要將這個復數(shù)乘法器硬件模塊設置成相應的指令，還要進行以下操作：單擊圖標SignalCompiler對其進行轉換，選擇器件(用Cyclone)、選擇Quartusll綜合器，轉換后使其生成SOPCBuider的PTF文件。退出MATLAB后，在QuartusII環(huán)境中對轉換后所生成的復數(shù)乘法器的頂層VHDL文件進行修改。在SOPCBuider窗口中雙擊cpu項，進入指令加入編輯窗；單擊Import按鈕，進入加入模塊文件窗口；單擊Add按鈕，打開頂層文件；單擊Read port-list from files按鈕，得到端幾加人情況顯示窗口；單擊Add to System按鈕，加入復數(shù)乘法器設計模塊，將這個硬件模塊設置成白定義的復數(shù)乘法指令comp。還可以修改該指令的指令周期。單擊Generate按鈕，進行SOPC生成。 另外，NiosII的外設是可任意定制的，NiosII系統(tǒng)的所有外設都通過Avalon總線與NiosII CPU相接。Avalon總線是一種協(xié)議較為簡單的片內總線，NiosII通過Avalon總線與外界進行數(shù)據(jù)交換。在本系統(tǒng)中，采用Avalon Slave外設方式加入了自定制Avalon總線組件A／D轉換接口模塊、D／A接口模塊，用于控制采樣ADC的工作并控制高速DAC的波形數(shù)據(jù)輸出。而白定義的Avalon總線組件DDS模塊接口和DSP功能轉換控制接口則用于NiosII CPU對DDS模塊的控制及通過外部鍵盤來控制DSP功能的選擇。 系統(tǒng)軟件設計 指令生成并加入總線和各種需要加入的外設組件(如各類接口、flash等)后，對基于NiosII的SOPC系統(tǒng)進行編譯并下載到FPGA中。在NiosII的硬件系統(tǒng)生成的同時，SOPC Buider幫助用戶生成相應的SDK(軟件開發(fā)包)。由于在硬件開發(fā)中的Nios CPU及其外設構成的系統(tǒng)是自定制的，存儲器、外設地址的映射等都各不相同，需要專有的SDK，用戶新定制的指令也必須修改原有的編譯工具，這些都由SOPC Buider自動生成。 在生成SDK的基礎上，可進入系統(tǒng)軟件的設計。在這里，軟件的開發(fā)設汁與通常的嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)設計相類似，唯一不同點在于這時面對的嵌入式系統(tǒng)是自己定制的、裁剪過的，因此，受到硬件的局限性會小些。可使用匯編、C、C++來進行嵌入式程序設計，使用GNU工具或其它第三方工具進行程序的編譯連接以及調試。 比如，將復數(shù)乘法器硬件模塊設置成相應的指令后，鎖定引腳，全程編譯。然后利用QuartusII編輯C程序進行測試。在FPGA中的NiosCPU中運行C程序。測試成功后，在DSP計算中遇到復數(shù)乘法就可以運用復數(shù)乘法指令。 DDS模塊還是以硬件形式固化在FPGA中，可以根據(jù)需要，利用DDS設計出幅度、相位和頻率調制器。 結語 這種將常用的硬件模塊生成指令，軟、硬件并存的設計方法在FPGA中可實現(xiàn)較復雜的DSP運算。整個系統(tǒng)除了ADC、DAC和控制選擇鍵盤外，都可在1片F(xiàn)PGA可編程芯片中實現(xiàn)。還可通過Avalon總線白定義各種接口模塊組件，提高整個DSP系統(tǒng)的靈活性，將軟件的靈活性和硬件的高速性予以結合。