基于Nios的FFT算法軟硬件協(xié)同設(shè)計
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2．4 FFT算法軟件設(shè)計
在NiosⅡ硬件系統(tǒng)設(shè)計完成后，將配置文件下載到指定的FPGA中，通過SOPC Builder軟件窗口，可進(jìn)入NiosⅡIDE軟件開發(fā)環(huán)境進(jìn)行軟件設(shè)計。
通過SOPC Buider軟件窗口，啟動NiosⅡIDE，然后新建工程，在新建工程的過程中，選擇剛才產(chǎn)生的CPU，新工程產(chǎn)生后，在工程添加文件，在文件中寫入程 序代碼。在軟件編程時設(shè)計者可以使用多種方式使用自定制指令，為了簡化軟件開發(fā)者使用自定義指令的編程，在生成的SDK中的.h文件中已經(jīng)包含了自定義指 令的宏定義，可以直接用在C中。下面以基2，8點(diǎn)FFT為例加以說明。在定制了兩條復(fù)數(shù)運(yùn)算指令后，可以使用C語言編程實(shí)現(xiàn)FFT算法。由于有基本的復(fù)數(shù) 運(yùn)算指令和復(fù)數(shù)加法指令，為此采用C語言編寫程序，其算法變得相當(dāng)簡單，F(xiàn)FT核心算法如下：
2．5 系統(tǒng)測試
采用Altera公司的Cyclone Ⅱ系列芯片EP2C5Q208C8。用Altera提供的Nios SDK，將編譯后的可執(zhí)行代碼，通過計算機(jī)串口下載到FPGA上的Nios系統(tǒng)內(nèi)存中去并運(yùn)行，將輸出結(jié)果與Matlab仿真結(jié)果進(jìn)行了比較。比較結(jié)果如 表l所示，其中參考值是用MATLAB按FFT計算得到的結(jié)果，測試值是在Nios中利用C語言編寫的FFT程序計算的結(jié)果，表中某些數(shù)據(jù)誤差較大，是因 為本系統(tǒng)采用定點(diǎn)數(shù)據(jù)精度不夠，只要增加定點(diǎn)數(shù)據(jù)的位數(shù)就可提高運(yùn)算的精度。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/191448.htm
3 結(jié)束語
Nios是一個性價比較高的微處理器，它是以軟核的方式提供給用戶，并專為在Altera的FPGA上實(shí)現(xiàn)作了優(yōu)化，用于SOPC(片上可編程系統(tǒng))集 成，最后在FPGA上實(shí)現(xiàn)，通過它可以創(chuàng)建Nios CPU設(shè)計項(xiàng)目，從而為設(shè)計人員提供SOPC設(shè)計必需的軟硬件設(shè)計平臺。在定制的NiosCPU設(shè)計項(xiàng)目中利用Nios的用戶自定義指令功能，可以達(dá)到 FFT運(yùn)算的軟硬件協(xié)同設(shè)計，實(shí)現(xiàn)了快速FFT的變換。由于軟件直接控制硬件，所以編譯過后的軟件調(diào)試工作，基本上都是軟硬件協(xié)同完成的。因此速度快，占 用資源少，容易擴(kuò)展。
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