FPGA_ASIC-基于FPGA的正交数字混频器的设计与验证
基于FPGA的ASIC设计
基于FPGA的ASIC设计基于FPGA（现场可编程门阵列）的ASIC（应用特定集成电路）设计是一种常见的设计流程，用于快速验证和验证系统级功能和性能。
FPGA 允许工程师根据特定应用的需求来编程硬件，从而提高系统设计的灵活性和可重构性。
在本文中，我们将讨论基于FPGA的ASIC设计的过程以及其优点和挑战。
ASIC设计是一种定制化的设计，旨在完全适应特定应用的要求。
与通用处理器相比，ASIC设计可以提供更高的性能，更低的功耗和更小的面积。
然而，ASIC设计的开发成本和时间通常更高，制造过程也更加复杂。
为了降低设计风险和成本，工程师通常会选择在FPGA平台上验证ASIC设计。
基于FPGA的ASIC设计可分为两个主要阶段：验证和实施。
验证阶段旨在验证设计的功能和性能，并最小化设计错误的概率。
在验证阶段，工程师使用HDL（硬件描述语言）编写设计，并使用仿真工具进行功能和时序仿真。
设计经过全面测试后，可以将其加载到FPGA中进行验证。
实施阶段旨在将验证过的设计转化为ASIC所需的物理布局和电路。
在此阶段，设计需要进行综合和布局布线。
综合是将HDL代码转换为逻辑门级电路的过程。
布局则涉及将逻辑电路映射到硬件资源上，以及确定电路元素的位置。
布线是将电路中的逻辑连接物理化的过程。
基于FPGA的ASIC设计有几个显着的优点。
首先，FPGA可从验证开始，快速迭代验证设计，从而缩短设计周期。
其次，FPGA提供了一种更灵活的开发平台，可以在设计期间进行功能和性能调整。
此外，对于小型项目，FPGA还可以免去制造和测试ASIC的成本和风险。
最后，基于FPGA的ASIC设计还可以为设计团队提供更多的实践经验，为制造期间的问题做好准备。
然而，基于FPGA的ASIC设计也面临一些挑战。
首先，FPGA平台通常比ASIC平台更昂贵，因此对于大项目，可能会导致较高的开发成本。
其次，尽管FPGA可以快速验证和协助设计，但ASIC设计的实施过程可能会很复杂。
基于fpga分离混合正弦信号
基于FPGA分离混合正弦信号引言混合正弦信号是由多个正弦信号叠加而成的复合信号。
在实际应用中，我们常常需要将混合正弦信号分离出来，以便进一步进行处理或分析。
本文将介绍如何利用FPGA（现场可编程门阵列）技术来实现混合正弦信号的分离。
FPGA介绍FPGA是一种灵活可编程的集成电路芯片，具有可重构的硬件结构。
它可以根据特定的应用需求进行编程，实现各种不同的功能。
FPGA具有高度并行的计算能力和较低的延迟，非常适合在实时信号处理中应用。
FPGA在信号处理中的应用FPGA在信号处理领域具有广泛的应用。
其高度并行的计算能力和低延迟的特点使其成为实时信号处理的理想选择。
利用FPGA可以实现信号滤波、频谱分析、信号分离等功能。
混合正弦信号分离算法混合正弦信号分离是一个复杂的信号处理问题。
常用的方法包括基于频率域的算法和基于时域的算法。
在本文中，我们将介绍一种基于频率域的算法来实现混合正弦信号的分离。
步骤一：信号采集首先，我们需要对混合正弦信号进行采样，获取离散的信号数据。
采样频率需要满足奈奎斯特采样定理，以避免混叠现象的发生。
步骤二：傅里叶变换将采集到的信号数据进行傅里叶变换，将时域信号转换为频域信号。
傅里叶变换可以将信号分解为一系列正弦波的叠加，方便后续的信号处理。
步骤三：频谱分析对傅里叶变换得到的频域信号进行频谱分析，确定混合正弦信号的频率成分和幅度。
通过观察频谱图，可以初步判断混合正弦信号的数量和频率范围。
步骤四：信号分离根据频谱分析的结果，我们可以将混合正弦信号分离出来。
具体的方法包括滤波、频率域分解等。
在FPGA中，我们可以利用其并行计算的能力，快速高效地进行信号分离。
基于FPGA的混合正弦信号分离系统设计在本节中，我们将介绍一个基于FPGA的混合正弦信号分离系统的设计。
系统框图步骤一：信号采集模块信号采集模块负责对混合正弦信号进行采样，并将采样结果传递给FPGA进行处理。
采样模块需要满足一定的采样频率和精度要求。
FPGA_ASIC-一种基于FPGA实现的全数字锁相环
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基于FPGA的OFDM系统设计与实现_图文.
