要將這個(gè)復(fù)數(shù)乘法器硬件模塊設(shè)置成相應(yīng)的指令，還要進(jìn)行以下操作：單擊圖標(biāo)SignalCompiler對其進(jìn)行轉(zhuǎn)換，選擇器件(用Cyclone)、選擇Quartusll綜合器，轉(zhuǎn)換后使其生成SOPCBuider的PTF文件。退出MATLAB后，在QuartusII環(huán)境中對轉(zhuǎn)換后所生成的復(fù)數(shù)乘法器的頂層VHDL文件進(jìn)行修改。在SOPCBuider窗口中雙擊cpu項(xiàng)，進(jìn)入指令加入編輯窗；單擊Import按鈕，進(jìn)入加入模塊文件窗口；單擊Add按鈕，打開頂層文件；單擊Read port-list from files按鈕，得到端幾加人情況顯示窗口；單擊Add to System按鈕，加入復(fù)數(shù)乘法器設(shè)計(jì)模塊，將這個(gè)硬件模塊設(shè)置成白定義的復(fù)數(shù)乘法指令comp。還可以修改該指令的指令周期。單擊Generate按鈕，進(jìn)行SOPC生成。 另外，NiosII的外設(shè)是可任意定制的，NiosII系統(tǒng)的所有外設(shè)都通過Avalon總線與NiosII CPU相接。Avalon總線是一種協(xié)議較為簡單的片內(nèi)總線，NiosII通過Avalon總線與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。在本系統(tǒng)中，采用Avalon Slave外設(shè)方式加入了自定制Avalon總線組件A／D轉(zhuǎn)換接口模塊、D／A接口模塊，用于控制采樣ADC的工作并控制高速DAC的波形數(shù)據(jù)輸出。而白定義的Avalon總線組件DDS模塊接口和DSP功能轉(zhuǎn)換控制接口則用于NiosII CPU對DDS模塊的控制及通過外部鍵盤來控制DSP功能的選擇。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 指令生成并加入總線和各種需要加入的外設(shè)組件(如各類接口、flash等)后，對基于NiosII的SOPC系統(tǒng)進(jìn)行編譯并下載到FPGA中。在NiosII的硬件系統(tǒng)生成的同時(shí)，SOPC Buider幫助用戶生成相應(yīng)的SDK(軟件開發(fā)包)。由于在硬件開發(fā)中的Nios CPU及其外設(shè)構(gòu)成的系統(tǒng)是自定制的，存儲(chǔ)器、外設(shè)地址的映射等都各不相同，需要專有的SDK，用戶新定制的指令也必須修改原有的編譯工具，這些都由SOPC Buider自動(dòng)生成。 在生成SDK的基礎(chǔ)上，可進(jìn)入系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。在這里，軟件的開發(fā)設(shè)汁與通常的嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)相類似，唯一不同點(diǎn)在于這時(shí)面對的嵌入式系統(tǒng)是自己定制的、裁剪過的，因此，受到硬件的局限性會(huì)小些。可使用匯編、C、C++來進(jìn)行嵌入式程序設(shè)計(jì)，使用GNU工具或其它第三方工具進(jìn)行程序的編譯連接以及調(diào)試。 比如，將復(fù)數(shù)乘法器硬件模塊設(shè)置成相應(yīng)的指令后，鎖定引腳，全程編譯。然后利用QuartusII編輯C程序進(jìn)行測試。在FPGA中的NiosCPU中運(yùn)行C程序。測試成功后，在DSP計(jì)算中遇到復(fù)數(shù)乘法就可以運(yùn)用復(fù)數(shù)乘法指令。 DDS模塊還是以硬件形式固化在FPGA中，可以根據(jù)需要，利用DDS設(shè)計(jì)出幅度、相位和頻率調(diào)制器。 結(jié)語 這種將常用的硬件模塊生成指令，軟、硬件并存的設(shè)計(jì)方法在FPGA中可實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的DSP運(yùn)算。整個(gè)系統(tǒng)除了ADC、DAC和控制選擇鍵盤外，都可在1片F(xiàn)PGA可編程芯片中實(shí)現(xiàn)。還可通過Avalon總線白定義各種接口模塊組件，提高整個(gè)DSP系統(tǒng)的靈活性，將軟件的靈活性和硬件的高速性予以結(jié)合。