QUARTUSⅡ实现DE2-70正弦信号发生器教程
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更新于2024-07-29
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"这篇文档是关于使用SOPC技术在DE2-70实验板上设计和实现一个正弦信号发生器的入门教程,适合初学者。由河北大学电子与信息工程学院的张庆顺教师编写,主要介绍了如何利用QUARTUSⅡ软件进行数字电路设计的流程和操作。实验内容包括工程创建、正弦信号发生器顶层模块设计、ROM存储波形数据定制、编译、仿真、内部电路观察、生成符号、管脚分配、下载等步骤。"
在这个实验中,学生将学习到以下关键知识点:
1. **SOPC设计技术**:SOPC(System on a Programmable Chip)是一种在可编程芯片上构建完整系统的方法,它结合了微处理器、数字信号处理器、存储器和各种接口,以实现高度集成的嵌入式系统。
2. **QUARTUSⅡ软件**:这是一款由Altera公司开发的FPGA(Field-Programmable Gate Array)设计工具,用于实现数字电路的逻辑设计、综合、仿真、编程和调试。
3. **正弦信号发生器设计**:正弦信号发生器通常由计数器(生成地址信号)、ROM(存储正弦波形数据)和DAC(数字模拟转换器)组成。在该实验中,6位计数器以特定频率CLK运行,生成64个地址信号,对应于正弦波的一个周期。ROM存储预计算的正弦值,这些值通过DAC转换成模拟信号输出。
4. **地址发生器**:6位计数器作为地址发生器,其时钟频率f0决定输出地址的速度。计数值决定了每个正弦波周期内的采样点数,从而影响输出信号的频率。
5. **ROM定制**:使用.mif文件存储正弦波形数据,并通过MegaWizard Plug-In Manager定制LPM_ROM模块。LPM_ROM模块是QUARTUSⅡ中的一个基本元件,由FPGA内部的EAB、ESB或M4K块实现。
6. **编译和综合**:在QUARTUSⅡ中,设计完成后需要进行编译和综合步骤,将Verilog HDL代码转换成适配FPGA的门级网表。
7. **仿真**:在下载到硬件之前,先进行仿真验证,通过编辑波形文件并使用QUARTUSⅡ的仿真工具检查设计功能是否正确。
8. **内部电路观察**:QUARTUSⅡ提供了内部电路观察功能,允许用户查看设计在FPGA内部的运行状态。
9. **生成符号**:生成符号文件用于系统集成,提供给其他设计者或在硬件描述语言中引用设计。
10. **管脚分配**:根据实验板DE2-70的布局,分配设计的输入输出引脚,确保硬件连接正确。
11. **下载**:最后,通过JTAG或其他下载方式将编译后的比特流文件下载到FPGA中,实现硬件实现。
这个实验为初学者提供了实际操作SOPC设计的机会,不仅讲解了理论知识,也强调了动手实践的重要性,帮助学生理解和掌握数字电路设计的基本流程。
2014-01-17 上传
2021-07-13 上传
2019-12-23 上传
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2023-07-07 上传
xiayinqiuxu
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