基于FPGA設計DSP的實踐與改進設計

3 實踐與分析

3.1 AM調制模型的 FPGA實現

3.1.1 AM調制原理

調制器與解調器是通信設備中的重要部件。所謂調制，就是用調制信號去控制載波某個參數的過程。相關的術語如下：

·調制信號：由原始信號轉變成的低頻信號，可以是模擬信號，也可是數字信號。通常用數學符號uΩ表示。
·載波：未受調制的高頻震蕩信號。載波可以是正弦波也可以是非正弦波（方波、三角波、鋸齒波）。用uC表示。
·已調波：受調制后的振蕩波，具有調制信號的特征。

設載波電壓為：
uC =UC cosωct （1）

調制電壓為：
uΩ= UΩ cosΩt （2）

3.1.2 模型建立

基于本文上述的理論建立出 AM調幅模型。其中的兩個子系統(tǒng)分別是用上述的 DDS模型建立的載波與調制波模塊，在 Simulink中得到仿真結果如圖4所示。

圖4 AM調幅模型仿真結果

3.2 將模型文件轉化為硬件描述語言

當 DSP Builder模型與仿真都正確后就可以進入模型向硬件描述語言的過程了。加入Signal Compiler模塊，點擊執(zhí)行將模型文件轉化為硬件描述語言。轉換后 DSP Builder的Signal Compiler模塊會自動生成 Quartus II的工程，其中的代碼已經依據模型自動生成并建立了頂層模塊。如圖5。增加相應的輸入與輸出，鎖定引腳后就可以下載了。

圖5 生成的模型頂層結構

下載到 FPGA中，連接示波器，觀察到如圖6所示圖像。

圖6 在示波器中的AM調制模型信號圖像

4 結語

從實踐結果和系統(tǒng)的總體設計方案可以看出，改進的設計流程使得設計人員可以借助Simulink進行靈活的系統(tǒng)模型設計并且可以通過 MATLAB強大的計算能力進行系統(tǒng)級的仿真。由DSP Builder進行硬件描述語言的自動生成讓設計者可以更加專注于系統(tǒng)的整體設計，提高了開發(fā)效率和系統(tǒng)建立質量。

本文作者創(chuàng)新點：引入EDA設計工具對現行的DSP系統(tǒng)設計流程進行改進，使DSP系統(tǒng)開發(fā)效率得到明顯提高。