（2）语言设计的捷径 我偶尔到 HDL 语言论坛去看看，看到很多人对语言的学习感到困难，其实语言的学习并不困难， 其捷径是什么，答案：先用原理图设计，尤其是一些基本的逻辑功能单元。分频计数，开关，串并、 并串等等。从某种角度来说语言的本质是原理图设计，如果您脑袋里想的原理图，手指在键盘上敲 出来的是语言，你可以不用担心代码可综合性。其实我学习语言是今两年的事情，我只看两三天 Verilog 语言语法，然后看看基本逻辑单元的表示方法和例子，就可以用 Verilog 进行设计了，当然会 在设计过程中碰到一些语法表示的困难，翻翻书就可以了。 当然，不是语言不重要，功能的实现也需要语言准确的表达，例如 case 语句如何避免 LATCH。 （3）有关仿真 我曾经有一个做 FPGA 的同事，每当设计完一个功能模块，就看到用 MODELSIM 仿真好几天， 一个设计下来，仿真耗用他很多时间，为什么会这样，原因有两个：基本原因是:功能架构或者说思 路没有想好，在那里凑，第二个原因是因为写代码的时候他脑袋里没有形成时序图。如果这两方面 都想好，仿真的工作量会大大减少的。 在设计和仿真过程时，多想一想被处理的与其他信号的时序关系，这对你的设计能力大有益处。 我刚开始 FPGA 设计时，一个简单的计数器都要仿真半天，别说一个功能模块了，那个阶段设 计是靠仿真才能设计出来的（汗，数字电路没有学好）。但随着设计的增多，水平的提高，仿真用的 时间越来越少了，为什么？因为当你的脑袋里有时序图时，仿真回归了它真正的本意，只不过验证 你（脑袋里的时序）设计是否正确的一个工具。

基于FPGA的高精度五级CIC滤波器设计与Verilog实现,基于FPGA的CIC滤波器设计与实现：五级积分梳状滤波器Verilog代码优化与位宽处理策略,基于FPGA的积分梳状CIC滤波器verilog设计 1.系统概述 这里设计的五级CIC滤波器。 那么其基本结构如上图所示，在降采样的左右都有五个延迟单元。 但是在CIC滤波的时候，会导致输出的位宽大大增加，但是如果单独对中间的处理信号进行截位，这会导致处理精度不够，从而影响整个系统的性能，所以，这里我们首先将输入的信号进行扩展。 由于我们输入的中频信号通过ADC是位宽为14，在下变频之后，通过截位处理，其输出的数据仍为14位，所以，我们将CIC滤波的输入为14位，但是考虑到处理中间的益处情况以及保证处理精度的需要，我们首先将输入位宽扩展为40位，从而保证了处理精度以及溢出的情况。 这里首先说明一下为什么使用的级别是5级。 从硬件资源角度考虑，CIC滤波器的级数太高，会导致最终输出的数据位宽很大，通过简单的验证，当CIC的级数大于5的时候，输出的位宽>50。 这显然会导致硬件资源的大量占用，如果CIC级数太小，比如1,2

