I nte rna t io na l J o urna l o f   Rec o nfig ura ble a nd   E m be dd e d Sy s t e m s   ( I J R E S)   Vo l.  14 ,   No .   3 N o v e m b er   20 25 ,   p p .   5 9 7 ~ 6 0 4   I SS N:  2089 - 4864 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j r es . v 14 . i 3 . pp 5 9 7 - 604           597       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij r es.ia esco r e. co m   SPARTA N field   pro g ra m m a ble ga te  a rray   i m ple m e ntatio n f o a na lo g   w a v eform s g eneratio n by di rect  digi tal sy nthe sis       M o ula i K ha t ir  Ah m ed  Na s s i m 1, 2 ,   Z ia ni  Z a k a ry a 2, 3   1 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g   a n d   El e c t r o n i c s,  F a c u l t y   o f   Te c h n o l o g y ,   U n i v e r si t y   o f   Tl e mce n T l e mce n ,   A l g e r i a   2 R e se a r c h   U n i t   f o r   M a t e r i a l a n d   R e n e w a b l e   En e r g i e s (U R M ER ) ,   U n i v e r si t y   o f   T l e mce n ,   T l e mce n ,   A l g e r i a   3 D e p a r t me n t   o f   S N V ,   I n st i t u t e   o f   S c i e n c e s o f   U n i v e r si t y   C e n t e r   o f   S a l h i   A h me d   N a a m a ,   N a a m a ,   A l g e r i a       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Sep   1 2 ,   2 0 2 4   R ev i s ed   A p r   5 ,   2 0 2 5   A cc ep ted   J u n   1 0 ,   2 0 2 5       I n   th last   t h ir t y   y ea r s ,   lo w   p o w er   f ield   p r o g r a m m ab le  g ate  ar r ay s   ( FP GA s )   b ec o m i n g   m o r co m m o n l y   u s ed   to   im p le m e n a   co u n tles s   o f   ap p licatio n s   i n   d i f f er e n ele ctr o n ics  i n d u s tr y   d o m ai n s .   Du to   th eir   f le x ib le  d esig n ,   s tr o n g   co m p a tib ilit y ,   p ar allel  co m p u t in g ,   a n d   co m p ar ed   to   t h C P ar c h i tectu r e,   FP G A   ac ce n tu a te  c o m p u ti n g   ef f icien c y   an d   co n   s id er ed   a s   o n o f   th d ev ices  w ith   t h lo w e s t   ap p licatio n   r is k   an d   th s h o r test   d ev elo p m e n c y c le  am o n g   th e   v ar iet y   o f   a v ailab le  p r o g r a m m ab le  cir cu i ts   f a m ilie s .   T h is   ar t i cle  d etails  th d esi g n   a n d   i m p le m en tatio n   o f   d ir ec d ig ital  s y n t h esi s   ( DDS)   s ig n al  g e n er ato r   u s in g   th Sp ar tan - 6   FP GA ,   f o cu s i n g   o n   h ig h - q u alit y   s i n w av g e n er atio n .   T h s y s te m   u tili ze s   lo o k - u p   tab les   ( L UT s )   an d   B lo ck   R A ( B R A M)   f o r   ef f icie n s to r ag a n d   r etr iev al  o f   s i n w a v d ata,   w h ile  an   8 - b it  D A C 0 8 0 8   d ig ital - to - an alo g   co n v er ter   ( D A C )   e n s u r es  p r ec is w av e f o r m   o u tp u t.  T h e   FP GA's  r ec o n f i g u r ab le  ar ch itect u r allo w s   r ea l - ti m ad j u s t m en ts   o f   f r eq u en c y   a n d   p h a s e,   m ak in g   th d e s ig n   s u itab le  f o r   v ar io u s   s i g n a p r o ce s s in g   ap p licatio n s   an d   m o d u latio n   tech n iq u e s   li k b in a r y   p h a s e   s h i f k e y i n g   ( B P SK) .   