论文部分内容阅读
随着数字系统越来越复杂,软硬件协同设计越来越困难,FPGA加ARM这种低成本SoC解决方案是大势所趋。传统的单片机和DSP自身带有CPU和指令集,相当于一个完整的微型系统,但是FPGA以前经常用来做粘合逻辑,对于大型项目,一般需要外接DSP作为主处理器负责流程控制和调度,而FPGA作为协处理器负责大规模并行计算,因此可以认为以前的FPGA是没有大脑的,随着Altera和Xilinx推出的FPGA带有Nios和Microblaze软核,这样的情况得到了缓解。ZYNQ是Xilinx推出的FPGA加ARM解决方案,片内总线采用的AXI总线协议(AMBA3.0),相对比常用的AHB总线协议(AMBA2.0),带宽和性能都有大幅度的提高。ZYNQ平台的推出,更使基于FPGA的片上系统(SoC)成为可能。本文首先介绍了Zynq-7000系列芯片,对开发环境Vivado以及软件环境SDK做了简单的介绍,然后介绍了SoC技术的研究状况及背景,最后通过接口控制文件定义的LAAS系统引出其甚高频广播的空间信号(VDB),将信号的仿真工作在SoC系统上完成并验证仿真结果的正确性。首先通过纯硬件设计对系统进行熟悉,包括按键检测的设计以及调优工作,驱动片外芯片,ILA调试工具的介绍以及自定义IP打包。接着在系统中完成软硬件协同工作内容,包括Windows下对工程的优化,中断的介绍以及使用中断来优化工程,HDMI接口的输出,系统从SD卡或者Flash启动,以及Linux下开发环境的搭建,系统从SD卡或者Flash启动,USB的驱动以及微型系统的搭建。最后,根据VDB信号的格式对其进行仿真,首先在MATLAB上进行仿真作为标准,将仿真过程分为RS编码,加串扰,星座映射,成型滤波,上变频五个部分。然后在Vivado环境下进行仿真,将仿真好的代码编译成bit文件在开发板上运行,使用ILA调试工具分别抓取五个部分的输出信号。最后将五个部分的输出信号分别和MATLAB的输出信号进行对比验证分析,得出硬件仿真工作的正确性,达到VDB信号在SoC片上系统中产生的目的。