在正式开始我们的算法探险之前，我们需要先搭建好一个功能强大的实验平台。正所谓“工欲善其事，必先利其器”，一个稳定、顺畅的开发环境将是我们未来学习之旅的坚实基础。
本章将手把手地指导你完成所有必要的软硬件准备工作。
1软件的准备
对于本教程使用到的软件有Vivado、MATLAB以及WaveVison5，它们对应的软件版本如下所示：
Vivado: Vivado.2021.1
MATLAB: MATLAB.R2025a
WaveVison5: WaveVison5
上述的软件的安装包本教程所配套的文件已提供，至于Vivado和MATLAB具体安装教程可自行参考网上资料，本章后续提供WaveVison5的安装教程。其中Vivado 是FPGA开发平台，适配Xilinx的芯片；MATLAB用于检验算法以及处理数据；WaveVison5用于分析Vivado ila导出的数据。
至于其他版本的工程，读者可自行搭建。
2 MATLAB与Vivado的协同
在简单的LED闪烁项目中，结果是肉眼可见的。但在复杂的DSP设计中，我们如何知道FPGA内部成千上万个比特的运算结果是否正确呢？答案是：依靠MATLAB。
我们的工作流程将是这样的：
1. 在MATLAB中定义问题和答案：
生成测试激励 (Test Vector/Stimulus)： 使用MATLAB生成输入信号（如一个纯净的正弦波，或一个带噪声的信号），并将其保存为文本文件（如 `.txt`）。
计算黄金参考 (Golden Reference)： 用MATLAB对该输入信号执行相同的DSP算法（如滤波），得到理论上完全正确的结果，也保存为文本文件。
2. 在Vivado中进行验证：
编写Testbench： 在Vivado的仿真环境中，Testbench模块会读取MATLAB生成的“测试激励”文件，并将其作为输入送给你的FPGA设计（我们称之为DUT - Device Under Test）。
对比结果： Testbench会同时捕获DUT的输出，并可以将其与MATLAB生成的“黄金参考”文件进行对比。如果两者在允许的误差范围内完全一致，我们就能充满信心地说：我们的FPGA设计是正确的！
这个 “MATLAB生成激励与参考 -> Vivado仿真验证”的闭环流程，是专业数字IC/FPGA设计中的标准做法，也是我们整个教程将遵循的核心方法论。它能帮助我们在上板之前，就发现和修复绝大部分的逻辑错误。
3 WaveVison5 与Vivado的协同
WaveVision 5 是德州仪器（TI）推出的一款专业数据分析软件，主要用于对模拟信号转换为数字信号（ADC）后的数据进行频谱分析和性能评估。该软件广泛应用于电子工程、通信、传感器评估等领域，特别适用于 FPGA 或其他硬件平台采集的 ADC 数据处理。
核心功能：
频谱分析与 FFT：支持对采集数据进行快速傅里叶变换（FFT），生成频谱图，分析信号的频率分布。
性能指标计算：自动计算并显示关键性能指标，如信噪比（SNR）、无杂散动态范围（SFDR）、有效位数（ENOB）等，帮助用户评估 ADC 的性能。
多通道支持：支持多达 4 通道的数据采集和分析，适用于多通道系统的测试需求。
数据导入与导出：支持从 ASCII 文件导入和导出数据，方便与其他工具或平台的数据交换。
图形化界面：提供直观的图形界面，用户可以方便地查看时域图、频谱图等，进行数据分析和结果展示。
3.1 WaveVision 5 安装
选择02_software文件夹
选择snac002e.zip压缩包解压
解压后以管理员权限打开该文件进行安装
选择接受条款，点击next。
选择文件安装路径，点击next。
默认，点击next。
全选，点击next。
完成安装，点击install
安装完成后的图标
3.2 在线逻辑分析仪数据导出
Vivado ILA数据的导出
在viavdo的ila界面将信号设置模拟信号，有符号数十进制的形式，全部信号设置完成后，点击Export ILA Data。
出现下框：Format选择CSV，再选择保存路径。
打开.CSV文件，根据名称就可以看到要分析的波形具体在哪一列，如分析adc_data_i1_reg[11:0]。
3.3 WaveVision 5分析数据
打开WaveVision 5，选择Plots点击import。
选择文件所在文件夹，点击一个.csv文件，选择一列目标通道，设定时钟（ila的采样时钟），点击import。
导入后为时域波形，点击上部功能框可转换到频域，点击下部功能框可以缩放图像。
点击频域，画出所采集信号的频谱，加窗，可以选择谐波标记与两条噪声线，打开左边显示FFT读数框，可以直接显示信噪比等信号指标。
如果想显示多个信号，只需在点击Plot，再选择一个信号即可。
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提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
千斤顶
照妖镜
