基于FPGA的AGWN信號生成器

圖4是加法器模塊的仿真波形：因為reset之后的第一個clk上升沿輸出的是PN序列的第二個碼字，第一個碼字在reset同時已經(jīng)輸出，加法電路是一個組合電路，所以加法器的輸出(addi／addq)在系統(tǒng)剛啟動時不會出現(xiàn)不確定值。
圖5是系統(tǒng)正常運(yùn)行后乘法模塊的仿真波形。值得注意的是在系統(tǒng)剛開始運(yùn)轉(zhuǎn)時，reset信號之后，由于PN序列發(fā)生器和加法器中的串行輸出數(shù)據(jù)，還沒有傳遞到乘法器模塊中的被乘數(shù)寄存器(multiregi／multi-regq)和乘積寄存器中，這時從乘積寄存器中串行輸出一些不確定值。

3．2 綜合、布局布線
綜合是指將HDL語言，原理圖等設(shè)計輸入翻譯成由與、或、非門，RAM，觸發(fā)器等基本邏輯單元組成的邏輯連接，并根據(jù)目標(biāo)及要求優(yōu)化所生成的邏輯，最后輸出edf或vqm網(wǎng)表文件供布局布線用。
布局布線是將綜合生成的邏輯網(wǎng)表適配到具體器件中，并把工程的邏輯和時序要求與器件的可用資源相匹配，它將每個邏輯功能分配給最好的邏輯單元位置，進(jìn)行布線和時序，并選擇相應(yīng)的互邊路徑和管腳分配。
3．3 時序仿真
時序仿真也稱后仿真，即通過加入綜合后網(wǎng)表及時延信息對電路進(jìn)行綜合仿真，速度較慢。前后仿真與綜合、布局布線的關(guān)系是一脈相承的，又相輔相成。功能仿真與綜合、時序分析形成一個反饋工作過程，只有過程收斂之后的綜合、布局布線等環(huán)節(jié)才有意義，孤立的功能仿真即使通過也是沒有意義的，如果在時序分析中發(fā)現(xiàn)時序不滿足需要更改代碼，則功能仿真必須重新進(jìn)行。圖6是在QuartusⅡ中綜合布局布線之后的時序仿仿真波形。由于用了2倍頻電路，所以系統(tǒng)只用了一個時鐘信號clk，a為8位的系數(shù)。為觀察產(chǎn)生的AGWN的隨機(jī)性，截取的圖形是同一仿真在不同時段的波形圖。

4 結(jié) 語
本文使用Verilog硬件設(shè)計語言，采用自頂下的設(shè)計思路，將整個設(shè)計分為了不同的小模塊，分別實現(xiàn)每一個模塊的功能，最終設(shè)計出AGWN信號產(chǎn)生的Ver-ilog電路，并實現(xiàn)了功能仿真、綜合、布局布線、時序仿真。該電路實現(xiàn)了在數(shù)字通信系統(tǒng)中常用的AGWN信號，由于數(shù)字通信系統(tǒng)中用到的是數(shù)字信號，可以直接在數(shù)字通信系統(tǒng)中加載所產(chǎn)生的數(shù)字信號使用。如果需要用到模擬的AGWN信號，可將產(chǎn)生的數(shù)字信號通過A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬信號再進(jìn)行使用。