基于FPGA的OFDM系统设计与实现建立了一个基于FPGA的可实现流水化运行的OFDM系统的硬件平台，包括模拟前端、基于FPGA的OFDM调制器和OFDM 解调器。
重点给出了OFDM调制解调器的实现构架，对FPGA实现方法进行了详细的描述，介绍了系统调试方法，并对系统进行了性能评价。
近年来, 随着数字信号处理(DSP 和超大规模集成电路(VLSI 技术的发展, 正交频分复用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing技术的应用有了长足的进步和广阔的发展前景。
IEEE802.11a中就将正交频分复用作为物理层的传输技术；欧盟在数字音频广播(DAB、地面数字视频广播(DVB2T、高清晰度电视(HDTV以及2003年4月公布的无线城域网(WMAN802.16a等研究中都使用了正交频分复用技术作为信道的传输手段。
在正交频分复用技术逐渐成熟的今天, 如何降低通信系统的成本, 使之更广泛地应用于数传系统中, 已成为正交频分复用研究的热点。
本文基于802.16a协议的原理架构，本着小成本、高效率的设计思想，建立了一个基于FPGA的可实现流水化运行的 OFDM系统的硬件平台，包括模拟前端及OFDM调制器及OFDM 解调器，用来实现OFDM的远距离无线传输系统。
1 模拟前端模拟前端主要包括发送端DA模块、接收端AD模块和射频模块。
发送端DA模块主要由XILINX公司的FPGA－XC2V1000芯片和数模转换芯片AD9765、滤波器和放大器构成，基带处理调制后数据在控制时钟同步下送入FPGA 进行降峰均比等算法的处理，然后经过交织将其送入AD9765进行数模转换并上变频到70MHz，输出的模拟信号再经声表滤波器后放大进入下一级射频模块。
发送端DA模块硬件结构框图如图1所示。
接收端AD模块主要由增益放大器、带通滤波、采样芯片AD9238和数字下变频器GC1012构成。
基于FPGA的DDC(数字下变频)设计与实现
在早期的雷达收发系统中，都是采用模拟器件来实现各个功能模块，设计过程中经常会出现温度漂移、增益变化等问题.相对于模拟电路来说，数字电路具有可自检、可编程等优点,上面所述的系统很多部分都已经逐步数字化.在数字化进程中,数字信号处理技术的应用也受到了雷达系统研究工作者的重视,成为相关积累(如FFT、数字滤波、脉冲压缩等）、非相关积累（视频积累）、目标检测以及图像处理等功能的技术保证。随着数字信号处理理论的不断成熟和完善，微电子技术的飞速发展，雷达技术和其它的电子信息化技术的发展，尤其是软件无线电技术的兴起，更加方便了雷达数字化系统的实现。在这样的发展趋势下，除了微波发射和射频部分，整个雷达系统将全部由数字电路实现，在数字信号处理的优势能得到全面的发挥的同时，还使具有体制标准化、系统数字化，功能模块化，低功耗，高度开放性以及灵活性等性能,这将成为了现代雷达系统的关键技术和发展趋势［]。在现今的高科技发展的时代,人们纷纷打起的信息战和电子战,雷达系统在其中扮演的角色尤为重要。为了能更好的适应现代战争的需求，对现今的雷达系统也提出抗干扰、反隐形，具有高分辨力以及强大的自我生存等能力，高要求的提出，使得雷达信号处理技术的研究也得到了快速的进步.目前雷达信号处理正在由视频处理阶段向中频处理阶段迈进,目的就是实现雷达中频以下的处理全部数字化，研究热点.
微系统设计、测试与控制
课程大作业之
基于FPGA的DDC(数字下变频）的设计与仿真
基于FPGA的数字正交混频变换算法的实现,数字正交,实时处理.
基于FPGA的数字正交混频变换算法的实现，数字正交，实时处理，多相滤波，FPGA0引言传统的正交下变频是通过对模拟I、Q输出直接采样数字化来实现的，由于I、Q两路模拟乘法器、低通模拟器本身的不一致性、不稳定性，使I、Q通道很难达到一致，并且零漂比较大，长期稳定性不好，不能满足高性能电子战设备的要求。
为此，人们提出了对中频信号直接采样，经过混频来实现正交数字下变频的方案，这种下变频的方法可以实现很高精度的正交混频，能满足高镜频抑制的要求。
采用可编程器件FPGA对该算法流程进行实现，能满足0 引言传统的正交下变频是通过对模拟I、Q输出直接采样数字化来实现的，由于I、Q两路模拟乘法器、低通模拟器本身的不一致性、不稳定性，使I、Q通道很难达到一致，并且零漂比较大，长期稳定性不好，不能满足高性能电子战设备的要求。
为此，人们提出了对中频信号直接采样，经过混频来实现正交数字下变频的方案，这种下变频的方法可以实现很高精度的正交混频，能满足高镜频抑制的要求。
采用可编程器件FPGA对该算法流程进行实现，能满足在高采样率下的信号时实处理要求，在电子战领域中有着重要的意义。
1 数字正交混频变换原理所谓数字正交混频变换实际上就是先对模拟信号x(t)通过A／D采样数宁化后形成数字化序列x(n)，然后与2个正交本振序列cos(ω0n)和sin(ω0n)相乘，再通过数字低通滤波来实现，如图1所示。
为了能够详细地阐述该算法的FPGA实现流程，本文将用一个具体的设计实例，给出2种不同的实现方法(不同的FPGA内部模块结构)，比较其优劣，最后给出结论。
该设计是对输入信号为中频70 MHz，带宽20 MHz的线性调频信号做数字正交混频变换，本振频率为70 MHz(即图1中的2个本振序列分别为cos(2π70Mn)和sin(2π70Mn))，将其中频搬移到0 MHz，分成实部(real)和虚部(imag)2路信号。
然后对该2路信号做低通滤波，最后分别做1／8抽取输出。
基于FPGA的频谱仪设计
基于FPGA的频谱仪设计
刘轩;杜梦圆;陈适
【期刊名称】《计量与测试技术》
【年(卷),期】2010(037)012
【摘要】研究信号频谱在科研领域中具有重大意义,能直观深入地了解信号特征.采用Spartan-3E型FPGA设计一种简易的频谱分析仪.该系统主要包括信号采集、频谱搬移、数字混频、数字滤波、数字FFT和频谱观测.经测试,该系统能够分析信号带宽为(0～100)KHz,最低分辨率达到1Hz,将分析结果导入MATLAB后可观测到精确频谱.整个系统工作稳定,操作方便,且成本不高.
