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6.3.1 創建Simulink設計模型
1. 創建新模型
創建新模型的步驟如下:
(1) 啟動Matlab軟件。
(2) 點擊Matlab工具條上的Simulink快捷按鈕,或在Matlab命令窗口輸入Simulink命令,打開Simulink Library Browser界面,如圖6.2所示。
(3) 選擇File→New→Model命令,建立一個新的模型文件。
(4) 選擇File→Save命令,保存文件到指定文件夾中,在文件名欄中輸入Singen.mdl。
2.加入SignalCompiler模塊
(1) 在Simulink Library Browser界面中,打開Altera DSP Builder文件夾。
(2) 在Altera DSP Builder文件夾中選擇AltLab庫。
(3) 拖動SignalCompiler模塊到新建的模型文件中。
(4) 用鼠標左鍵雙擊SignalCompiler模塊,在彈出的對話框中點擊Analyze按鈕,彈出Signal Compiler Version 2.1.3對話框,如圖6.9所示。
(5) 在Signal Compiler Version 2.1.3對話框中選擇目標器件類型;指定綜合工具,可選LeonardoSpectrum、Synplify或Quartus Ⅱ;選擇優化條件,可選Speed或Area。
(6) 點擊OK按鈕。
(7) 選擇File→Save命令保存文件。
3.為SignalCompiler指定綜合軟件路徑信息
在設計模型文件中加入SignalCompiler模塊以后,需要指定綜合工具軟件,如LeonardoSpectrum、Synplify或Quartus Ⅱ。默認情況下,SignalCompiler在執行綜合過程中從PC機的注冊表中查找指定綜合軟件所在的安裝路徑。如果綜合過程中SignalCompiler找不到綜合軟件所在的路徑,在Message欄中將提示綜合失敗。
DSP Builder 2.0以上版本允許用戶為SignalCompiler指定綜合工具路徑。在\Altlib文件夾中包含一個XML配置文件edaconfig.xml,其中包含SignalCompiler綜合工具的路徑信息。通過文本編輯器或任何XML編輯器可以修改這個配置文件。
XML配置文件中每個EDA工具有三種配置信息:
?</GetPathFromRegistry>
?<安裝路徑></ForcedPath>
?<版本號></ToolVersion>
其中部分可設置為on或off。默認為on,表示SignalCompiler從注冊表文件中讀取路徑。當設為off時,SignalCompiler讀取部分所指定的路徑。
edaconfig.xml配置文件的內容如圖6.10所示。
圖6.10 edaconfig.xml配置文件
4.加入正弦波產生模塊
(1) 在SimulinkLibraryBrowser界面點擊Simulink中的Sources庫,從中找到SineWave模塊。
(2) 將Sine Wave模塊拖動到Singen.mdl文件中。
(3) 在Sine Wave模塊上雙擊鼠標左鍵,彈出模塊屬性對話框,如圖6.11所示。
(4) 設置正弦波模塊參數,點擊OK確定。
5.加入總線端口模塊AitBus
(1) 在Altera DSP Builder文件夾中選擇Bus Manipulation庫。
(2) 從庫中選擇AltBus模塊,拖動到Singen.mdl文件中。
(3) 點擊AltBus模塊下面的文本,將AltBus改為Sinln。
(4) 雙擊SinIn模塊,彈出模塊參數對話框,如圖6.12所示,在該對話框中可以設置6位整型輸入總線。
(5) 設置模塊參數,點擊OK按鈕確定。
圖6.12 模塊參數對話框
6.加入延時模塊
(1) 在Altera DSP Builder文件夾中選擇Storage庫。
(2) 選擇Delay模塊,拖動到Singen.mdl文件中。
(3) 雙擊Delay模塊,在彈出的模塊參數對話框中指定延時深度,如圖6.13所示。
(4) 點擊OK按鈕確認。
7.加入正弦波延時輸出總線模塊
(1) 在Altera DSP Builder文件夾中選擇BusManipulation庫。
(2) 選擇AltBus模塊,將其拖動到Singen.mdl文件中。
(3) 修改AltBus模塊的名稱為SinDelay。
(4) 雙擊SinDelay模塊,在模塊參數對話框中選擇Node Type為Output Port。
(5) 選擇[number of bits]為16位,并點擊OK按鈕確定。
8.加入多路復用MUX模塊
(1) 在Simulink Library Browser界面中選擇Simulink下面的Signal Routing庫。
(2) 選擇Mux模塊,將其拖動到Singen.mdl文件中。
(3) 雙擊Mux模塊,設置模塊參數,如圖6.14所示。
(4) 點擊OK按鈕確定。
圖6.14 加入Mux模塊并設置其參數
9.加入隨機數模塊
(1) 在Simulink Library Browser界面中選擇Simulink下面的Sources庫。
(2) 選擇Random Number模塊,將其拖動到Singen.mdl文件中。
(3) 雙擊Random Number模塊,設置模塊參數,如圖6.15所示,并點擊OK確定。
