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基于FPGA的数字信号显示系统软硬件设计
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2009-08-17
李伟
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该文阐述了现场可编程逻辑器件FPGA的主要特点，应用FPGA芯片和VHDL硬件描述语言设计的模拟示波器数字信号显示系统的设计原理和设计方法。
现场可编程逻辑门阵列（Field Programmable Gate Array）FPGA，与PAL、GAL器件相比，它的优点是可以实时地应用EDA软件对外加的或内置的RAM或EPROM编程，实时地改变器件功能，实现现场可编程（基于EPROM型）或在线重配置（基于RAM型）。是科学实验、样机研制、小批量产品生产的最佳选择器件。
FPGA一般用于逻辑仿真。根据所设计电子产品电路，应用VHDL或Verilog硬件描述语言进行行为级描述，然后做逻辑综合，再进行软件模拟及优化，以确认所设计电路的功能及性能。但当频率和电路规模较大时，还必须进行硬件仿真，以避免分布参数对电路的影响。
用FPGA做成模型机就可以实现硬件仿真。把电路功能经过EDA软件设计仿真之后，可以下载到FPGA芯片中，就很容易得到了一个模型机。在模型机中，我们可以直接地确定该电路的正确性，或直接把所设计的电路映射到标准单元库，设计成版图，制成ASIC芯片。若批量生产则其性能价格比会更高。实用价值很大，因此是目前国际最为流行的方法。
我们用FPGA芯片所设计的系统，主要用途是可以测量显示8路20bit数字信号的逻辑波形，是批量生产的前期验证，也可以用它直接作仪器仪表使用。
现场可编程逻辑门阵列（Field Programmable Gate Array）FPGA，与PAL、GAL器件相比，它的优点是可以实时地应用EDA软件对外加的或内置的RAM或EPROM编程，实时地改变器件功能，实现现场可编程（基于EPROM型）或在线重配置（基于RAM型）。是科学实验、样机研制、小批量产品生产的最佳选择器件。
FPGA一般用于逻辑仿真。根据所设计电子产品电路，应用VHDL或Verilog硬件描述语言进行行为级描述，然后做逻辑综合，再进行软件模拟及优化，以确认所设计电路的功能及性能。但当频率和电路规模较大时，还必须进行硬件仿真，以避免分布参数对电路的影响。
用FPGA做成模型机就可以实现硬件仿真。把电路功能经过EDA软件设计仿真之后，可以下载到FPGA芯片中，就很容易得到了一个模型机。在模型机中，我们可以直接地确定该电路的正确性，或直接把所设计的电路映射到标准单元库，设计成版图，制成ASIC芯片。若批量生产则其性能价格比会更高。实用价值很大，因此是目前国际最为流行的方法。
我们用FPGA芯片所设计的系统，主要用途是可以测量显示8路20bit数字信号的逻辑波形，是批量生产的前期验证，也可以用它直接作仪器仪表使用。
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