基于fpga的多进制数字相位调制系统设计--课程设计说明书

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1、<<通信原理>>课程设计说明书题目基于FPGA的多进制数字相位调制系统设计学院：电信学院学生姓名：xx指导教师：职称实验师专业：通信工程班级：完成时间：2017年6月目录摘要IAbstractII1绪论11.1课题背景11.2研究现状11.3课题研究的目的和意义22硬件平台概述32.1FPGA简介32.2FPGA系统设计流程92.3QuartusⅡ简介103系统算法介绍143.1曼彻斯特编码简介143.2曼彻斯特编码的原理143.3数字调制技术概述153.4FSK调制原理以及其特点164系统方案设计204.1VHDL硬件描述语言204.2功能模块介绍215总结与展望285.

2、1总结285.2展望28致谢30参考文献31附录1：中文文献32附录2：设计总图35摘要在科学技术迅速发展尤其是在通信领域以及电子信息方面的发展更为突出的今天，设计者需要一个高速通用硬件平台来实现并验证自己的通信系统和相关算法。FPGA(现场可编程门阵列)作为一种大规模可编程逻辑器件，体系结构和逻辑单元灵活、集成度高、适用范围宽，并且设计开发周期短、设计制造成本低、开发工具先进并可实时在线检验，广泛应用于产品的原型设计和产品生产。与传统的DSP(数字信号处理器)或GPP(通用处理器)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

3、、分配存储以及动态配置等优势，因此非常适合用于设计验证高速通信系统的基带处理部分。基于FPGA的通信系统基带设计验证平台采用大容量、高性能的FPGA器件，为通信系统的基带设计提供了一个有效的硬件实现平台。基于FPGA的实现和验证与计算机仿真相结合，将大大加速通信系统基带部分的快速原型设计，极大地方便了对实时性和运算量有较高要求的各类算法的验证。本论文实现了一种基于FPGA的数字信号调制系统的实现方案，由曼彻斯特编码加密后通过频移键控(FSK)数字调制，在QuartusII软件上进行了逻辑编译，以及代码时序仿真，进而验证系统的可行性与可靠性。关键词：现场可编程门阵列，频移键控

4、调制，曼彻斯特编码01绪论1.1课题背景从1837年莫尔斯发明电报算起，一个世纪以来，通信的发展大致经历了三大阶段：以1837年发明电报（莫尔斯电码）为标志的通信初级阶段；以1948年香农提出的信息论开始的近代通信阶段；以20世纪70年代出现的光纤通信为代表的和以综合业务数字网迅速崛起为标志的现代通信阶段。光纤通信技术、卫星通信技术和移动通信技术成为现代通信技术的三大主要发展方向。专用集成电路（ASIC）即特定的电子电路和系统（包括模拟、数字与数模混合电路）的设计与制造，在发达国家已经完成了由传统模式向现代化设计模式的转变，即完成了向电子线路与系统功能设计的转变。通过软件开

5、发工具完成硬件电路的设计，近年来在国内也已经逐渐开展起来，并引进了一些国外的先进设计技术在各种新型电子设备和采用电子线路的设备中广泛使用。其中，由于“现场可编程门阵列”（FPGA）设计灵活、速度快，在数字专用集成电路的设计中得到更为广泛的使用。复杂可编程逻辑器件（CPLD）/现场可编程门阵列（FPGA）器件集成度高、体积小，具有通过用户编程实现专门应用的功能。它允许电路设计者利用基于计算机的开发平台，经过设计输入、仿真、测试和校验，直到达到预期的结果。使用CPLD/FPGA器件可以大大缩短系统的研制周期，减少资金投入。更吸引人的是，采用CPLD/FPGA器件可以将原来的电路

6、板级产品集成为芯片级产品，从而降低了功耗，提高了可靠性，同时还可以很方便地对设计进行在线修改。它成为研制开发的理想器件之一，特别适合与产品的样机开发和小批量生产，因此有时人们也把FPGA称为可编程的ASIC。1.2研究现状1985年，Xilinx公司推出的全球第一款FPGA产品XC2064怎么看都像是一只“丑小鸭”——采用2μm工艺，包含64个逻辑模块和85000个晶体管，门数量不超过1000个。22年后的2007年，FPGA业界双雄Xilinx和Altera公司纷纷推出了采用最新65nm工艺的FPGA产品，其门数量已经达到千万级，晶体管个数更是超过10亿个。一路走来，FP

7、GA在不断地紧跟并推动着半导体工艺的进步——2001年采用150nm工艺、2002年采用130nm工艺，2003年采用90nm工艺，2006年采用65nm工艺。FPGA对半导体产业最大的贡献莫过于创立了无生产线(Fabless)模式。如今采用这种模式司空见惯，但是在20多年前，制造厂被认为是半导体芯片企业必须认真考虑的主要竞争优势。然而，基于过去制造厂直接、清晰的业务模式，32Xilinx创始人之一BernieVonderschmitt成功地使日本精工公司(Seiko)确信利用该公司的制造设施来生产Xilinx公司