FPGA数字信号处理设计教程-system generator入门与提高

不能慈悲的佛

目录
第1章 FPGA硬件结构…………………………………………………………………………………………………………1
1.1 FPGA的可编程技术……………………………………………………………………………………………………………………1
1.1.1 基于SRAM的FPGA器件…………………………………………………………………………………………1
1.1.2 反熔丝FPGA …………………………………………………………………………………………………………….2
1.1.3 基于Flash 的 FPGA………………………………………………………………………………………………2
1.2 FPGA的内部结构…………………………………………………………………………………………………………………2
1.2.1 可配置逻辑模块（CLB）……………………………………………………………………………………………………………………….2
1.2.2可配置I/O模块……………………………………………………………………………………………………………….5
1.2.3 块存储器（BlockRAM）…………………………………………………………………………………………6
1.2.4 数字时钟管理器（DCM）………………………………………………………………………………………………….10
1.2.5 硬件乘法器模块（Multiplier）……………………………………………………………………………….12
1.3 Xilinx公司主流产品介绍与器件选择…………………………………………………………………………………12
1.3.1 主流 FPGA产品 …………………………………………………………………………………………………12
1.3.2器件的选择…………………………………………………………………………………………………………………….115
1.4 本章小结……………………………………………………………………………………………………………………………………16
第2章 数字信号处理的基本知识…………………………………………………………………………………17
2.1 模拟/数字转换和数字/模拟转换.………………………………………………………………………………………17
2.1.1模拟/数字转换…………………………………………………………………………………………………………………18
2.1.2数字/模拟转换………………………………………………………………………………………………………………………….20
2.2 离散傅立叶变换（DFT）与快速傅立叶变换（FFT………………………………………………………………21
2.2.1 离散傅立叶变换（Discrete Fourier Transform，DFT）……………………………………………………………21
2.2.2 快速傅立叶变换（Fast Fourier Transform，FFT）………………………………………………………….22
2.3 滤波器...................................................................................................................27
2.3.1 无限脉冲响应数字滤波器（IIR）………………………………………………………………………………………27
2.3.2 有限脉冲响应数字滤波器（FIR）…………………………………………………………………………………………..31
2.3.3 IIR滤波器与FIR滤波器的比较…………………………………………………………………………………….32
2.4 本章小结…………………………………………………………………………………………………………32
第3章 System Generator 概述…………………………………………………………………………………………33
3.1软件需求……………………………………………………………………………………………………………………………33
3.2 软件安装……………………………………………………………………………………………………………………….34
3.3 编译XILINX 硬件描述语言库…………………………………………………………………………………………………………….34
3.4 FPGA器件需求…………………………………………………………………………………………………………………35
3.5 使用FPGA进行数字信号处理的优势……………………………………………………………………………………36
3.6 用System Generator进行系统级建模………………………………………………………………………………………39
3.6.1 MATLAB、SIMulink和System Generator的运行环境……………………………………………………40
3.6.2一般流程………………………………………………………………………………………………………………………………………41
3.6.3 流程范例…………………………………………………………………………………………………………………………………42
3.6.4 几个重要特点……………………………………………………………………………………………………………………48
3.7本章小节…………………………………………………………………………………………………………………………………….51
第4章 System Generator库的构成……………………………………………………………………………52
4.1 System Generator模块定义…………………………………………………………………………………………………….52
4.2 在 Simulink模型中引用XLINX模块………………………………………………………………………………………………52
4.3 XILINXBlockset库………………………………………………………………………………………………………………53
4.4 XILINXBlockset库…………………………………………………………………………………………………………………61
4.5 XILINX Reference Blockset库………………………………………………………………………………………………133
4.6 XILINX XtremeDSP Kit库…………………………………………………………………………………………………135
4.7 本章小结………………………………………………………………………………………………………………………137
第5章 图形化工程设计流程及实现 …………………………………………………………………………138
5.1 常规设计流程………………………………………………………………………………………………………………………138
5.1.1 使用硬件描述语言的FPGA开发流程 ………………………………………………………………138
5.1.2 使用XILINX CORE Generator的FPGA开发流程…………………………………………………………139
5.2 使用XILINXSystem Generator的FPGA开发流程…………………………………………………………………141
5.3 System Generator 的重要功能………………………………………………………………………………………………………144
5.3.1 硬件描述语言协同仿真………………………………………………………………………………………….144
5.3.2硬件验证………………………………………………………………………………………………………………………148
5.3.3 系统在线调试……………………………………………………………………………………………………………………156
5.3.4资源估计………………………………………………………………………………………………………………………163
5.4 本章小结…………………………………………………………………………………………………………………………………164
第6章 应用实例………………………………………………………………………………………………………………….166
6.1数字振荡器……………………………………………………………………………………………………………………………………166
6.1.1 用IR滤波器实现振荡器.………………………………………………………………………………166
6.1.2 用查表法实现数控振荡器……………………………………………………………………………………171
6.2 有限脉冲响应（FIR）滤波器………………………………………………………………………………………………176
6.2.1 标准FIR滤波器………………………………………………………………………………………………………177
6.2.2 标准FIR 滤波器的改进结构 ……………………………………………………………………………………………………178
6.2.3 转置4抽头FIR 滤波器……………………………………………………………………………………179
6.2.4 转置4抽头的FIR滤波器的变换结构 .………………………………………………………………………179
6.2.5 使用System Generator现有乘加FIR模块………………………………………………………………………………180
6.3 CORDIC算法的原理与运用………………………………………………………………………………………………………182
6.3.1 CORDIC算法介绍……………………………………………………………………………………………………182
6.3.2 CORDIC算法的运用………………………………………………………………………………………………………184
6.4 时延数字正切锁相环…………………………………………………………………………………………………………………18
6.4.1零阶时延数字正切锁相环……………………………………………………………………………………………………189
6.4.2阶时延数字正切锁相环………………………………………………………………………………………………………191
6.5 本章小结………………………………………………………………………………………………………………………………192
附录 光盘内容树状图…………………………………………………………………………………………………………….193
参考文献.................................................................................................................................194

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