基于模型的DDS芯片设计与实现

摘要：介绍了一种基于模型的DDS芯片的设计方法。根据DDS基本原理,在MATLAB环境下建立模型,用System Generator产生VHDL程序,并在ISE软件中编写仿真和控制程序,最后在Spartan-3E Starter Kit开发板上实现设计。与传统的FPGA编程设计方法相比,本文所介绍的方法可以避免繁琐的编程工作、节省时间并降低出错概率。实验结果证明了这种设计方法的可行性。

　　0 引言

　　1971 年，美国学者J.Tierncy.C.M.Rader 和B. Gold 应用全数字技术，从相位概念出 发给出了直接合成波形的一种新的频率合成原理， 这就是DDS （ Direct DIGITAL Synthesizer）,直接数字合成技术。近几年超高速数字电路的发展尤其是大规模超高速FPGA 技术日渐成熟，以及对DDS 的深入研究，使得DDS 的最高工作频率以及噪声性能已接近并达 到与锁相频率合成器相当的水平[1]。与其它频率合成方法相比，DDS 具有频率转换时间短、 频率分辨率高、输出相位连续、可编程、全数字化、易于集成等突出优点。本文提出的方法 基于Xilinx 公司和它的合作者联合提出的XtremeDSP 解决方案，从系统结构设计直接映射 到基于FPGA 的DSP 系统硬件实现。在这种基于模型的设计技术中，利用Simulink 的图形化 界面由系统的技术条件建立系统的数学模型，通过算法对模型进行仿真优化，再转化成IP 核实现。System generator 同Simulink 模型工具结合，可以将算法参数化、最优化，并可 自动从行为级的系统模型转换到FPGA 实现，不需手工重设，从而避免了繁琐的编程工作， 大大节省了开发时间并降低了出错的概率。

　　1 DDS 的基本原理