
Construção de
Modelos/Algoritm
os
Simular o
Ambiente do
Sistema
Verificar e Testar
Algoritmos no
Modelo

13. Pág.
Workflow para Desenvolvimento
Modelagem e simulação do algoritmo com
streaming de dados RF
13
MATLAB e Simulink
Verificação e
Teste
Processament
o da Banda
Base
Transceptor
RF

14. Pág.
Workflow para Desenvolvimento
14
Construção de
Modelos/Algoritm
os
Simular o
Ambiente do
Sistema
Verificar e Testar
Algoritmos no
Modelo e no
Protótipo de
Hardware
Gerar código C e
HDL para Teste e
Implementação

15. Pág.
Workflow para Desenvolvimento
Prototipagem com log de dados de tempo real
e sintonia de parâmetros
15
MATLAB e Simulink
Verificação e
Teste
Processament
o da Banda
Base
Transceptor
RF

16. Pág.
Workflow para Desenvolvimento
Geração e Sintetização de código HDL no
FPGA
16
• Geração do HDL e relatórios
• Checagem de compatibilidade do HDL
• Rastreabilidade entre o modelo e o código HDL gerado
• Geração de relatórios para recursos de otimização,
estimação e outros.

17. Pág.
Workflow para Desenvolvimento
17
Construção de
Modelos/Algoritm
os
Simular o
Ambiente do
Sistema
Verificar e Testar
Algoritmos no
Modelo e no
Protótipo de
Hardware
Implementar
Algoritmos no
ambiente de
produção SDR
Gerar código C e
HDL para Teste e
Implementação

18. Pág.
Workflow para Desenvolvimento
18
• A Etapa de Simulação deve se adequar ao projeto: No exemplo
acima, o hardware utilizado é composto por um SoC híbrido com
processadores FPGA e ARM.

19. Pág.
Signal Source
Receiver/Filter
Data Search
Read Message
Decode Bits
Workflow para Desenvolvimento
Matlab:
Desenvolver e Testar Algoritmos
19

20. Pág.
Workflow para Desenvolvimento
Traduza o design para Simulink para testes e
implementação final
20
HDL Coder (VHDL)
- Receiver/Filter
- DataSearch
Embedded Coder (C/C++)
- ReadMessage
- Decode

21. Pág.
MATLAB e Simulink
Workflow para Desenvolvimento
Modelagem e simulação de toda cadeia de
sinais
21
Verificação e
Teste
Processament
o da Banda
Base
Transceptor
RF

22. Pág.
Exemplo 1
22
QPSK Transmitter and Receiver

23. Pág.
Workflow para Desenvolvimento
Modelagem e simulação do algoritmo com
streaming de dados RF
23
MATLAB e Simulink
Verificação e
Teste
Processament
o da Banda
Base
Transceptor
RF

24. Pág.
Exemplo 2
24
commqpskrxhdl

25. Pág.
DÚVIDAS ?
AV. BRIGADEIRO FARIA LIMA, 1931, CJ 152
JARDIM PAULISTANO
SÃO PAULO / SP

26. Pág.
OBRIGADO!
ELOY.OLIVEIRA@OPENCADD.ENG.BR
AV. BRIGADEIRO FARIA LIMA, 1931, CJ 152
JARDIM PAULISTANO
SÃO PAULO / SP