5．DSP模塊

DSP模塊是System Generator的核心，該庫包含了所有常用的DSP模塊，其簡要說明如表1-6所列。

表1-6 DSP模塊的說明列表

6．數學運算模塊 (Math)

數學運算是任何程序所不可避免的，Xilinx提供了豐富的數學運算庫，包括基本四則運算、三角運算以及矩陣運算等，其簡要說明如表1-7所列。

表1-7 數學運算模塊的說明列表

7．存儲器模塊 (Memory)

該庫包含了所有Xilinx存儲器的Logic Core，其簡要說明如表1-8所列。

表1-8 存儲器模塊的說明列表

8．共享儲存器模塊
without it
共享存儲器模塊主要用于共享存儲器操作。

表1-9 共享存儲器模塊的說明列表

9．工具模塊 (Tools)

工具模塊包含了FPGA設計流程中常用的ModelSim、ChipScope、資源評估等模塊以及算法設計階段的濾波器設計等模塊。該庫的模塊在設計中起輔助作用，都是設計工具，一般不能生成HDL設計，其簡要說明如表1-10所列。

表1-10 工具模塊的說明列表

(二)．FPGA邊界定義模塊

System Generator是FPGA實現和算法開發之間橋梁，通過兩個標準模塊“Gateway In”和“Gateway Out”來定義Simulink仿真模型中FPGA的邊界。“Gateway In”模塊標志著FPGA邊界的開始，能夠將輸入的浮點轉換成定點數。“Gateway Out”模塊標志著FPGA邊界的結束，將芯片的輸出數據轉換成雙精度數。在Simulink環境中雙擊這兩個模塊會彈出配置對話框，可以設定不同的轉換規則，如圖1-1所示。

圖1-1 轉換模塊示意圖

3．System Generator標志

每個System Generator應用框圖都必須至少包含一個System Generator標志，如圖1-2所示，否則會提示錯誤。標志模塊用來驅動整個FPGA實現過程，不與任何模塊相連。雙擊標志模塊，可以打開屬性編輯框，能夠設置目標網表、器件型號、目標性能以及系統時鐘頻率等指標。

圖1-2 System Generator標志模塊示意圖

4．建立簡易的DSP設計

一旦定義了FPGA邊界就可以通過Xilinx DSP模塊集合來建立各種DSP設計，包括濾波器、存儲器、算術運算器、邏輯和比特操作器等豐富資源，每個模塊都有詳細的工作頻率和比特寬度定義。標準的Simulink模塊不能在“Gateway In”和“Gateway Out”之間使用，但常用來產生測試數據以及對FPGA的輸出數據進行處理和分析。下面給出一個簡單的FPGA系統設計實例。

例1-1 使用System Generator建立一個3輸入（a、b、c）的DSP48 模塊的計算電路，使得輸出p=c+a*b，并利用標準的Simulink模塊對延遲電路進行功能驗證。

1）打開Simulink庫瀏覽器并建立一個新的Simulink模型，并保存為mydsp.mdl。

2）在瀏覽器中選擇Xilinx DSP48 Macro 3.0 模塊，并將其拖拽到my_DSP.mdl；按照同樣的方法添加邊界定義模塊以及System Generator標志模塊。

3）為了測試DSP計算電路，添加Simulink標準庫中的常數模塊（Constant）和顯示器（Display）模塊。其中常數模塊用于向DSP計算電路灌數據，作為測試激勵；顯示器則用于觀測輸出數據。

4）連接模塊，將所有的獨立模塊連成一個整體。其中Xilinx模塊之間的端口可以直接相互連接，直接從一個端口拖拽鼠標到另一個端口來完成，或選中目標模塊，按住Ctrl鍵，再點擊要連接的模塊，Simulink即可自動將兩個模塊連接起來；而Xilinx模塊和非Xilinx模塊之間的連接則需要邊界模塊（Gateway）來銜接。經過連接的設計如圖1-3所示。

圖1-3 延遲模塊以及測試平臺的組成架構