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自1985年第一片现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray，FPGA)问世至今的20多年，FPGA已经以其独特的优势成为了当今电子设计领域中的首选工具之一。伴随着技术的不断更新和工艺的改进，FPGA的优势开始在内部集成度、性能价格比、高速编程能力方面逐渐显现，故FPGA的应用开始从以前的军用航空等尖端领域向网络应用、服务器集成设计、电子计算机、移动通信等民用领域渗透，并在一定程度上取代了某些专用集成工具。其中比较典型的代表就是FPGA已经在电子医疗设备开发应用、消费类电子物品、通信网络和互联网连接等先进领域取代了DSP（DigitalSignalProcessing，数字信号处理），加速了技术的进步。集成电路设计师可以将FPGA工具作为一种开发平台，使其在较短的时间内轻松高效的完成一个大的设计项目。
本论文选用的FPGA工具是Altera公司的StratixⅢ系列的芯片型号为EP3SL340H1152C3的FPGA开发板。Altera公司是世界上两大最大FPGA器件供应商之一，故本设计具有一定的代表性和可靠性。
随着大规模及超大规模集成电路设计技术的发展与成熟，百万门级及其以上的集成电路仿真开始在电路设计过程中占越来越多的时间，此时专业的电路仿真工具开始发挥其独特的作用，同时也加速了集成电路下FPGA技术的发展;现在的FPGA工具均可以和专业的仿真工具协同工作，在充分发挥二者优良性能的同时又能解决集成电路设计周期长、成本高、风险大、可重复利用率低等问题，使集成电路的发展及其应用进入到一个崭新的历史时期。
本论文仿真验证等工作使用的仿真软件均是Mentor公司ModelsimSE6.2b。虽然业界较为著名的仿真工具有Modelsim（Mentor公司产品），Verilog-XL和NC-verilog(Cadence公司产品)，VCS和VSS(Synopsys公司产品)等，但Modelsim依然是业界公认的仿真能力最好的专业软件。
论文在查阅国内外相关文献资料的基础上，确定了软硬件工具的种类及型号，然后结合本专业项目进展，主要研究了软硬件协同验证方法下的FPGA在实际项目设计中的应用和设计实现，具体为以下两个例子:
1、WCDMA系统上行扰码算法的优化实现:针对WCDMA系统中上行扰码信号处理能力弱的问题，提出一种串并转换并能提高信号处理能力的优化算法，完成了该算法的电路仿真分析和具体硬件实现，并与别的设计算法相对比，实现了FPGA系统下实用并得到认可的上行扰码优化算法。
2、智能模数控制型全数字锁相环的研究:系统中各模块采用Verilog硬件描述语言综合实现，利用Quartusll9.0软件将系统中各模块逐个综合，最后将各模块用可视化图形的形式综合成一个完整的全数字锁相环，系统框图用综合后的模块组合而成，最后用Modelsim仿真检测发现符合设计要求。
设计方法和硬件实现中，系统采用模块化设计思想和自项向下的设计方法;首先规划项目的总体功能和目标，然后将其划分为不同的模块单元，对各独立模块单元进行设计、综合、仿真及实现，最后将各分离模块融合成一个整体，再次进行验证和实现。在设计中采用验证与设计相结合的方法，这样可以有效节约时间，并能提高设计的可靠性与可行性。