EDA技术与Verilog设计 教学课件 作者 王金明 冷自强 编著 教案第13章.ppt

《EDA技术与Verilog设计 教学课件 作者 王金明 冷自强 编著 教案第13章.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第13章数字设计实例◆直接数字频率合成器◆基于FPGA实现点阵液晶显示控制◆UART异步串行接口◆VGA彩条信号发生器◆VGA图像显示控制器◆信道编译码器◆CRC校验码内容数字设计实例13.1直接数字频率合成器13.1.1DDS原理与顶层设计DDS的基本结构如图所示，主要由相位累加器、加法器、波形存储ROM、D/A转换器组成。DDS结构图其中K为频率控制字，P为相位控制字。设fc为参考时钟频率，N为相位累加器的字长，M为ROM数据位和D/A转换器的字长。相位累加器在时钟fc的控制下以步长K累加，输出的N位二进制码经过处理（截断处理）后与相位控制字相加，结果作为RO

2、M的输入地址，对波形ROM寻址。ROM中输出的M位的幅度码经D/A转换后就可得到合成波形。合成信号的波形取决于ROM中存储的幅度码，因此可以用DDS产生任意波形。DDS顶层设计图中加法器add32和寄存器reg32构成了相位累加器，加法器add12和寄存器reg12构成了相位调制器。乘法器mult用于调节DDS的步进频率，频率控制字和相位控制字分别由单片机控制键盘输入，锁相环输出40MHz的频率。波形存储器sin_rom的输出和D/A转换器相连。13.1.2ROM初始化数据文件生成初始化数据文件格式有2种：MemoryInitializationFile(.mif

3、)格式文件，或Hexadecimal(Intel-Format)File(.hex)格式文件。生成初始化数据文件的方法通常有下面几种。（1）建立.mif格式文件（2）建立hex格式文件（3）其他方法13.1.3宏功能模块的定制选择ROM数据线地址线宽度添加数据文件13.1.4使用嵌入式逻辑分析仪在线测试QuartusII软件具有SignalTapII嵌入式逻辑分析仪，它提供了一种对器件进行实时测试的手段。SignalTapII嵌入式逻辑分析仪可以随设计文件一起下载到目标芯片中，用以捕捉目标芯片中设计者感兴趣的信号节点处的信息，而不影响芯片的正常工作。SignalT

4、apII将测得的样本信号暂存于目标芯片的片内RAM（如ESB、M4K）中，然后通过器件的JTAG端口和ByteBlasterII编程线将采得的信息传出，送入计算机进行分析。（1）新建SignalTapII文件SignalTapII编辑窗（2）调入待测信号为了调入待测信号名，在下栏的空白处双击，即弹出如图所示的“NodeFinder”对话框，根据需要在“Filter”中选择感兴趣的类，然后单击“List”按钮，即在左栏出现与此工程相关的所有信号，可将欲查看的信号调入SignalTapII信号观察窗口。（3）设置信号单击全屏按钮和窗口左下角的“Setup”选项卡，即出

5、现如图13.14所示的全屏编辑窗口。（4）SignalTapII文件存盘选择菜单“Assignments”中的“Settings”，在Category栏中选择“SignalTapIILogicAnalyzer”.在“SignalTapIIFile”栏中选中已存盘的SignalTapII文件名，并选中“EnableSignalTapIILogicAnalyzer”，单击“OK”按钮。（5）编译下载选择菜单“Processing”中的“StartCompilation”，启动全程编译。编译结束后，SignalTapII的观察窗通常会自动打开，若没有打开，可选择菜单“T

6、ools”中的“SignalTapIILogicAnalyzer”打开。打开试验开发系统的电源，连接JTAG编程接口，设定通信模式。通过“Setup”按钮选择硬件通信模式：ByteBlasterII或ByteBlasterMV。然后单击下方的“Device”栏的ScanChain按钮，对试验板进行扫描。如果在栏中出现FPGA的型号，表示系统JTAG通信正常，可以进行下载。最后在SOFManager中选择下载文件，单击下载图标，在左上角观察下载信息。（6）启动SignalTapII进行测试单击Instance名“sin_stp”，再单击“AutorunAnalysi

7、s”按钮，即启动了SignalTapII，通常会自动弹出“Data”页，这时就能在SignalTapII数据窗口中观察来自FPGA内部的实时信号。13.2FPGA实现点阵液晶显示控制13.2.1GDM12864的结构及指令GDM12864A原理简图“写数据”时序图指令名称控制信号控制代码RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D0显示开关设置000011111D显示起始行设置0011L5L4L3L2L1L0页面地址设置0010111P2P1P0列地址设置0001C5C4C3C2C1C0读取状态字01busy0on/offreset0000写显示数据10数据控制指令功

8、能表13.