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第3节 基于System Generator的DSP系统设计 System Generator 7.3.1 System Generator快速入门 本节旨在给出System Generator设计的整体轮廓，避免一上来就详细介绍各种基本操作，让读者从宏观上把握，在后续章节的阅读中不会一叶障目。 1．Xilinx Blockset库的基本介绍 System Generator和Simulink是无缝链接的，可以在MATLAB标准工具栏中直接启动，如图8-9所示。这些模块都根据其功能划分为不同的库，为了易于使用，又在某些库中添加了部分有广泛应用的模块，所有的模块都按字母顺序排列在Xilinx Index库中。读者需要注意的是：在Simulink环境中，只有通过Xilinx模块搭建的系统才能保证硬件可实现，其地位类似于HDL语言中的可综合语句。 图7-9 Xilinx DSP模块集 从设计流程中可以看出，熟悉Xilinx DSP基本模块库是设计流程中的关键环节，只有掌握了基本模块的特性和功能，才能更好地实现算法。由Xilinx模块库和System Generator一起，可生成Xilinx可编程器件的最优逻辑，这属于最低层的设计模块，地位等效于IP Core，共有90多个。Xilinx模块库简要说明如表7-1所列。 表7-1 System Generator库的简要说明 1．基本单元模块 基本单元模块库中包含了数字逻辑的标准组件模块，使用这些模块可插入时间延迟、改变信号速率、引入常数、计数器以及多路复用器等。此外，还包含了3个特殊的模块System Generator标志、黑盒子模块（Black Box）以及边界定义模块，后文将对其进行详细说明。该库中简要的模块说明如表8-2所列。 表7-2 基本单元模块的说明列表 2．通信模块 通信应用是FPGA的主要应用领域之一，因此Xilinx的通信模块库提供了用于实现数字通信的各种函数，包括卷积编解码、RS编解码以及交织器等模块。该库中简要的模块说明如表8-3所列。 表7-3 通信模块的说明列表 3．控制逻辑模块 控制逻辑主要包括了用于创建各种控制逻辑和状态机的资源，包括了逻辑表达式模块、软核控制器、复用器以及存储器，其简要说明如表8-4所列。 表7-4 控制逻辑模块的说明列表 4．数据类型模块 数据类型模块主要用于信号的数据类型转换，包括移位、量化、并/串、串/并转换以及精度调整模块，其简要说明如表8-5所列。 表7-5 数据类型模块的说明列表 5．DSP模块 DSP模块是System Generator的核心，该库包含了所有常用的DSP模块，其简要说明如表8-6所列。 表7-6 DSP模块的说明列表 6．数学运算模块 数学运算是任何程序所不可避免的，Xilinx提供了丰富的数学运算库，包括基本四则运算、三角运算以及矩阵运算等，其简要说明如表8-7所列。 表7-7 数学运算模块的说明列表 7．存储器模块 该库包含了所有Xilinx存储器的Logic Core，其简要说明如表7-8所列。 表7-8 存储器模块的说明列表 8．共享储存器模块 共享存储器模块主要用于共享存储器操作，相关内容将在7.4.3节展开讨论。 表7-9 共享存储器模块的说明列表 9．工具模块 工具模块包含了FPGA设计流程中常用的ModelSim、ChipScope、资源评估等模块以及算法设计阶段的滤波器设计等模块。该库的模块在设计中起辅助作用，都是设计工具，一般不能生成HDL设计，其简要说明如表8-10所列。 表7-10 工具模块的说明列表 ? 2．FPGA边界定义模块 System Generator是FPGA实现和算法开发之间桥梁，通过两个标准模块“Gateway In”和“Gateway Out”来定义Simulink仿真模型中FPGA的边界。“Gateway In”模块标志着FPGA边界的开始，能够将输入的浮点转换成定点数。“Gateway Out”模块标志着FPGA边界的结束，将芯片的输出数据转换成双精度数。在Simulink环境中双击这两个模块会弹出配置对话框，可以设定不同的转换规则，如图7-10所示。 图7-10 转换模块示意图 3．System Generator标志 每个System Generator应用框图都必须至少包含一个System Generator标志，如图8-11所示，否则会提示错误。标志模块用来驱动整个FPGA实现过程，不与任何模块相连。双击标志模块，可以打开属性编辑框，能够设置目标网表、器件型号、目标性能以及系统时钟频率等指标。 图7-