【总页数】3页(P27-28,30)
【作者】刘轩;杜梦圆;陈适
【作者单位】武汉理工大学信息工程学院,湖北,武汉,430070;武汉理工大学信息工程学院,湖北,武汉,430070;武汉理工大学信息工程学院,湖北,武汉,430070
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于ARM9+FPGA频谱仪的设计与实现 [J], 吴其琦;覃永新;黄庆南
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3.基于FPGA的频谱仪2.4GHz数字单元设计 [J], 闫大帅;张德海;陆浩
4.基于锁相环与FPGA的频谱仪的设计与制作 [J], 张学梁;王诏君;张凯;刘雨晴
5.基于FPGA的多通道宽带数字频谱仪设计 [J], 刘欣;刘东亮
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fpga 数字双混频鉴相器原理
fpga 数字双混频鉴相器原理FPGA数字双混频鉴相器是一种用于频率变换和相位检测的电子器件，它能够将输入信号进行混频运算并输出相应的频率和相位信息。
这种器件采用了数字信号处理技术和可编程逻辑芯片（FPGA）的特点，能够实现高速、高精度和灵活的频率转换和相位测量，广泛应用于无线通信、雷达、电子对抗等领域。
FPGA数字双混频鉴相器的工作原理如下：1.输入信号混频首先，输入信号会经过两路混频器进行频率变换。
在混频器中，输入信号和本地振荡器（LO）的信号相乘，得到频率为输入信号频率加减本地振荡器频率的两个新信号。
通过选取合适的本地振荡器频率，可以将输入信号的频率转换到需要的频段。
2.信号数字化混频后的信号会经过模数转换器（ADC）进行数字化处理，将模拟信号转换成数字信号。
ADC的分辨率和采样率会影响器件的测量精度和速度，一般会选择高分辨率和高采样率的ADC进行信号数字化。
3.信号处理数字信号经过FPGA进行信号处理，包括滤波、频率测量和相位计算等操作。
滤波可以去除混频器产生的杂散信号和噪声，提高信号的质量。
频率测量可以通过对数字信号进行频谱分析和频率计算来获取输入信号的频率信息。
相位计算则是通过对混频后的信号进行相位检测来获取输入信号的相位信息。
4.输出结果经过处理后的信号会被输出到外部接口或者其他设备进行后续的应用。
输出结果可以包括频率、相位和其他相关信息，通常会通过数字接口传输给其他系统进行数据处理和显示。
FPGA数字双混频鉴相器的优点在于其灵活性和可编程性。
由于FPGA器件具有可编程的特点，可以根据应用需求进行灵活配置和优化，实现不同频率范围和精度的测量。
同时，数字信号处理技术可以实现对信号的高速处理和精确计算，提高了器件的性能和测量精度。
在无线通信系统中，FPGA数字双混频鉴相器可以用于频率合成和锁相环等功能。
通过对输入信号进行频率转换和相位测量，可以实现信号的频率跟踪和相位同步，提高了通信系统的稳定性和性能。
基于FPGA的并行处理实现数字中频的设计
基于FPGA的并行处理实现数字中频的设计什么是数字中频？数字中频（Digital Intermediate Frequency，DIF）是现代通信设备中的一个重要概念。
通信系统的本质是传输信息，而信息通常是通过变化的信号进行表示的。
在数字通信中，采用的是数字信号。
信号需要传输到接收端，但是在传输过程中受到了噪声和失真等干扰，因此需要进行滤波和整形处理，将原始信号转换为合适的数字信号。
数字中频处理就是在信号传输过程中将原始信号转换成一个中频信号进行处理，然后再将中频信号转换成数字信号。
中频信号具有一定的宽带性和抗干扰能力，因此可以更好地保留原始信号的特性。
FPGA处理器基础FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，可以通过编程来实现不同的逻辑电路功能。
FPGA的特点是可重构性强、功耗低、时钟频率高、内部存储容量大、接口丰富等。
由于这些特点，FPGA通常被用于高性能计算、数字信号处理、高速数字系统通信等领域。
FPGA内部主要由可编程逻辑单元（Programmable Logic Blocks，PLB）和专用硬件模块构成，可以通过编程实现不同逻辑电路的功能，并且可以通过接口与外围设备进行通信。
因为FPGA的可编程性，所以一个硬件设备可以在不改变硬件电路结构的情况下改变其功能，这是传统基于硬件设计的电路无法实现的。
FPGA内部分为两种资源，一种资源为可编程逻辑资源，主要用于实现自定义的逻辑电路，另一种资源为系统资源，主要包括许多硬件模块，如乘法器、高速存储器、DMA控制器、时钟管理单元等。
这两种资源结合起来，可以构建出具有高性能和高可靠性的系统。
基于FPGA的数字中频处理器FPGA的高度可编程性和实时性特点，使得其成为数字中频处理器的理想实现平台。
由于数字中频处理器涉及到复杂的数字信号处理算法，因此需要使用高效的算法和数据结构来实现。
同时，数字中频处理器需要进行大规模的并行计算，以保证处理速度。
asic设计中的仿真与验证
asic设计中的仿真与验证仿真与验证是基于可编程逻辑器件（PLD），如可编程门阵列（PLAs）、查询 and 识别（PALs）、可编程逻辑器件（PLDs）、可编程逻辑器件和可编程门阵列（CPLDs）以及可编程可重组逻辑（FPGAs）设计的基本步骤。
仿真及验证能够帮助电子工程师们更有效地完成设计，从而降低设计延迟、减少质量检查和测试成本，更好地满足客户的需求。
尽管现有的基于现实PLD的仿真及验证工具，如LEDA（Logic Design Automation）已经可以帮助PLD设计者更快、更有效地设计了，但许多电子设计者仍然主要依靠ASIC仿真及验证工作。