K ey w o r d s :   Dir ec t d ig ital s y n th e s is   Field   p r o g r am m ab le  g ate  ar r ay   VHDL   Viv ad o   Xilin x   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Mo u lai  Kh a tir  A h m ed   Nas s i m   Dep ar t m en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g   an d   E lectr o n ic s ,   Facu l t y   o f   T ec h n o lo g y ,   U n iv er s it y   o f   T lem ce n   T lem ce n ,   Alg er ia   E m ail: a h m ed n as s i m . m o u lai k h atir @ u n i v - tle m ce n . d z       1.   I NT RO D UCT I O N   I n   r ec en y ea r s ,   f ield   p r o   g r a m m ab le  g ate   ar r a y s   ( FP G As ) ,   p ar ticu lar l y   th o s in   th SP A R T A N   s er ies,  h a v g ai n ed   s ig n i f ica n tr ac tio n   in   d ig ital  s y s te m s   d u to   th eir   f lex ib ilit y ,   p er f o r m a n ce ,   an d   co s t - ef f ec tiv e n e s s ,   esp ec iall y   i n   ap p licatio n s   li k d ig ital  s i g n al  p r o ce s s in g   ( DSP ) ,   co m m u n icati o n s ,   an d   e m b ed d ed   s y s te m s .   SP A R T AN  FP G A s ,   s u c h   as  t h Sp ar tan - 7 ,   p r o v id h i g h   D SP   p er f o r m an ce   ( u p   to   1 7 6   GM A C / s )   an d   ar w ell - s u i ted   f o r   r ea l - ti m a p p licatio n s ,   w h er th e ir   p ar allel  p r o ce s s in g   ca p ab ilit ie s   o f f e r   clea r   ad v an ta g e   o v er   tr ad itio n al  p r o ce s s o r s   [ 1 ] ,   [ 2 ] .   T h ese  d ev ices  e x ce i n   ef f icie n tl y   h a n d li n g   h i g h - th r o u g h p u tas k s   w h il e   m ai n tai n in g   lo w   p o w er   co n s u m p tio n ,   m ak i n g   th e m   id e al  f o r   e m b ed d ed   s y s te m s   a n d   co m m u n icatio n   p r o to co ls   [ 1 ] .   Fu r th er m o r e,   t h i n teg r atio n   o f   DSP   b lo ck s   o n   SP AR T A FP GAs  e n h a n ce s   t h eir   ab ilit y   to   ac ce ler ate  co m p u ta tio n - h ea v y   p r o ce s s es,  s u ch   as  co n v o lu tio n al  n e u r al  n et w o r k   ( C NN)   in f er en ce ,   h ig h li g h tin g   th eir   g r o w in g   i m p o r tan ce   i n   m o d er n   h ar d w ar ac ce ler atio n   [ 2 ] ,   [ 3 ] .   T h is   p r o j ec em p h a s i ze s   th FP GA - b ased   g en er atio n   o f   an alo g   w a v e f o r m s   u s i n g   d ir ec t   d ig ital  s y n t h e s is   ( DDS) ,   tech n iq u w id el y   r ec o g n ized   f o r   its   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t Vo l.  14 ,   No .   3 No v e m b er   20 25 :   597 - 604   598   ab ilit y   to   p r o d u ce   an d   d eliv er in g   p r ec is an d   s tab le  f r eq u en cie s   ac r o s s   b r o ad   r an g e.   DDS  allo w s   th e   g en er atio n   o f   v ar io u s   w a v e f o r m s ,   s u c h   as  s i n e,   s q u ar e,   an d   t r ian g u lar   w av e s ,   m a k i n g   it  id e al  f o r   ap p licatio n s   in   co m m u n ica tio n   s y s te m s ,   in s tr u m en tatio n ,   a n d   s ig n al  p r o ce s s i n g   [ 4 ] .   T h aim   o f   th i s   p r o j ec is   t o   i m p le m e n s ig n al  g e n er ato r   o n   th SP A R T AN  FP GA   u s in g   th DDS   tech n iq u to   cr ea te  h ig h - q u al it y   an alo g   w av e f o r m s .   B y   ex p lo itin g   th p ar a llel  p r o ce s s in g ,   r ec o n f i g u r ab le   ar ch itect u r e,   an d   lo o k - u p   tab le  ( L UT )   ca p ab ilit ies o f   th FP GA ,   t h is   d es ig n   p r o v id es si g n i f ica n t a d v a n tag e s   i n   ter m s   o f   f le x ib ili t y ,   p r ec is io n ,   an d   s ca lab ilit y   co m p ar ed   to   tr ad itio n al  w av e f o r m   g en er ato r s   [ 5 ] .   