[发明专利]基于FPGA的参数可调的线性调频信号产生装置及其产生方法

权利要求书

1.一种基于FPGA的参数可调的线性调频信号产生方法，应用于一种基于FPGA的参数可调的线性调频信号产生装置，所述基于FPGA的参数可调的线性调频信号产生装置，包括上位机和FPGA模块，所述FPGA模块包括PS端和PL端，所述PL端包括直接内存访问控制器、频率累加器、相位累加器、计数器、CORDIC核和数模转换器，所述频率累加器包括第一全加器和频率累加寄存器，相位累加器包括第二全加器和相位累加寄存器；所述基于FPGA的参数可调的线性调频信号产生方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，上位机获取要产生的线性调频信号时宽、要产生的线性调频信号带宽、要产生的线性调频信号起始频率以及要产生的线性调频信号初始相位，记为四个参数，并将所述四个参数通过网口发送至PS端；

步骤2，PS端接收到上位机发送的所述四个参数后，将其分别转换为要产生的线性调频信号步进频率字△FW、要产生的线性调频信号初始频率字FW、要产生的线性调频信号初始相位字PW以及要产生的线性调频信号脉内时钟周期个数K，然后发送至直接内存访问控制器；

在步骤2中，所述要产生的线性调频信号步进频率字△FW、要产生的线性调频信号初始频率字FW、要产生的线性调频信号初始相位字PW以及要产生的线性调频信号脉内时钟周期个数K，其表达式分别为：

K＝Tf_clk，

其中，N为第一全加器和第二全加器的位数，M为相位累加寄存器的位数，T为要产生的线性调频信号时宽，p_start为要产生的线性调频信号初始相位，B为要产生的线性调频信号带宽，f_start为要产生的线性调频信号起始频率，f_clk为数模转换器的时钟工作频率；

步骤3，直接内存访问控制器接收PS端发送过来的要产生的线性调频信号步进频率字△FW、要产生的线性调频信号初始频率字FW、要产生的线性调频信号初始相位字PW以及要产生的线性调频信号脉内时钟周期个数K，然后控制将要产生的线性调频信号步进频率字△FW发送至第一全加器，控制将要产生的线性调频信号初始频率字FW发送至频率累加寄存器，控制将要产生的线性调频信号初始相位字PW发送至相位累加寄存器，控制将要产生的线性调频信号脉内时钟周期个数K发送至计数器；

步骤4，频率累加寄存器接收直接内存访问控制器发送过来的要产生的线性调频信号初始频率字FW，相位累加寄存器接收直接内存访问控制器发送过来的要产生的线性调频信号初始相位字PW；计数器接收直接内存访问控制器发送过来的要产生的线性调频信号脉内时钟周期个数K，并根据所述要产生的线性调频信号脉内时钟周期个数K确定线性调频信号的模拟信号产生点数为K；

初始化：设定累加总次数为K，令k表示第k次累加，k＝1,2,…,K；线性调频信号的模拟信号产生点数与累加总次数相等且一一对应；

步骤5，第一全加器接收直接内存访问控制器发送过来的要产生的线性调频信号步进频率字△FW，频率累加寄存器将第k-1次累加后的频率相加结果FW_k-1发送至第一全加器后与所述要产生的线性调频信号步进频率字△FW相加，得到第k次累加后的频率相加结果FW_k，并将第k次累加后的频率相加结果FW_k发送至第二全加器；其中，FW₀＝FW；

步骤6，第二全加器接收第一全加器通过频率累加寄存器发送过来的第k次累加后的频率相加结果FW_k，相位累加寄存器将第k-1次累加后的相位相加结果PW_k-1发送至第二全加器后与所述第k次累加后的频率相加结果FW_k相加，得到第k次累加后的相位相加结果PW_k；其中，PW₀＝PW；

步骤7，如果kK/2，则令k的值加1，转至步骤5；如果k＝K/2，则将k的值初始化为1，转至步骤8；

步骤8，计算得到第k次累加后第一全加器的频率累加结果然后将所述第k次累加后第一全加器的频率累加结果发送至第二全加器；

所述第k次累加后第一全加器的频率累加结果其计算过程为：

如果kK/2，则如果k≥K/2，则其中，表示第k-1次累加后第一全加器的频率累加结果，

步骤9，第二全加器接收第一全加器通过频率累加寄存器发送过来的第k次累加后第一全加器的频率累加结果后，计算第k次累加后第二全加器的相位累加结果然后将所述第k次累加后第二全加器的相位累加结果发送至CORDIC IP核；

所述第k次累加后第二全加器的相位累加结果其计算过程为：

如果kK/2，则如果k≥K/2，则其中，表示第k-1次累加后第二全加器的相位累加结果，

步骤10，CORDIC IP核接收第二全加器通过相位累加寄存器发送过来的所述第k次累加后第二全加器的相位累加结果然后根据所述第k次累加后第二全加器的相位累加结果计算第k次累加后线性调频信号的幅度值，并将所述第k次累加后线性调频信号的幅度值发送至数模转换器；

数模转换器接收CORDIC IP核发送过来的所述第k次累加后线性调频信号的幅度值，并对所述第k次累加后线性调频信号的幅度值进行数模转换，得到第k次累加后线性调频信号的模拟信号；

步骤11，如果k≤K，则令k的值加1，转至步骤8；如果k＝K，则累加过程结束，累加过程结束时得到了第1次累加后线性调频信号的模拟信号至第K次累加后线性调频信号的模拟信号，记为基于FPGA的参数可调的线性调频信号产生结果。