基于Nios II處理器的SVPWM IP Core設計

(3)乘法因子計算模塊。
這里的乘法因子是指式(6)和式(7)中的方括號內運算的結果。本模塊根據外部A／D轉換的結果、設定的TPWM及預期的參考電壓矢量的數值，計算出式(6)，式(7)的方括號內的結果，用于乘法模塊中對ta和tb的計算。
(4)數據存儲模塊。
sinθ及sin(π／3-θ)在擴大255倍后，分別作為高8位和低8位存儲在容量為128×16 bit的ROM中，從而可以同時(shí)讀取分別用于式(6)中tb和式(7)中ta的計算。時(shí)序控制ROM的容量為32×3 bit，存儲表1中的開(kāi)關(guān)時(shí)序，其高3位地址用于對6個(gè)扇區編碼，最低2位地址用于某區間內的時(shí)序控制，由于在同一區間中采用升降計數，根據表1中橋臂開(kāi)關(guān)切換的對稱(chēng)性可知，只要兩位地址即可存儲時(shí)序控制信號。
(5)數據選擇器。
當0≤θπ／6時(shí)，利用正弦值存儲模塊輸出數據的高8位計算tb，利用低8位計算ta；而當θ值為π／6≤θπ／3時(shí)，則應該利用低8位計算tb，利用高8位計算ta。通過(guò)數據選擇器實(shí)現高、低8位的交換。
(6)時(shí)序控制模塊及IGBT時(shí)序控制ROM。
時(shí)序控制模塊根據當前所處的扇區、ta、tb及當前PWM的計數值生成IGBT時(shí)序控制ROM的地址。IGBT時(shí)序控制ROM中存儲的是橋臂開(kāi)關(guān)控制的時(shí)序，根據時(shí)序控制模塊輸出的地址，將存儲在ROM中的開(kāi)關(guān)控制量讀出后送至死區發(fā)生器模塊。
(7)死區發(fā)生器模塊。
死區發(fā)生器模塊用于將橋臂上部IGBT管的3個(gè)時(shí)序控制信號，變?yōu)橛脩?hù)設定死區時(shí)間的3組信號，對6個(gè)IGBT管進(jìn)行控制，死區時(shí)間在0～6．3μs之間設置，步進(jìn)值0．1μs。死區發(fā)生器仿真結果如圖5所示，輸入信號為pulse_in，輸出信號為pulse_a和pulse_b，死區時(shí)間設置為0．4μs。

3 設計驗證
各模塊設計完成后，用原理圖方式完成系統設計如圖4所示，在SOPC Builder中將之作為自定義組件添加到系統中生成IP Core。設計驗證在A(yíng)ltera公司的DE2開(kāi)發(fā)板上進(jìn)行，將該IP Core添加到SOPC工程中，編譯、下載到FPGA芯片中，運行測試程序后，利用SignalTapII Logic AnMyer捕捉到橋臂上方3個(gè)IGBT管的控制信號如圖6所示。圖中的sector是為方便測試而引出的扇區編號信號，由圖可知設計正確。

4 結束語(yǔ)
設計了一個(gè)結構簡(jiǎn)單、性能良好的SVPWM IP核，并在Nios II平臺下將其封裝成一個(gè)模塊化的獨立元件，使之易于在其他的工程中復用，利用該IP核可以方便地構建基于Nios II嵌入式處理器的SVPWM控制系統，體現了SOPC嵌入式系統的靈活性和擴展性。