A d d itio n all y ,   t h FP GA's  ca p ab ilit ies  allo w   r ea l - t i m m o d i f icatio n s   o f   s ig n al  p ar a m eter s ,   s u c h   as  f r eq u en c y   a n d   p h ase,   w h ic h   ar cr u cial  in   ad v an ce d   s ig n al  p r o ce s s i n g   ap p licatio n s   [ 6 ] ,   [ 7 ] .   T o   ac h iev p r ec is co n tr o o f   th o u tp u p h ase  d u r i n g   f r eq u en c y   s w itc h i n g   tr an s it io n s   a n d   en h a n ce   p h ase  n o is w h ile  i m p r o v i n g   f r eq u en c y   ag i lit y ,   n o n - li n ea r   d ig ital  d esig n   tec h n iq u is   em p lo y ed   [ 8 ] .   T h is   m et h o d   g en er ate s   an a lo g   w a v ef o r m s   u s in g   s to r ed   d ig ital  s a m p les  f r o m   L UT   th at  co n tai n s   d i g ital  d ata  o f   a   s in u s o id al  w av e f o r m   [ 9 ] [ 1 0 ] .   B y   s eq u en t iall y   r ea d in g   th ese  v alu e s   an d   s en d i n g   t h e m   to   th in p u o f   d ig ital - to - a n alo g   co n v er ter   ( D AC ) ,   th s y s te m   s y n t h e s izes  an d   o u tp u t s   s m o o t h   s in u s o i d al  s ig n al  [ 1 1 ] .   T o   ac h iev t h is ,   w i m p le m e n ted   v er y   h i g h   s p ee d   in teg r ated   cir cu it  h ar d w ar d escr ip tio n   lan g u a g ( VHD L )   p r o g r am   t h at  co n s tr u c ts   r ea d - o n l y   m e m o r y   ( R OM )   co n f i g u r ed   as a   L UT   s p ec if icall y   d es i g n ed   f o r   s in u s o id al   w a v e f o r m   g e n er atio n .   I n   o r d er   to   m a x i m ize  ef f icie n c y   an d   r ed u ce   th u s ag o f   t h FP GA’ s   g e n er al  lo g ic  r es o u r ce s ,   w e   to o k   ad v an tag o f   t h Xilin x   Sp ar tan - 6   FP G A s   e m b ed d ed   B lo ck   R A ( B R A M) .   T h is   allo w ed   u s   to   m o d el  th R OM   i n   w a y   t h at  m i n i m ized   th i m p ac o n   th d ev i ce ' s   lo g ical  r eso u r ce s ,   o p ti m i zin g   b o th   m e m o r y   u s a g an d   p er f o r m an ce   [ 1 2 ] .   B y   u s i n g   B R A f o r   th R O M,   w w er ab le  to   cr ea te  a   c o m p ac an d   ef f icie n t   d esig n   th at  m ai n tai n s   h ig h   ac cu r ac y   in   w a v ef o r m   g en er atio n   w i th o u co m p r o m is i n g   th FP GA’ s   p r o ce s s in g   ca p ab ilit ies f o r   o th er   tas k s .   T h d esig n   w as  p r o g r a m m e d   an d   s y n th e s ized   w it h i n   th Xilin x   I SE  Desig n   Su ite,   r o b u s d ev elo p m en e n v ir o n m en t h a p r o v id es  ex ten s iv s u p p o r f o r   th Sp ar tan - 6   s er ies.  T h is   t o o ch ain   f ac il itated   th i m p le m e n tat io n ,   s i m u latio n ,   an d   v er if ica tio n   o f   o u r   d esi g n ,   e n s u r i n g   t h at  i m e t p er f o r m an ce   cr iter ia  w h ile   m ai n tai n in g   e f f icien t r eso u r ce   u s a g o n   t h FP GA   [ 1 3 ] ,   [ 1 4 ] .   T o   co n v er th d i g ital  s a m p les   s to r ed   in   th L UT   in to   an   a n alo g   s i g n al,   w u s ed   a n   8 - b it  m o n o lit h ic   DAC,  s p ec if icall y   t h D AC 0 8 0 8   m o d el.   T h is   D A C   o p er ates  w i th   ± 5   p o w er   s u p p lies ,   en s u r i n g   ac c u r ate   co n v er s io n   o f   d ig ital  d ata   in to   an   an alo g   s i g n al  [ 1 5 ] .   