ASIC仿真与验证的主要目的是确保ASIC（算法定制集成电路）硬件设计的功能与预期目标一致。
为此，在设计前，ASIC设计者必须创建概念模型，以便仿真和确认ASIC功能要求并准确描述它们，然后在验证流程中使用这些概念模型。
在ASIC仿真验证过程中，设计者将运用到的技术有：原型模型开发语言（如蓝宝石，VHDL，Verilog，SystemVerilog和SystemC），以及集成开发环境（IDE）、硬件描述语言（HDL）仿真。
在仿真过程中，首先，电路设计者需要定义一系列特定的输入，并用它们激活ASIC中的功能，然后通过比较真实硬件和模型结果或研究硬件细节来验证模型的准确性。
如果模型是正确的，那么在ASIC设计验证过程中，将不再需要重新设计整个ASIC。
此外，ASIC设计中的综合工具(Synthesis tool)可以将设计的Verilog/VHDL源代码翻译为物理设计、网络定义（Netlist），以及物理目标信息，并将网络定义和物理目标信息转换为用于导出的量化文件。
对于ASIC制造来说，确定正确的量化文件是仿真和验证输出步骤中最重要的概念。
最后，ASIC设计者还需要考虑和考虑顶层设计，以检查整个业务流程，以确保它按预期方式工作。
显然，仿真与验证是ASIC设计中最重要的部分。
浅谈FPGA验证的一些技巧
使用一个同步化电路（ 保证数据能被正确地传输） 或者一个使用块 Ｒ Ｍ来实现的 ＦＦ 。 Ａ ＩＯ
３２ 功 能验证 ．
一
ｓ 设计是最常规、 Ｃ 最通用的输入方式 ， 代码的 编写除了满足标准风格外 ， 考虑以下技巧， 更有利 于提高设计 的有效性和可靠性。（ ） １ 利用括弧将
算术和组合 函数 中的运算操作结合起 来 ， 以便进行
有 Ｓｎ ｌｉ 司 的 ｓｎｌ ＳｎｌｙＰｏＡ ｐｉ ｙｐｉｔ ｃｙ公 ｙｐｉ ｙｐｉ ｒ、 ｍ ｌｙ ｆ ｙ／ ｆ ｆ
等综合工 具 ，ｙｏｓ Ｓｎｐｙ 司 的 Ｆ Ｇ ｏ ｐｅ Ｉ ｓ公 Ｐ Ａ Ｃｍ ｉｒ Ｉ ｌ
综合工具 （ ｙｏｓ 公 司将停止发展 Ｆ Ｇ ｘ Ｓｎｐｙ ｓ Ｐ Ａ Ｅ— ｐ ｓ 软件 ， ｒｓ ｅ 而转 到 Ｆ Ｇ ｏ ｐ ｅ Ｉ 平 台） Ｅ — Ｐ Ａ Ｃ ｍ ｉｒ Ｉ ｌ ，ｘ
（ ｅｉ ｎｅ ｅｔＤ Ｔ 规 格 说 明 中 的 功 能 要 Ｄ ｓ ｎＵ ｄｒＴ ｓ， Ｕ ） ｇ
求， 验证的主要流程如图 ｌ 所示 。
或者想让元件具有很高的性能， 可以考虑例化一个
核；５ 选择最好 的设计层次， （） 在建立功能模块后 ， 划分不同的逻辑类型（ 例如 ： 控制、 总线功能等）保 ，
高仿真 器运 行速 度 。
（） ４ 指令层 指令层主要包括与 Ｄ Ｔ实际端 口相连接的 Ｕ
驱 动器 和接 收 器部 分 。在 该 层 中， 驱动 器 和 接 收 器 调用 功 能层 中各 基类 接 口进行 相 应 的 扩展 ， 动 态 的向 Ｄ Ｔ直 接驱 动测 试激 励 并从 Ｄ Ｔ输 出端 Ｕ Ｕ 进 行 动态 接 收 ， 由于 该层 与 Ｄ Ｔ实 际 端 口相 连 ， Ｕ 因此抽 象级 别较 低 。
一种基于FPGA的高精度数字鉴相器
一种基于FPGA的高精度数字鉴相器贺为婷;裴广利【摘要】本文提出一种基于CIC滤波器和CORDIC算法的高精度数字鉴相器.本鉴相器通过两路正交本振信号分别与两路待测相信号相乘,使用CIC滤波器的滤除乘积中的高频信号,最后通过CORDIC算法计算出相位差.上述方法适于FPGA实现,Alteral公司的FGPA有丰富的乘法器资源,并且可以通过增加数据位宽度和使用流水线来实现鉴相器的高精度性和高速度性.通过modelsim和matlab的联合功能仿真,在加入一路35dB的高斯白噪声的信号中进行30次测量最大误差小于0.0032 rad.%A method based on CIC filter and the CORDIC algorithm for high accuracy digital phase discriminator is presented. First of all, the two orthogonal local oscillator signals generated by FPGA are respectively multiplied by two measured signals. Then, the phase demodulator use CIC filter to filter high frequency signal of the product. Last, the CORDIC algorithm calculates the phase difference. FPGA is fit to complete the design. The al-teral company' s FPGA has rich multiplier resources and can increase the data bit width and use the pipeline to achieve phase for the high precision and high speed. The maximum error is less than 0. 003 2 rad of 30 measures adding 35 dB Gauss white noise to one signal, through the Modelsim and Matlab joint function simulation.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2012(012)030【总页数】6页(P8047-8051,8057)【关键词】FPGA;CIC滤波器;CORDIC算法【作者】贺为婷;裴广利【作者单位】西安工业大学电子信息工程学院,西安710032;西安工业大学电子信息工程学院,西安710032【正文语种】中文【中图分类】TN7633;TN79.1激光测距是随着激光技术的发展而发展起来的一种高精度测距技术。
