FPGA天線選通電路設計思考的論文
1電路的功能仿真及結果
1.1電路功能仿真
本電路的設計採用了QuartusII軟件進行功能仿真。QuartusII是Altera提供的現場可編程門陣列(FPGA)和複雜可編程邏輯器件(CPLD)開發綜合環境。QuatusII支持Altera的IP核,包含了LPM/MegaFunetion宏功能模塊庫,使用戶可以充分利用成熟的模塊,簡化了設計的複雜性,加快了設計速度。此外,QuartusII通過和DSPBuilder工具與Matlab/Simulink相結合,可以方便地實現各種DSP應用系統。其支持Altera的片上可編程系統開發,集系統級設計、嵌入式軟件開發、可編程邏輯設計於一體,是一種綜合性的開發平臺,適用於實際電路的設計與仿真,可以大大縮短電路開發的週期,提高設計的效率。在分層電路設計中,QuartusII可以採用兩種結構。第一種結構就是每個模塊分別建立一個工程文件,在每個工程中分別調試單元電路,調試通過後,生成器件,然後再TOP中調用元件即可;另一種就是所有模塊文件統一放在一個工程文件中,每個模塊調試時設置成置頂即可,相互之間沒有影響,然後生成器件在Top文件中進行調用。本文電路的設計與仿真採用了第二種方法,統一放置在一個工程文件中,便於文件的管理,提高了設計與仿真過程的效率。對於TOP-Down結構,頂層設計有兩種輸入方式,一種是採用VHDL語言編程,利用例化語句將各個組成模塊進行邏輯連接,從而實現電路功能;另一種方式就是採用電路圖輸入方式,分別調用庫中已有或編程生成的器件,最終實現電路設計實現。本文設計電路採用原理圖輸入的方式,在Top結構中最後形成的電路原理
1.2仿真結果與分析
1.2.1分頻模塊仿真結果本電路中共有3級分頻電路,採用串聯方式連接,分別爲一級9分頻和兩級10分頻,需要得到佔空比爲1:1的信號,因此10分頻電路輸出必須爲佔空比爲1:1的方波信號,單10分頻模塊仿真結果,能夠得到佔空比1:1的方波信號,滿足了電路的設計要求。
1.2.2選通電路仿真結果從上文中可以知道,設計天線選通電路的目的就是產生8路天線打通脈衝,且有效脈衝應該是依次出現的,每一時刻有且僅有一路信號是有效的,同時還應按照順序依次有效。本設計總體電路功能仿真結果。從仿真結果中可以看出,在輸入一路時鐘(CLK)信號的情況下,8路輸出端中每一時刻僅有1位爲0,也就是1位有效,且爲0的位是按順序依次出現的,因此電路設計輸出結果滿足系統對電路的.要求,同時也說明電路設計是成功的。
2結論
本文采用VHDL語言的層次化和模塊化的設計方法,對系統的邏輯行爲進行描述,然後通過綜合工具進行結構的綜合、編譯、仿真,可在短時間內設計出高效、穩定、符合要求的電路系統,而且在不變化頂層文件的情況下即可任意升級、完善模塊電路。硬件描述語言VHDL爲設計提供了更大的可移植性和可擴展性,使程序具有更高的通用性,較好的達到了系統對本電路的要求。同時,基於VHDL語言的FPGA技術是近年來新興技術,功能強大,速度快,應用領域光,在軍事、醫療、通信、視頻技術等領域都得到了廣泛的應用。雖然目前利用FPGA成本偏高,但是隨着產量的增加和應用的進一步拓展,成本必將進一步降低。因此,本文中電路設計採用了FPGA技術,符合設備未來發展需求,爲將來設備的升級換代提供了必要保障。
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