W ith   th is   co n f i g u r at io n ,   w w er ab le  to   ac h iev h i g h - q u alit y   w a v ef o r m   g en er atio n   s u itab le   f o r   w id e   r an g o f   a p p licatio n s   t h at  r eq u ir s tab le   an d   p r ec is a n alo g   s ig n al s .   T h ch o ice  o f   th DAC0 8 0 8   w a s   m ad d u to   its   h ig h   p er f o r m a n ce ,   p ar ticu lar l y   i n   ter m s   o f   r eso lu tio n   a n d   s i g n al  f id elit y ,   w h ic h   is   es s en tial f o r   ap p licati o n s   w h er w a v e f o r m   p r ec is io n   is   cr itical  [ 1 6 ] .       2.   M E T H O D   T h MI MA V2   is   a n   FP G A   d ev e lo p m en b o ar d   th at  in teg r ates  t h A MD   Sp ar tan - 6   XC 6 S L X9   C SG3 2 4 ,   p r o v id in g   an   e f f ici en p lat f o r m   f o r   p r o to ty p i n g   an d   i m p le m e n ti n g   d ig ital  d esig n s .   I t   f ea t u r es     5 1 2   Mb   DDR  SDR A M,   allo w i n g   f o r   en h a n ce d   d ata  s to r ag an d   f aster   p r o ce s s in g   ca p ab ilit ies,  w h ich   is   ess e n tial  f o r   co m p le x   ap p licatio n s .   A d d itio n all y ,   th b o ar d   in c lu d e s   o n b o ar d   SP I   f lash   u s ed   f o r   s to r in g   t h e   b its tr ea m ,   f ac ilit a tin g   ea s y   co n f ig u r atio n   a n d   r ep r o g r a m m i n g   o f   t h FP GA .   d o w n lo ad er   ca b le  is   t y p icall y   e m p lo y ed   to   tr a n s f er   t h b its tr ea m   to   t h b o ar d ,   en ab lin g   s tr aig h t f o r w ar d   p r o g r a m m in g   a n d   test i n g .   T h i s   s etu p   s u p p o r ts   v ar io u s   ap p lica tio n s ,   i n clu d i n g   DSP ,   e m b ed d ed   s y s te m s ,   a n d   ed u ca tio n al  p r o j ec ts ,   m ak i n g   it  v er s atile  to o l f o r   b o th   p r o f ess i o n als an d   s tu d e n ts   i n   elec tr o n i cs a n d   co m p u ter   e n g i n ee r i n g   [ 1 7 ] .   T h Fig u r 1   s h o w   t h u s ed   MI MA V2   FP GA   d ev elo p m en t   b o ar d   w h ich   f ea tu r e s   m u lt ip le  GP I O   p in s   t h at  e n ab le  v er s at ile  i n ter f ac i n g   w it h   e x ter n al  d e v ices,  e n h a n ci n g   its   f u n ctio n alit y   f o r   v ar io u s   ap p licatio n s .   A d d itio n all y ,   i t   in cl u d es  h ea d er   co n n ec to r s   th at   s i m p li f y   ac ce s s   to   t h ese  p in s ,   m ak i n g   p r o to ty p in g   an d   i n te g r atio n   ea s ier   f o r   d ev elo p er s   [ 1 7 ] .   T h Sp ar tan - 6   MI MA V2   FP GA   in teg r ate s   e m b ed d ed   in ter n al  s to r ag e,   u tili zin g   DD R   SDR AM   o p er a tin g   at  1 6 6   MH w it h   ca p ac it y   o f   5 1 2   Mb   L P DDR.  T h i s   t y p e   o f   m e m o r y   i s   p ar ticu lar l y   ad v an ta g eo u s   f o r   ap p licatio n s   r eq u ir i n g   f ast  d ata  ac ce s s   a n d   s to r ag e,   as  i allo w s   f o r   e f f icie n h an d li n g   o f   lar g er   d ata  s et s .   E ac h   b lo ck   i n   t h D DR   SDR A is   d esi g n ed   as   s i m p le  d u al - p o r ( SDP )   R AM ,   w h ich   e n ab les  s i m u lta n e o u s   r ea d   an d   w r ite  o p er atio n s .   