基于Nios的FFT算法軟硬件協(xié)同設計
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2．4 FFT算法軟件設計
在NiosⅡ硬件系統設計完成后，將配置文件下載到指定的FPGA中，通過(guò)SOPC Builder軟件窗口，可進(jìn)入NiosⅡIDE軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行軟件設計。
通過(guò)SOPC Buider軟件窗口，啟動(dòng)NiosⅡIDE，然后新建工程，在新建工程的過(guò)程中，選擇剛才產(chǎn)生的CPU，新工程產(chǎn)生后，在工程添加文件，在文件中寫(xiě)入程 序代碼。在軟件編程時(shí)設計者可以使用多種方式使用自定制指令，為了簡(jiǎn)化軟件開(kāi)發(fā)者使用自定義指令的編程，在生成的SDK中的.h文件中已經(jīng)包含了自定義指 令的宏定義，可以直接用在C中。下面以基2，8點(diǎn)FFT為例加以說(shuō)明。在定制了兩條復數運算指令后，可以使用C語(yǔ)言編程實(shí)現FFT算法。由于有基本的復數 運算指令和復數加法指令，為此采用C語(yǔ)言編寫(xiě)程序，其算法變得相當簡(jiǎn)單，FFT核心算法如下：
2．5 系統測試
采用Altera公司的Cyclone Ⅱ系列芯片EP2C5Q208C8。用Altera提供的Nios SDK，將編譯后的可執行代碼，通過(guò)計算機串口下載到FPGA上的Nios系統內存中去并運行，將輸出結果與Matlab仿真結果進(jìn)行了比較。比較結果如 表l所示，其中參考值是用MATLAB按FFT計算得到的結果，測試值是在Nios中利用C語(yǔ)言編寫(xiě)的FFT程序計算的結果，表中某些數據誤差較大，是因 為本系統采用定點(diǎn)數據精度不夠，只要增加定點(diǎn)數據的位數就可提高運算的精度。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/191448.htm
3 結束語(yǔ)
Nios是一個(gè)性?xún)r(jià)比較高的微處理器，它是以軟核的方式提供給用戶(hù)，并專(zhuān)為在A(yíng)ltera的FPGA上實(shí)現作了優(yōu)化，用于SOPC(片上可編程系統)集 成，最后在FPGA上實(shí)現，通過(guò)它可以創(chuàng )建Nios CPU設計項目，從而為設計人員提供SOPC設計必需的軟硬件設計平臺。在定制的NiosCPU設計項目中利用Nios的用戶(hù)自定義指令功能，可以達到 FFT運算的軟硬件協(xié)同設計，實(shí)現了快速FFT的變換。由于軟件直接控制硬件，所以編譯過(guò)后的軟件調試工作，基本上都是軟硬件協(xié)同完成的。因此速度快，占 用資源少，容易擴展。
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