文档介绍：第一章FPGA的实现
和仿真、综合及时序分析、实现、加载配置和调试几个阶段。FPGA设计最常用的工具是Xinlinx ISE和Modelsim,本篇所讨论的问题也采用了主要使用了这些工具随着电子技术的快速发展,对通信系统功能的要求不断提高。基于同样的硬件环境,由软件来完成不同的通信功能的方式趋于成熟,通过改变程序可以很灵活地更改通信系统的功能和性能。于是,可编程高速器件如DSP、ARM、FPGA等成了现代通信系统的主要角色。FPGA即现场可编程门阵列,它是在PLA、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物,是一种高度集成的可编程逻辑器件,它是作为ASIC领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路有限的缺点。
FPGA的结构灵活,其逻辑单元、可编程内部连线和I/O单元都可以由用户编程,可以实现任何逻辑功能,满足各种设计需求。其速度快,功耗低,通用性强,特别适用于复杂系统的设计。使用FPGA还可以实现动态配置、在线系统重构(可以在系统运行的不同时刻,按需要改变电路的功能,使系统具备多种空间相关或时间相关的任务)及硬件软化、软件硬化等功能。数字调制解调是无线通信中一个重要技术之一。FPGA的基本特点主要有:
1)采用FPGA设计ASIC电路,用户不需要投片生产,就能得到合用的芯片。
2)FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。
3)FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚。
4)FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。
5) FPGA采用高速CHMOS工艺,功耗低,可以与CMOS、TTL电平兼容。
可以说,FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的,因此,工作时需要对片内的RAM进行编程。用户可以根据不同的配置模式,采用不同的编程方式。与传统的DSP或GPP相比,FPGA在某些信号处理任务中表现出非常强的性能,具有高吞吐率、架构和算法灵活、并行计算、分配存储以及动态配置等优势,因此能够解决设计者在通信领域尤其是无线通信方面需要一个高速通用硬件平台来实现并验证自己通信系统和相关算法的需求。
调制的目的是把基带信号变换成适合信道传输的信号,解调是调制的反过程,无线通信系统设计的一个目标是实现系统数字化,而FPGA就是实现系统数字化的重要技术。FPGA设计的主要流程包括RTL代码编写、编写Testbench。
第二部分2-ASK调制的MATLAB实现
MATLAB简介
MATLAB 是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)的简称,和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完相同的事情简捷得多,并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C,FORTRAN,C++ ,JAVA的支持。可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用,此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序,用户可以直接进行下载就可以用。
应用:
MATLAB 产品族可以用来进行以下各种工作:
●数值分析
●数值和符号计算
●工程与科学绘图
●控制系统的设计与仿真
●数字图像处理
●数字信号处理
●通讯系统设计与仿真
●财务与金融工程
MATLAB 的应用范围非常广,包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。附加的工具箱(单独提供的专用 MATLAB 函数集)扩展了 MATLAB 环境,以解决这些应用领域内特定类型的问题。
MATLAB特点:
●此高级语言可用于技术计算
●此开发环境可对代码、文件和数据进行管理
●交互式工具可以按迭代的方式探查、设计及求解问题
●数学函数可用于线性代数、统计、傅立叶分析、筛选、优化以及数值积分等
●二维和三维图形函数可用于可视化数据