基于模型的DDS芯片設計與實(shí)現

摘要：介紹了一種基于模型的DDS芯片的設計方法。根據DDS基本原理,在MATLAB環(huán)境下建立模型,用System Generator產(chǎn)生VHDL程序,并在ISE軟件中編寫(xiě)仿真和控制程序,最后在Spartan-3E Starter Kit開(kāi)發(fā)板上實(shí)現設計。與傳統的FPGA編程設計方法相比,本文所介紹的方法可以避免繁瑣的編程工作、節省時(shí)間并降低出錯概率。實(shí)驗結果證明了這種設計方法的可行性。

　　0 引言

　　1971 年，美國學(xué)者J.Tierncy.C.M.Rader 和B. Gold 應用全數字技術(shù)，從相位概念出 發(fā)給出了直接合成波形的一種新的頻率合成原理， 這就是DDS （ Direct DIGITAL Synthesizer）,直接數字合成技術(shù)。近幾年超高速數字電路的發(fā)展尤其是大規模超高速FPGA 技術(shù)日漸成熟，以及對DDS 的深入研究，使得DDS 的最高工作頻率以及噪聲性能已接近并達 到與鎖相頻率合成器相當的水平[1]。與其它頻率合成方法相比，DDS 具有頻率轉換時(shí)間短、 頻率分辨率高、輸出相位連續、可編程、全數字化、易于集成等突出優(yōu)點(diǎn)。本文提出的方法 基于Xilinx 公司和它的合作者聯(lián)合提出的XtremeDSP 解決方案，從系統結構設計直接映射 到基于FPGA 的DSP 系統硬件實(shí)現。在這種基于模型的設計技術(shù)中，利用Simulink 的圖形化 界面由系統的技術(shù)條件建立系統的數學(xué)模型，通過(guò)算法對模型進(jìn)行仿真優(yōu)化，再轉化成IP 核實(shí)現。System generator 同Simulink 模型工具結合，可以將算法參數化、最優(yōu)化，并可 自動(dòng)從行為級的系統模型轉換到FPGA 實(shí)現，不需手工重設，從而避免了繁瑣的編程工作， 大大節省了開(kāi)發(fā)時(shí)間并降低了出錯的概率。

　　1 DDS 的基本原理