让您的设计事半功倍 FPGA厂商的参考设计工具套件(RDK)一瞥

在数字系统设计的今天,片上系统(SoC)技术的出现已经在设计领域引起深刻变革。由于ASIC开发所需昂贵的NRE(一次性费用)令许多这一领域的厂商转而选择具有更快开发速度和设计灵活性的FPGA以缩短产品研发和上市时间。为了适应产品尽快上市的要求,设计者必须合理选择各厂家提供的加速设计的工具软件,以使其产品在本领域良性发展。FPGA设计是当前数字系统设计领域中的重要方式之一。 当前电子产品体积越来越小,速度越来越快,大量的FPGA 应用到系统中,要求设计人员必须掌握各种设计工具和方法,特别是高速电路设计工具、F P G A 设计工具等。 在数字系统设计的今天,利用多种 EDA 工具进行处理,同时使用FPGA 快速设计专用系统或作为检验手段已经成为数字系统设计中不可或缺的一种方式,了解并熟悉其设计流程应成为现今电子工程师的一种必备知识。 作为对自己FPGA 产品的有效支持,RDK 在各厂商无论是研发还是市场方面都占有非常重要的一席之地。由于本文篇幅有限,下面只是罗列了业界领先的厂商的一些最新发布的设计工具。     

FPGA的发展新动向

随着深亚微米VLSI技术的迅速发展，FPGA/CPLD等可编程器件的资源有极大的发展，尤其是FPGA，器件的集成度已达到上千万门，系统工作频率达到几百MHz。为提供系统设计者一个可配置系统芯片(CSoC)的设计平台，并满足高性能SoC设计提出的新要求，促使FPGA/CPLD的厂商与在CPU、DSP、EDA和RTOS等领域的主导厂商结合，组成战略性联盟，共创用于数字电子系统设计和开发的平台级FPGA。对微处理器和先进的ASIC在处理和系统设计方法上有所突破和创新的期望，现在已在FPGA技术上得到体现，平台级FPGA是在单个FPGA器件中集成…     

基于FPGA的数字会聚系统设计与实现

本文介绍了数字会聚系统的基本原理和特点，给出了一种基于FPGA的数字会聚系统设计实现方法。通过仿真和实际应用效果分析了利用FPGA设计实现数字会聚系统的优点。     

FPGA最小系统的数字电源设计

文章介绍了一种FPGA最小系统的数字电源设计方法。FPGA最小系统的数字电源包括FPGA端口电压、内核电压、EEPROM配置芯片内核电压等部分。对数字电源产生、软启动、上电时序控制进行了设计改进,可以有效避免数字电源设计不合理造成的FPGA最小系统工作不稳定的设计隐患,对于稳定可靠的FPGA最小系统设计具有重要意义。     

FPGA实现UART和MCU一体化设计

现代数字电子系统设计正在朝着新的方向发展．即利用FPGA技术进行系统设计。介绍了一种利用FPGA来实现通用串行异步收发器（UART）和控制通信的MCU的数字系统,底层设计模块采用VHDL硬件描述语言实现,并进行了仿真验证。该设计方法和理念为以后的计算机系统以及其他的数字电子系统提供了一个新的思路,应用此技术可以使系统设计更加紧凑、可靠。     

IIR数字滤波器的FPGA实现

应用Matlab工具软件对IIR数字滤波器进行参数计算和仿真.进一步给出了用FPGA实现IIR数字滤波器的硬件电路方案.用VHDL语言描述了FPGA的电路系统设计及其仿真,结果表明设计的IIR数字滤波器满足设计要求.     

基于FPGA的FIR滤波器设计与实现

微电子技术和计算机技术的飞速发展，使得现代电子系统的设计和应用进入一个全新的时代，基于FPGA的数字系统设计在现代电子系统的设计和应用中占据了越来越重要的作用。FPGA芯片由底层可编程硬件单元、Block Ram资源、布线资源、可配置I／O单元及时钟资源等构成。底层可编程硬件单元一般由触发器(FF)和查找表(LUT)组成，FPGA规模大、频率高，寄存器、触发器资源多，在现代数字系统中比较适合实时性要求高、频率快的系统。     

Altium Nexar2004瞄准复杂FPGA设计

在传统的FPGA系统设计中，HDL对系统合成或连接大型模块来说并不理想。系统仿真可能既耗时又不易，软件开发集成复杂，再加上大多数系统设计采用分立处理器，从而导致FPGA的设计变化跟不上日益复杂的嵌入式系统设计。Altium的Nexar独立FPGA开发平台和“LiveDesign Enabled”系列产品及开发板，是PCB设计业界基于FPGA平台、全面     

基于DDS 的电子相控聚焦系统的设计􀀂

本文提出了采用直接数字合成实现电子相控聚焦系统的设计。在该系统设计中，以FPGA芯片作为核心器件，通过底层软件编程实现高强度聚焦超声的数字化相位调控。实验表明，该设计具有调控准确、可靠性高等优点，对于高强度聚焦超声临床使用具有重要意义。     

基于System Generator的数字下变频设计

Xilinx公司推出的DSP设计开发工具System Generator是在Matlab环境中进行建模,是DSP高层系统设计与Xilinx FPGA之间实现的"桥梁"。在分析了FPGA传统级设计方法的基础上,提出了基于System Generator的系统级设计新方法,并应用新方法设计验证了一套数字下变频系统,通过仿真和实验结果验证了该方法的有效性和准确性。     