OFDM水声通信系统定时同步的FPGA实现涉及到了正交频分复用（OFDM）技术，线性调频（LFM）信号以及现场可编程门阵列（FPGA）的应用。 OFDM是一种多载波调制技术，可以将宽带信道分解成多个窄带子信道。OFDM技术之所以能够广泛应用，是因为它在抗多径干扰、频谱利用率高以及能够支持高速数据传输方面具有优势。OFDM通过在频域上将数据分割成子载波进行传输，每个子载波上的调制信号占据一定的频带宽度，并且这些子载波彼此正交，从而保证在频域上的充分利用，而不会相互干扰。由于OFDM的这些特点，它成为水声通信领域的重要技术。 水声通信系统是利用声波在水下的传播进行信息传输的技术。与电磁波在空气中的传播不同，声波在水下传输具有衰减慢、传播距离远的特点，但同时受到水下多径效应和多普勒频移等复杂因素的影响。为了提高水声通信的可靠性，OFDM技术因其良好的抗干扰性能而被选为调制方式。 定时同步是OFDM系统中非常关键的技术之一。由于OFDM符号在时间上相互重叠，需要精确的定时同步来确保解调时各个OFDM符号能够正确分离，否则会发生符号间的干扰，严重影响通信质量。为了实现OFDM系统的定时同步，常用的方法包括使用循环前缀（CP）来抵御多径效应，以及在系统中引入同步信号来辅助同步过程。 LFM信号因其良好的时频聚集特性，被认为适合用作OFDM水声通信系统的定时同步信号。LFM信号也称为线性调频连续波（LFM-CW）信号，其频率随时间线性变化。LFM信号具有尖锐的自相关特性，能在时域中获得压缩的窄脉冲，这使得其在接收端容易被检测到并用来进行定时同步。 为了产生LFM信号，文中提到了直接数字合成（DDS）技术，这是一种基于数字技术生成模拟信号的方法。DDS技术通常包括直接数字波形合成（DDWS）和直接数字频率合成（DDFS）。DDWS采用预先存储的理想采样的数字波形，通过查表得到所需模拟信号，具有良好的脉冲压缩特性。这种方法适用于带宽要求不高的水声通信系统。 在接收端，LFM信号的检测是通过滑动相关检测法实现的，该方法不需要复杂的FFT和IFFT变换处理，节省了FPGA的资源，降低了解算复杂度。滑动相关检测利用LFM信号尖锐的自相关特性，通过滑动接收信号与本地参考信号进行相关运算，当相关值最大时，可以确定相关峰的位置，从而实现信号的定时同步。 FPGA技术在OFDM水声通信系统中的应用，体现在它能够提供高性能并行处理能力，适合完成IFFT、FFT等复杂算法的实时处理。由于水下通信环境的复杂性，FPGA能提供的并行计算能力对于信号的快速处理、实时同步至关重要。 总结来说，OFDM水声通信系统定时同步的FPGA实现在技术上涉及到了OFDM技术的原理和优势、LFM信号的特性以及其在同步中的应用，以及FPGA技术在信号处理中的优势。该系统的实现需要解决的关键技术包括OFDM系统对同步误差的敏感性、LFM信号的产生与检测技术、以及FPGA如何高效实现定时同步算法。通过对这些关键技术的掌握和优化，可以有效提高水声通信系统的性能，保障水下通信的稳定性和可靠性。

多轴联动运动控制卡在运动控制领域有着广泛的应用。该运动控制卡是一种基于SoC FPGA芯片， 采用以太网通信的运动控制卡。该卡采用单芯片设计方案，结构简单、通用性好、可靠性高，可以控制4个步进电机系统或交流伺服电机系统实现高速、高精度运动，具备自动加减速控制功能，使用成本较传统运动控制卡降低30%以上。通过在木工雕刻机和点胶机设备上的应用， 验证了该运动控制卡的功能和性能。 标题中的“基于SmartFusion2 SoC FPGA芯片的运动控制卡设计”指的是一项创新的运动控制技术，它利用了Microsemi公司的SmartFusion2系统级芯片（SoC）现场可编程门阵列（FPGA）来构建一个高效、低成本且高可靠性的运动控制卡。SmartFusion2 SoC FPGA结合了FPGA的灵活性与微控制器单元（MCU）的处理能力，内置了ARM Cortex-M3处理器核心，使得该设计能够集成复杂的硬件加速器和实时控制功能。 描述中提到，这种运动控制卡采用了以太网通信，替代了传统的PC+NC架构中PC104或PCI接口，简化了设计并降低了成本。它能控制4个步进电机或交流伺服电机，提供高速、高精度的运动，并具有自动加减速控制功能。这种设计在木工雕刻机和点胶机等设备上得到了验证，证明其功能和性能优越，成本比传统运动控制卡降低了30%以上。 文章的部分内容揭示了系统组成结构，运动控制卡主要由PC主机和运动控制卡两部分构成，两者之间通过以太网进行通信。运动控制卡内部包含了PWM脉冲输出、脉冲计数、输入输出逻辑控制、模拟量输出控制以及串口通信等多种功能。而PC主机则负责人机交互界面和编程语言解析等任务。系统结构的简化使得安装和维护更加便捷，降低了现场使用的复杂度。 SmartFusion2 SoC FPGA芯片的优势在于，它的单芯片解决方案降低了硬件的复杂性，提高了系统的可靠性。Cortex-M3内核用于执行控制逻辑和高级计算任务，FPGA部分则可以定制化实现特定的信号处理和实时控制任务。此外，使用以太网通信不仅提供了高速的数据传输能力，还简化了布线，使得控制卡可以放置在用户设备的电控柜中，减少了电缆的混乱。 总结来说，这篇文章介绍了一种基于SmartFusion2 SoC FPGA的运动控制卡设计，该设计实现了高性能、低成本和高可靠性，尤其适合于木工雕刻机、点胶机等需要简易操作和低成本的工业应用。通过集成Cortex-M3处理器和FPGA，实现了运动控制的智能化和灵活性，同时以太网通信优化了系统架构，降低了系统成本和维护难度。这种创新的运动控制方案为工业自动化领域提供了新的选择，推动了运动控制技术的发展。

