基于FPGA多进制数字相位调制系统设计课程设计说明书.doc

通信原理课程设计说明书 题 目 基于FPGA的多进制数字相位调制系统设计 学 院 ： 电信学院 学生姓名： xx 指导教师： 职称 实验师 专 业： 通信工程 班 级： 完成时间： 2017年6月 目 录摘 要 I Abstract II 1 绪论 1 1.1 课题背景 1 1.2研究现状 1 1.3课题研究的目的和意义 2 2硬件平台概述 3 2.1 FPGA简介 3 2.2 FPGA系统设计流程 9 2.3 QuartusⅡ简介 10 3系统算法介绍 14 3.1曼彻斯特编码简介 14 3.2曼彻斯特编码的原理 14 3.3数字调制技术概述 15 3.4 FSK调制原理以及其特点 16 4系统方案设计 20 4.1 VHDL硬件描述语言 20 4.2 功能模块介绍 21 5总结与展望 28 5.1 总结 28 5.2 展望 28 致 谢 30 参考文献 31 附 录1：中文文献 32 附 录2：设计总图 35  摘 要 QuartusII软件上进行了逻辑编译，以及代码时序仿真，进而验证系统的可行性与可靠性。 关键词：现场可编程门阵列 ，频移键控调制，曼彻斯特编码  1 绪 论 1.1 课题背景 从1837年莫尔斯发明电报算起，一个世纪以来，通信的发展大致经历了三大阶段：以1837年发明电报（莫尔斯电码）为标志的通信初级阶段；以1948年香农提出的信息论开始的近代通信阶段；以20世纪70年代出现的光纤通信为代表的和以综合业务数字网迅速崛起为标志的现代通信阶段。光纤通信技术、卫星通信技术和移动通信技术成为现代通信技术的三大主要发展方向。 专用集成电路（ASIC）即特定的电子电路和系统（包括模拟、数字与数模混合电路）的设计与制造，在发达国家已经完成了由传统模式向现代化设计模式的转变，即完成了向电子线路与系统功能设计的转变。通过软件开发工具完成硬件电路的设计，近年来在国内也已经逐渐开展起来，并引进了一些国外的先进设计技术在各种新型电子设备和采用电子线路的设备中广泛使用。其中，由于“现场可编程门阵列”（FPGA）设计灵活、速度快，在数字专用集成电路的设计中得到更为广泛的使用。复杂可编程逻辑器件（CPLD）/现场可编程门阵列（FPGA）器件集成度高、体积小，具有通过用户编程实现专门应用的功能。它允许电路设计者利用基于计算机的开发平台，经过设计输入、仿真、测试和校验，直到达到预期的结果。使用CPLD/FPGA器件可以大大缩短系统的研制周期，减少资金投入。更吸引人的是，采用CPLD/FPGA器件可以将原来的电路板级产品集成为芯片级产品，从而降低了功耗，提高了可靠性，同时还可以很方便地对设计进行在线修改。它成为研制开发的理想器件之一，特别适合与产品的样机开发和小批量生产，因此有时人们也把FPGA称为可编程的ASIC。 1.2 研究现状 1985年， Xilinx 公司推出的全球第一款 FPGA 产品XC2064怎么看都像是一只“丑小鸭”——采用2μm工艺，包含64个逻辑模块和85000个晶体管，门数量不超过1000个。22年后的2007年， FPGA 业界双雄Xilinx和Altera公司纷纷推出了采用必威体育精装版65nm工艺的 FPGA 产品，其门数量已经达到千万级，晶体管个数更是超过10亿个。一路走来， FPGA 在不断地紧跟并推动着半导体工艺的进步——2001年采用150nm工艺、2002年采用130nm工艺，2003年采用90nm工艺，2006年采用65nm工艺。FPGA 对半导体产业最大的贡献莫过于创立了无生产线(Fabless)模式。如今采用这种模式司空见惯，但是在20多年前，制造厂被认为是半导体芯片企业必须认真考虑的主要竞争优势。然而，基于过去直接、清晰的业务模式， Xilinx 创始人之一BernieVonderschmitt成功地使日本精工公司(Seiko)确信利用该公司的制造设施来生产Xilinx公司设计的芯片对双方都是有利的，于是，无生产线模式诞生了。未来，相信 FPGA 还将在更多方面改变半导体产业！1.3 课题研究的目的和意义 FPGA即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物，它是作为专用集成电路领域中的一种半定制电路而出现的。它主要解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA的使用非常灵活，同一片FPGA通过不同的编程数据可以产生不同的电路功能。在通信、数据处理、网络、仪器、工业控制、军事和航空航天等众多领域得