基于FPGA的仿真系统数据采集控制器IP核设计

基于FPGA的仿真系统数据采集控制器IP核设计

4 仿真与验证

　　本文选用Altera公司的Cyclone系列的EP1C12240C8器件，并在Quartus7.2环境下采用VHDL语言实现前述IP 核的方案设计。IP核设计完成后，利用SoPC Builder对其进行功能仿真和时序分析。在仿真测试中，以按键模拟实际开关动作；以数码显示器数值变化模拟实际仪器仪表或传感器动作，分别对该IP核的发送和接收功能进行仿真测试。

　　本IP核发送功能仿真测试所得波形如图7所示。系统的时钟允许信号ClockEna有效后，系统寄存器有效信号MemoEna及寄存器读信号MemoRd相继变为有效，系统在IP 核处理逻辑给出发送信号SdEna之后开始发送寄存器中读出的数据。在此过程中，不断检测发送完成信号DataEND及超时控制信号Timechip，如DataEND有效则停止发送，如前述两信号同时有效或直到Timechip信号变为有效，则停止本次发送，向IP 核处理逻辑反馈重发信号Retry。同理，IP 核接收功能仿真测试所得波形如图8所示。通过分析波形可以得出，IP 核处理过程与前述功能逻辑设计一致。

　　本文提出了一种数据采集与控制系统软IP核的设计方案，对其采用VHDL语言描述实现，并进行了功能仿真测试。经测试证明，该方案能满足设计要求，且成本较低，处理逻辑简单，可方便地移植到多种大型的工业模拟仿真系统中，应用前景广泛。

　　参考文献

　　[1] 郭齐胜，董志明，单家元.系统仿真[M].北京：国防工业出版社，2006：24-26.

　　[2] ZHANG L，LIN Q，GAY R，et al.An autonomous decentralized multi-server framework for large scale collaborative virtual environment[J].International Journal of Image and Graphics. 2007，7(2)：353-375.

　　[3] 葛晨阳.基于IP核开发模式的高校集成电路设计发展策略研究[J].中国集成电路，2008(8)：22-26.

　　[4] LUO Y B，ONG S K，CHEN D F，et al.An internet-enabled image and model based virtual machining system[J].  International Journal of Production Research，2002，40(10)：2269-2288.

　　[5] 吴婷，王敏，周程，等.基于SoPC技术的核信息远程采集系统[J].电子技术应用，2006，32(3)：87-89.

　　[6] 谭华，古天龙.Avalon片上总线协议的形式化建模与模型检验分析[J].桂林电子科技大学学报，2009，29(2)：96-100.

　　[7] 廖艳，陈利学，赖春红，等.基于FPGA的等精度频率计IP Core设计[J].电子技术应用，2007，33(12)：21-23.

　　[8] 章世华，邹丽丽，董湘麟，等.智能卡控制器IP核的设计与实现[J].电子技术应用，2009，35(2)：46-48.