内容概要：本文详细介绍了基于AD9173的Verilog源代码驱动实现方案。该方案针对500MHz参考时钟，采用内部PLL方式，实现12G的DA时钟和12G的DA更新率。它支持DA内部上变频及24倍插值技术，JESD204线速率为10Gbps的4x lane双链路模式。代码包含详细的注释，涵盖JESD204B配置、SPI配置、DDS基带数据生成及数据拼接等功能，稍加修改即可应用于实际工程项目。 适合人群：具备FPGA开发经验的研发人员和技术专家。 使用场景及目标：适用于需要高效处理大带宽信号转换的应用场景，如通信设备、雷达系统、测试测量仪器等。目标是帮助工程师快速掌握AD9173的Verilog驱动开发，缩短项目周期并提高系统性能。 其他说明：该方案不仅提供了完整的Verilog源代码，还包括了详细的调试信息和修改指南，有助于开发者进行二次开发和优化。

Xilinx大学计划EGO数模混合口袋实验室平台秉承了赛灵思“口袋实验室”的思想和优 势，立足解决课程教学上理论与实际脱节、培养的学生能力不能满足社会需求的矛盾。 其具有诸多特性：  在原有数电口袋实验室平台基础上添加了AD/DA等模块，带领学生进入模拟 信号的世界；  板载蓝牙、VGA接口和音频输出等丰富的接口资源；  基于Xilinx 28nm新器件以及Vivado新工具进行设计；  赛灵思大学计划配套提供学习资源；  上海交通大学配套教材、实验慕课；  配套教材；  依元素科技持续更新的实验教程、案例…… ### Xilinx大学计划EGO数模混合口袋实验室平台解析 #### 一、Xilinx大学计划EGO数模混合口袋实验室平台概述 Xilinx大学计划EGO数模混合口袋实验室平台是一款专门为高等教育机构设计的教学工具，旨在弥补理论教育与实际应用之间的差距。此平台通过提供一种便携式的实验平台，让学生能够随时随地进行实验操作，从而激发他们的兴趣并培养创新能力。 #### 二、平台特色 **1. 数模混合功能** - 在原有的数字电子实验平台基础上增加了模拟信号处理模块，如AD/DA转换器等，帮助学生深入理解模拟信号处理的基础知识及应用。 **2. 丰富的接口资源** - 包括蓝牙、VGA接口、音频输出等，这些接口为学生提供了更多实验的可能性，例如多媒体应用开发等。 **3. 先进的技术支持** - 使用Xilinx最新的28nm工艺器件，以及最新的Vivado设计工具，确保学生能够接触到最前沿的技术。 **4. 完善的学习资源** - 提供由Xilinx官方提供的配套学习资源，包括教材、实验指南等，有助于学生更好地掌握相关知识。 **5. 教材与在线课程** - 与上海交通大学合作，开发了配套的教材和在线实验课程（慕课），为学生提供更全面的学习体验。 #### 三、平台硬件配置 **1. FPGA芯片** - 使用的是Xilinx Artix-7 XC7A35T，这是一款高性能的FPGA芯片，适合进行复杂的数字逻辑设计。 **2. 时钟源** - 提供100MHz的主时钟信号，可用于多种时序控制需求。 **3. 存储器** - 包含2Mbit SRAM和N25Q032A SPI Flash，用于存储程序代码和其他数据。 **4. 用户输入输出** - 设备包括8个滑动开关、16个LED灯、5个按钮以及8位七段数码管，方便进行简单的输入输出实验。 **5. 扩展接口** - 32-pin的通用扩展IO，可外接各种模块进行自定义扩展。 **6. 音视频/显示接口** - 包含VGA视频输出接口和音频接口，支持多媒体应用开发。 **7. 通信接口** - 提供USB转UART接口和蓝牙模块，便于与其他设备通信。 **8. 模拟接口** - 包括8-bit DAC和2路12-bit ADC，用于模拟信号处理实验。 #### 四、平台优势与应用场景 **1. 实践与创新** - 通过提供丰富的硬件资源和灵活的扩展能力，鼓励学生动手实践，培养创新思维。 **2. 教学辅助** - 作为课堂教学的有效补充，可以帮助教师更好地展示实际操作过程，加深学生对理论知识的理解。 **3. 研究支持** - 适用于进行初步的研究项目，特别是在嵌入式系统、数字信号处理等领域。 **4. 技能培训** - 可用于技能培训课程，帮助学生掌握FPGA设计的基本技能。 #### 五、结语 Xilinx大学计划EGO数模混合口袋实验室平台是一款集成了先进技术和教育资源的综合教学工具。通过这个平台，学生不仅能够获得丰富的实践机会，还能接触到最新的技术发展趋势，为将来进入行业打下坚实的基础。同时，教师也可以借助这个平台优化教学方法，提高教学质量。这款平台对于提升学生的工程实践能力和创新意识具有重要意义。

