求一种基于DDS IP核的任意波形发生器设计方案
电子说
描述
IP核配置
定制输出数据位宽
这里的输出数据指的是输出的波形数据，其位宽相关参数介绍如下：
可见，输出数据宽度和SFDR以及Noise Shaping有关，你可先不必知道Noise Shaping和SFDR是什么？只需要暂时知道在IP核定制时需要选择即可，如果Noise Shaping选择了None and Dithering，则输出数据宽度为：
如果为Taylor：
而Spurious Free Dynamic Range (SFDR)翻译为无杂散动态范围，和输出数据宽度以内部总线宽度以及各种实现策略有关；假设我需求的数据宽度为10位，Noise Shaping选为None，则SFDR为60，输入IP定制页面：
查看输出是否为10bit：
定制相位位宽（或频率分辨率）
根据数据手册对频率分辨率的描述：
频率分辨率：以赫兹为单位指定，指定最小频率分辨率，用于确定相位累加器使用的相位宽度及其相关的相位增量（PINC）和相位偏移（POFF）值。较小的值可提供较高的频率分辨率，并且需要较大的累加器。较大的值会减少硬件资源。根据噪声整形的选择，可以增加相位宽度，并且频率分辨率高于指定的分辨率。
对于光栅化模式（rasterized mode），频率分辨率由系统时钟、通道数和所选模数固定。从这段描述，我们得出信息，频率分辨率可以用来控制相位位宽。如果操作模式选择标准模式，如下IP 核定制页面：
频率分辨率可以这样计算：
我们先给定需求的相位宽度，又已知系统频率值，根据公式就可以算出频率分辨率；将频率分辨率代入IP核定制页面，即可自动得到相位宽度。 其实从上式也可以直接推出相位宽度：
本例我们的系统频率为100MHz，如果想要相位宽度为16位，则频率 分辨率为：
在IP核定制页面，如下图，我们输入频率分辨率的值：
查看相位宽度为16位：
上面选择的是标准模式，如果选择另一种模式呢？Rasterized Mode of Operation：光栅化操作模式；我们可以根据下面公式得到频率分辨率， 但和相位宽度没有直接关系 ，为了知识完整性，简介如下：
在IP核定制页面提现如下：
输出频率
本示例选择的是单通道，也即通道数为1，因此输出频率也只能选择一个：
输出频率值也不是随便选择的，而是有其范围的，例如我输入105MHz，则通过不了：
提示超出范围，范围为（0，100）.
输出正余弦选择以及数据格式
可以在IP核定制页面选择输出正弦还是余弦还或者是都输出：
本示例选择输出正余弦，由于输出采用的是axi总线，因此输出数据位于M_AXIS_DATA_TDATA中，那么正余弦输出结果是如何组合成M_AXIS_DATA_TDATA的呢？
数据手册给出解释：
输出DATA通道TDATA结构将正弦和余弦输出字段符号扩展到下一个字节边界，然后以最低有效部分的余弦进行连接，以创建m_axis_data_tdata。如果仅选择正弦或余弦之一，则将其符号扩展并放入m_axis_data_tdata的最低有效部分。
下图显示了这三种配置的TDATA的内部结构。正交输出，仅余弦和仅正弦。例如，在图中显示了11位输出，符号扩展到16位。<<<表示符号扩展名：
因此我们可以这么认为，由于存在扩展符号位的关系，我们可以提取低一半的数据为COS，高一半的数据未SIN。
其他设置
有了上面的定制参数，输出波形是没有问题了，至于其他的定制参数，本文选择默认：
点击OK，等待IP核定制完成。
电路设计
本示例设计十分简单，就是单纯例化下IP核：
复制例化模板：
给出设计文件：
`timescale 1ns / 1ps
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Company:
// Engineer: Reborn Lee
// Module Name: waveform_gen
// Additional Comments:
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
`timescale 1ns / 1ps
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Company:
// Engineer: Reborn Lee
// Module Name: waveform_gen
// Additional Comments:
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
module waveform_gen(
input i_clk,
output o_data_valid,
output [31 : 0] o_data,
output o_phase_valid,
output [15 : 0] o_phase
);
dds_compiler_0 inst_dds (
.aclk(i_clk), // input wire aclk
.m_axis_data_tvalid(o_data_valid), // output wire m_axis_data_tvalid
.m_axis_data_tdata(o_data), // output wire [31 : 0] m_axis_data_tdata
.m_axis_phase_tvalid(o_phase_valid), // output wire m_axis_phase_tvalid
.m_axis_phase_tdata(o_phase) // output wire [15 : 0] m_axis_phase_tdata
);
endmodule