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基于Matlab的信号级EDA仿真方法研究

  • 商品编号:matlab396
  • 货  号:matlab396
  • 品  牌:jgyc
  • 开发语言: C
  • 论文字数: 1.2W
  • 市场价: ¥400.00
  • 销售价: ¥300.00
  • 节省: ¥100.00

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摘要

在现代数字系统的设计中软件的仿真十分重要,选取合适的仿真软件一方面可以提高设计效率,减少设计所花费的时间,另一方面也可以及时地发现设计中存在的问题。在现阶段FPGA的设计中,较为常用的方法是使用Altera公司开发的Quartus II软件和Mentor公司开发的Modelsim进行联合仿真。尽管这种联合仿真方法能够在VerilogVHDL语言的支持下实现大部分FPGA的设计,但随着FPGA设计系统的复杂化程度越来越高,充分的时序仿真显得十分重要,而Quartus IIModelsim联合仿真的方法都只能用手工的波形输入方式或硬件描述语言的方式输入仿真数据,仿真结果也只能以波形的形式输出。尤其当在进行数字信号处理算法的仿真验证时(例如仿真带有噪声的输入信号),会显得十分乏力。针对这一问题,本论文提出联合MatlabModelsim软件来实现FPGA仿真的方法。

现阶段常用的联合MatlabModelsim仿真的方法主要有两种,一种是以Matlab或者Modelsim分别产生数据,利用自带函数导出保存txt文本的形式再给ModelsimMatlab来调用,这是一种间接的联合仿真的方式。另一种则是利用Matlab中自带的link for Modelsim的功能,将两者联合。本论文主要就第一种方法进行研究。

关键词:FPGA设计 Modelsim 联合仿真 Matlab

论文结构安排

本论文主要包括基于Matlab的信号级EDA仿真实例及仿真结果验证两个部分,具体安排如下:

第一章:绪论。简要介绍了EDA技术及几款用于FPGA技术开发和仿真的软件,并叙述了研究基于Matlab的信号级EDA仿真方法的背景。

第二章:联合QuartusIIModelsim的后仿真设计。本章第一部分介绍了QuartusII软件的开发流程,第二部分介绍了联合QuartusIIModelsim的后仿真设计的原理。第三部分通过一个基于VHDL语言的联合QuartusIIModelsim的后仿真设计实例对该方法进行说明。

第三章:基于MatlabModelsim的联合仿真。本章第一部分介绍了基于MatlabModelsim联合仿真的原理。第二部分通过实例对联合仿真的可行性进行验证。

第四章:基于Matlab的信号级EDA仿真方法分析。本章主要在上一章联合仿真的基础上实现基于MatlabFFTFITDDS设计,并通过联合仿真对结果进行分析验证。

第五章:结论与展望。总结本文完成的研究成果,并对下一步的研究方向进行展望。

联合QuartusIIModelsim的后仿真设计

本章主要介绍了联合QuartusIIModelsim的后仿真设计,第一部分介绍了QuartusII软件的开发流程,第二部分介绍了联合QuartusIIModelsim的后仿真设计的原理。第三部分通过一个基于VHDL语言的联合QuartusIIModelsim的后仿真设计实例对该方法进行说明。

2.1  QuartusII集成开发流程


QuartusIIAltera公司的FPGA/CPLD集成开发软件,具有完善的可视化设计环境,并具有标准的EDA工具接口,基于QuartusII进行EDA设计开发的流程如图2.1所示,包含有以下步骤:

2.1 QuartusII设计开发实例

1)设计输入:包括原理图输入、HDL文本输入、EDIF网表输入及波形输入等几种方式。

2)编译:先根据使用者的需要进行编译方式和编译策略的设定,如可编程逻辑器件的选取、逻辑综合方式的选择等。然后根据使用者设定的参数和策略对设计项目进行网表提取、逻辑综合器件适配,并产生报告文件、延时信息文件及编程文件,供分析、仿真和编程使用。

3)仿真:仿真包括功能仿真、时序仿真和定时分析,用以验证设计项目的逻辑功能和时序关系是否正确。

4)编程与验证:用得到的编程文件通过编程电缆配置PLD,加入实际激励,进行在线测试。

在设计过程中,如果出现错误,则需重新回到设计输入阶段,改正错误或调整电路后重复上述过程。 

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