matlab_simulink在fpga设计中的应用new

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1、万方数据Matlab／simulink在FPGA设计中的应用ApplicationinFPGAdesig几ofMatlab／simulink摘要：文中首先分析了MATLAB／Simulink中DSPBuilder模块库在FPGA设计中优点。然后结合FsK信号的产生原理，给出了如何利用DsPBuilder模块库建立FsK信号发生器模型．以厦对FSK信号发生器模型进行算法级仿真和生成vHDL语言的方法．并在modelsim中对FsK信号发生器进行RTL级仿真．最后介绍了在FPGA芯片中实现FSK信号发生嚣的设

2、计方法．关键词：Simulink／DSPBuilder；FSK建模：FGPA芯片实现中图分类号：TT凹1+．82文献标示码：A文章编号：10嗍一0570(2005)8～2-4)098-02Ahstruct：ThearticleanalysestheadvantageinMATLAB／SimulinkofmodulelibraryofDSPinFPGAdesign．Second，itmakesUSeoftheformulation一ncipleofFSKsigntoprovidesQ[1lemethodss

3、uchashowtobuildtheroodelinMatlab／simulink，howtosimulatethegradeofalgorithmstoFSKsignalgeneratormodel，howtoproduceVI

4、D[．1anguageandcarry-OilRTLgradcemulationtoFSKsignalgulmratorinmodelsim．Intheend，italsointroducesLhewaytorealizeFSKsigualgenera-“ⅡinFPGAchip

5、．Keywords：FSK；Matlab／simttllnk；DSPBuilde：thereal妇afionofFGPAchip1引言计算机仿真技术是应用电子计算机对研究对象的数学模型进行计算和分析的方法。而MATLAB是功能强大的数学分析T具、广泛应用于科学计算和工程计算，可以进行复杂的数字信号处理系统的建模、参数估计、性能分析。Simulink是MA’I'LAB的一个组成部分，用于图形化建模仿真。DSPBuilder作为Simulink巾的一个工具箱，使得用FPGA设计DSP系统完全可以通过Simul

6、ink的图形化界面进行，只要简单地进行DSPBuilder工具箱的模块调用即可。从而使得一个复杂电子系统设计变得相当容易而且直观。将SIMULINK用于DSP系统的仿真研究近几年逐渐成为人们研究的热点。本文以此为基础，运用DSPBuilder工具箱中的部分模块，建立了FSK信号的仿真模型，并通过了可靠的仿真实验直至下载到目标器件FPGA中．并进行了硬件测试。2SⅣULINK下FSK仿真模型实现2．1FSK调制原理杨守良：实验师(渝西学院)杨守良Yan9．Shouliang2FSK信号是用载波频率的变化来表

7、征被传信息的状态的，被调载波的频率随二进制序列0、1状态而变化，即载频为矗代表传0，载频为t时代表传I。显然，2FSK信号完全可以看成两个分别以f0和L为载频、以a。和i为被传二进制序列的两种2ASK信号的合成。2FSK信号的典型时域数学表达式为：r]r]，：。∞=l∑吼gp—n‘)Icos％”l∑乏go—n‘)lcosqfL”JL"J式中，皑=2zf0，q=2口^，‰是的‰反码，嘲为2FSK属于频率调制，通常可定义其移频键控指数为：h=l^一，0I巧=l正一，nl／R2FSK信号的产生通常有两种方式：(

8、1)频率选择法；(2)载波调频法。由于频率选择法产生的2FSK信号为两个彼此独立的载波振荡器输出信号之和，在二进制码元状态转换时刻，2FSK信号的相位通常是不连续的．这会不利于已调信号功率谱旁瓣分量的收敛。载波调频法是在一个直接调频器中产生2FSK信号，即用数字基带矩形脉冲控制一个振荡器的某些参数，直接改变振荡频率，输出不同频率的信号，这时的已调信号出自同一个振荡器．信号相位在载频变化时始终是连续的，这将有利于已调信号功率旁瓣分量的收敛，使信号功率更集中于信号带宽内，在这罩，我们采用的是载波调频法。2FS

9、K模型建立根据FSK信号的产生原理，可以利用FPGA来实现FSK信号发生器，但是若采用传统的VHDL语言来编程实现，显然很复杂，在此采用嵌入在Matlab／simulink的DSPBuilder来实现，DSPBuilder设计流程的第一步是在MATLAB／Simulink中进行设计输人．即在MATLAB的Simulink环境中建立一个MDL模型文件．用图形方式调用AheraDSPBuilder和其它的Simulink库中的图形