FPGA与MATLAB数据交互高效率验证算法——仿真阶段

　　之前博文是对基本设计技巧的总结和一些小设计随笔，内容有点杂，缺乏目的性。本来后续计划设计几个小项目，但导师的任务比较紧，所以为了提高效率，后续博客会涉及到很多算法方面的设计与验证的内容，主要关于OFDM通信系统及聚类算法方面的研究，感兴趣的朋友可以一起交流。

　　很多想利用FPGA验证算法的朋友一定会用到MATLAB这个强大的工具，可苦于不知道如何完成两者数据的交互功能。从仿真层面来说，基本流程是：

MATLAB产生待测试数据 -> N bit量化  -> 数据写入txt文件 -> testbench读取txt文件到RAM并送入到UUT中完成运算处理 ->

testbench在将处理后结果保存到另一txt文件内  -> MATLAB读取数据 -> 数据转回双精度浮点型 -> 算法验证分析。

　　下面是FPGA设计OFDM中过程中MATLAB与FPGA数据交互部分的代码，供大家参考：

1.MATLAB将数据（支持小数 负数）以二进制补码ASICII字符串形式写入txt文件

　　MATLAB将其内部双精度浮点型数据经过归一化和12bit量化后，转为二进制字符串写入文件。此处应该可以写成16进制形式，让代码更简洁些。

2 test bench读取文件数据到memory中

　　$readmemb/$readmemh系统函数读取文件数据到memory中，以特定的时序送入uut处理。此处封装成task便于调用和提高代码可读性。

3 test bench将FPGA处理后数据写入另一文件

　　$fopen找到并打开文件，通过$fdisplay函数经处理后数据以十进制形式写入文件。

4 MATLAB读取FPGA处理后数据文件，格式转换进一步分析

　　MATLAB以类似的方式打开文件，读取数据到FPGA_Data矩阵中。数据的实部和虚部分别逆运算得到正确的浮点型数据（代码中N为量化位数，取12），最后拼接回复数，待MATLAB后续处理分析。

　　四个步骤即可通过FPGA进行算法的定点仿真，利用MATLAB强大的数据分析和可视化功能，极大提高算法开发效率。后篇算法验证的内容为算法板级验证，MATLAB提高了以太网通信函数，可以很方便地与FPGA等硬件设备实现真正的数据交互，欢迎各位关注。