下載本文檔
版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領
文檔簡介
FPG/W件的開發(fā)平臺與MATLA骸口仿真引言現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPG/W件的出現(xiàn)是超大規(guī)模集成電路技術和計算機輔助設計技術發(fā)展的結(jié)果。FPG部件集成度高、體積小,具有通過用戶編程實現(xiàn)專門應用功能。它允許電路設計者利用基于計算機的開發(fā)平臺,經(jīng)過設計輸入、仿真、測試和校驗,直到達到預期的結(jié)果。目前使用最多的QuartusII軟件支持幾乎所有的ED2具,并且可以通過命令行或Tcl腳本與第三方EDA工具之間進行無縫連接。但在很多工程設計應用中,由 FPGAS件完成的主程序中只完成大量的數(shù)學運算,程序調(diào)試時以二進制輸出的信號可視性差,給設計人員進行仿真、調(diào)試帶來了很多不便。對于很多工程設計人員來說 MATLAB一種熟悉的具有強大的運算功能和波形仿真、分析功能的軟件,如果能將FPG內(nèi)MATLAB接口,就可以快速、準確、直觀地對FPGA§序進行校驗和仿真,尤其在波形信號處理等工程應用領域具有實際意義。QuartusII開發(fā)軟件Altera公司的QuartusII軟件提供了可編程片上系統(tǒng)(SOPC設計的一個綜合開發(fā)環(huán)境QuartusII開發(fā)工具人機界面友好、易于使用、性能優(yōu)良,并自帶編譯、仿真功能。QuartusII軟件支持VHD朗Verilog硬件描述語言■的設計輸入、基于圖形的設計輸入方式以及集成系統(tǒng)級設計工具。 QuartusII軟件可以將設計、綜合、布局和布線以及系統(tǒng)的驗證全部都整合到一個無縫的環(huán)境之中,其中也包括和第三方EDM具的接口。QuartusII設計軟件根據(jù)設計者需要提供了一個完整的多平臺開發(fā)環(huán)境,它包含整個FPG呼日CPL破計階段的解決方案。圖1說明了QuartusII軟件的開發(fā)流程。設計輸入在實際應用設計中,對程序原理性及可執(zhí)行性的驗證主要集中在程序修改階段,尤其在處理的數(shù)據(jù)復雜、繁多時,QuartusII自帶的波形輸入仿真就很難實現(xiàn)程序的驗證,而且輸出的數(shù)據(jù)不能方便的以波形圖示直觀的呈現(xiàn),給程序設計者在校驗程序階段帶來了很多的不便。再有,在很多數(shù)字電路設計中,考慮成本的問題,F(xiàn)PG戒現(xiàn)的往往是設計的核心部分,而很多的外圍電路如 A/D轉(zhuǎn)換器、d/a轉(zhuǎn)換器等仍然使用傳統(tǒng)的接口芯片來實現(xiàn)。而QuartusII設計只是針對數(shù)字信號,并不支持模擬量的輸入。而僅僅為了便丁程序的驗證而用 FPGAS現(xiàn)這些外圍電路,不但會大大延長程序的開發(fā)周期,更會增大開發(fā)的成本。而MATLA臭有強大的運算功能,可以容易的實現(xiàn)A/D、D/A轉(zhuǎn)換等外圍電路功能,并能以波形形式將結(jié)果直觀地呈現(xiàn),極大地方便了程序設計人員設計應用系統(tǒng)。QuartusII與Matlab的接口實現(xiàn)接口原理VHDL程序從根本上講就是將一些現(xiàn)有的數(shù)據(jù)進行處理,并輸出預期的數(shù)據(jù)。QuartusII軟件的波形文件(.vwf文件)可以根據(jù)設計人員的要求靈活輸入。但在大多數(shù)情況下需要仿真的波形數(shù)據(jù)數(shù)量龐大,這樣的輸入方式就明顯不能滿足仿真的要求了。而上述提到的一些外圍電路的作用也是將需要處理的數(shù)據(jù)輸入到程序中,并將處理過的數(shù)據(jù)輸出到指定的裝置。根據(jù)這一原理,用一個輸入、輸出寄存器就可以方便的實現(xiàn)與 MATLAW問的接口了。QuartusII工具中提供了很多種類的寄存器宏模塊,并能根據(jù)用戶的要求進行編輯。使用這些宏模塊可以很容易地實現(xiàn)與MATLA既問的接口。下面就是幾種RAMS模塊:表]ram 蠱模塊堪例方變塊名橋 1rnp-rArrvcfciUYlp-fOffL跆 手敏叱朋虬 嘛人(口分昨券教叱只AW.蛾人粉出共陽一個孝口接口的實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入很多FPGAS序在仿真時,需要輸入特定條件下的數(shù)值。