基于FPGA的高精度脉冲信号发生器设计+PCB电路图(2)
以硬件描述语言（Verilog或VHDL）所设计完成的电路，具备简单综合和布局的特点，同时可以快速的烧录到FPGA上进行测试，在如今的IC设计验证中是特别适用的一种办法。这些可编辑的元件可以被用来实现一些比较基本的逻辑电路比如与门，非门，或门等等的一系列电路，除此之外还可以组成比较复杂的功能比如一些特用的解码器和复杂的数学方程。在绝大多数的FPGA设计中，在这些可编辑元件里包含有记忆元件列如触发器（Flip－flop）或者其他的更为完整的记忆块。
系统设计师在使用中可以根据自身的需求把FPGA里面的逻辑块一个一个连接起来，就类似于在芯片里放入一个电路测试板。一个制造完成后的成品FPGA的逻辑模块和连接可以根据设计者的不同需求而改变，因此FPGA可以实现实际中所需要的不同的逻辑功能。
一般情况下FPGA相对于ASIC的速度要慢得多，在实现相同的功能的情况下它的面积要比ASIC大得多。然而它们也有着许多能够提高工作效率的优点比如成品速度很快，可以修改程序中的错误还有着价格优势。厂商可能会提供一些质量比较差的FPGA。由于这些芯片的编辑能力很差，所以实际应用中设计中先在这些芯片上进行开发，然后再把设计好的程序转到差不多的ASIC芯片上。
1.1.2 FPGA芯片结构
目前比较常用的FPGA还是通过查表的技术来实现的，与原先的版本相比在基本性能上已经远远超过了同时还包含了一些比较常用的功能和模块，如图1.1所示，FPGA芯片内部主要有7个部分构成。
图1.1 FPGA芯片的内部结构
1.2 基于FPGA的信号发生器
1.2.1 基于FPGA的信号发生器的研究背景
在现如今科学技术迅猛发展的时代，电子产品的种类和性能都在不断的提高，向着高精尖的方向发展。电子产品和技术正在被广泛的用于工农业生产，普通民众的日常生活，航天航空技术，军用等等方面，人们的生活中已经充满了数字电子技术的应用。在电子技术中往往需要用到信号源，信号发生器作为一种常用的信号源被大量的应用于电子电路设计，控制电路设计，以及广泛的科学实验领域。信号发生器是一种用于电子测量和电子计量的严格的电信号设备。所以信号发生器和示波器，测量表等等仪器一样是很普通根本但也是应用最广泛的电子设备中的一种。几乎在所有的电子设计测量中都会用到信号发生器，所以研究信号发生器显得尤为重要。
以前使用的信号发生器是使用的模拟的方式，这会带来整个器件的 体积过于庞大重量较重，在使用中很不方便，而且制作成本很高耗能较大。为了解决传统的信号发生器带来的一系列的缺陷同时伴随着集成电路技术的迅猛发展，直接数字频率合成技术正在受到人们的关注，在信号发生器的设计和制作中被广泛的应用。然而为了考虑到用户的使用和市场上的反馈，大部分的DDS集成芯片都只能产生一些传统的波形，比如三角波，正弦波等等，这些波形已经不能满足现如今的设计需求，而且通过使用DDS集成芯片设计形成的波形会带来不容易拓展，信号的带宽比较难以提高，制作成本很高和可靠性不好的缺点，这在应用中是非常难以克服的缺陷。现场可编程门阵列（FPGA）器件有着高的速度，高的可靠性以及现场可编辑等等的优点，目前已经在数字电路的设计，通信以及其他科学技术领域中获得了极大的关注和广泛的应用。所以基于FPGA的信号发生器具有很大的应用前景和极高的优越性。