AI対応ツールを使用してテスト用の高度なトリガーを構築する

イントロダクション

トリガー処理は、目的の信号を捕捉し、正確で再現性の高い測定を行い、複数のテストシステムコンポーネントを同期させるために不可欠です。トリガー処理は時間的な制約が厳しいため、必要な低遅延かつ決定論的な性能を実現するには、トリガーロジックをASICまたはFPGA上のハードウェアに実装する必要があります。従来、これには高度なHDLの専門知識と開発労力が必要であり、多くのチームにとってユーザー定義のトリガー処理は現実的ではありませんでした。 ジェネレーティブ インストルメンテーション (GenInst) これにより、エンジニアはFPGAの専門知識や複雑なツールを必要とせずに、自然言語で望ましいトリガー動作を記述できます。HDL開発に取り組んだり、ハードウェアの改訂を繰り返したり、標準機器に高価で機能制限のあるアドオンを追加したりする代わりに、エンジニアはアプリケーションのニーズに完全に合致するカスタムトリガーを迅速にプロトタイプ作成、改良、展開できます。

複雑なトリガーの課題

エンジニアは、次のような用途において、複数の信号を監視し、独立した閾値を適用し、タイミング要件を組み込み、トリガーイベントをより大規模な測定システム全体に分散させる必要に迫られることがよくあります。

• 環境監視システム
• パワーエレクトロニクス試験
• 航空宇宙センサーの検証
• 工業オートメーション
• マルチチャネル故障検出

従来の楽器は通常、以下の機能を提供します。

• シングルチャネルしきい値トリガー
• 限られた論理的組み合わせ
• 固定トリガーアーキテクチャ

より高度な動作が求められる場合、エンジニアはしばしば以下の方法に頼る。

• 複雑な統合と同期を伴う外部ハードウェア
• 専門的なHDLの知識を必要とするFPGA開発
• ソフトウェアベースのトリガー方式は、遅延と非決定的なタイミングをもたらす。

今日、このような複雑で高度なトリガーを実装するには、エンジニアには主に3つの選択肢があります。

1. FPGA評価ボード上で、カスタムHDLを用いてロジックを実装する。これにより、ハードウェア速度で動作する決定論的なトリガーが実現するが、VerilogまたはVHDLによる開発、シミュレーション、タイミングクロージャ、およびベンチマークの他の部分との統合に2～6週間を要する。結果として得られるIPは、多くの場合、開発者が1人のみであり、チームがハードウェアをアップグレードする際に移植が困難となる。
2. 大手オシロスコープメーカーの高度なトリガーパックは、一部の機能をカバーしていますが、特定の機器SKUに限定され、ライセンスはユーザー単位で付与されます。チャンネルごとの時間修飾子やチャンネルごとのレポート機能は提供されておらず、新しいトリガー条件を追加するには、通常、サービスコールまたは機能リクエストが必要となります。
3. LabVIEWやPythonを用いたソフトウェア側のロジックは、3つの方法の中で最も実装が速いものの、ドライバやOSの遅延が発生し、ハードウェアイベントのタイムスケールで確実にトリガーされず、元の作成者しか安全に修正できない脆弱なスクリプトになってしまう。

ジェネレーティブ・インストゥルメンテーションとは何ですか？

ベンチ上の固定計測器の機能を使用する代わりに、 生成計測 エンジニアが定義できるようにするもの：

• 入力
• 出力
• トリガー動作
• タイミング要件
• ステートマシンの動作
• 再武装条件

自然言語を使用します。定義が完了すると、ユーザーはガイド付きの仕様策定プロセスに従って、プロジェクト要件を完全に把握します。その後、GenInstは、再構成可能なMokuハードウェアに展開できるカスタムトリガー機器を​​設計、テスト、構築します。

複数入力カスタムトリガーの例の解説

1. トリガー要件を平易な言葉で説明してください。

2. GenInstは質問を投げかけ、背景情報を収集し、共同作業を通じてお客様の意見を取り入れながら、機器の仕様と要件を定義します。

3. 構築、検証、反復。GenInstは、計測器のドキュメント、エッジケース処理、計測器を検証するための完全なテストベンチを含む包括的な計画を作成します。承認後、GenInstは自動的に計測器の構築、テスト、改善を開始します。

4. 事前に構築された計測器とともにMokuにデプロイします。これで計測器はハードウェアにデプロイされ、AIから完全に切り離されるため、結果は真に決定論的なものになります。

機器の要件

この機器は以下の目的で設計されました。

4つの独立した入力を監視する

各チャンネルには以下が含まれます。

• 独立した電圧しきい値
• 独立した計時資格
• 独立したトリガー状態表示

この装置は、監視対象のいずれかの入力でトリガー条件が満たされた場合に、単一のトリガー出力を生成します。

レポートトリガーソース情報

OutputB[3:0]は、どのチャネルがしきい値を超えたかを示す情報を提供します。

楽器の同期をサポート

生成されたトリガーは、以下の場所にルーティングできます。

• 外部トリガー入力
• その他の木工楽器
• 追加の取得システム

いったん展開されると、最終的なツールは元のプロンプトをそのまま翻訳したものではありません。GenInstは次のように提案しました。

• 追加のトリガー設定
• 代替閾値戦略
• 再武装動作オプション
• システムの柔軟性の向上

GenInstは、単なるコード生成ツールではなく、共同設計支援ツールとして機能します。開発者の意図を捉えつつ、開発プロセス全体を通して提案やベストプラクティスを提供します。質の高い成果を得るために、開発対象の機器に関する専門知識は必要ありません。

サンプルアプリケーション

計測器の作成は最初のステップにすぎません。この例では、マルチ入力トリガーは、次のようなアプリケーション向けの高度な信号監視ツールを提供します。 故障検出システム： 監視対象のいずれかのパラメータが、指定された期間、安全な動作限界を超えた場合にトリガーされます。 パワーエレクトロニクスの検証： 電圧レール、センサー測定値、およびスイッチングノードの動作を監視し、異常状態が発生した際にデータを取得します。 航空宇宙・防衛関連の試験： 複数のセンサーチャンネルを組み合わせて、一時的な事象を特定する。 産業自動化： トリガー出力を、下流の計測機器への確定的なイベント信号として使用します。

結論

この機器では特に、 GenInst 従来のカスタム機能設計ワークフローの代わりに採用したことで、時間と労力を大幅に節約できました。開発期間は、数週間かかっていたFPGA開発から、わずか1日で完了するようになりました。 GenInst Studio セッション中、エンジニアはHDL、ドライバコード、GUIを一切記述していません。トリガーは、エンジニアが手作業で構築した場合と同じタイミング特性で、Moku:Deltaハードウェア上で決定論的に動作します。さらに、Studioで生成されたすべての計測器はバージョン管理され、共有可能です。エンジニアがしきい値を調整したり、時間修飾子を変更したり、異なる再アームシナリオを試したりする必要がある次のプロジェクトでは、設計を反復して新しいカスタム計測器を迅速に作成できます。GenInst Studioを無料で試用するには、トライアルに登録してください。 こちら.

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