ISE中调用Modelsim

### ISE中调用Modelsim：深入理解Xilinx FPGA的DSP设计流程 #### 引言 随着信息技术领域的迅速发展，尤其是多媒体技术和无线通信技术的进步，对高性能数字信号处理（DSP）的需求日益增加。传统的DSP处理器虽然时钟速率高，但由于其顺序执行特性，导致资源利用率低，难以满足高速率、高复杂度的设计需求。相比之下，FPGA以其丰富的可编程逻辑资源，如专用的DSP块、乘法器、双端口RAM、查找表（LUT）、寄存器和延迟锁相环（DCM），以及灵活的嵌入式处理器支持（如Xilinx的MicroBlaze和PowerPC405处理器软核或硬核），成为了实现高数据率数字信号处理设计的理想选择。 #### Xilinx System Generator简化DSP设计流程 在使用FPGA进行DSP算法设计时，传统流程包括浮点数算法验证、定点数转换、HDL代码编写及多次仿真验证。为了简化这一复杂流程，Xilinx推出了System Generator工具，允许设计者在Simulink环境下进行系统建模，自动生成可执行比特流和测试文件，显著减少了繁琐的仿真和验证步骤，极大地提高了设计效率和灵活性。 #### 使用System Generator进行DSP设计的关键点 1. **全局输入输出数据管理**：在非Xilinx库提供的数据源或显示终端（如Step信号源和Scope示波器）与FPGA之间的数据传输，必须通过Xilinx提供的Gateway In和Gateway Out模块进行，确保数据格式符合FPGA内部定点数处理要求。 2. **System Generator图标的作用**：设计中必须包含至少一个System Generator图标，作为MATLAB设计与Xilinx FPGA硬件实现之间的桥梁，通过它进行FPGA实现属性的设置和修改。 3. **采样周期和定点数精度设置**：每个Gateway In和Gateway Out模块都需要设定采样周期和定点数精度，整个系统的采样设置通常对应于FPGA设计的全局时钟，且必须是最高的时钟频率，其他模块的采样周期需为其整数倍，否则将导致设计失败。 #### 调用Modelsim进行仿真验证 完成设计后，通过点击System Generator界面中的“Generator”按钮，系统将自动调用ISE工具进行综合，并生成所有必要的设计和仿真文件。随后，在ISE环境中打开项目，定位至MATLAB的工作目录下的netlist文件，可以看到自动生成的ISE工程文件。此时，通过调用Modelsim SE 6.5，可以对设计进行详尽的功能性和时序性仿真，验证设计的正确性和性能。 #### 结论 通过深入理解Xilinx ISE中调用Modelsim进行FPGA DSP设计的流程和关键点，设计者可以更高效地进行系统级硬件设计，充分利用FPGA的强大资源和灵活性，实现复杂数字信号处理任务。System Generator和Modelsim的结合使用，不仅简化了设计流程，还大大提升了设计质量和开发速度，对于追求高性能、高可靠性的DSP应用而言，具有重要的实践价值和广阔的应用前景。