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发表于 2010-7-19 12:11:33
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matlab在256点8bit的正弦波数据方面的实例
作者:佚名 来源:本站整理 发布时间:2010-3-17 20:30:27
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matlab在256点8bit的正弦波数据方面的实例如下:
N = 256;
n = 1:256;
x = fix(128 + (2^7 - 1) * sin(2*pi*n/N));
fid = fopen('sin.txt','wt');
fprintf(fid,'%x\n',x);
fclose(fid);
下图是截取的产生的数据文件的内容
然后将产生的sin.txt文件复制到Modelsim的工程下,在Verilog文件中先定义一个8bit X 256数组,然后通过$readmemh命令,将文件中的数据读入,相关的Verilog代码如下:
reg [7:0] data_mem[0:255]; //定义一个8bit X 256的数组
initial
begin
$readmemh("sin.txt",data_mem); //将sin.txt中的数据读入存储器data_mem
end
关于$readmemh的用法可以参见Verilog的参考书,这里就不详细说了。
后面就可以用data_mem作为你的测试数据了。例如可以通过以下代码,将data_mem的数据送给data_out:
always @(posedge clk)
begin
if(rst)
begin
data_out <= 8'd0;
i <= 8'd0;
end
else
begin
data_out <= data_mem[i]; //将存储器中的数据输出
i <= i + 8'd1;
end
end
这样利用data_out就可以输出一个正弦波波形,下图是Molesim仿真产生的正弦波波形:
2. Matlab对Modelsim仿真生成的数据进行分析
Matlab对Modelsim仿真生成数据的处理也是通过文件读写实现的。即通过Verilog语句,将仿真过程中的某个信号写入文件,然后在Matlab中在把这个文件的数据读出来,就可以在Matlab中进行分析了。
下图也通过一个简单的例子,说明一下整个过程。
以下的Verilog语句实现将信号data_out的数据写入data_out.txt文件
integer w_file;
initial w_file = $fopen("data_out.txt");
always @(i)
begin
$fdisplay(w_file,"%h",data_out);
if(i == 8'd255) //共写入256个数据
$stop;
end
下图是截取的data_out.txt的部分内容:
然后就可以编一小段Matlab的程序将data_out.txt中的数据读取进行分析了。下面一段Matlab的程序是将数据读取,并通过图形显示出数据的波形。
fid = fopen('data_out.txt','r');
for i = 1 : 256;
num(i) = fscanf(fid, '%x', 1); %这句话的意思是从fid所指的文件以16进制方式读出一个数据。
end
fclose(fid);
plot(num);
当利用fscanf函数时要注意两点,
第一:保证读取的数据格式和文件中保存的数据格式是相同的,例如这里文件中保存的格式是十六进制,所以读取的时候也应该以十六进制的形式读出。
第二:要保证文件中数据的个数和设定的读取的数目(这里是256)保持一致。例如,要将生成文件data_out.txt中多余的换行符去掉(一般最后会多出一行),否则Matlab会将空的行也当做一个数据,从而两个数目不一致,导致Matlab报错。
下图是Matlab将data_out.txt中的数据读出,并显示出的波形:
当然,有了Matlab这个强大的工具,也就可以很方便的看信号的频谱等信息了。
另外在说一点,就是关于通过Verilog将数据写入文件有多种方法,上面用的是$fdisplay这个系统函数,当然还有$fmonitor和$fwrite等几个命令,下面简单说一下这几个命令的不同。
$fdisplay
这个命令需要有触发条件,才会把数据写入文件,例如,上例的触发条件就是always(i),当i变化的时候才写入。每写入一次数据会自动增加一个换行符。
$fmonitor
这个命令不需要触发条件,只要有变化就可以将数据写入文件。例如可以通过以下语句:
initial $fmonitor(w_file,"%h",data_out);
这样可以将整个仿真过程产生的data_out数据都写入文件中。
$fwrite
这个命令和$fdisplay基本相同,也是需要触发条件才会写入,不同的是每写入一个数据不会自动添加换行符。例如可以通过以下语句:
always @(posedge clk)
begin
$fwrite(w_file,"%h\n",data_out);
end
关于这几个命令的详细介绍,大家可以参考Verilog的相关数据。
简单总结一下上面用到的几个函数:
关于Matlab的函数有:fopen, fscanf,fclose。
关于Modelsim的函数有:$fopen, $fclose,$readmemh,$readmemb,$fmonitor,$fdisplay,$fwrite。
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