新一代纳秒级高带宽仿真工具平台——HAC Express

      HAC Express是基于FPGA的模型仿真开发环境，专注于高精度建模和超高速实时仿真，弥补了传统仿真工具平台无法进行纳秒级仿真的短板。

      HAC系列自推出以来，经历了从v1.0、v2.0、v3.0的长足发展与深厚应用积淀。如今，为满足愈发复杂的使用场景、更加海量的I/O需求、更为高速的仿真节拍、以及更加便捷的建模操作，润科通用轨道电子事业部秉承着“价值创新，服务客户”的宗旨，隆重推出新一代产品——HAC Express。

      作为新一代的高速仿真环境，HAC Express仿真工具软件和HiFlex系列硬件不但持续精进纳秒级仿真性能，而且将仿真过程中的数据交互带宽提升到Gbps级别，同时还提供了种类丰富、数量众多的IO接口及其扩展模块，可满足用户不同规模和复杂使用场景的应用需求，真正实现了“用一台设备仿真一整套系统”的用户诉求。

      不仅如此，HAC Express可与HiGale仿真系统无缝结合，可以支持完整动态代码生成、仿真及目标环境执行功能。HiGale仿真系统既可以通过Matlab / Simulink 模块搭建仿真模型，同时也兼容多种专业离线仿真软件（例如Dymola、AMESim、SimScape、SIMPack等），并搭配高性能处理器和多种模拟量、数字量、通讯、以及轨道领域专业应用板卡，实现快速原型和高效的迭代  开发。现在，配合HAC Express 之后，基于HiGale平台的仿真测试更是如虎添翼。

      便捷的操作、友好的用户交互、统一的模型管理、以及良好的硬件性能，使HAC Express平台能够满足用户对于高速高精度仿真建模的多种诉求。

产品介绍

      润科通用HAC Express工具可以将模型的仿真步长提高到了纳秒级别，是传统x86仿真机的100~1000倍。同时每个运行平台配备了大量分布式模拟量和数字量接口，满足模型对于IO资源接口的需求。并且多个模型之间还具有高速数据传输交互通道，实现低延时的多模型实时仿真。同时，支持与HiGale仿真平台无缝集成，实现与其他模型的联合仿真。

产品优势

• 建模和接口配置更便捷，一键编译下载

• 软件提供模型、硬件设备管理功能，助力用户研发流程规范化和时效性管理

• 硬件模块灵活可配，IO资源丰富，能够满足从单一部件到集成电力电子系统的多场景定制化需求

• 润科通用轨道电子事业部拥有业内成熟的电力电子HIL仿真解决方案经验，可提供基于HAC Express的完整仿真测试咨询服务

HAC Express软件平台

编译工具无缝集成于Maltab/Simulink

模型和设备管理简单规范

用户操作步骤便捷

①SYSGEN建模                       ②模型端口关联

③模型自动编译                        ④选择硬件平台

⑤模型下载                              ⑥HiGale监控

HAC Express硬件平台

 核心模块HiFlex-FPGA

•  XILINX KINTEX 7 410T具有406720个Logic Cells，1540个DSP资源 

• 3个交互设备接口，光纤连接

• 具备子板扩展功能

• 10 MHz同步时钟输入

• 高达6 Gbps光纤数据传输速率

模拟量/数字量IO设备HiFlex-IO

• ±10 V模拟输出/输入通道各64路

• 5 V TTL数字输出/输入通道各160路

• 10 MHz同步时钟输入

• 16位/2 MSPS模拟输出/输入

• 最大10 MHz数字输出/输入

• 设备状态屏显功能

模型数据交互设备

• 6 Gbps光纤传输接口

• 24个10 MHz同步时钟输出接口

• OLED屏显

产品性能对比

应用案例

某单位综合电子FPGA高速仿真测试平台

      某单位为了保证列车牵引系统关键部件牵引控制单元（TCU）的可靠性，减少问题件流出的风险，以及减少研发周期，搭建了TCU部件的牵引电路HIL仿真测试平台。但是牵引电路由主变压器、变流器、牵引电机组装。其中变流器又由四象限整流器 (4QC) 、直流中间电路、驱动逆变器组成。使得整个牵引电路在做HIL仿真过程中，模型庞大且需要的IO资源接口多。通常解决方案中，是根据一块板卡所能支持的模型大小或者IO资源数量，将模型分拆到各个板卡中去，在这个过程中存在解耦后的模型之间数据交互时间较长，对模型拆分后的系统鲁棒性要求很高，一旦解耦不好就会导致整个模型在运行过程中崩溃。

      以其中变压器、预充电、中间直流回路、逆变器为例，每套电路需要包含150个数字量输入接口，30个模拟量输出接口以及10个模拟量输入接口。通常会将这部分电路拆解到2~4块FPGA仿真板卡中去运行，拆分难度较高。其中并联变流器部分结构框图如下所示。

      现在，采用HAC Express工具，不需要拆解模型就可以运行完整的变压器、预充电、中间直流回路、逆变器模型，同时能实现众多IO接的要求，降低了设计难度，提高了模型的可靠性。例如，对于单电机TCU牵引系统仿真部分，HAC Express工具设备的拓扑结构如下：

经纬恒润

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