基于FPGA的数据采集与无线传输电路设计(2)
2 FPGA系统设计基础
2.1 FPGA简介
可编程逻辑器件发展到20世纪80年代中期，FPGA器件产品才开始问世。作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路，FPGA不仅能克服定制电路的不足，有能解决原有可编程逻辑器件门电路数目有限的缺点。现场可编程门阵列（FPGA）芯片在很多领域都有着灵活的应用，同一片芯片能够产生不一样功能，当然，前提是需要配置不一样的编程数据。在常见的通信、数据处理、网络、仪器、工业控制等方面，FPGA都有着极其普遍的应用。
FPGA通常都是SRAM工艺的查找表构造，在一些比较隐秘，涉及到国家机密的方面，如军用和航空航天方面，FPGA采用闪存或者熔丝与反熔丝工艺的查找表构造。通常我们用烧写文件变化查找表内容的办法，来对FPGA进行重复配置。FPGA集成度很高，包含的器件数多达几万甚至几千万，能够满足相当复杂的电路的需求，常用于高端数字逻辑电路设计领域。主要有Programmable Input/Output单元、基本Programmable Logic单元、内嵌SRAM、丰富的布线资源、底层嵌入功能单元、内嵌专用单元等，主要设计和生产厂家有Xilinx、Altera、Lattice、Actel、Atmel和QuickLogic等公司，其中最大的是Xilinx、Altera、Lattice三家。
2.2 基于FPGA的开发流程
2.2.1 FPGA设计方法概论
对于任何一个可编程的系统来说，系统的设计方案因主要分为硬件模块设计和软件模块设计。硬件包含FPGA芯片、存储器、输入/输出接口单元以及其他满足性能要求的电路，软件就是与之对应的的ＨＤＬ程序以及通用的嵌入式Ｃ程序。最基本的是硬件设计，但使用的办法一般都是相当固定不变的。
在进行系统设计之前，第一步要做的是对方案进行论证以及选择FPGA芯片等基础工作。系统工程师则以要实现的功能为依据，对系统的性能要求，对芯片工作速度和芯片本身的资源、成本等各方面做权衡，选用合理的设计方案和合适的器件类型。一般我们都会用自上而下的办法来进行设计，把整个的系统划分为多个基本的模块，接着将每一个基本模块划分为下一模块的多个基本模块，照这样继续划分下去，直到能够直接使用EDA元件库为止。
2.2.2 FPGA设计常用的工具
对FPGA进行开发需要专门的FPGA工具软件，这些软件的功能包括了FPGA程序的编写、综合、仿真及下载等。就整体而言，目前的FPGA工具软件可以分为两种：一种是FPGA芯片生产厂商提供的工具软件，如Xilinx公司提供的Foundation Series ISE（简称ISE）、Altera公司提供的QuartusII，和Lattice公司为ispLSI器件提供的ispDesignExpert软件等；还有一种是其他的EDA软件设计公司设计的辅助工具，叫做称第三方软件。一般来说，第三方软件支持多个公司的芯片。
Xilinx是全球领先的可编程逻辑完整解决方案的供应商，研发、制造并销售应用范围广泛的高级电路、软件设计工具，以及定义系统级功能的IP核，长期以来推动着FPGA技术的发展。Foundation Series ISE 不单包含了逻辑设计需要的内容，也包含了许多简单易用的内置工具和导向，让I/O分配、功耗分析、时序驱动设计收敛、HDL仿真等关键的环节变得简单且直观。熟练掌握ISE，是使用Xilinx公司FPGA芯片完成逻辑设计的人员所必备的一项技能。ISE的主要功能包括设计输入、综合、仿真、实现和下载，涵盖了FPGA开发的全过程。从功能上讲，其工作流程不用借助任何第三方EDA软件。
3 硬件设计
3.1 硬件系统简介
3.1.1 电路设计要求
按照要求，本电路要达到以下性能要求：
(1)传输范围：200m；
(2)频率：2.4GHz；