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CQWU/JL/JWB/ZY012-14 毕业论文(设计)开题报告 论文（设计）题目： 基于FPGA的DDS函数信号发生器设计 系　　别： 电子电气工程学院 年　　级： 2012级 专业(班)： 电子信息科学与技术 学　　号： 200808054030 学生姓名： 指导教师： 2011年6月9日 重庆文理学院本科毕业论文（设计）开题报告 题 目 基于FPGA的DDS函数信号发生器设计 系（院） 专 业 电子电气工程学院 电子信息科学与技术专业 年 级 2008级 开题日期 2011-6-10 学 号 200408054030 姓 名 指导教师 1、选题目的和意义： 在电子技术设计领域，可编程逻辑器件（如CPLD、FPGA）的应用，已得到广泛的普及，这些器件为数字系统的设计带来了极大的灵活性。这些器件可以通过软件编程而对其硬件结构和工作方式进行重构，从而使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷。直接数字合成器，是采用数字技术的一种新型频率合成技术，他通过控制频率、相位增量的步长，产生各种不同频率的信号。他具有一系列的优点；较高的频率分辨率；可以实现快速的频率切换；在频率改变时能够保持相位的连续；很容易实现频率、相位和幅度的数控调制等。目前可采用专用芯片或可编程逻辑芯片实现DDS，专用的DDS芯片产生的信号波形、功能和控制方式固定，常不能满足具体需要。可编程逻辑器件具有器件规模大、工作速度快及可编程的硬件特点，并且开发周期短，易于升级，因为非常适合用于实现DDS。现在对EDA的概念或范畴用得很宽。包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。目前EDA技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用MATLAB/Simulink中DSP Builder模块库在FPGA设计中的作用及优点使得用FPGA设计DSP系统完全可以通过Simulink的图形化界面进行，只要简单地进行DSP Builder工具箱的模块调用。从而使得一个复杂的电子系统设计变得相当容易而且直观。 2、国内外研究现状综述： FPGA研究现状 国际现场可编程逻辑器件的主流厂家有AlteraXilinx和Actel，虽然他们有各自的新技术以及产品发展特点，但近年来以FPGA为代表的数字系统集成技术发展的一些新动向，归纳起来有以下几点： 深亚微米技术的发展正在推动了片上系统（SOPC）的发展系统级设计方法系统高级的多处理器和特长指令字（VLIW）应用级映射和编译 随着深亚微米的半导体工艺便携式应用产品的发展现场可编程器件的低压、低功耗高密度挺进为了更好的满足设计人员的需要，扩大市场，各大现场可编程逻辑器件的厂商都在不断的扩充其知识产权（IP）核心库。这些核心库都是预定义的、经过测试和验证的、优化的、可保证正确的功能。设计人员可以利用这些现成的IP库资源，高效准确的完成复杂片上的系统设计。 随着数字逻辑系统功能复杂化的需求，单片系统的芯片正朝着超大规模、高密度的方向发展。有人设想，能不能利用芯片的这种分时复用特性，用较小规模的FPGA芯片来实现更大规模的数字时序系统。但是，要实现高速的动态重构，要求芯片功能的重新配置时间缩短到纳秒量级，这就需要对FPGA的结构进行革新函数发生器是使用最广的通用信号源，提供正弦波、锯齿波、方波等波形 频率分辨率高，输出频点多，可达N个频点(N为相位累加器位数)；②频率切换速度快，可达nS量级；③频率切换时相位连续；④ 可以输出宽带正交信号；⑤ 输出相位噪声低，对参考频率源的相位噪声有改善作用；⑥ 可以产生任意波形；⑦ 全数字化实现，便于集成，体积小，重量轻。其中DDS技术是由JOSEPH TIERNEY等3人于1971年提出，但由于受当时微电子技术和数字信号处理技术的限制，DDS技术没有受到足够重视，随着电子工程领域的实际需要以及数字集成电路和微电子技术的发展，DDS技术日益显露出它的优越性。 现在的各个厂家都采用了DDS芯片生产函数信号发生器，如杰韦弗函数信号发生器TFG2050G南京新联EE1412_DDS信号发生器基本原理 图1 DDS原理框图 相位累加器有一个累加器和相位寄存器组成，它的作用是再基准时钟源的作用下进行线性累加，当产生溢出时便完成一个周期，即DDS的一个频率周期。其中频率字的位宽为K位，作为累加器的一个输入，累加器的另一个输入端位宽为N位（NK），每来一个时钟，频率字与累加器的另一个输入相加的结果存入相位寄存器，再反馈给累加器，这相当于每来一个时钟，相位寄存器的输出就累加一次，累加