【正文】 程編譯通過后，須對其功能和時序性能進(jìn)行仿真測試，以驗證設(shè)計結(jié)果是否滿足設(shè)計要求。整個時序仿真測試流程一般有建立波形文件、輸入信號節(jié)點、設(shè)置波形參數(shù)、編輯輸入信號、波形文件存盤、運行仿真器和分析方針波形等步驟。、2FSK調(diào)制器波形仿真圖5－1為調(diào)制器仿真波形，其中時鐘周期clk為1ms，載波f1周期為2ms，載波f2周期為12ms,碼元周期date為12ms。圖5－1 調(diào)制仿真波形 由上圖可以看出當(dāng)start由低電平跳轉(zhuǎn)為高電平后，實體開始接收并處理基帶信號‘110’和載波信號f1與f2，并將其調(diào)制成2FSK已調(diào)信號，從端口FKS_mod輸出，輸出延遲一個時鐘周期。當(dāng)基帶信號date為‘1’時，調(diào)制器輸出的是低頻載波信號f2，當(dāng)基帶信號date為‘0’時，調(diào)制器輸出的是高頻載波信號f1。、2FSK解調(diào)器波形仿真圖5－2為解調(diào)器仿真波形，其中時鐘周期clk為1ms，解調(diào)出的碼元長度demod為12ms。圖5－2 解調(diào)仿真波形由上圖可以看出當(dāng)start由低電平跳轉(zhuǎn)為高電平后，實體開始接收并解調(diào)已調(diào)信號，當(dāng)收到的是低頻信號時，解調(diào)出的碼元為‘1’，既高電平，當(dāng)收到的是高頻信號時，解調(diào)出的碼元為‘0’，既低電平。圖5－3與圖5－4為解調(diào)器內(nèi)部數(shù)據(jù)，既12路的滑窗判決輸出，用于說明解調(diào)器內(nèi)部數(shù)據(jù)的變化情況。其中時鐘周期clk為1ms，碼元長度為12ms。圖5－3 12路滑窗判決輸出（情況1）圖5－4 12路滑窗判決輸出（情況2） 對比圖5－4及圖5－4可以看出，當(dāng)收到的已調(diào)信號不為連續(xù)的‘1010’時，12路的滑窗判決輸出與整合后的輸出端demod基本保持一致（除了延時）。當(dāng)收到的已調(diào)信號為連續(xù)的‘1010’時，由圖5－4可以看出，滑窗判輸出y9與滑窗判決輸出y10均發(fā)生異常，出現(xiàn)錯解調(diào)的現(xiàn)象。如果信道中存在噪聲干擾，錯解調(diào)情況則會更嚴(yán)重，這就是本設(shè)計要采用12路滑窗判決器解調(diào)的原因。、分頻器與信號發(fā)生器波形仿真、分頻器波形仿真圖5－5為解調(diào)器仿真波形，其中時鐘clk周期為1ms，載波f1周期為1ms，載波f2周期為12ms。圖5－5 分頻器輸出波形由上圖可以看出，時鐘信號clk被分頻為兩路輸出f1和f2，作為調(diào)制器的載波信號。、信號發(fā)生器波形仿真圖5－6為信號發(fā)生器仿真波形，其中時鐘clk周期為1ms，碼元長度為12ms。圖5－6 信號發(fā)生器波形由上圖可以看出，碼元長度與載波f2的周期相同，為12ms。固定輸出數(shù)據(jù)為‘110’。、本章小結(jié)Quartus II自帶的時序模擬器是一個功能十分強大的工具，其仿真結(jié)果與實際芯片內(nèi)部的工作情況幾乎完全吻合。所以，善于利用仿真工具能給你帶來很多便利。我們知道在編譯時，Quartus II的聯(lián)合編譯器會自動找出設(shè)計者的語法錯誤，但與實際設(shè)計目的不符的邏輯錯誤是電腦無法自動檢出的，這時候就要靠時序分析來找出。波形仿真器不僅能仿真出芯片引腳處的波形，還能將芯片內(nèi)部每一個變量的變化情況仿真出來。仿真波形前，需將起始時刻和結(jié)束時刻設(shè)置好，更重要的是根據(jù)實際編寫情況，確定好輸入信號的先后邏輯順序，避免因為手動設(shè)置輸入信號的誤差造成仿真出錯。在這次設(shè)計中，我就曾用波形仿真器將解調(diào)器的變量及輸出從頭到尾核對了一次，并從中找到了不少VHDL語句編寫上的錯誤。例如：在編寫滑窗計數(shù)器循環(huán)技術(shù)的代碼時候，一開始我使用了多個elsif語句進(jìn)行嵌套，結(jié)果導(dǎo)致計數(shù)器從一個時鐘周期加1變成了每兩個時鐘周期才加1，后改用獨立的if語句作為條件判斷后才把問題解決了。此外我還發(fā)現(xiàn)，如果不把執(zhí)行語句都同步在時鐘周期下的話，仿真器會將各種復(fù)雜情況都考慮進(jìn)去，從而極大的延長仿真運算時間，也反映了芯片不在同步邏輯下執(zhí)行操作，會導(dǎo)致各種不確定性和工作的不穩(wěn)定。第六章 上機測試、程序下載當(dāng)程序編譯好并且波形仿真也準(zhǔn)確無誤后，就可以開始下載測試了，下載前需將引腳設(shè)置好[3]。圖6－1為下載界面。圖6－1 下載由上圖可以看出，本次測試所使用的芯片是EP3C80F484，工程名為FSKPRJ，使用USB數(shù)據(jù)線進(jìn)行下載。本次測試并沒有將程序固化在芯片內(nèi)，故芯片斷電后程序會被清空。、波形測試當(dāng)程序正常加載到芯片上后就可以使用邏輯分析儀及頻譜分析儀進(jìn)行測試。圖6－2 測試用芯片 由上圖可以看出下載用的數(shù)據(jù)線及邏輯分析儀的探頭。圖6－3為使用邏輯分析儀實際測試結(jié)果，輸入共6路。