什么是 Vitis 硬件在环仿真?

AMD Vitis™ 硬件在环 (Vitis HIL) 仿真可将您的芯片设计直接接入真实开发板,让您能够以全速进行测试,无需再等待耗时的软件仿真。您的测试数据和分析脚本仍然保留在 MATLAB® 或 Python™ 中,只有计算任务转移到真正的芯片上执行。

速度远超纯软件仿真

系统级软件仿真可能需要数小时甚至数天。而 Vitis HIL 将您的设计部署到真实的硬件上,能将验证时间缩短至几分钟。改变的仅仅是计算运行的位置,而不是您的工作方式。

直接在 MATLAB® 或 Python™ 中使用

无需学习新的测试平台语言。您可以直接复用现有的测试数据和脚本。借助一个简单的 API,即可通过高速以太网向开发板发送数据并获取结果,无需进行其他更改。

在最终硬件投产前确认行为

即使量产板尚未就绪,也可以在评估套件上运行全系统吞吐量测试。尽早发现集成问题,确认真实环境中的系统行为,让您从容交付产品。

AMD Vitis 统一软件平台

Vitis 软件提供了完整的工具链,用于为异构设计(即结合了 AI 引擎和可编程逻辑的芯片)搭建并运行 Vitis HIL 仿真流程。该平台负责处理子系统配置、SD 卡镜像生成、开发板启动,以及将您的主机环境与硬件连接起来的高速以太网 API。AMD Versal™ AI Core 系列(VCK190 评估套件)和 Versal AI Edge 系列(VEK280 评估套件)均通过相同的 10 步流程得到完全支持。

虽然 Vitis HIL 仿真主要面向结合了 AI 引擎与可编程逻辑的异构设计,但同一套流程同样适用于纯可编程逻辑设计。对于处理不搭载 AI 引擎的传统 FPGA 方案的工程师,同样可以使用这 10 步流程,利用 Vitis HIL 仿真在基于主机的测试环境中验证其可编程逻辑设计。

基于 AMD Vitis 统一软件平台的硬件在环仿真

观看完整的 Vitis HIL 仿真流程实操演示 — 从 Vitis 子系统搭建,到在 AMD Versal 硬件上完成实时结果验证。本演示基于 MATLAB® 和 Python™ 展示全部步骤,清晰说明了在真实芯片上进行测试的快速与简便。

Vitis 硬件在环仿真流程

使用 Vitis 统一软件平台,分 10 步搭建 Vitis HIL 仿真,整个流程分为两个阶段:先让硬件准备就绪,再运行您的测试。

Vitis Hardware in the Loop Flow

设置

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准备 Vitis 子系统
使用 AI 引擎和可编程逻辑内容配置 Vitis 子系统组件。

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生成 SD 卡映像
运行单条构建命令。Vitis 软件会将所有器件配置打包成一个可引导的 SD 卡镜像。

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对 SD 卡进行编程
将生成的镜像烧录到实体 SD 卡上。开发板将从这张卡启动。

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启动开发板
插入 SD 卡,为开发板上电,让它启动并配置您的设计。

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启动 Vitis HIL 仿真服务器
在开发板上启动 Vitis HIL 仿真服务器进程,用于处理来自主机的数据与命令。

测试

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生成测试数据
在 MATLAB® 或 Python™ 中创建测试输入数据,操作方式与现有仿真完全一致。

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将数据发送至硬件
使用 MATLAB® 或 Python™ API 中的数据,通过高速以太网接口将数据发送到开发板。

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在硬件上计算
开发板直接运行您的真实芯片设计进行计算,而非依赖仿真模型。

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接收结果
开发板通过以太网将计算结果回传至您的主机系统,闭环就此完成。

10

分析与验证
在 MATLAB® 或 Python™ 中查看结果,检查吞吐量、精度以及全系统行为。

探索 Hackster.io 实操项目

Adam Taylor 发布于 Hackster.io:Vitis HIL 分步实操教程

完整演练基于 AMD Vitis 统一软件平台的 Vitis HIL 仿真流程。Adam Taylor 的 Hackster.io 工程涵盖每一个步骤:从 Vitis 子系统搭建,一直到在真实硬件上完成最终结果验证。

评估硬件

AMD Vitis HIL 仿真流程支持两款 AMD Versal 评估套件。二者运行完全相同的 10 步流程,请选择最契合您目标应用的开发板。

Vitis 子系统配置、SD 卡镜像生成、Vitis HIL 仿真服务器搭建,以及您的 MATLAB® 或 Python™ 测试脚本,在两款套件上完全相同。您可以先在其中一块板卡上开发原型,再迁移到另一块,无需重写任何代码 — 您的设计可在整个 AMD Versal 产品组合之间自由移植。

所需软件、工具与主机环境

在 AMD Versal 硬件上运行完整的 Vitis HIL 仿真流程,需要以下工具和许可证:

AMD Vitis 统一软件平台
  • 版本:2026.1(或更高版本)
  • 额外的 AI 引擎工具许可证(异构 AI 引擎 + PL 设计所必需)
AMD Vivado Enterprise 或 Pro
  • AMD Vivado™ Enterprise(永久)
  • AMD Vivado Pro(订阅)
MATLAB® 或 Python™
  • MATLAB® + DSP 系统工具箱
  • Python™ 3 + numpy、scipy、matplotlib

如需获取报价与许可方案,请联系您当地的 AMD FAE

资源

联系 AMD

准备好针对您的具体设计启动 Vitis HIL 仿真了吗?AMD 可以协助您选择合适的评估套件和工作流程。