圖6.15 設置隨機數模塊參數
10.加入噪聲總線模塊
(1) 在Altera DSP Builder文件夾中選擇Bus Manipulation庫。
(2) 選擇AltBus模塊,將其拖動到Singen.mdl文件中。
(3) 修改AltBus模塊的名稱為Noise。
(4) 雙擊Noise模塊,在模塊參數對話框中選擇Bus TVpe為Single Bit。
(5) 選擇[number of bits]為l位,并點擊OK按鈕確定。
11.加入BusBuild總線模塊
(1) 在Altera DSP Builder文件夾中選擇Bus Manipulation庫。
(2) 選擇BusBuild模塊,將其拖動到Singen.mdl文件中。
(3) 雙擊BusBuild模塊,設置模塊參數,如圖6.16所示,點擊OK按鈕確定。
圖6.16 BusBuild總線模塊參數設置
12.加入GND模塊
(1) 在Altera DSP Builder文件夾中選擇BusManipulation庫。
(2) 選擇GND模塊,將其拖動到Singen.mdl文件中。
13.加入乘法器(Product)模塊
(1) 在Altera DSP Builder文件夾中選擇Arithmetic庫。
(2) 選擇Product模塊,將其拖動到Singen.mdl文件中。
(3) 雙擊Product模塊,設置模塊參數,如圖6.17所示,點擊OK按鈕確定。
圖6.17 乘法器模塊參數設置
14.加入乘法器輸出總線模塊
(1) 在Altera DSP Builder文件夾中選擇Bus Manipulation庫。
(2) 選擇AltBus模塊,將其拖動到Singen.mdl文件中。
(3) 修改AltBus模塊的名稱為StreamMod。
(4) 雙擊StreamMod模塊,在模塊參數對話框中選擇Bus Xype為Signed Integer,NodeType為Output Port,[number of bits]為19位,并點擊OK按鈕確定。
15.加入示波器模塊
(1) 在Simulink Library Browser界面中選擇Simulink下面的Sinks庫。
(2) 選擇Scope模塊,將其拖動到Singen.mdl文件中。
(3) 雙擊Scope模塊,彈出Scope波形顯示對話框。
(4) 點擊參數設置快捷按鈕,在General標簽頁的Number of axes框中輸入3,即以同一時間軸同時顯示3個信號波形,如圖6.18所示,點擊OK按鈕確定。
圖6.18 示波器顯示模塊設置
16.連線
將所有模塊全部插入Singen.mdl模型文件后,按照圖6.19所示連接模塊,完成模型文件的設計。
圖6.19幅度調制設計實例的模型文件
為了在示波器顯示模塊中區分信號波形,在引入Scope模塊的信號線上雙擊鼠標左鍵,分別鍵入SinWave、Modulated BitStream和BitsStream作為信號名。
6.3.2 Simulink設計模型仿真
連接好整個設計模型以后,可以在Simulink軟件中仿真設計模型。
(1) 選擇Simulation→Simulation Parameters命令,彈出仿真參數設置對話框。
(2) 在Simulation time欄中的Stop time框中輸入0.00004(或4e-6),顯示2個信號周期(160個采樣點),其他參數采用默認設置,如圖6.20所示。
圖6.20 仿真參數設置
(3) 點擊OK按鈕退出仿真參數設置對話框。
(4) 選擇Simulation→Start命令,或按下Ctrl+T鍵啟動仿真。
(5) 雙擊模型文件中的Scope模塊,打開示波器顯示窗口。
(6) 點擊示波器顯示窗口工具條上的自動范圍按鈕,則波形顯示如圖6.2l所示。
圖6.12 Sinfen.mdl 實例仿真波形
6.3.3 完成RTL級仿真
完成Simulink軟件中的模型設計,仿真成功以后,雙擊模型設計文件中的SignalCompiler模塊,彈出Signal Compiler Version 2.1.3對話框,點擊Analyze按鈕,彈出如圖6.22所示的塒話框。
為了生成模型設計文件的RTL級仿真文件,應完成下面的步驟:
(1) 在圖6.22所示的對話框中,點擊1-Convert MDL to VHDL按鈕,在Messages框中將出現以下提示信息:
>Generated top level'singen.vhd'files
>See'singen_DspBuilder_Report.html'report file for additional information
(2) 在可選擇的標簽頁中選擇Testbench標簽頁,選中Generate Stimuli for VHDLTestbench選項,如圖6.22所示。
(3) 點擊OK按鈕確認以上操作。
(4) 在Simulink軟件中啟動仿真,Signal Compiler生成一個仿真腳本文件和一個VHDL測試臺文件,分別為Tb_SinGen.tcl和Tb_SinGen.vhd。
在ModelSim軟件中完成RTL仿真,操作步驟如下:
(1) 啟動ModelSim軟件。
(2) 選擇File→Change Directiory命令,指定工作目錄。
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