MATLAB生成正弦波与FPGA存储器初始化：ALTERA FPGA实验详述

本篇文档介绍了ALTERA FPGA设计中的综合实验1，主要涉及MATLAB与FPGA开发结合的实践过程。实验的核心目标是让学生熟悉ALTERA IP核、SignalTap II以及FPGA的基本结构，特别是存储器部分，同时掌握VHDL设计和测试平台的使用。 实验的第一步是通过MATLAB生成一个周期性的非负正弦波，并将其转换为.mif格式的存储器初始化文件（mystorage.mif）。参与者需要在MATLAB中执行一系列操作，包括打开工具、切换工作目录、运行特定脚本（sin_table_matlab.m），最终在指定文件夹下生成所需的初始化文件。如果实验室提供现成文件，可以直接使用。 接下来，学生需要在Quartus II环境中进行实验。首先创建一个新的工程项目，然后将存储器初始化文件mystorage.mif复制到工程的相应文件夹。在这个阶段，学生会学习到如何利用MegaWizard工具来创建一个1024*8位的存储器（可以是RAM或ROM），并将正弦波数据作为初始内容。 实验的核心部分是编写VHDL代码，设计一个测试平台，实现正弦波数据的读取和输出到数字模拟（DA）端口。这涉及到VHDL程序设计技巧，如顺序读取存储器内容并进行模拟仿真。在这个过程中，学生会学习如何编译、仿真和下载设计到目标板，以验证其功能。 此外，还强调了SignalTap II的重要性，它是ALTERA提供的一个调试工具，用于实时监控和分析信号行为。学生需要设置SignalTap II参数，并在该工具中观察和分析输出到DA端口的数据波形，以便于理解和优化设计。 整个实验涉及到了FPGA开发的关键环节，包括工程设置、硬件描述语言（VHDL）编程、硬件设计与配置、以及使用专用工具进行综合、仿真和调试。这些技能对于理解和掌握ALTERA FPGA开发流程至关重要，有助于提升学生的实际操作能力和理论理解。