基于模型的DDS芯片设计与实现

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1、电子设计《微计算机信息》(嵌入式与SOC)2009年第25卷第2-2期文章编号:1008-0570(2009)02-2-0298-03基于模型的DDS芯片设计与实现Model_baseddesignandimplementationforDDSchip（上海理工大学）王力钱伟康谢明谢灵军WANGLiQIANWei-kangXIEMingXIELing-jun摘要:介绍了一种基于模型的DDS芯片的设计方法。根据DDS基本原理,在MATLAB环境下建立模型,用SystemGenerator产生VHDL程序,并在ISE软件中编写仿真和控制程序,最后在Spart

2、an-3EStarterKit开发板上实现设计。与传统的FPGA编程设计方法相比,本文所介绍的方法可以避免繁琐的编程工作、节省时间并降低出错概率。实验结果证明了这种设计方法的可行性。关键词:模型;现场可编程逻辑门阵列;直接数字合成;仿真中图分类号:TP271+.82文献标识码:AAbstract:IntroducedonemethodofdesigningDDSchipbasedonmodel.AccordingtotheDDSbasicprinciple,establishedthemod-elinMATLABenvironment,generated

3、theVHDLprogrambyusingSystemGenerator,simulinkedanddesignedcontrolprogramin技ISEsoftware,implementationthisdesignonSpartan-3EStarterKitboard.ComparewiththetraditionalFPGAprogrammingdesignmethod,themethodmentionedinthispapercanavoidofcumbersomeworks、savedevelopingtimeanddeclinepossi

4、bilityoferror.术Experimentresultsprovedthisdesignmethodisfeasible.Keywords:model;fpga;directdigitalsynthesizer;simulink创引言用量化值，（为整数）。这样，信号发生器输出可以描述为：，其中新1971年，美国学者J.Tierncy.C.M.Rader和B.Gold应用全是前一个clk周期的相位值。所以只要对相位增量值进行简单数字技术，从相位概念出发给出了直接合成波形的一种新的频的累加，就可以得到正弦信号当前相位值，而用于累加的相位率合成原理，这

5、就是DDS（DirectDigitalSynthesizer）,直接数字增量量化值决定了信号的输出频率,并呈现简单的线性合成技术。近几年超高速数字电路的发展尤其是大规模超高速关系，DDS就是根据这个原理而设计的数字控制频率合成器。FPGA技术日渐成熟，以及对DDS的深入研究，使得DDS的最高工作频率以及噪声性能已接近并达到与锁相频率合成器相2在MATLAB中建立的DDS模型并当的水平[1]。与其它频率合成方法相比，DDS具有频率转换时在ISE中实现间短、频率分辨率高、输出相位连续、可编程、全数字化、易于集2.1建立DDS模型成等突出优点。本文提出的方法基

6、于Xilinx公司和它的合作者Simulink是一个可用于多领域动态系统仿真的平台，为动联合提出的XtremeDSP解决方案，从系统结构设计直接映射到态系统提供建模和分析的方法，提供交互的图形化方框图环境基于FPGA的DSP系统硬件实现。在这种基于模型的设计技术带有为信号处理、通信和控制等可定制的模块集。SystemGen－中，利用Simulink的图形化界面由系统的技术条件建立系统的erator就是Xilinx公司的一个专有模块集（Blockset），它是数学模型，通过算法对模型进行仿真优化，再转化成IP核实Simulink的一个插件，包括基本DSP函

7、数和逻辑算符，其中包现。Systemgenerator同Simulink模型工具结合，可以将算法参含的预先定义好的模块可以保证FPGA实现时位和周期的正数化、最优化，并可自动从行为级的系统模型转换到FPGA实确。用它可以自动生成VHDL语言、测试向量等文件，还可以自现，不需手工重设，从而避免了繁琐的编程工作，大大节省了开动将特定的设计模块映射成高度优化的IP核模型。在本文介发时间并降低了出错的概率。绍的设计中，最后生成的工程文件中就自动映射出一个累加器1DDS的基本原理核和一个单口块ROM核。对于一个正弦信号发生器，它的输出可表示为：根据DDS控制原理在

8、MATLAB环境中建立如下的模型（图。1）：其中在存储正弦数据的ROM2中设定D