Cadence为复杂的FPGA／ASIC设计提高验证效率
Cadence为复杂的FPGA／ASIC设计提高验证效率
佚名
【期刊名称】《《中国集成电路》》
【年(卷),期】2011(020)002
【摘要】Cadence设计系统公司宣布在帮助ASIC与FPGA设计者们提高验证效
率方面取得最新重大进展。
加上对最新Accellera Universal Verification Methodology（UVM）1．0业界标准的全面支持，600多种新功能扩展了指标
驱动型验证（MDV）的范围，帮助工程师实现更陕、更全面的验证闭合与硅实现。
【总页数】1页(P9-9)
【正文语种】中文
【中图分类】TN402
【相关文献】
1.用多片FPGA进行ASIC设计验证的分区和综合技术 [J], 尼尔·普特
2.FPGA设计及多片FPGA进行ASIC设计验证的探讨研究 [J], 黄可望
3.Cadence为复杂的FPGA/ASIC设计提高验证效率 [J],
4.Cadence改进企业验证产品提高工程师效率 [J],
5.Cadence推出用于早期软件开发的FPGA原型验证平台 [J],
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FPGA_ASIC-基于FPGA的载波调制系统
基于FPGA的载波调制系统作者：南京某部队CDMA业务中心伍云张皓郑翔来源：今日电子摘要：本文将介绍线路调制的FPGA实现，包括：线路调制单元数字化实现的总体设计，CIC和FIR滤波器的FPGA实现以及载波发生器单元的设计。
关键词：载波调制系统，FPGA，CIC，FIR滤波器电力线载波(PLC)通信作为电力系统特有的通信方式，广泛用于电力系统的调度通信、生产指挥、行政业务通信以及其他各种信息的传输。
随着数字通信技术的发展，采用电力线上网、进行多媒体通信也具有宽阔的前景，电力线载波通信已经成为当今研究热点之一。
线路调制单元是电力线载波机中关键部件之一。
为了提高频带的利用率，线路调制一般采用单边带调制方式。
使用数字化处理方法来实现线路的单边带调制，能够克服模拟电路的诸多缺陷。
线路调制需要完成正交变换、滤波和频谱搬移等处理，运算量与采样率直接相关。
高采样率导致了高的运算量，低成本DSP芯片无法满足运算需求。
FPGA可用于实现DSP运算处理单元，达到实时完成数字信号处理功能的目的，它为线路调制单元的数字化实现提供了一条性价比较高的途径。
本文将介绍线路调制的FPGA实现，包括：线路调制单元数字化实现的总体设计，CIC和FIR滤波器的FPGA实现以及载波发生器单元的设计。
线路调制解调实现方案电力线载波通信标准要求的信号频率为40～500kHz，频带宽度为4kHz。
根据奈奎斯特定理，采样频率不能小于1MHz。
采用数字化处理方式实现调制就是将信号的频谱搬移过程转化为数字域的数值计算过程。
单边带信号可以表示为x(n)cos(wn)±x^(n)sin(wn)，式中x(n)为基带信号，x^(n)为基带信号的正交信号，w为载波频率。
由该式可知，完成单边带调制需要信号的正交变换、载波信号的产生、信号与载波的乘加等数值运算。
希尔伯特变换是一种便于采用FPGA实现的正交变换方法，它可由系数具有奇对称特性的FIR滤波器实现。
ASIC设计-FPGA原型验证
Goke MicroelectronicsASIC设计-FPGA原型验证ASIC Design TeamIASIC设计-FPGA原型验证目录1ASIC验证技术 (1)1.1 ASIC设计流程 (1)1.2 FPGA验证技术 (3)1.3 Altera与Xilinx工具对比 (3)1.4 VHDL与Verilog对比 (5)1.5 Verilog良好编程习惯 (6)2 基于ALTERA的ASIC验证 (9)2.1 Stratix IV FPGA资源与架构 (9)2.2 QuartusII设计工具 (10)2.3 ASIC设计转换 (11)2.3.1 PLL设计 (11)2.3.1 RAM设计 (16)2.4 时序约束 (19)2.4.1 QSF&Tcl (22)2.4.2 LogicLock (23)2.5 综合布局布线 (23)2.5.1综合设置 (24)2.5.2增量编译 (25)2.5.3 VQM & QXP (30)2.5.4 时序分析 (30)2.6 下载设计文件 (32)2.7 Debug (32)2.7.1 In-System Memory Content Editor (33)2.7.2 ChipPlanner (34)2.7.3 SignalTapII (38)2.7.4 Keep Signals (43)2.8 Example工程 (45)3 基于XILINX的ASIC验证 (49)3.1 Vertex-7 FPGA资源与架构 (49)3.2 设计工具ISE与Vivado (49)3.3 ASIC设计转换 (54)3.3.1 时钟资源 (54)3.3.2 PLL设计 (58)3.3.3 RAM设计 (61)IIGoke Microelectronics3.4 时序约束 (64)3.5 综合布局布线 (70)3.5.1 Blackbox (70)3.5.2 Keep Signals (71)3.5.3 Strategies (72)3.5.4 Incremental Compile (75)3.5.5 时序分析 (77)3.5.6 Generate Bitstream (81)3.6 下载设计文件 (84)3.6.1 下载bit文件 (84)3.6.2 下载mcs文件 (87)3.7 Debug (88)3.8 Example工程 (94)3.8.1 导入ISE & Synplify工程 (94)3.8.2 Working with Tcl (95)3.9 Gate Clock处理 (99)3.10多片FPGA验证 (101)4 DDR相关技术 (104)4.1 DDR Controller (108)4.2 DDR PHY (111)4.2.1 Altera PHY (111)4.2.2 Xilinx PHY (113)5 硬件技术 (117)5.1 PCB设计注意事项 (117)5.2 电磁兼容与信号完整性 (117)5.2.1 端接匹配 (118)5.2.2 防止地弹 (118)5.2.3 减小串扰 (118)5.2.4 降低电磁干扰 (119)5.3 FPGA开发板使用注意事项 (120)总结 (121)IIIGoke Microelectronics1 ASIC验证技术1.1 ASIC设计流程ASIC分为全定制和半定制。
FPGA与ASIC之兼容设计
些兼容设计方法，并进行 了分析，最后给 出了兼容设计 实例 ，设计实践表 明这些设计方法对 ＦＧ 与 ＰＡ
ＡＩ ｓＣ的兼容设 计 是行之 有 效 的。
关键词：Ｐ Ａ Ａ Ｉ； Ｆ Ｇ ；ＳＣ 兼容设计
中图 分类 号 ：Ｎ Ｔ４２ ３ 文献标 示码 ： Ａ
Ｔｈ ｍ ｐ ｔｂ ｅ Ｄｅ ｉ ｎ Ｂｅ ｗｅ ｎ Ｆ ｅ Ｃｏ ａ ｉ ｌ ｓｇ ｔ ｅ ＰＧＡ ｎ Ｉ ａ ｄ ＡＳ Ｃ
摘要： 了利用 Ｆ Ｇ 和 Ａ Ｉ 设计各 自的优 点， 多设计首先通过 Ｆ Ｇ 来实现 ， 为 ＰＡ ＳＣ 很 ＰＡ 再根据需求转换成 Ａ Ｉ ＳＣ 实现 ， 同时更多的 Ａ Ｉ 设计为了降低风险和成本， ＳＣ 在设计过程 中会选择使用 Ｆ Ｇ 进行功能验证。 ＰＡ 这就需 要设计能在 两者之间互相转换， 怎样使 电路设计 以最快的速度 、 最小的代价 来满足这一转换 ， 本文提 出了
发费用低、 设计灵活性强等优点。 越来越多的产品选 择 ＦＧ Ｐ Ａ来完成原型设计 。 另一方面， 对于某些基 于 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ的应用电路 ， 当 产品销售数量上升到一定程度 的时候 ，Ｐ Ａ芯片 ＦＧ 本身的成本问题将会越来越突出 ， 如果再考虑 自主
能方面都有了很大的提升 ， 并且具有研发时间短 、 开
ｍｅｈ ｄ ｎ ｉｅ ｏ ｎ ｌ ｓｓａ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ ｈ ｔ ｅ ｃ ｎ ｅ ｓ ｎ ｗｉ ｉｈ ｓ— ｐ ｅ ｎ ｅ ｓ ｃ ｓ ｉ ｉｃ ｉ ｔ ｏ ｓ ｄ ｇ ｖ ｓｓ ｍｅ ａ ａｙ ｉ ｂ ｕ ｗ ｔ ａ ｃ ｍｐ ｉ ｈ ｏ ｖ ｒｉ ｔ ｈ ｇ ｅ ｔ ｓ ｅ ｄ ａ ｄ ｌａ ｔ ｏ ｔ ｎ ｃｒ ｕ ｔ ａ ｈ ｏ ｓ ｏ ｈ — ｄ ｓｇ ． Ａｔ ａ ｔ ｈ ｓ ｅ ｇｖ ｓａｃ ｍｐ ｔ ｌ ｅ ｉ ｘ ｍｐ ｅ ｔ ｅ ｅ ａ ｌ ｄ ｃ ｔｓｔ ａ ｈ ｓ ｔ ｏ ｓａ ｅ ｕ ｅ ｕ ｏ ｅｉ ｎ ｓ ｔ ｅ ｉ ｕ ｉｅ ｏ ａ ｉ ｅｄ ｓｇ ｅ ａ ｌ ， ｘ ｍｐ ｅ ｉ ｉａｅ ｈ ｔ ｅ ｅｍｅｈ ｄ ｒ ｓ ｆ ｌ ｒ ｌ ｓ ｂ ｎ ｈ ｎ ｔ ｆ
基于FPGA的高频数字鉴相技术
电子技术• Electronic Technology86 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】带通采样 高频数字鉴相 多相低通滤波1 引言宽带探测系统可以很好的利用大带宽信号提供的更加丰富的目标信息和高分辨率，一般用与SAR/ISAR 成像等应用，是实现成像雷达的关键技术。
但是由于大带宽的影响，整个接收通道的设计十分困难，采用射频直采可有效简化接收通道的设计难度，灵活性更大，是实现数字接收机的关键技术。
同时鉴相质量直接决定了后续算法的结果质量，对系统指标十分关键。
基于FPGA 的高频数字鉴相技术文/张绘 王艳涛本文提出了一种基于FPGA 的通用高频数字鉴相技术，采用数字信号处理的方法进行鉴相，提高处理精度。
该技术将射频信号直接经过AD 采样后得到高频的数字信号，然后通过FPGA 进行高频数字鉴相得到用于后端信号处理的I/Q 信号，相对于传统的鉴相方法，减轻了前端模拟处理对性能的影响，并且更符合软件无线电技术的发展趋势。
2 高频数字鉴相如图1所示，高频数字鉴相的处理流程如下：将AD 采样得到的数字信号传送到FPGA 中，在此过程中，对数据进行了扩位降速处理；通过Matlab 设计生成用于在FPGA 中实现滤波器的系数进行滤波，由于数据量过大，进行带通滤波时采用了多路并行处理的方法；将Matlab 中设计的正余弦信号存入到FPGA 的块RAM 中，运用读取出的本振信号与带通滤波后的信号相乘实现变频；在多相低通滤波的过程中选择对固定的相位进行滤波处理来达到数据降速的目的，滤波之后的结果就是I/Q 路数字信号。
2.1 高频AD采样根据带通采样得知采样频率应满足以下两个关系式F s ≥2B （1） (2F c +B)/(m+1) ≤Fs ≤(2F c -B)/m （2）其中B 为被采样带通信号的带宽，本文中为130MHz ；F c 为被采样带通信号的中心频率，本文中为1.29GHz ；m 为满足（公式1）和（公式2）的任意正整数；F s 为采样频率，根据（公式1）和（公式2），本文中采用960MHz 。
