基于FPGA的任意信号发生器的设计(2)

图4-2触点图12 图4-3硬件结构图13 图4-4AD9708电路图13 图5-1软件结构15 图5-2系统布局15 图5-3设计流程图17 图5-4按键流程图18 图5-5显示流程图19 图5-6D\A检索流程图


图4-2 触点图 12

图4-3 硬件结构图 13

图4-4 AD9708电路图 13

图5-1 软件结构 15

图5-2 系统布局 15

图5-3 设计流程图 17

图5-4 按键流程图 18

图5-5 显示流程图 19

图5-6 D\A检索流程图 20

图6-1 实物图 22

图6-2 波形模拟 23

图6-3 正弦波 24

图6-4 方波 24

图6-5 三角波 25

图6-6 锯齿波 25

图6-7 4V波形图 25

图6-8 2v波形图 26

图6-9 1HZ波形图 26

图6-10 10MHZ波形图 26

图6-11 测量数据 28

表清单

表序号 表名称 页码

表6-1 DA模块与主模块的连接引脚 21

表6-2 系统测量数据表 27

1 绪论

现场可编程阵列的缩写就是FPGA,它是基于PAL,GAL,CPLD和其他可编程元件进一步开发而生产的。它是用于集成电路(ASIC)的半标准电子。 他的外貌不仅失去了特定类型的电子设备,而且还克服了具有太小栅极的原始可编程器件的缺点。

1.1 设计背景

硬件语言定义(Verilog或VHDL)中使用的设计方案可以在部署后立即简化并编程至FPGA。 今天,这是用于IP认证的标准技术。 这些编辑元素除了可以执行一些基本的逻辑实体(AND,OR,XOR,NOTE)还有其他的组合特征,如解码器或数学等式。 大多数FPGA和存储器元件都包含在这些编辑中。

系统设计人员可以将FPGA内的逻辑模块链接到专用连接。工厂在有逻辑组连接在FPGA上的时候可以由工程师来修改以执行FPGA的逻辑功能。

实现ASIC(集成应用芯片)和复杂项目可以通过FPGA来慢慢的实现,并花费更多时间。 同时,它们具有许多优点,例如高速产品,通过消除软件缺陷并改变这些优势来降低花费。 供应商也可能提供低成本但精细度不高的FPGA。 由于这些芯片的生产力相对较低,这些项目的开发是在传统的FPGA中完成的,然后将该项目交给了ASIC芯片。 另一种方法是使用CPLD。

1.1.1 CPLD与FPGA的关系

在20世纪80年代中期,FPGA充满了可编程逻辑器件。包括可以大量分配给CPLD和FPGA的逻辑单元。 CPLD的逻辑门具有大量的逻辑单元,并且典型地,FPGA的变化高达数万个。

系统架构的不同是CPLD与FPGA的最大区别。 CPLD存在着一些限制。一个或多个可编辑总和和相对少量的锁定寄存器组成了该结构。导致了缺乏编辑的灵活性,不过这些延迟和逻辑设备连接到连接设备的可能性很高。另一方面,FPGA具有许多连接,这种安排比较灵活,但设计很复杂。

FPGA不同于CPLD的地方在于,高级模块(补充和乘法器)和内部存储器是大多数FPGA所包含的。 因此,关键区别在于恢复全部或部分新的FPGA支持系统。 通过系统升级或动态重启来修改您的设计。某些FPGA器件允许您在其他器件继续工作的同时编辑器件的一部分。

(1) FPGA工作原理

FPGA由三部分组成:由逻辑块(CLB),输入输出块(IOB)和内部互连组成的逻辑LCA单元的概念。现场可编程门泵(FPGA)是可编程设备。常规逻辑门和门(PAL,GAL和CPLD),作为与另一种结构FPGA相比:FPGA组合逻辑来执行的桌面小图(16×1 RAM)。触发D.在登录时,触发器控制其他逻辑电路(逻辑模块的基本模块)的逻辑或控制,并且可以执行组合逻辑功能和时序逻辑功能。这些模块的存储器连接或存储的逻辑确定连接到逻辑设备的逻辑功能的逻辑功能。模块之间的连接或每个模块之间的I / O定义了执行此功能并提供FPGA无限编程的FPGA。

(2) FPGA芯片的内部结构

1) 可编程输入输出单元(IOB)

可编程I / O设备是具有片外接口的I / O接口的一部分,并且还包含各种电气功能所需的驱动器输入/输出信号。在FPGA中创建I / O组时,每个组独立支持不同的I / O标准。对于该方案的灵活的配置,也能够调整的各种物理和电气标准的输入和输出参数,现有的集电体的大小可以根据电阻变化。目前,I / O端口速度越来越高。使用DDR记录技术的几个高性能FPGA支持高达2 Gb / s的数据传输。