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资源说明：用大多数FPGA都可以实现一个数字UWB（超宽带）脉冲发生器。本设计可以创建一个两倍于FPGA时钟频率的脉冲信号。以前的设计要采用异步延迟，才能制造出所需频率的脉冲。不过该设计需要一只支持三态上拉的FPGA，如Xilinx公司的Virtex2。这种方案亦需要手工布局与布线。今天的FPGA都不支持三态上拉。
在FPGA上构建一个UWB（超宽带）脉冲发生器是一项技术性的任务，它可以用于无线通信、雷达系统以及各种高速数据传输应用中。本文主要探讨如何利用现代FPGA技术来设计这样一个脉冲发生器，重点是克服过去设计中的一些挑战。
UWB脉冲发生器的目标是生成频率高于FPGA时钟频率的脉冲信号。在过去，这通常通过异步延迟的方法来实现，但这种方法涉及到复杂的布局和布线，并且需要FPGA具有三态上拉功能，比如Xilinx的Virtex2系列。然而，现在的FPGA已经不再支持这种特性，因此需要寻找新的设计方案。
现代FPGA设计中，数字时钟管理器（DCM）成为关键组件。DCM能够产生不同相位的时钟信号，这对于生成高于时钟频率一半的脉冲至关重要。例如，Xilinx Virtex 4系列的DCM最大工作频率为400 MHz。由于FPGA可以利用两个时钟周期完成信号的0到1再到0的转换，所以直接生成的最高频率只能是时钟频率的一半。但通过DCM的多时钟相位和同步延迟，可以产生高于这个限制的脉冲频率。
设计的核心包括三个部分：OOK调制器、同步延迟发生器和边沿结合器。OOK调制器采用简单的反相器，它在每个新脉冲开始时作为触发器，产生一个脉冲重复频率的信号。OOK电路根据一个脉冲带宽的计数值产生一个预初始化的信号，然后在下一个触发到来之前保持为零，从而输出的频率为时钟频率的一半。
同步延迟发生器接收OOK输出并生成多个小于一个时钟周期的延迟版本。这些延迟版本通过FF1、FF2和FF3触发器，分别延迟90°、180°和270°。这些延迟脉冲与OOK调制器的输出相结合，通过异或门（XOR）实现边沿结合，以生成所需频率的UWB脉冲。例如，将OOK输出与FF1输出相结合可以得到等于时钟频率的信号，而将所有输出边沿结合则可得到两倍于时钟频率的信号。DCM同步这些延迟，确保了生成的信号频率的精确性。
相比于早期的异步延迟方案，这种方法简化了设计，降低了复杂性，但仍然需要对FPGA的资源进行精心管理和优化。通过这种方式，可以在不依赖于特定FPGA特性的情况下，在现代FPGA平台上实现高效的UWB脉冲发生器。
构建一个FPGA上的UWB脉冲发生器涉及了对时钟管理、同步延迟和边沿检测的深入理解。利用现代FPGA的特性，如DCM，可以有效地创造出高于基础时钟频率的脉冲，满足UWB通信系统的需求。设计中还需要考虑到布局和布线的优化，以确保信号质量和时序的准确性。通过这样的方法，即使在没有三态上拉功能的FPGA上，也能实现高性能的UWB脉冲发生器。
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