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摘 要：本文首先简单介绍了SOPC的工作原理和开发流程，然后设计并仿真了基于NiosⅡ嵌入式软核处理器的通用信号源。通用信号源的SOPC设计包括中心处理模块和信号发生模块两个主要部分。中心处理模块由集成在QuartusⅡ中的SOPC Builder生成一个Nios处理器以及一些外设，本设计通过编程自行定义了双口RAM读写控制组件、PWM组件、键盘及LCD驱动组件。信号发生模块由FPGA内部设计的DDS模块、调制模块和FIR滤波器模块组成。最后下载到FPGA片上完成，可以实现宽频带、高精度、可重构的通用信号源。56894
毕业论文关键词: NiosⅡ，信号源，SOPC，FPGA
Abstract: This paper first introduces the working principle and SOPC development process. Then the design and simulation of the common source NiosⅡ embedded soft-core processor. General signal source using SOPC includes central processing module and a signal generator module. Central processing module generates a Nios processor being integrated in SOPC Builder of QuartusⅡ , and a number of peripherals. The design is defined by programming their own dual-port RAM module, PWM module, keyboard and LCD driver assembly. Signal generation module in the FPGA includes DDS module, modulation module and FIR filter modules. Finally downloaded to the FPGA chip. Then a wide bandwidth, high precision and the common source can be reconstructed.
Keywords: NiosⅡ, Signal source, SOPC, FPGA
目录
1 绪论 4
1.1 信号源的发展状况 4
1.2 本课题的研究背景 4
2 DDS信号发生器基本原理及性能分析 5
2.1 DDS基本原理 5
2.2 DDS基本结构 6
2.3 DDS在理想状况下输出频谱特性 8
3 SOPC技术简介及通用信号源的的总体结构 9
3.1 SOPC技术及NiosⅡ嵌入式系统概述 9
3.2 基于NiosⅡ的SOPC系统开发流程 10
3.3 通用信号源系统总体结构设计框图 12
4 Avalon总线简介及SOPC Builder自定义组件的设计 13
4.1 Avalon总线 13
4.2 自定义组件的开发 13
4.3 双口RAM驱动组件的设计 15
4.4 PWM脉冲发生组件设计 15
4.5 LCD驱动组件与键盘控制组件的设计 17
5 软件架构的开发及实现 18
5.1 NiosⅡ IDE集成开发环境简介 19
5.2 软件开发的流程 19
结 论 21
参考文献 22
致 谢 23
1 绪论
1.1 信号源的发展状况
信号源是一种电信号设备，是用来产生各种电子信号的仪器，它为电子测量和计量工作提供了符合严格技术要求的电信号。通用信号源能够产生各种波形信号，并且它所产生的信号频率、幅度和相位等能够进行实时的改变和动态控制，从而适应系统的不同要求。它能够根据不同设备需要的不同环境模拟特定的信号，这样其他仪表和仪器就可以组成自动的测试系统，测试的准确率和效率都相当高。它还可以用作激励信号，广泛的应用于现代通信、产品检测和修复、以及电子产品的测量等领域。