其中第1路為時鐘信號，第2路為載波信號f1，第3路為載波信號f2，第4路為基帶數(shù)據(jù)信號date，第5路為已調(diào)信號fsk，第6路為解調(diào)信號demod。圖6－3 邏輯分析儀測試結(jié)果 由上圖看出，已調(diào)信號與基帶信號之間不存在延時，而解調(diào)信號與接收到的已調(diào)信號之間有較大的延時。由于此次設(shè)計并沒有將信號在實際信道中傳輸，因而信號沒有受到干擾。圖6－4為使用示波器對已調(diào)信號進(jìn)行觀察。圖6－4 已調(diào)信號波形由圖6－4可以看出基帶信號‘110’調(diào)制成2FSK信號后的波形，除了一點點的毛刺外，波形基本還是比較標(biāo)準(zhǔn)的方波信號，此信號從芯片引腳處直接獲得。經(jīng)過觀察，低頻部分頻率為400kHz，結(jié)果基本符合理論分頻效果。圖6－5為使用頻譜分析儀測出的已調(diào)信號頻譜。圖6－5 頻譜分析儀結(jié)果上圖為使用頻譜分析儀觀測到的2FKS已調(diào)信號頻譜。實際測試中心頻率偏向高頻的載波的原因主要是：芯片引腳輸出的是方波信號，含有豐富的諧波信號，諧波信號多次疊加后導(dǎo)致高頻部分的功率大幅提高，從而導(dǎo)致測試結(jié)果中心頻率偏向高頻載波部分。、本章小結(jié)通過使用示波器，頻譜分析儀等儀器觀察波形，讓我從硬件層面更加具體的認(rèn)識到2FSK的調(diào)制和解調(diào)。同時也讓我更加熟悉各種測試儀器的使用方法，這也是以后走上工作崗位所必須具備的基本技能。雖然本次設(shè)計并不涉及硬件電路，但通過實際測試觀察，讓我對通訊設(shè)備的硬件部分有了更具體的了解?？偨Y(jié) 經(jīng)過本次畢業(yè)設(shè)計，我不僅學(xué)到了很多新的知識，更重要的是提高了自己的動手能力，是一次理論緊密結(jié)合實際的鍛煉。從一開始的查找資料，到熟悉Quartus II軟件和VHDL語言的用法，最終設(shè)計并實現(xiàn)了2FSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)，使我對工程設(shè)計有了更深刻的體會。最初，我對2FSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)只有簡單的概念，知道不同的頻率代表不同的信息，甚至對調(diào)制和解調(diào)的方法都只有模糊的認(rèn)識。但通過前期的資料收集和書籍的閱讀，讓我從原理上知道了2FSK調(diào)制解調(diào)的具體辦法，不過這只停留在系統(tǒng)框圖這樣的層面上。緊接著，通過對EDA技術(shù)和VHDL語言的深入學(xué)習(xí)，我初步學(xué)會了如何使用VHDL語言編寫簡單的進(jìn)程，并且仿真也通過了。我可以開始嘗試編寫自己的程序，并開始構(gòu)建我所需要的系統(tǒng)，當(dāng)然這僅僅是開始。接下來，我開始思考并嘗試如何使用VHDL語言這一強大工具實現(xiàn)系統(tǒng)各個模塊的功能。從最簡單的分頻器到后面較為復(fù)雜的解調(diào)器，我運用VHDL語言描述硬件邏輯的能力也在不斷的提高。從最初只有一兩個進(jìn)程的實體，到后面具有六七個進(jìn)程的實體，我對各個進(jìn)程間的分工及時序的認(rèn)識越來越清晰。經(jīng)過反復(fù)不斷的仿真、修改、再仿真、再修改，最終我成功的在FPGA芯片上實現(xiàn)了我的2FSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)。當(dāng)然設(shè)計過程中也出現(xiàn)了一些應(yīng)為我經(jīng)驗不足，所以自己沒能力解決的問題。我通過虛心請教導(dǎo)師和熟悉FPGA設(shè)計的業(yè)內(nèi)人士，最終都一一攻破。從這次畢業(yè)設(shè)計中，我得到了許多寶貴的經(jīng)驗，提高了動手能力，也讓我獲得了一定的成就感。我會繼續(xù)刻苦專研通信領(lǐng)域的新技術(shù)和新應(yīng)用，學(xué)會使用各種實用工具。作者：唐亦林參考文獻(xiàn)[1]樊昌信，曹麗娜，（第六版）[Ｍ].北京：國防工業(yè)出版社，：114,180194[2]李國麗，朱維勇，（第二版）[Ｍ].北京：機械工業(yè)出版社，：114,49101[3] （第二版）[M].北京：：13[4]《EDA技術(shù)實驗講義》，杭州康芯電子有限公司[5]Elie Jandot dit Danjou, JeanClaude Belfiore. A 22 Antennas Bluetooth System[J]. IEEE COMMUNICATIONS LETTERS, VOL. 9, NO. 9, SEPTEMBER 2005[6]A. R. CHRAPLYVY，B. L. KASPER. 8Gbit/s FSK MODULATION OF DFB LASERSWITH OPTICAL DEMODULATION[J]. ELECTRONICS LETTERS 2nd March 1989 Vol. 25 No. 5[7]Alan , Alan S. Willsky, With S. Hamid Nawab, 劉樹堂譯,等. 信號與系統(tǒng)(第二版)[M]. 西安交通大學(xué)出版社，