Генератор комплексной экспоненты
(NCO - Numerically Controlled Oscillator)

Общее описание

Сложно-функциональный блок генератора комплексной экспоненты (далее - СФБ) разработан на языке SystemVerilog и оптимизирован для использования в проектах разработки микросхем (ASIC style). СФБ содержит:

набор конфигурационных регистров;
формирователь сигнала комплексной экспоненты;
модулятор входного сигнала (умножение входного сигнала на генерируемый сигнал).

СФБ может использоваться при построении коммуникационных систем для переноса входного сигнала по частоте вверх или вниз (DUC, DDC).

Ключевые характеристики

Конфигурационные регистры позволяют программно (run-time):

задавать начальную фазу и частоту генерируемого сигнала с 32-битных разрешением;
выполнять однократный сдвиг по фазе генерируемого сигнала (может использоваться для фазовой коррекции генерируемого сигнала);
задавать сдвиг результата модулятора;
отслеживать переполнение в модуляторе.

Формирователь комплексной экспоненты построен по схеме с фазовым аккумулятором и набором табличных значений (lookup table). Модулятор выполняет комплексное умножение 16-битного комплексного входного сигнала (16 бит для реальной части и 16 бит для мнимой части) на значение генерируемой комплексной экспоненты. Результат умножения сдвигается на значение, определяемое конфигурационным регистром. На выходе формируется 16-битное комплексное значение. Значения на выходе модулятора для каждой компоненты (реальная и мнимая части) находятся в диапазоне [-32767 : + 32767].

Качественные характеристики СФБ:

минимальный SNR ~94 dB;
минимальный SFDR ~104dB;
размер памяти ROM с табличными значениями = 2112 байт.

По результатам предварительного логического синтеза для техпроцесса TSMC 90nm максимальная частота составила ~240 MHz. При синтезе использовались следующие настройки:

input_delay/output_delay = 30%;
uncertainty = 10%.

По результатам верификации тестовое покрытие составило ~99%.

Оценка характеристик блока

Для оценки качественных характеристик блока (SNR, SFDR) предоставляется симуляционная модель блока.

Модификации

Возможна адаптация блока под требования клиента.

Регистрация реализации