基于模型的设计在FPGA上的一种实现方法

摘要

随着社会经济的发展和人们需求的不断提高，通信和信号处理系统越来越复杂，而且FPGA技术的不断发展，也使FPGA的应用越来越广泛，依靠传统的开发方法已经很难满足要求，而基于模型的设计方法具有很多优点，为用户提供了一个从算法设计到硬件实现的自顶而下的开发方案。通过对几种基于模型设计工具的比较，本文基于Xilinx公司的System Generator for DSP工具进行研究，以期解决硬件与PC端的Matlab\Simulink之间进行数据交互的问题，来加速项目的验证、开发过程。
　　本文通过研究当前System Generator支持的开发板硬件协同仿真类型，在JTAG接口文件的基础上创建出针对本文硬件开发板的硬件协同仿真编译目标文件和接口模块相关文件，建立了基于模型设计的一种实现方法。该方法可以利用硬件代替系统的软件仿真部分，并通过PC端的Matlab\Simulink环境对处理结果进行分析，使得开发人员在Matlab\Simulink环境下进行从算法设计到硬件实现以及验证的整个开发流程，而且不需要开发人员掌握硬件底层知识和进行硬件编程，特别适合于在通用平台上进行开发工作，加速了FPGA的验证、开发过程，并最终通过两个算法模型对该方法进行了验证。
　　本文共分为五章，第一章概述了研究的背景，介绍了FPGA传统开发流程及其不足，并对基于模型设计的开发流程做了简要介绍，最后指出了本文的研究内容。第二章主要介绍了System Generator for DSP软件的应用，并分别在其重要概念、开发流程和编译类型等方面进行了详细的展开，为后文的应用做了必要的铺垫。第三章研究和实现了本文基于模型设计的实现方法，并对本文使用的硬件平台和接口进行了简要介绍。第四章，针对硬件开发平台，通过DDC算法模型和EMIF数据读写算法模型对该实现方法进行了验证。第五章对全文进行了总结，并提出了未来的研究方向。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

缩略词表

第一章 绪论

1.1背景

1.2传统的开发流程

1.3基于模型的开发流程

1.4论文研究内容及其结构安排

1.5本章小结

第二章基于模型的设计工具System Generator

2.1System Generator的基本概念

2.2System Generator的FPGA开发流程和设计

2.3System Generator编译类型的分析

2.4本章小结

第三章 基于模型设计实现方法的研究与实现

3.1硬件平台的介绍

3.2实现方法创建过程的需求与分析

3.3编译目标的研究与设计

3.4接口模块的研究及其定义

3.5本章小结

第四章 基于模型设计实现方法的验证

4.1 DDC算法模型的建立与验证

4.2 EMIF数据读写模型的建立与验证

4.3本章小结

第五章 结论

5.1本文贡献及结论

5.2下一步研究方向

致谢

参考文献

个人简历

攻读硕士学位期间完成的工作