FPGA产生正弦波方法COE文件

FPGA产生正弦波方法（1/4周期）COE文件本文主要介绍通过查表法产生正弦波。涉及利用matlab生成四分之一周期的正弦相位、幅值对应表，生成COE文件的IP 核方法，FPGA编程产生数字正弦信号。

正弦信号，是一个模拟信号。FPGA只能产生数字信号。因此需要用DA将数字量转化为模拟量。这里采用modelsim的模拟波形显示，不叙述DA转换相关知识了。产生正弦信号的方法有很多，这里用的是查找rom的方法，产生正弦信号。

正弦信号，是一个幅值介于-1和1之间周期变化的模拟量，因此只需要将1/4周期的值存进rom里，其波形就可以根据这1/4周期幅值的变化得到。

matlab产生正弦信号的值。以为步长，从0采集到pi/2，共158

个点。x = linspace(0, pi/2,158); 因sin的幅值值是小数，而FPGA不能表示小数，我们把幅值乘以12位二进制后取整实现幅值整数化。即幅值放大4096倍。例如幅值为，而*2^12=，取整为1229。当然这样表示会有一定误差，但可以根据精度需要调整参数，使误差可接受。

生成ROM。这里rom用的是ISE的IP rom。将matlab生成的数据存入rom里面，读取rom的值，即可生成正弦信号。

首先是生成rom的初始化文件。Xilinx的rom的初始化文件的后缀为.coe。这个特殊文件有固定的格式如下：

文件前面两行的内容是固定的。MEMORY_INITIALIZATION_RADIX=10;表示下面的数字是10进制数，后面的数据是依次存入rom的值，以逗号分开，最后以一个分号结束。

生成初始化文件的matlab程序如下所示：

fid = fopen('','w');

fprintf(fid,'MEMORY_INITIALIZATION_RADIX = 10;\n');

fprintf(fid,'MEMORY_INITIALIZATION_VECTOR =\n');

for i = 0:1:pi/2*100

y = sin(i/100);

rom =floor( y * 2^12);

if i == 157

fprintf(fid,'%d;',rom);

else

fprintf(fid,'%d,',rom);

end

if mod(i,10)==0 && i ~= 0

fprintf(fid,'\n');

end

end

fclose(fid);

matlab生成的文件是.txt文件。将后缀直接改为.coe即可。然后复制到ISE 分工程目录下。

初始化文件生成后，剩下就是编写verilog代码。

首先建一个工程，然后新建一个IP。

找到rom，打开。设置按如下设置：

这里是设置位宽，采用的是13位（第一位为符号位，后面12位为数据位）来显示sin的值。因此这里是设置为13.深度是因为要存158个值，所以这里设置为158.

将刚刚生成的.coe文件载入，生成即可。

接着就是编写verilog代码了。

首次查看用ip生成的rom的例化代码.

sin_rom your_instance_name (

.clka(clka), ddra(addra), outa(douta) lka(clk), ddra(add), outa(douta) lk(clk),

.address(address),

.data_out(data_out)

);

always#5 clk = ~clk;

initial begin

// Initialize Inputs

clk = 0;

address = 0;

// Wait 100 ns for global reset to finish

while(1)

begin

@(negedge(clk));

if( address < 628 )

address = address + 1;

else

address = 0;

end

end

endmodule

至此FPGA产生正弦波程序结束。这样产生的正弦波，方法比较简单，但是不能调节，调节的话，就要重新生成rom的值。而且还伴随着有误差。可以通过增大位数，和减小采样间隔时间来减小误差。