微电子技术的进步以及各应用领域多样化的需求,促使集成电路向高速、高集成度、低功耗的系统集成方向发展。利用片上可编程系统(SOPC)解决方案,可将CPU、存储器、I/O接口和数字信号处理等系统设计所必需的模块集成到一片可编程器件上,构成一个可编程的片上系统。在数据通信和图像处理这样的应用中,需要强大的处理能力。当最快的数字信号处理器(DSP)仍无法达到速度要求时,唯一的选择是增加处理器的数目,或采用客户定制的门阵列产品。现在,可采用现场可编程门阵列(FPGA)来快速经济地完成设计。采用现场可编程器件不仅缩短了产品上市时间,还可满足现在和下一代便携式设计所需要的成本、性能、尺寸等方面的要求,并提供系统级支持。由于FPGA的性能和灵活性,以及新的简明的设计和实施方法,在很多新兴DSP应用领域,如数字通信和视频处理,FPGA都成为优选的解决方案。 本文主要研究基于SOPC的DSP系统的设计与实现。根据待实现的DSP算法的特征,利用QUARTUS中提供的丰富的功能模块和VHDL语言进行设计。电路模型设计完成后,可以进行系统级的模型仿真,接着把电路模型文件转换成下载代码和工具命令语言脚本。为Nios处理器设计定制片上模块,然后利用Quartus Ⅱ构建和生成能完成特定DSP功能的Nios嵌入式系统处理器及其对应接口系统。 经过仿真验证,该系统达到了设计目的。证明了采用FPGA技术,可大大缩短设计周期,还可以获得高性能,满足成本要求,并享有快速有效地对新设计进行优化的灵活性。