FPGA到ASIC转换：从原型到生产
FPGA到ASIC转换：从原型到生产
DougBailey
【期刊名称】《电子产品世界》
【年(卷),期】2003(000)10B
【摘要】许多工程师都采用这样的传统方法：利用FPGA进行设计，然后在产品需要更大批量或更高性能的时候再将设计转换为采用ASIC。
这种做法的问题在于FPGA是标准产品，有固定的设计约束和要求，以及定义明确的标准功能和越来越多的免费可选功能。
将FPGA设计转换为采用不同设计约束和有不同成本
【总页数】2页(P46-47)
【作者】DougBailey
【作者单位】ChipExpress公司
【正文语种】中文
【中图分类】TP333
【相关文献】
1.FPGA到ASIC转换:从原型到生产 [J], Doug Bailey
2.一种FPGA模拟射频在ASIC原型验证系统中的应用 [J], 商阳;王茜竹
3.Xilinx公司SPARTAN-3 FPGA成本比FPGA至ASIC转换解决方案成本更低[J],
4.提高ASIC验证的速度与可视性基于FPGA的ASIC/SoC原型设计及基于FPGA 的系统在实时硬件速度下可以实现100%的内部信号可视性 [J], Mario Larouche
5.原型验证过程中的ASIC到FPGA的代码转换 [J], 章玮
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基于FPGA的正交数字混频器的设计与验证摘 要：本文研究了用DDS加乘法器实现正交数字混频器的设计及其完整的验证方法,用DDS产生的正/余弦正交本振序列与模拟信号通过A/D采样数字化后的数字序列相乘,再通过数字低通滤波实现数字混频。
其中DDS采用正弦和余弦波形幅值存储功能依靠片内EAB 实现,省去了片外ROM,符合片上系统（SoC）的思想；用MATLAB软件增强QUARTUS的仿真功能,得到的仿真结果完整而且直观。
关键词：FPGA；NCO；DDS；MATLAB 中图分类号：TN773Design and Certification of Quadrature NCO Based on FPGA Abstrct: The paper mainly studies the design and certification of quadrature NCO realized by DDS and multiplication based on FPGA, sin and cos sequences are produced by DDS, and the two output sequences then multiplicate with the input digital sequence, after by LPF we can get the results of quadrature NCO. in which, the wave amplitude are stored in memory of on-chip EAB. The emulational function of QUARTUS are enganced by MATLAB, and the result is rounded and intuitionistic.Key Words: FPGA；NCO；DDS；MATLAB1 概述数字混频器是数字通讯中调制解调单元必不可少的部分，同时也是各种数字频率合成器和数字信号发生器的核心。
随着数字通信技术的发展，对传送数据的精度和速率要求越来越高。
如何得到可数字的高精度的高频载波信号是实现高速数字通信系统必须解决的问题，利用FPGA（现场可编程逻辑门阵列）实现数字混频具有设计灵活、精确度高、频率高和稳定性好等优点，可以产生各种调制信号，广泛应用于通信、遥测、电子对抗和仪表工业等领域。
数字混频可采用CORDIC加累加器或DDS加乘法器实现,由于DDS加乘法器实现比较简捷因此得到普遍应用, DDS产生正/余弦正交本振序列与模拟信号通过A/D采样数字化后的数字序列相乘,再通过数字低通滤波实现数字混频。
2 DDS的实现2.1 DDS的原理与设计DDS的作用是产生正交的正弦和余弦样本。
正(余)弦样本可以用实时计算的方法产生，但这只适用于信号采样频率很低的情况。
在软件无线电超高速信号采样频率的情况下，用实时计算的方法实现比较困难。
此时，产生正弦波样本的最有效、最简便的方法就是查表法，即事先根据各个正弦波相位计算好相位的正弦值，并按相位角度作为地址存储该相位的正弦值数据，因此，DDS采用图1所示的顶层电路。
其基本功能包括：接收频率控制字FSW进行相位累加；以相位累加器的输出为地址，对存有正 (余) 弦幅度值的存储器进行寻址。
输出的离散幅度码即为DDS的输出结果，用查表法实现DDS的性能指标取决于查表的深度和宽度，即取决于表示相位数据的位数和表示正弦值数据的位数。
假设存储器有1024个波形数据,系统时钟频率FCLK为1.024MHZ,相位累加器字长N=10:当频率字FSW=1,在系统时钟作用下,相位累加器累加1024个系统时钟后溢出,即经过1024个系统时钟输出波形循环一周,系统输出频率FOUT=FCLK/1024=1KHZ。
当频率字FSW=2,相位累加器累加512个系统时钟后溢出,即经过512个系统时钟输出波形循环一周,系统输出频率FOUT=FCLK/512=2KHZ。
可见,输出频率FOUT与系统时钟频率FCLK关系为FOUT=FSW*FCLK/2N,从存储器中读出数据的过程是对存储器所存储波形的再次采样,一个周期查表的点数即为采样点数,根据奈奎斯特定理,每个周期至少采样2点才能重构波形,这样理论上最大输出频率FMAX=FCLK/2, 而最小输出频率FMIN=FCLK/2N,也是系统的频率分辨率。
