Xilinx FPGA DSP设计：使用ISE和Modelsim

"介绍如何在ISE中调用Modelsim进行FPGA DSP设计的流程及System Generator的使用" 在Xilinx ISE（Integrated Software Environment）中，Modelsim是一个常用的仿真工具，用于验证FPGA设计的正确性。Modelsim支持多种硬件描述语言（HDL），如VHDL和Verilog，使得设计师能够模拟和调试他们的数字电路设计。在FPGA的DSP（数字信号处理）开发中，Modelsim的作用尤为重要，因为它允许设计者在实际硬件实现前检查算法的正确性和性能。 Xilinx FPGA的DSP设计通常涉及以下步骤： 1. **算法设计与验证**：首先，设计者会在高级语言环境中，如MATLAB或Simulink，进行浮点数算法的设计和验证。这是为了确保算法在理论上是可行的，并达到预期的性能。 2. **定点化**：验证无误的浮点算法需要转换为定点数形式，以适应FPGA的硬件实现。定点化涉及到数据类型的确定、舍入策略以及溢出处理等。 3. **HDL编码**：定点算法转化为硬件描述语言（HDL），如VHDL或Verilog，这将变成FPGA内部逻辑的表示。 4. **仿真验证**：在Modelsim等仿真工具中，设计者会进行功能仿真，检查HDL代码的功能是否与预期相符。 5. **综合与实现**：ISE会将HDL代码综合成适合目标FPGA的逻辑门级网表，并进行布局布线，生成最终的比特流文件。 6. **硬件测试**：最后，比特流文件下载到FPGA中，通过实际硬件验证设计的正确性和性能。 System Generator是Xilinx提供的一种系统级设计工具，它集成在MATLAB/Simulink环境中，极大地简化了FPGA的DSP设计流程。设计者可以直接在Simulink中搭建系统模型，System Generator会自动生成相应的HDL代码，并且可以自动进行仿真和验证。这个工具减少了手动转换和验证的工作，提高了设计效率。 使用System Generator，设计者可以方便地使用预定义的DSP模块，如乘法器、滤波器、FFT等，构建复杂的信号处理系统。生成的HDL代码经过优化，可以直接在ISE中进行综合和实现。此外，System Generator还会生成测试平台，帮助用户在Modelsim中进行硬件仿真，确保设计在硬件上的正确行为。 对于System Generator的使用，推荐参考《Xilinx ISE Designsuite 10.x FPGA开发指南》，这本书详细介绍了如何在ISE环境下配置和使用Modelsim，以及如何通过System Generator进行DSP设计。通过阅读和实践，设计者能够快速掌握FPGA DSP设计的关键技能。