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進行靈活的系統模型設計并且可以通過 MATLAB強大的計算能力進行系統級的仿真。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的整體設計，提高了開發效率和系統建立質量。

本文作者創新點：引入EDA設計工具對現行的DSP系統設計流程進行改進，使DSP系統開發效率得到明顯提高。