Quartus II正弦信号发生器设计教程

"Quartus II设计正弦信号发生器，使用VHDL进行顶层文件设计，包括数据计数器、数据ROM和D/A转换器三部分，以创建高性能的正弦信号发生器。设计中，LPM_ROM模块优化了资源占用，地址发生器基于5位计数器，信号频率与输入时钟、数据点数和D/A输出频率之间有特定关系。设计流程包括建立工作库，创建文件夹，使用Quartus II文本编辑器编写并保存VHDL源代码。" Quartus II是一款强大的FPGA设计工具，它支持VHDL和Verilog语言，具备逻辑综合能力，能够与MATLAB和DSPBuilder集成，用于开发基于FPGA的数字信号处理系统。在SOPC Builder的配合下，还能实现系统级可编程片上系统(SOPC)的开发。本章关注的是如何使用Quartus II来设计一个正弦信号发生器。 设计正弦信号发生器的核心在于实现高速性能，同时尽可能减少逻辑资源的占用。这个系统由三个主要部分构成： 1. 数据计数器或地址发生器：这个部分通常由一个计数器来实现，例如5位计数器，在本例中，它生成用于访问数据ROM的地址。计数器的时钟频率（f0）和波形数据点数（64点）决定了D/A输出的频率（f），公式为f = f0 / 64。 2. 数据ROM：存储预计算的正弦波形数据，需要在高速条件下高效工作，占用最少的逻辑资源。LPM_ROM模块被选用，它是FPGA内部的EAB（增强型阵列块）或ESB（嵌入式存储器块）的抽象，以优化设计。 3. D/A转换器：将数字信号转换为模拟信号，输出实际的正弦波形。 设计流程始于创建一个工作库，这是一个用于存放所有工程相关文件的文件夹。在Quartus II中，设计文件的创建和编辑包括以下步骤： - 创建工作库：在指定位置（如e:\SIN_GNT）新建一个文件夹，确保文件夹名称不包含中文。 - 输入源程序：启动Quartus II，通过"File" -> "New"菜单，选择VHDL语言类型创建新文件。 - 编辑并保存源代码：在文本编辑器中编写VHDL代码，描述上述的各个组件，然后保存到新建的文件夹中。 对这一章节的深入理解对于后续涉及到DSPBuilder应用和设计的理解至关重要。通过这样的实例，设计师可以掌握Quartus II的基本操作，以及如何利用VHDL实现高效的FPGA设计。