摘  要： 根据交流采样的原理，设计出基于FPGA开方算法，解决了实时计算电压有效值和频率的问题。充分发挥FPGA硬件并行计算的特性，实现高速运算和可靠性的结合, 能够较好地解决精度与速度的问题。为稳定控制装置快速判断元件故障提供了充足时间，满足电力系统实时性、可靠性的要求。 　　在电力调度自动化系统中，测量电压和频率是重要的功能。如何快速、准确地采集显得尤为重要。目前根据采集信号的不同，可分直流采样和交流采样两种方式，直流采样虽然设计简单，但无法实现实时信号的采集；变送器的精度和稳定性对测量精度有很大影响，无法满足电力系统实时性、可靠性的要求 。交流采样法按照一定规律对被测信号的瞬时值进行

基于COSTAS环算法的残余频偏偏差补偿技术：MATLAB仿真与FPGA实现方法,基于COSTAS环的残余频偏偏差补偿技术研究：MATLAB仿真与FPGA实现方案,基于COSTAS 环的残余频偏偏差补偿MATLAB仿真和FPGA实现。 ,COSTAS环; 残余频偏; 偏差补偿; MATLAB仿真; FPGA实现,基于COSTAS环的频偏补偿MATLAB仿真与FPGA实时实现 COSTAS环是一种常用于相位同步的环路滤波器，它可以有效地用于估计载波相位，并对信号中的频率偏差进行补偿，以实现高质量的通信。在数字通信系统中，由于各种因素的影响，接收信号通常会存在一定的频率偏差，这种偏差如果不进行补偿，会导致通信质量下降，甚至无法正确解调。因此，残余频偏补偿技术是数字通信系统中一个重要的研究方向。 基于COSTAS环算法的残余频偏补偿技术，主要是利用COSTAS环的特性来估计和消除载波频率偏差。在数字仿真阶段，研究者通常会使用MATLAB软件进行算法仿真，通过编写代码构建通信模型，模拟信号的传输过程，并在这个过程中引入频率偏差，然后利用COSTAS环算法进行频偏估计和补偿，验证算法的有效性。由于MATLAB具有强大的数学计算和信号处理功能，因此它成为了通信系统仿真中的常用工具。 在算法验证之后，研究者需要将算法部署到实际硬件平台上，这时FPGA（现场可编程门阵列）成为了首选。FPGA具有可编程性和并行处理能力，特别适合用于实现各种复杂的数字信号处理算法。通过将MATLAB仿真验证后的算法转换为硬件描述语言（如VHDL或Verilog），然后在FPGA上进行实现，可以有效地将仿真结果转化为实际可运行的硬件系统。FPGA实现过程中，研究者需要考虑硬件资源的分配、时序控制以及系统的实时性能等因素，以确保算法在硬件上能够准确、高效地运行。 文档文件中包含了多个关于COSTAS环在残余频偏补偿中应用的研究文献和仿真报告，这些文件详细描述了研究的理论基础、仿真方法、实现方案以及在具体通信系统中的应用。例如，文档《基于环的残余频偏偏差补偿技术研究仿》和《基于环的残余频偏偏差补偿技术研》可能详细介绍了COSTAS环算法的原理和在残余频偏补偿中的应用步骤。而《基于环的残余频偏偏差补偿的仿真与实现一引言》和《基于环的残余频偏偏差补偿仿真和实现》等文档则可能包含了仿真模型的构建方法和实现细节。 此外，随着无线通信技术的发展，直接序列扩频技术（DSSS）等也被广泛应用于提高通信系统的抗干扰能力和传输性能。因此，《直接序列扩频技术的仿真与实现探讨在无线通信》这样的文档可能探讨了如何将COSTAS环算法与DSSS技术结合，以提高通信质量。 整个研究不仅涉及了理论分析和仿真验证，还涵盖了硬件实现技术，这对于通信工程师和研究人员在实际工作中开发高可靠性的通信系统具有重要的参考价值。

