13、FPGA上FHSS收发器在Simulink中使用System Generator的设计方法

FPGA上FHSS收发器在Simulink中使用System Generator的设计方法

1. 引言

本文聚焦于现场可编程门阵列（FPGA）的设计方法，特别是应用于跳频扩频（FHSS）收发器的设计。Simulink是集成在Matlab中的工具，能以快速灵活的方式使用框图进行系统设计。Xilinx作为重要的FPGA制造商，提供了基于Simulink的System Generator设计环境。此设计基于之前为室内无线光通信设计的FHSS收发器，改进之处在于物理集成。

2. 物理设备选择

在系统硬件方面，有几种可选方案：
| 设备类型 | 优点 | 缺点 |
| ---- | ---- | ---- |
| 专用集成电路（ASIC） | 物理性能好，面积小、功耗低、延迟小 | 需发送给制造商配置，开发时间长，原型成本高 |
| 数字信号处理器（DSP） | 价格便宜 | 物理性能不佳，面积大、功耗高、延迟大，大数据量时无实时响应 |
| FPGA | 原型设计成本合理，物理性能有优势，架构灵活 | 性能不及ASIC |

FPGA是可由设计者重新编程的集成电路，适用于不同项目或项目的不同阶段。市场上的FPGA以印刷电路板形式提供，自带电源、编程连接器、辅助存储器和输入输出引脚，避免了设计和构建印刷电路板的麻烦，非常适合原型设计。

3. 设计方法

传统使用离散电子元件设计收发器存在诸多不足，如设计不灵活、依赖技术和设备、设计时间长、面积大、功耗高、延迟大、最高工作频率低等。如今趋势是将设计集成到数字集成电路中，并配备必要的外部组件，这种方式可消除上述问题，且设计可在不同设