《VHDL 语言》课程设计报告
《VHDL语言》课程设计
题目：基于 DSP Builder 的
可控正弦信号发生模块
系 别：电子通信工程系
姓 名： 刘 启 祎
班 级： 医 电 051
学 号： 050411119
指导老师： 石 新 峰
成 绩：
设计时间：2007年12月7日
1
《VHDL 语言》课程设计报告
目 录
前言…………………………………………………………………………
2
一、设计任务………………………………………………………………
3
二、题目分析与整体构思…………………………………………………
3
2．1 方案论证………………………………………………………………………
4
2．2 方案选择………………………………………………………………………
5
三、可控正弦信号发生器设计方案………………………………………
5
3.1.1 建立设计模型……………………………………… ………………………
6
3.1.2 Simulink模型仿真…………………………… ……………………… …
11
3.1.3 SignalCompiler使用方法………………………………………………
…15
3.1.4 使用QuartusII实现时序仿真……………………………………… ……
16
3.1.5 使用QuartusII硬件测试与硬件实现………………………… …………
18
四、心得体会………………………………………………………………
2
《VHDL 语言》课程设计报告
19
附录…………………………………………………………………………
20
参考文献……………………………………………………………………
21
前 言
数字信号处理是指应用数字的方法处理各种信息类型的基本理论和基本算法
处理的信号对象主要是数字信号。采用专用数字信号处理芯片（DSP芯片）是目
前较多采用的方法。但是由于DSP应用系统实现的复杂性和某些器件硬件局限性
已经不能够满足现代电子产品的性能和要求，因此给实际应用中带来诸多不便。
但DSP芯片作为数字信号处理器并不是唯一的选择。采用FPGA来实现DSP系
统已经十分普遍。在诸如实时图像处理、联合战术无线电通信系统、3G移动通信
基站、实时工控系统、卫星导航设备等现代电子通信设备中，FPGA的DSP解决
方案已经成了非此莫属的选择了。
3
《VHDL 语言》课程设计报告
现代DSP技术时针对传统DSP技术而言的，后者主要是指目前已经广泛使用
的DSP处理器解决方案，包括一些列软件技术和开发技术；而现代DSP技术则是
基于SOPC技术、EDA技术与FPGA实现的DSP技术，是现代电子技术发展的产物
它有效克服了传统DSP技术的许多瓶颈，在多个方面显示出优势，如高速与实时
性，可靠性高，系统的重配置与硬件可重构性，单芯片的可实现性以及技术的标
准化和高效率。
本文以在PFGA芯片中实现一个简单的可控正弦信号发生模块的设计为例，详
细介绍DSP Builder的使用方法，从而有介绍一种另外PFGA—DSP算法的程序方
法。
一、设计任务
MATLAB/DSP Builder DSP硬件模块设计。DSP Builder可以帮助开发者完
成基于FPGA的DSP或其他电子系统设计。除了图形化的系统建模外， DSP
Builder还可以自动完成大部分的设计过程和仿真，直至把设计文件下载至FPGA
中。利用Matlab\DSP Builder进行DSP模块设计是SOPC技术的一个组成部分。
二、题目分析与整体构思
2.1、方案论证
①、利用Quartus II设计正弦信号发生器
正弦信号发生器的结构由3部分组成（图1-1）：数据计数器或地址发生器、
4
《VHDL 语言》课程设计报告
数据ROM和D/A。性能良好的正弦信号发生器的设计要求此3部分具有高速性能
且数据ROM在高速条件下，占用最少的逻辑资源，设计流程最便捷，波形数据获
最方便。图3-1所示是此信号发生器结构图，顶层文件 SINGT.VHD 在FPGA中实
现，包含 2个部分： ROM的地址信号发生器由 5位计数器担任，和正弦数据
ROM，拒此，ROM由LPM_ROM 模块构成能达到最优设计， LPM_ROM底层是
FPGA中的EAB或ESB等。地址发生器的时钟 CLK的输入频率f
0
与每周期的波形数
据点数（在此选择64点），以及D/A输出的频率f的关系是：
f = f
0
/64
图1-1 正弦信号发生器结构图
②、基于MATLAB/DSP Builder 硬件模块设计正弦信号发
生器
DSP Builder可以帮助开发者完成基于FPGA的DSP或其他电子系统设计。除
了图形化的系统建模外，DSP Builder还可以自动完成大部分的设计过程和仿真
直至把设计文件下载至FPGA中。利用Matlab\DSP Builder进行DSP模块设计是
SOPC技术的一个组成部分。图1-2是MATLAB/DSP设计流程。
5
