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武汉理工大学开放实验结题工作报告
基于SOC技术的电子技术基础系列实验
结题工作报告之一:
《直接数字式频率合成器》
信息工程学院专业综合实验室(一)
2012-10-18
目录
摘要
1硬件电路设计0
1.1CycloneEP2C35F672C6简介0
1.2EP2C35F672C6FPGA硬件电路设计0
1.3LCD1602显示电路设计2
1.3.1液晶显示器简介2
1.3.2字符显示方法3
1.3.3CFAH1602B-TMC-JP总线时序3
1.3.4CFAH1602B-TMC-JP硬件电路设计4
1.4电阻网络D/A电路设计5
2FPGA软件设计6
2.1系统的性能要求6
2.2系统实现的原理6
2.2.1DDS的基本原理6
2.2.2FPGA实现的直接数字频率合成器7
2.2.3移相原理8
2.3系统实现方案10
2.3.1频率合成器方案10
2.3.2移相方案12
2.3.3存储器方案13
2.3.4存储器寻址方案13
2.4FPGA设计DDS电路的具体实现14
2.4.1相位累加器部分14
2.4.2相位/幅度转换电路15
2.4.3波形表生成15
3系统电路测试16
4总结18
参考文献19
附录20
1系统顶层连线图20
2CFAH1602B-TMC-JPVHDL语言驱动程序设计20
摘要
SoC是20世纪90年代出现的概念。随着时间的不断推移和SoC技术的不
断完善,SoC的定义也在不断的发展和完善。Dataquest定义SoC为“anintegrated
circuitthatcontainsacomputeengine,memoryandlogiconasinglechip”,即SoC
为包含处理器、存储器和片上逻辑的集成电路。
随着SoC应用的不断普及,市场需要更加广泛的SoC设计。SoC提供商不
仅必须拓展系统内部设计能力,而且要直接开发和交付SoC设计套件和方法给
客户。因此,SoC设计逐渐向可编程SoC(即FPGA可编程门阵列)方向发展。
本文基于SoC技术,采用Altera公司的Cyclone系列的FPGAEP2C35F672C6
和Crystalfontz公司的CFAH1602B-TMC-JP型液晶进行电路设计。并采用电阻
网络D/A进行数模转换,电路具有结构简单、实时性强、波形稳定等特点。
1硬件电路设计
1.1CycloneEP2C35F672C6简介
Altera的CycloneFPGA系列具有可编程逻辑的优势,价格足以和ASIC以
及ASSP相竞争。从根本上针对数百名客户的大量信息进行设计开发,这些低成
本器件具备了大批量应用特性,例如嵌入式存储器、外部存储器接口和时钟管理
电路等。
AlteraCycloneFPGA是目前市场上性价比最优且价格最低的FPGA。Cyclone
器件具有为大批量价格敏感应用优化的功能集,这些应用市场包括消费类、工业
类、汽车业、计算机和通信类。Cyclone器件现正在发售中。
器件基于成本优化的全铜1.5VSRAM工艺,容量从2910至20060个逻辑单
元,具有多达294912bit嵌入RAM,见表1。CycloneFPGA支持各种单端I/O标
准如LVTTL、LVCMOS、PCI和SSTL-2/3,通过LVDS和RSDS
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