基于Vivado调用ROM IP core设计DDS

DDS直接数字式频率合成器(Direct Digital Synthesizer)

下面是使用MATLAB生成正弦波、三角波、方波的代码,直接使用即可。
t=0:2*pi/2^12:2*pi
y=0.5*sin(t)+0.5;
r=ceil(y*(2^8-1)); %将小数转换为整数,ceil是向上取整。
fid = fopen('sin.coe','w'); %写到sin.coe文件,用来初始化sin_rom
fprintf(fid,'MEMORY_INITIALIZATION_RADIX=10;\n');
fprintf(fid,'MEMORY_INITIALIZATION_VECTOR=\n');
for i = 1:1:2^12
fprintf(fid,'%d',r(i));
if i==2^12
fprintf(fid,';');
else
fprintf(fid,',');
end
if i%15==0
fprintf(fid,'\n');
end
end
fclose(fid);
t=1:1:2^12;
y=(t<=2047);
r=ceil(y*(2^8-1));
fid = fopen('square.coe','w'); %写到square.coe,用来初始化rom_square
fprintf(fid,'MEMORY_INITIALIZATION_RADIX=10;\n');
fprintf(fid,'MEMORY_INITIALIZATION_VECTOR=\n');
for i = 1:1:2^12
fprintf(fid,'%d',r(i));
if i==2^12
fprintf(fid,';');
else
fprintf(fid,',');
end
if i%15==0
fprintf(fid,'\n');
end
end
fclose(fid);
t=1:1:2^12;
y=[0.5:0.5/1024:1-0.5/1024, 1-0.5/1024:-0.5/1024:0, 0.5/1024:0.5/1024:0.5];
r=ceil(y*(2^8-1));
fid = fopen('triangular.coe','w'); %写到triangular.coe,初始化三角波rom
fprintf(fid,'MEMORY_INITIALIZATION_RADIX=10;\n');
fprintf(fid,'MEMORY_INITIALIZATION_VECTOR=\n');
for i = 1:1:2^12
fprintf(fid,'%d',r(i));
if i==2^12
fprintf(fid,';');
else
fprintf(fid,',');
end
if i%15==0
fprintf(fid,'\n');
end
end
fclose(fid);

设计DDS的核心就是调用IP ROM,vivado调用ROM的方法和ISE相类似,都是加载.coe文件,我这里特地做笔记,以防忘记。

这是DDS的原理图,DDS并没有像它的名字一样说的那么玄乎,它的核心便是控制频率的fword字输入,和相位字pword输入,最后调用IP核查找表即可,代码也十分简单,下面给出DDS design代码。
module DDS(
input mclk,
input rst_n,
input [31:0]fword,//frequency control
input [11:0]pword,//phase control

output [9:0]da_data
);

reg [31:0]r_fword;
reg [11:0]r_pword;
reg [31:0]fcnt;

wire [11:0]addr_rom;

//同步寄存器
always @(posedge mclk)
begin
r_fword <= fword;
r_pword <= pword;
end

always @(posedge mclk or negedge rst_n)
begin
if(!rst_n)
fcnt <= 32'd0;
else
fcnt <= fcnt + r_fword;
end

assign addr_rom = fcnt[31:20] + r_pword;

//custom sin_rom
sin_rom sin_rom (
.clka(mclk), // input wire clka
.addra(addr_rom), // input wire [11 : 0] addra
.douta(da_data) // output wire [9 : 0] douta
);

endmodule

DDS_design

使用vivado调用IP核ROM教程如下

点击IP catalog

选择block memory,然后双击

将show disabled ports 选项勾选掉

输入ROM名,我这里为了演示重新配置一个方波ROM,命名为square_rom

这里选择single ports ROM

 按如上图所示勾选参数,port width是数据宽度,我们根据代码要求设置为10位,port width是数据深度,即有多少个这样的数据,我打开生成的square.coe文件可以清楚的看到一共有4096这样的数据。always enable是ROM一直处于工作状态,不需要使能信号。

这里是加载.coe文件,勾选load init file 然后点击browse将刚才生成的square.coe文件加载到ROM中,最后点击OK。

选择generate生成IP核

打开如图所示文件,


将生成的IP核实例化,即可

最后编写测试文件进行测试

最后右键点击da_data选择wave style选择analog,将会看到模拟波形,但是有时候还是需要设置一下模拟波形的显示,同样右键点击da_data选择wave style选择analog setting,选择如下图所示参数。

最后便大功告成,即可得打方波的波形图

大家还可以按照这种方法将其他两种波形都做出来。

文章转载自:NingHeChuan(宁河川)的博客