FPGA天线选通电路设计思考的论文
1电路的功能仿真及结果
1.1电路功能仿真
本电路的设计采用了QuartusII软件进行功能仿真。QuartusII是Altera提供的现场可编程门阵列(FPGA)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)开发综合环境。QuatusII支持Altera的IP核,包含了LPM/MegaFunetion宏功能模块库,使用户可以充分利用成熟的模块,简化了设计的复杂性,加快了设计速度。此外,QuartusII通过和DSPBuilder工具与Matlab/Simulink相结合,可以方便地实现各种DSP应用系统。其支持Altera的片上可编程系统开发,集系统级设计、嵌入式软件开发、可编程逻辑设计于一体,是一种综合性的开发平台,适用于实际电路的设计与仿真,可以大大缩短电路开发的周期,提高设计的效率。在分层电路设计中,QuartusII可以采用两种结构。第一种结构就是每个模块分别建立一个工程文件,在每个工程中分别调试单元电路,调试通过后,生成器件,然后再TOP中调用元件即可;另一种就是所有模块文件统一放在一个工程文件中,每个模块调试时设置成置顶即可,相互之间没有影响,然后生成器件在Top文件中进行调用。本文电路的设计与仿真采用了第二种方法,统一放置在一个工程文件中,便于文件的管理,提高了设计与仿真过程的效率。对于TOP-Down结构,顶层设计有两种输入方式,一种是采用VHDL语言编程,利用例化语句将各个组成模块进行逻辑连接,从而实现电路功能;另一种方式就是采用电路图输入方式,分别调用库中已有或编程生成的器件,最终实现电路设计实现。本文设计电路采用原理图输入的方式,在Top结构中最后形成的电路原理
1.2仿真结果与分析
1.2.1分频模块仿真结果本电路中共有3级分频电路,采用串联方式连接,分别为一级9分频和两级10分频,需要得到占空比为1:1的信号,因此10分频电路输出必须为占空比为1:1的方波信号,单10分频模块仿真结果,能够得到占空比1:1的方波信号,满足了电路的设计要求。
1.2.2选通电路仿真结果从上文中可以知道,设计天线选通电路的目的就是产生8路天线打通脉冲,且有效脉冲应该是依次出现的,每一时刻有且仅有一路信号是有效的,同时还应按照顺序依次有效。本设计总体电路功能仿真结果。从仿真结果中可以看出,在输入一路时钟(CLK)信号的情况下,8路输出端中每一时刻仅有1位为0,也就是1位有效,且为0的位是按顺序依次出现的,因此电路设计输出结果满足系统对电路的.要求,同时也说明电路设计是成功的。
2结论
本文采用VHDL语言的层次化和模块化的设计方法,对系统的逻辑行为进行描述,然后通过综合工具进行结构的综合、编译、仿真,可在短时间内设计出高效、稳定、符合要求的电路系统,而且在不变化顶层文件的情况下即可任意升级、完善模块电路。硬件描述语言VHDL为设计提供了更大的可移植性和可扩展性,使程序具有更高的通用性,较好的达到了系统对本电路的要求。同时,基于VHDL语言的FPGA技术是近年来新兴技术,功能强大,速度快,应用领域光,在军事、医疗、通信、视频技术等领域都得到了广泛的应用。虽然目前利用FPGA成本偏高,但是随着产量的增加和应用的进一步拓展,成本必将进一步降低。因此,本文中电路设计采用了FPGA技术,符合设备未来发展需求,为将来设备的升级换代提供了必要保障。
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