MATLAB/Simulink在FPGA设计中应用：FSK信号发生器

"该文档详细探讨了Matlab Simulink在FPGA设计中的应用，特别是如何使用DSP Builder模块库创建FSK信号发生器，并将其在FPGA上实现。文章介绍了Simulink/DSP Builder在FPGA设计中的优势，以及FSK调制的基本原理。作者通过建立FSK信号的仿真模型，利用DSP Builder生成VHDL代码，并在Modelsim中进行RTL级仿真，最终在FPGA芯片上实现FSK信号发生器。" MATLAB Simulink是一个强大的系统级建模和仿真工具，广泛应用于科学计算和工程设计领域。在FPGA设计中，Simulink结合DSP Builder工具箱，使得复杂的数字信号处理系统的开发变得更加直观和简化。DSP Builder允许用户通过图形化界面调用各种模块，生成适合FPGA实现的硬件描述语言，如VHDL或Verilog。 FSK（Frequency Shift Keying）是一种常见的数字调制技术，其中载波频率根据二进制数据流变化。在2FSK中，载波频率有两种状态，分别对应二进制的0和1。2FSK信号可以视为两个2ASK（Amplitude Shift Keying）信号的合成，每个载频对应一个二进制状态。信号生成通常有两种方法：频率选择法和载波调频法。频率选择法可能导致相位不连续，而载波调频法则通过直接改变振荡器参数来调整频率，避免了相位不连续的问题。 在本文中，作者首先阐述了Simulink/DSP Builder在FPGA设计中的应用优势，接着介绍了FSK调制的基本原理。随后，他们详细描述了如何在Simulink环境中建立FSK信号发生器模型，包括选择合适的DSP Builder模块，设置参数，并进行算法级别的仿真验证。仿真验证无误后，通过DSP Builder自动生成相应的VHDL代码，这些代码可以直接用于FPGA的硬件实现。 在代码生成阶段，作者提到了在Modelsim这样的仿真工具中进行RTL级仿真，这是在硬件实现前的重要步骤，可以确保在FPGA上的行为符合预期。最后，作者将生成的VHDL代码下载到目标FPGA芯片，完成了硬件测试，验证了FSK信号发生器的正确性和有效性。 这篇文章深入浅出地展示了如何利用Matlab Simulink和DSP Builder进行FPGA设计，特别强调了在数字通信系统中构建和验证FSK信号发生器的流程，对于理解Simulink在FPGA设计中的应用具有很高的参考价值。