基于FPGA的白噪声信号发生器verilog实现,包含testbench和开发板硬件测试
目录
1.课题概述
2.系统测试效果
3.核心程序与模型
4.系统原理简介
5.完整工程文件
1.课题概述
白噪声信号在通信系统测试、信号处理算法验证、音频处理等领域有着广泛的应用。在许多工程应用中，我们需要高质量的白噪声信号。基于FPGA实现白噪声发生器时，可以利用Matlab强大的数值计算和随机数生成能力，预先生成噪声数据并存储，然后由FPGA读取这些数据输出。这种方案结合了Matlab的灵活性和FPGA的实时性优势。
2.系统测试效果
仿真测试
硬件下载测试
在实际测试过程中，如果你的开发板和我的不一样，可以参考本博客置顶文章进行硬件配置修改：
FPGA系统开发板调试过程不同芯片的移植步骤介绍_紫光fpga移植软核的步骤-CSDN博客
通过这个链接的步骤，可以实现不同开发板上的系统调试。
3.核心程序与模型
版本：vivado2022.2
`timescale 1ns / 1ps
//
// Company:
// Engineer:
//
// Create Date: 2025/06/21 03:19:28
// Design Name:
// Module Name: tops_hw
// Project Name:
// Target Devices:
// Tool Versions:
// Description:
//
// Dependencies:
//
// Revision:
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments:
//
//module tops_hw(
input i_clk,
input i_rst,
output led);reg[15:0]cnt;
always @(posedge i_clk or negedge i_rst)
beginif(~i_rst)begincnt<=16'd0;end elsebeginif(cnt==16'd5000)cnt<=16'd1;elsecnt<=cnt+16'd1;end
endreg[7:0]i_SNR;always @(posedge i_clk or negedge i_rst)
beginif(~i_rst)begini_SNR <=8'd0;end elsebeginif(cnt==16'd1)beginif(i_SNR==50)i_SNR<=-10;elsei_SNR<=i_SNR+1;endelsei_SNR<=i_SNR;end
endwire signed[15:0]o_noise;
AWGN_tops AWGN_tops_u(
.i_clk (i_clk),
.i_rst (~i_rst),
.i_SNR (i_SNR),
.o_noise (o_noise)
); assign led= o_noise[0];ila_0 your_instance_name (.clk(i_clk), // input wire clk.probe0({
i_SNR,o_noise}) // input wire [519:0] probe0
);endmodule
00X6_006m4.系统原理简介
白噪声是一种功率谱密度在整个频域内均匀分布的随机信号。其特点是各个频率分量的功率相等，时域上表现为随机的脉冲序列。数学上，白噪声信号x (t)满足以下特性：
均值为零：E [x (t)]=0
自相关函数为狄拉克函数：R (τ)=σ²δ(τ)
功率谱密度为常数：S (f)=σ²
其中，σ²表示噪声的方差。在实际应用中，我们通常使用离散时间白噪声序列，其功率谱密度在[-fs/2, fs/2]范围内均匀分布，fs为采样频率。
5.完整工程文件
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