基于FPGA的数字示波器主要由以下几个核心部分构成： 1. 信号调理模块：信号调理模块负责信号的预处理工作，保证信号在A/D转换前的格式和幅度符合采集模块的要求。信号调理模块包括衰减网络、电压跟随电路、程控放大电路和直流偏置电路等。衰减网络的目的是将过大的输入信号衰减到适合ADC模块输入的电压范围内。电压跟随电路起隔离作用，以减少后续电路对前面电路的干扰。程控放大电路可以对输入信号进行程序控制的增益调整，而直流偏置电路确保信号在被采样和处理之前处于适当的电平。 2. A/D转换模块：A/D转换模块是将模拟信号转换成数字信号的关键部分。高速A/D转换器是数字示波器的核心组件之一，它决定了示波器能够捕捉信号的最高频率。在这个设计中，可能使用的是高速AD芯片，以满足高频率信号采集的需求。 3. 控制器模块：控制器模块用于控制整个系统的主要功能，比如信号调理模块、A/D转换模块以及用户交互（如按键输入）。在这个设计中，控制器模块使用的是MSP430单片机，这是一款低功耗、高性能的微控制器，适合用于对功耗要求较高的便携式设备。 4. 时钟产生模块：时钟产生模块负责为数字系统提供稳定的时钟信号，这对于数字电路的同步和稳定运行至关重要。 5. 触发电路：触发电路用于示波器的触发功能，决定在何时开始和停止对信号的采样，这对于正确显示波形至关重要。 6. 数据缓存模块：数据缓存模块用于临时存储A/D转换后的数据，以便后续处理。在FPGA内部完成数据缓存可以提高系统的处理速度。 7. 数据快速处理模块：数据快速处理模块是实现数字信号处理的关键部分，它通常由基于FPGA的SoPC完成。SoPC集成了CPU核心和各种数字信号处理逻辑，可以完成信号的实时处理分析功能，例如参数分析、时频变换处理等。 8. 输入模块及显示模块：输入模块允许用户输入特定的参数和指令，而显示模块则用于将采集和处理后的波形或其他信号信息展现给用户。 此外，系统集成度高、体积小、功耗低和可靠性高等特点，使得这款基于FPGA的数字示波器在测试仪器市场中具有明显的竞争优势。FPGA（现场可编程门阵列）的灵活性使得系统可以根据需要进行重新配置，以适应不同的应用需求，而NIOS软核提供了实现复杂控制和数据处理功能的平台。这些特性使得基于FPGA的数字示波器不仅在科研和工程领域有应用，在教育和业余爱好者中也非常受欢迎。 在系统理论分析及硬件实现方面，数字示波器的设计遵循了集成化和模块化的设计原则，确保了系统的高性能和灵活性。系统的总体框图提供了硬件设计的概览，而各个模块的具体电路图和详细的逻辑设计是实现系统功能的基础。在文档中未提供的具体电路图和设计细节对于理解整个系统的工作原理同样至关重要。 由于本篇文档是一篇学术论文，通常在论文中还会包括实验数据和分析结果以证明设计的可行性。文档中提到的系统测试表明，基于FPGA的数字示波器系统功能正常，这证明了设计方法的有效性和FPGA在数字示波器中应用的可行性。

在信息信号处理过程中,如对信号的过滤、检测、预测等,都要使用到滤波器,数字滤波器是数字信号处理中使用最广泛的一种方法,常用的数字滤波器有无限长单位脉冲响应（IIR）滤波器和有限长单位脉冲响应（FIR）滤波器两种[1]。对于应用设计者,由于开发速度和效率的要求很高,短期内不可能全面了解数字滤波器相关的优化技术,需要花费很大的精力才能使设计出的滤波器在速度、资源利用、性能上趋于较优。而采用调试好的IP核需要向Altera公司购买。本文采用了一种基于DSP Builder的FPGA设计方法,以一个低通的16阶FIR滤波器的实现为例,通过生成的滤波器顶层模块文件与A/D模块文件设计,在联星科技的NC-