根据上述原理, 系统输出频率FOUT只与频率字FSW, 系统时钟频率FCLK和相位累加器字长N有关, 当系统输出频率FOUT和相位累加器字长N固定时,通过改变频率字FSW可以方便地改变系统输出频率FOUT; 频率分辨率则只与系统时钟频率FCLK和相位累加器字长N有关。
图1 DDS的顶层电路因此，DDS的设计可分为两个功能模块：相位累加器模块和正 (余)弦幅值存储器模块。
两个模块的设计过程如下。
(1)相位累加器模块采用VHDL语言实现:library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;use ieee.std_logic_arith.all;entity jia isport( clk: in std_logic;freqin: in std_logic_vector(9 downto 0);fankui: inout std_logic_vector(9 downto 0);adder: inout std_logic_vector(9 downto 0);romadd: out std_logic_vector(9 downto 0));end entity jia;architecture behave of jia issignal temp:std_logic_vector(9 downto 0);beginprocess(clk)begintemp<=freqin;if clk'event and clk='1' thenadder<=temp+fankui;fankui<=adder;end if;romadd<=adder;end process;end architecture behave;(2)正 (余)弦幅值存储器模块采用两个ROM宏实现, 其所包含的ROM表为相位-幅度表,数据由MATLAB语言产生,并以.mif格式作为ROM宏的初始化文件。
2.2 DDS的仿真当FSW=1和512时,QUARTUS下简单的时序仿真结果分别如下图2所示:图2 FSW=1和512时,QUARTUS的时序仿真结果显然,QUARTUS简单的时序仿真难以简单直观的验证结果的正确性，普通用户一般并不会接触到大型专用仿真软件，最常用的还是MATLAB之类软件，下面就用MATLAB软件来增强QUARTUS的仿真功能。
将上述仿真后的波形输入文件另存为.TBL文件，并将最前面段英文要删除,最后一行删除后，用MATLAB分别读出FSW=1和FSW=512时的.TBL文件中相应的内容,得到仿真结果如图3。
%读取tbl文件clc;clear all;fid=fopen('fmin.tbl','r'); % ,'fmax.tbl's=fscanf(fid,'%s',1); % 文件读指针指向第一个字符i=1;N=3; % 输出的16进制数据位数while feof(fid)~=1s1=s(1,1:length(s)-1); % s1为时间字符，该字符最后一位为>，必须除去(即-1) time=str2num(s1); % 将CHAR转为NUMclk_temp=fscanf(fid,'%s',1); % 指向下一个符号equal=fscanf(fid,'%s',1); % 跳过一个符号，s指向"="test=mod(time,5); % 以5为周期对数据取样，剔除野值outputcos_temp=fscanf(fid,'%s',1); % fid指向输出第一个数据,COSoutputsin_temp=fscanf(fid,'%s',1); % fid指向输出第二个数据,SINif (equal== '=')&(test==0) % 剔除周期以外的野值，并确认数据之前为"="outputcos(i)=hex2dec(outputcos_temp(1,1:N)); % 将16进制数转为10进制数if outputcos(i)>=(2^(4*N-1)) % 负数补码转为10进制outputcos(i)=-(2^(4*N))+outputcos(i);endoutputsin(i)=hex2dec(outputsin_temp(1,1:N)); % 将16进制数转为10进制数if outputsin(i)>=(2^(4*N-1)) % 负数补码转为10进制outputsin(i)=-(2^(4*N))+outputsin(i);endtt(i)=time/1000; % t单位ns,转换为us.clk(i)=str2num(clk_temp);i=i+1;ends=fscanf(fid,'%s',1); % 指向下一行第一个符号endfclose(fid);figure(1);subplot(3,1,1),plot(clk);grid;subplot(3,1,2),plot(outputcos,'b');subplot(3,1,3),plot(outputsin,'g');grid;图3 用MATLAB读出.TBL文件的仿真结果(FSW分别为1和512时的系统时钟, 余弦和正弦波形)3 乘法器的实现用原理图法设计乘法器，可使用Altera 参数化模型库中的宏模块“lpm_mult”。
设计的12×12 位有符号二进制数乘法器的电路图。
将图1的产生的正/余弦正交本振序列分别与模拟信号通过A/D采样数字化后的数字序列相乘,再通过数字低通滤波即可实现数字混频。
4 结论本文创新点:利用VHDL语言完成了DDS加乘法器实现正交数字混频器的设计，用MATLAB 软件增强QUARTUS的仿真功能,得到的仿真结果完整直观,该方法可以解决用FPGA设计复杂模块时QUARTUS设计软件存在的仿真结果不完整需要多次在硬件上测试修改的问题，而且也不需要大型的仿真软件。