程序設計時,可以在輸入端口前加一個預置的存儲器,那么初始數(shù)據(jù)的輸入就變成了該寄存器的初始化。一般情況下,這些初始數(shù)據(jù)很容易用MATLAB件經(jīng)過計算實現(xiàn)。QuartusII中提供了兩種寄存器的初始文件格式,.mif文件和.hex文件。由MATLAB成的數(shù)據(jù)可以方便的根據(jù)指定路徑加載到寄存器模塊中。數(shù)據(jù)的輸出數(shù)據(jù)輸出和數(shù)據(jù)輸入的原理是相同的。將寄存器中的.mif文件或.hex文件導出,并加載到MATLA中相應的變量中,MATLAB勺波形仿真功能就可使設計人員方便直觀地觀察程序結(jié)果了,這樣大大地方便了設計人員在設計早期對程序進行校驗。應用舉例這里以一個簡單的FFT諧波分析過程的設計為例,說明如何在FPGAg計中靈活地應用MATLA能完成設計的初步仿真和驗證。FPGA勺快速運算雖然能更好的實現(xiàn)了FFT,但大多數(shù)FFT設計并不能預知處理對象的準確波形,而QuartusII更不能提供直觀的結(jié)果觀察。為了驗證設計的可行性,在設計時,在輸入、輸出端分別設置一個數(shù)據(jù)存儲器,數(shù)據(jù)存入的時序可以根據(jù)設計的要求靈活控制,存儲需要的數(shù)據(jù)。需要注意的一點就是,對丁大量數(shù)據(jù)的波形驗證,存儲器的加入會使設計的資源變大,初步驗證時需使用比預計的容量大的器件。在程序的初步驗證之后,就可以在預定的器件中進行編譯配置,然后進行進一步的調(diào)試。程序設計如圖2所示,程序設計大致分為四個模塊,主程序模塊、輸入存儲器、輸出存儲器以及控制模塊。主程序模塊是FFT的設計程序,來完成預期的數(shù)據(jù)處理,而輸入、輸出存儲器則為與Matlab的接口程序,控制模塊則控制數(shù)據(jù)的輸入、假設設計時的A/D接口采樣頻率為50kHz,即一個周期內(nèi)的采樣點數(shù)為1000點在MATLAB可以很容易的實現(xiàn)公式(1)所示的信號的A/D采樣。根據(jù)采樣要求,就可以確定輸入存儲器的容量為121000bit。將MATLABA生成的目標向量以相應的二進制表示,并導入到該輸入存儲器中,就完成了輸入存儲器的初始化。所得的結(jié)果輸出原理亦同,在MATLABA建立大小相當?shù)南蛄浚瑢⑤敵龃鎯ζ髦械臄?shù)據(jù)導入到該向量就可以直觀的形式觀察輸出的結(jié)果。那么設計中的關鍵問題主要就集中在了控制模塊的設計。該模塊的時序必須與外圍電路時序、主程序中的時序相匹配,以達到逼真模擬真實A/D等外圍電路的作用。結(jié)果仿真任意取兩個不同的輸入信號如下:(a1~5.s"?(h7+〃。4)+3\洲3時)+川門⑸口)工2=&洲3心)》2浦神5昭)+C<>5(7h7)按照上述的程序設計流程,可以由FPG聊速計算得到任意波形的FFT處理結(jié)果,并以直觀的結(jié)果方便程序設計人員的初步程序調(diào)試。結(jié)論FPGAS件的最大的優(yōu)勢就是具有更
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 師德師風教育演講稿
- 易錯點糾錯練07 動詞時態(tài)、語態(tài)易錯點-備戰(zhàn)2025年高考英語考試易錯題含解析
- 年度員工發(fā)言稿(合集15篇)
- 南方家居產(chǎn)品知識
- 第1課《沁園春 雪》 統(tǒng)編版語文九年級上冊
- 年會的致詞(范文8篇)
- 硫化鉛量子點輔助近紅外二區(qū)熒光成像技術在熒光成像引導切除宮頸腫瘤的應用研究
- 二零二五年個人企業(yè)股權(quán)代持補充協(xié)議2篇
- 應急預案的地質(zhì)災害防治
- 鐘表行業(yè)維修技巧培訓總結(jié)
- 移動商務內(nèi)容運營(吳洪貴)任務四 引起受眾傳播內(nèi)容要素的掌控
- 安徽新宸新材料有限公司年產(chǎn)6000噸鋰離子電池材料雙氟磺酰亞胺鋰項目環(huán)境影響報告書
- 繪本《汪汪的生日派對》
- 分手的協(xié)議書模板(5篇)
- 助產(chǎn)護理畢業(yè)論文
- 地震工程學概論課件
- 小學語文三年級下冊生字偏旁、拼音、組詞
- 2023年山東藥品食品職業(yè)學院單招綜合素質(zhì)考試筆試題庫及答案解析
- 紡織廠各工種考核細則
- (3篇)工會換屆主持詞
- 機房溫濕度標準要求(設計要求方案)
評論
0/150
提交評論