[发明专利]低资源消耗多路波形发生器及其实现方法

权利要求书

1.低资源消耗多路波形发生器，其特征在于：包括系统上电复位模块、时钟模块、DDS发生阵列、波形数据寻址模块、多波形ROM存储器、波形类型选择模块、波形转换模块、配置与控制模块和DA控制模块，其中：

配置与控制模块：接收外部输入的配置信息，将配置信息分别配置给DDS发生阵列、波形数据寻址模块、多波形ROM存储器、波形类型选择模块和波形转换模块，所述配置信息包括波形类型、路数选择、信号相位初始值、信号增益和信号偏移；

DDS发生阵列：根据从配置与控制模块接收到的配置信息中的路数选择、信号相位初始值，对外部输入的各路信号的相位值分别进行累加，在每路信号的相位累加溢出时，产生该路信号的DDS脉冲信号，之后继续每路信号的相位累加，当相位累加溢出时，再次产生该路信号的DDS脉冲信号，依次类推，不断产生每路信号的DDS脉冲信号，并将所述DDS脉冲信号实时输出给波形数据寻址模块；

波形数据寻址模块：根据配置与控制模块输入的波形类型信息和从DDS发生阵列接收到的DDS脉冲信号，对DDS脉冲信号进行累加寻址，得到所有类型波形数据的地址信息，将所述地指信息输出给多波形ROM存储器；

多波形ROM存储器：根据从波形数据寻址模块接收到的波形数据的地址信息，将所有类型波形数据输出给波形类型选择模块；

波形类型选择模块：根据配置与控制模块输入的路数选择信息和波形类型信息，从多波形ROM存储器输入的所有类型的波形数据中选择指定类型的波形数据，并将指定类型的波形数据输出给波形转换模块；

波形转换模块：根据配置与控制模块输入的信号增益信息和信号偏移信息，对波形类型选择模块输入的指定类型的波形数据进行幅度和偏移变换操作，得到指定幅度和偏移的波形数据，并输出给DA控制模块；

DA控制模块：根据配置与控制模块输入的路数选择信息，将波形转换模块输入的波形数据送入指定路的DA中，将波形数据由数字信号转换为模拟信号，最终得到设定类型、设定频率、设定幅度和偏移的波形信号；

系统上电复位模块：上电时将多路波形发生器的各个模块复位到初始状态；

时钟模块：将输入时钟转换为全局时钟，并输入给多路波形发生器的各个模块。

2.根据权利要求1所述的低资源消耗多路波形发生器，其特征在于：所述配置与控制模块接收的配置信息的波形类型，是由4位二进制数表示所要设定的波形类型，用于对多波形ROM存储器寻址时，输出指定类型的波形数据，最多可设置16种波形类型。

3.根据权利要求1所述的低资源消耗多路波形发生器，其特征在于：所述配置与控制模块接收的配置信息的路数选择，由9位二进制表示所有路波形信号，用于区分各路波形信号，最大可支持到320路波形发生。

4.根据权利要求1所述的低资源消耗多路波形发生器，其特征在于：所述配置与控制模块的配置输入信息的各路DDS相位初始值为32位的信号初始相位，从而使各路最终输出的波形信号具有各自独立的初始相位。

5.根据权利要求1所述的低资源消耗多路波形发生器，其特征在于：所述配置与控制模块的配置输入信息的增益值和偏移值，均为16位数值，用于和标准波形数据进行乘法和加法运算，从而得到所需的波形幅度和偏移量。

6.根据权利要求1所述的低资源消耗多路波形发生器，其特征在于：所述DDS发生阵列是由8行、8列的32位相位累加器阵列复用组成，所有阵列复用DDS相位累加器独立工作，使每路的波形信号独立输出。

7.根据权利要求1所述的低资源消耗多路波形发生器，其特征在于：所述多波形ROM存储器中分区存放有正弦波、三角波、锯齿波、阶梯波和方波的标准波形数据，同时多波形ROM存储器内还保留有可扩展的接口，当需要其它类型波形时，只需通过扩展接口存入该类型的波形数据即可。

8.根据权利要求1所述的低资源消耗多路波形发生器，其特征在于：所述波形转换模块由24位乘以24位的乘累加器实现，满足16位的波形数据与16位的增益值和偏移值进行乘法和加法运算，在波形转换模块中，标准波形数据首先与增益值相乘，再与偏移值相加，输出的48位数据即为所需的波形数据。

9.权利要求1所述的低资源消耗多路波形发生器的实现方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)上电时，系统上电复位模块首先将多路波形发生器的各个模块复位到初始状态，同时时钟模块将输入时钟转换为全局时钟，并输入给多路波形发生器的各个模块；

(2)配置与控制模块接收外部输入的配置信息，将配置信息分别配置给DDS发生阵列、波形数据寻址模块、多波形ROM存储器、波形类型选择模块和波形转换模块，所述配置信息包括波形类型、路数选择、信号相位初始值、信号增益和信号偏移；

(3)DDS发生阵列根据从配置与控制模块接收到的配置信息中的路数选择、信号相位初始值，对外部输入的各路信号的相位值分别进行累加，在每路信号的相位累加溢出时，产生该路信号的DDS脉冲信号，之后继续每路信号的相位累加，当相位累加溢出时，再次产生该路信号的DDS脉冲信号，依次类推，不断产生每路信号的DDS脉冲信号，并将所述DDS脉冲信号实时输出给波形数据寻址模块；

(4)波形数据寻址模块根据配置与控制模块输入的波形类型信息和从DDS发生阵列接收到的DDS脉冲信号，对DDS脉冲信号进行累加寻址，得到所有类型波形数据的地址信息，将所述地指信息输出给多波形ROM存储器；

(5)多波形ROM存储器根据从波形数据寻址模块接收到的波形数据的地址信息，将所有类型波形数据输出给波形类型选择模块；

(6)波形类型选择模块根据配置与控制模块输入的路数选择信息和波形类型信息，从多波形ROM存储器输入的所有类型的波形数据中选择指定类型的波形数据，并将指定类型的波形数据输出给波形转换模块；

(7)波形转换模块根据配置与控制模块输入的信号增益信息和信号偏移信息，对波形类型选择模块输入的指定类型的波形数据进行幅度和偏移变换操作，得到指定幅度和偏移的波形数据，并输出给DA控制模块；

(8)DA控制模块根据配置与控制模块输入的路数选择信息，将波形转换模块输入的波形数据送入指定路的DA中，将波形数据由数字信号转换为模拟信号，最终得到设定类型、设定频率、设定幅度和偏移的波形信号。