DSP Builder 進階區塊集:介面與IP 函式庫
目錄
- 概述
- DSP Builder進階區塊集介紹
- 預設介面
- 介面函式庫
- IP 函式庫
- 原始區塊
- 其他工具
- DSP Builder介面函式庫
- DSP Builder IP函式庫
- 快速傅立葉轉換 (FFT)
- 通道濾波器
- 波形產生器
- 設計範例與應用
- DSP Builder介面與IP函式庫的時脈與節拍設計
- 總結
- 參考資料
DSP Builder進階區塊集介紹
DSP Builder是一個高階工具,用於將MathWorks Simulink轉換為FPGA RTL硬體。進階區塊集是DSP Builder的核心,包含多個優化的DSP建構區塊,分為五個不同的類別:
1. 預設介面
預設介面是DSP Builder系統中頂層端口的默認連接介面,用於與上游和下游元件進行連接。DSP Builder系統還可以具有記憶體映射從主機控制的連接介面。示例包括IP函式庫中的控制與狀態寄存器和記憶體元件。
2. 介面函式庫
介面函式庫包含用於定義與外部元件的互動方式的區塊。介面函式庫為DSP Builder系統提供了自訂記憶體映射或串流介面的能力。
3. IP函式庫
IP函式庫包含完整的IP功能,包括濾波器、波形產生器和快速傅立葉轉換等。這些IP模塊在模擬過程中是即時生成的,因此建議在設計中使用這些優化的函式庫。
4. 原始區塊
原始區塊包含用於創建自定義功能的低級功能區塊。包括基本數學區塊、邏輯區塊和FFT元素。
5. 其他工具
除以上四個類別外,DSP Builder還包含其他實用工具,例如通道控制器和封包分析器。
DSP Builder介面函式庫
介面函式庫提供了定義與外部元件互動方式的區塊。其中最重要的是流通介面和記憶體映射介面。
1. 流通介面
流通介面允許使用Avalon串流介面或Astro模式介面與DSP Builder系統進行連接。你可以將Avalon串流輸入介面放置在系統前端,生成相應的硬體VHDL代碼,並與上游元件相連接。Avalon串流輸入FIFO是一個帶有FIFO緩衝區的輸入介面,用於捕獲和存儲數據。Avalon串流輸出介面可放置在系統後端,生成相應的硬體VHDL代碼,並與下游元件相連接。
2. 記憶體映射介面
記憶體映射介面提供了在數據路徑中進行讀寫的記憶體和寄存器。這些區塊成為DSP Builder系統的聚合介面的一部分。記憶體映射區塊包括普通寄存器、域寄存器和記憶體塊。它們可由主機接口從外部設定值和讀取數據。
DSP Builder IP函式庫
DSP Builder IP函式庫包含用於快速傅立葉轉換、通道濾波和波形合成的區塊。這些IP函式庫利用DSP Builder的優化功能,使設計更容易且效能更優。
1. 快速傅立葉轉換 (FFT)
FFT IP函式庫包含幾種不同的傅立葉轉換區塊,包括位反轉區塊、變尺寸FFT區塊和浮點FFT區塊。
2. 通道濾波器
通道濾波器和波形合成區塊位於同一個IP函式庫中。通道濾波器包括多種差異化和插值器,用於實現單倍速、多倍速和分數倍速FIR濾波器。波形合成區塊則包括 NCO (數字控制振盪器)、複數混頻器和實數混頻器。
設計範例與應用
在這一部分中,我們將介紹一些常見的設計範例和應用,包括頻率濾波器設計、多通道數位上揚轉換器和信號混合器等。
1. 頻率濾波器設計
通過使用FIR濾波器和NCO,可以實現各種頻率域處理。FIR濾波器可以通過調整係數和篩選器特性來實現所需的頻率響應。
2. 多通道數位上揚轉換器
透過IP函式庫中的插值器和FIR濾波器,可以實現多通道的數位上揚轉換器。這種設計可以用於數位信號處理中的數據重採樣。
3. 信號混合器
通過使用NCO和FIR濾波器,可以實現信號的混合和調變。優化的IP函式庫使得這種設計更容易實現。
這些設計範例只是DSP Builder的一小部分,還有更多的應用和設計可以使用DSP Builder的功能來實現。
DSP Builder介面與IP函式庫的時脈與節拍設計
在設計中,時脈和節拍非常重要。你需要了解不同階段的時脈速度和樣本率,以及通道結構,才能進行有效的設計。同時,你還需要注意IP函式庫的延遲時間以及如何對其進行約束。
總結
本次介紹了DSP Builder進階區塊集的功能和應用。通過使用DSP Builder,你可以更容易地開發並設計高性能的FPGA RTL硬體。無論你是初學者還是有經驗的設計師,DSP Builder都提供了一個強大的工具集,幫助你實現各種數位信號處理應用。
參考資料
- DSP Builder Documentation
- Device Guides
- SPIP Guides
- Reference Designs
- Release Notes
- DSP Technology Centre
- DSP Support Centre
開放問題
- DSP Builder有哪些使用限制和限制?
- 如何設計多通道數位上揚轉換器?
- 如何對IP函式庫進行時脈約束?
- DSP Builder是否支持浮點數計算?
- 如何使用DSP Builder實現頻率混合和調變?