FPGA教程系列-Vivado中实现简单正弦波
FPGA教程系列-Vivado中实现简单正弦波
采用DDS的IP核，具体IP核设置见ip核的解析。
编写top文件：
`timescale 1ns / 1psmodule dds_top (input i_clk,input i_rst, // 高电平复位output signed [15:0] o_sin,output signed [15:0] o_cos
);// =================================================================// 1. DDS 配置参数// =================================================================// 假设 DDS Compiler 配置为：// - 时钟频率: 100 MHz// - 相位宽度: 32 bits// - 输出数据: 16 bits Sine + 16 bits Cosine (Sine in MSBs)//// 频率控制字 (FCW) 计算公式:// FCW = (F_out / F_clk) * 2^Phase_Width//// 示例：生成 1 MHz 的正弦波// F_out = 1,000,000 Hz// F_clk = 100,000,000 Hz// Phase_Width = 32// FCW = (1e6 / 100e6) * 2^32 = 0.01 * 4,294,967,296 ≈ 42,949,673localparam [31:0] FREQUENCY_CONTROL_WORD = 32'd42949673; // 对应 1MHz// =================================================================// 2. DDS Compiler IP 核实例化// =================================================================wire [31:0] m_axis_data_tdata;wire m_axis_data_tvalid;dds_compiler_0 dds_compiler_u (.aclk(i_clk),.aresetn(~i_rst), // DDS核的复位是低电平有效，所以需要反相// 配置接口.s_axis_config_tvalid(1'b1), // 因为FCW是常量，所以一直有效.s_axis_config_tdata(FREQUENCY_CONTROL_WORD), // 直接连接参数// 波形数据输出接口.m_axis_data_tvalid(m_axis_data_tvalid), // 连接有效信号.m_axis_data_tdata(m_axis_data_tdata),// 相位输出接口 (如果不需要，可以悬空或删除).m_axis_phase_tvalid(),.m_axis_phase_tdata());// =================================================================// 3. 输出赋值// =================================================================// 注意：这里假设DDS IP配置为 [31:16]是Cosine, [15:0]是Sine。// 请根据你的IP核实际配置修改！assign o_cos = m_axis_data_tdata[31:16];assign o_sin = m_axis_data_tdata[15:0];endmodule
编写testbench：
`timescale 1ns / 1psmodule dds_top_tb;// =================================================================// 1. 测试平台信号声明// =================================================================reg i_clk;reg i_rst;wire signed [15:0] o_sin;wire signed [15:0] o_cos;// =================================================================// 2. 被测模块实例化// =================================================================dds_top uut (.i_clk (i_clk),.i_rst (i_rst),.o_sin (o_sin),.o_cos (o_cos));// =================================================================// 3. 时钟生成 (100 MHz)// =================================================================// 周期 = 10ns (5ns高电平 + 5ns低电平)always #5 i_clk = ~i_clk;// =================================================================// 4. 主测试过程// =================================================================initial begin// --- 初始化 ---$display("----------------------------------------------------");$display("Testbench Started at time = %0t", $time);$display("Initializing signals...");i_clk = 1'b1; // 初始化时钟，避免不定态i_rst = 1'b1; // 复位有效// --- 复位阶段 ---$display("Applying reset for 100 ns (10 clock cycles)...");#100; // 复位保持100ns (足够长)i_rst = 1'b0; // 释放复位$display("Reset released at time = %0t", $time);// --- 监控输出 ---$display("----------------------------------------------------");$display("Monitoring DDS output. Sin and Cos values will be printed below.");$display("Time(ns) | Sin Value | Cos Value");$display("----------|----------------|----------------");// $monitor 会在其列表中任何信号发生变化时自动打印$monitor("%9t | %14d | %14d", $time, o_sin, o_cos);// --- 运行仿真并结束 ---// 假设DDS输出频率为1MHz (周期1us = 1000ns)。// 我们运行5个周期来观察完整的波形。$display("Running simulation for 5 microseconds to observe the waveform...");#5000; // 等待5000ns (5us)// --- 结束仿真 ---$display("----------------------------------------------------");$display("Simulation Finished Successfully at time = %0t", $time);$display("Please check the waveform viewer and console output.");$display("----------------------------------------------------");$finish; // 关键：结束仿真endendmodule运行仿真：
过程很简单
工程文件链接：https://download.csdn.net/download/fantasygwh2015/92261250