一种基于改进型游程编码的FPGA动态重构方法

在分析传统FPGA动态重构方法性能缺陷的基础上,创新性的提出了基于改进型游程编码的FPGA动态重构方法,并详细介绍了该方法的设计实现。与传统FPGA动态重构方法对比测试结果表明,基于改进型游程编码的FPGA动态重构方法不仅可以显著提高FPGA动态重构的速度,而且可以降低对程序存储器容量要求。目前,该技术已在重大工程项目中得到应用。     

基于Virtex-4的DCM动态重配置设计

介绍了Xilinx FPGA中DCM的结构和相关特性,提出了一种基于Xilinx FPGA的DCM动态重配置的原理方法,并给出了一个具体的实现系统。系统仅通过外部和Xilinx XC4VFX100相连的少数控制线,就可以在输入100 MHz时钟源的条件下,对DCM进行50～300 MHz范围内准确、快速地变频。本设计系统具有接口简单、实时性强、稳定性高等特点,目前已成功应用到某星载系统中。     

基于MVR CORDIC算法的DDC设计与实现

介绍了基干FPGA的数控振荡器(NCO)的实现方案,基于FPGA的FIR滤波器的实现方案,MVR CORDIC算法的基本原理;给出了基于MVR CORDIC算法的DDC设计,给出了基于FPGA的DDC仿真结果并对其性能进行了分析,结果表明DDC能够高速实时稳定可靠的工作,已应用于S波段遥测中频数字化接收机系统中.     

基于CMX910的AIS基带处理模块的设计与应用

介绍了基于CMX910的AIS基带处理模块的设计思想和方法,以及工程应用的实现。该设计方法与传统的DSP、FPGA设计方法相比,大大降低了量产难度,也使AIS设备的接收灵敏度、接收频偏、矢量信号误差等性能指标大幅度得到提高,而且在很大程度上降低了AIS设备的成本。目前该设计已经成功地在AIS中得到应用。     

基于FPGA的F-RAM防掉电设计

在复杂实验条件下,需采用非易失性铁电存储器记录重要数据。为防止二次上电时实验数据被覆盖,需设计防掉电功能。文中介绍了一种F-RAM的防掉电设计思路,并基于现场可编程门阵列实现,板级验证工作正常,并已在相关项目中得到应用且达到了预期功能。     

数字抢答器课程设计

设计一种集抢答、定时、计时、违例、组号显示、声讯、自动复位的智能化竞赛设备。采用EDA技术进行了电路设计与仿真,硬件电路已在自主研发的FPGA创新开发实验箱上实现,技术性能达到了设计要求。     

天线阵元通道失配校正的FPGA实现

基于FPGA的阵元通道校正是自适应天线技术用于实践的重要基础。给出了一种天线阵元通道失配校正方法的FPGA实现方案。仿真结果表明，该实现方案能够有效校正阵元通道失配，现已成功应用于实际的自适应阵系统。     

PROTEUS-Lite project: dedicated to developing atelecommunication-oriented FPGA and its applications

This paper describes a project dedicated to developing an improved (in terms of usability) version of our previous telecommunication-oriented field programmable gate array (FPGA), and its applications. To achieve this goal, we adopt several challenging design strategies. First, we determine the new FPGA architecture based on a quantitative evaluation carried out to optimize the interaction between the FPGA and CAD algorithms. In addition, we create a new chip design environment that allows semi-automatic test pattern generation and cross-checking between logic and layout design. Furthermore, a dedicated CAD system is developed based on a consideration of the evaluation results and the characteristics of the FPGA. As a result of these design strategies, the FPGA and CAD system are well-balanced, and even though the FPGA has very rich routing resources, the routing process can be finished quickly without sacrificing application-circuit performance. The FPGA is applied to several reconfigurable systems for telecommunications, and is found to offer the required functions and good performance     

多频带数字滤波器的设计和FPGA实现

本文介绍了一种应用于FPGA芯片的多频带数字滤波器的快速高效的设计、验证和实现的方法,该方法不同于传统的FPGA滤波器设计而且十分实用能大大缩短开发周期。首先根据多频带数字滤波器的性能要求,介绍了在具体性能指标下的多频带数字滤波在FPGA中实现的思想和原理,接下来描述了FPGA数字滤波器的传统设计方法和MATLAB设计方法,解释了采用极小化极大准则对滤波器的频率响应进行逼近的原理,然后结合一个具体的多频带数字滤波器的设计,给出了利用MATLAB进行多频带滤波器设计的过程以及HDL代码的生成步骤,最后介绍了该多频带滤波器在Modelsim中的RTL级仿真和在FPGA芯片中的门级实现。     

基于FPGA的出租车计程计费器项目教学设计

在高职"可编程逻辑器件技术"的课程教学中,学生对于用硬件描述语言VHDL或Verilog进行复杂系统的设计有一定的难度。文章探讨了以项目化教学模式组织教学,采用EDA工具中的参数化模块库LPM,进行基于可编程逻辑器件FPGA技术的出租车计程计费器的项目教学设计。教学效果表明,学生对FPGA技术的设计流程有了进一步的理解,对FPGA技术的应用能力得到了较大的提高,取得了很好的教学效果。