T h is   ar ch itec tu r e   s ig n i f ica n tl y   e n h a n ce s   p er f o r m an ce   b y   allo w i n g   t h FP GA   to   p r o ce s s   m u ltip le  d ata  s tr ea m s   co n cu r r e n tl y ,   m ak in g   it  id ea f o r   h ig h - s p e ed   ap p licatio n s   s u c h   as  DSP ,   r ea l - ti m d ata  ac q u is itio n ,   an d   o th er   co m p u te - in te n s i v ta s k s .   T h is   FP G A   b o ar d   f ea tu r es  2 K × 8 - b it  p o r B R A co n f ig u r ed   as  S D P   ar ch it ec tu r e.   T h is   d esi g n   allo w s   f o r   s i m u lta n eo u s   r ea d   an d   w r ite  ac ce s s ,   en h an ci n g   d ata  th r o u g h p u t.  T h B R A s er v es  as  L UT   f o r   d ig ital  s a m p le s   s to r ag e,   e n a b lin g   r ap id   r etr iev al   o f   t h e   p r e - d ef i n ed   v al u es.  T ab le  s u m m ar izin g   t h e   ch ar ac ter is tic s   o f   s i n g l p o r B R A i n   th Sp ar ta n - 6   FP G A   [ 1 8 ] .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t     I SS N:   2089 - 4864       S P A R TAN field   p r o g r a mma b l g a te  a r r a imp leme n ta tio n   fo r   a n a lo g     ( Mo u la i Kh a tir   A h med   N a s s im )   599       Fig u r 1 .   Mi m as V2   Sp ar tan - 6   FP GA   d ev elo p m e n t b o ar d   [ 1 7 ]       T ab le  1 .   Ov er v ie w   o f   s i n g le  p o r t B R A f ea tu r es i n   Sp ar ta n - 6   FP GA   [ 9 ]   F e a t u r e   D e scri p t i o n   M e mo r y   t y p e   S i n g l e   p o r t   B R A M   M e mo r y   d e p t h   U p   t o   1 8 K   b i t ( f o r   1   b l o c k )   M e mo r y   w i d t h   1 ,   2 ,   4 ,   9 ,   1 8 ,   o r   3 6   b i t s   T o t a l   R A M   b l o c k s   3 6   b l o c k p e r   S p a r t a n - 6   d e v i c e   C o n f i g u r a t i o n   C o n f i g u r e d   a 1 K × 1 8   o r   2 K × 9   i n   a   si n g l e   p o r t   A c c e ss mo d e   R e a d   o r   w r i t e   o p e r a t i o n s c a n   b e   p e r f o r me d   B l o c k   s i z e   1 K ,   2 K ,   4 K ,   o r   9 K   b i t s   S i n g l e   c l o c k   c y c l e   S u p p o r t s s i n g l e   c l o c k   c y c l e   r e a d / w r i t e   U sag e   I d e a l   f o r   i mp l e me n t i n g   F I F O s,  c a c h e s,  a n d   L U T s       I n   o u r   ca s e,   th L UT   p r esen ts   s et  o f   b in ar y   p r ec alcu lated   v alu es  r ec o r d ed   in   m e m o r y   lo c atio n s   an d   o b tain ed   u s i n g   th f o llo w in g   r elatio n   at   s ev er al  an g le s .      ( ) =    ( 1 )      ( ) r ef er s   to   th o u tp u v al u o f   th L UT   at  in d ex   n   w h ich   i n o u r   ca s is   to   6 4   as  s y n th e s izer   r eso lu tio n .   A r ep r esen ts   t h a m p lit u d o f   th s i n w av e.   θ:  d en o tes  t h an g le  i n   r ad ian s ,   w h ich   ca n   b r elate d   to   th e   in p u s a m p le  i n d ex .   Usi n g   th i s   eq u atio n ,   L UT   ca n   ef f ic ie n tl y   g e n er ate  th v alu e s   o f   à  s in w av e,   allo w i n g   f o r   q u ick   ac ce s s   d u r in g   DSP   t ask s .   T h is   ap p r o ac h   is   w id el y   u tili ze d   i n   d ig ital  a u d io ,   telec o m m u n icatio n s ,   an d   o th er   ap p licatio n s   r eq u ir in g   p r ec is w av e f o r m   g en er atio n .   T h ch an g in   a n g le  b et w ee n   s u cc e s s i v s a m p les  i n   d is cr e te  r ep r esen tatio n   o f   th s in u s o id al  w a v e   is   r ep r esen ted   b y   th f o llo w i n g   ( 2 )   [ 1 9 ] .     = ( )   ( 1 ) = 2   ( 2 )     w h er e :     is   th p h ase  d i f f er en ce   b et w ee n   t w o   co n s ec u ti v s a m p les ;   ( )   is   th p h a s an g le  at  t h i - th .   s a m p le ;   ( 1 )   is   th p h a s an g le  at  t h p r ev io u s   s a m p le ; a n d     is   th to tal  n u m b er   o f   s a m p les ( o r   p o in ts )   in   o n co m p lete  c y cle  o f   t h wav ef o r m .   T h is   r elatio n s h ip   s h o w s   th a th p h ase  in cr e m e n b et w ee n   s a m p les  is   d eter m i n ed   b y   d iv i d in g   f u ll   c y cle  ( 2 π  r ad ian s )   b y   t h to tal  n u m b er   o f   p o in t s   ( L )   i n   t h w av e f o r m ,   w h ic h   is   e s s e n tial  f o r   ac cu r atel y   g en er ati n g   s m o o t h   an d   co n tin u o u s   s i n u s o id al  s ig n al s   in   ap p licatio n s   s u ch   as  DSP   an d   w a v e f o r m   s y n t h esi s .   T h v ar iatio n   o f   L   f o r   f i x ed   f r eq u en c y   in   th e   i n p u clo c k   r esu lt s   v ar iatio n   o f   s i n u s o id   a n d   w ca n   h av e   t h an g le  o f   an y   i n d ex   [ 2 0 ] .     ( ) =   ( 3 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t Vo l.  14 ,   No .   3 No v e m b er   20 25 :   597 - 604   600   Fro m   ( 1 )   an d   ( 3 ) ,   w g et:      ( ) =  2   ( 4 )     W ca n   v ar y   t h r eso lu tio n   w it h   ch an g in   L .   T h o u tp u w a v f o r m   a m p lit u d d ep e n d s   o n   th e   v alu o f   A   i n   ( 1 ) .   Fo llo w i n g   d esig n   r eq u ir e m e n t s ,   w ca n   s elec an d   s ca le  th v al u o f   A’   to   m a x i m ize  th e   s y n t h esizer s   o u tp u d y n a m ic  r an g e.   W u s ed   D AC 0 8 0 8   as   an   8 - b it  d ig i tal  to   an alo g   co n v er ter   w it h   an   o u tp u t   s p an   in   p o s iti v e   s id b et w ee n   0   to   5   b y   m o d i f y in g   ( 1 ) .   T h s am p le  v a lu e s   o f   th L U T   ar ca lcu lated   u s in g   ( 5 )   an d   s to r ed   in   R OM   m o d eled   in   VHDL .   Fo r   o u r   DAC:   A =2 5 5 10 =FF H .   T h ca lcu lated   v al u u s i n g   ( 5 )   w it h   L =6 4   r esu lts   i n   th L UT   s h o w n   i n   T ab le  2 .      ( ) = 2 +   2  2   ( 5 )       T ab le  2 Sin L UT   w it h   le n g t h ,   L =6 4   A d d r e ss (H EX )   D a t a   ( B I N )   A d d r e ss (H EX )   D a t a   ( B I N )   A d d r e ss (H EX )   D a t a   ( B I N )   00   1 0 0 0 0 0 0 0   16   1 1 1 0 1 0 1 0   2C   0 0 0 0 1 0 1 0   01   1 0 0 0 1 0 1 1   17   1 1 1 0 0 0 1 0   2D   0 0 0 0 0 1 1 0   02   1 0 0 1 1 0 0 1   18   1 1 0 1 1 0 1 0   2E   0 0 0 0 0 0 1 1   03   1 0 1 0 0 1 0 1   19   1 1 0 1 0 0 0 1   2F   0 0 0 0 0 0 0 1   04   1 0 1 1 0 0 0 1   1A   1 1 0 0 0 1 1 1   30   0 0 0 0 0 0 0 0   05   1 0 1 1 1 1 0 0   1B   1 0 1 1 1 1 0 0   31   0 0 0 0 0 0 0 1   06   1 1 0 0 0 1 1 1   1C   1 0 1 1 0 0 0 1   32   0 0 0 0 0 0 1 1   07   1 1 0 1 0 0 0 1   1D   1 0 1 0 0 1 0 1   33   0 0 0 0 0 1 1 0   08   1 1 0 1 1 0 1 0   1E   1 0 0 1 1 0 0 1   34   0 0 0 0 1 0 1 0   09   1 1 1 0 0 0 1 0   1F   1 0 0 0 1 0 1 1   35   0 0 0 0 1 1 1 1   0A   1 1 1 0 1 0 1 0   20   1 0 0 0 0 0 0 0   36   0 0 0 1 0 1 1 0   0B   1 1 1 1 0 0 0 0   21   0 1 1 1 0 0 1 1   37   0 0 0 1 1 1 0 1   0C   1 1 1 1 0 1 1 0   22   0 1 1 0 0 1 1 1   38   0 0 1 0 0 1 1 0   0D   1 1 1 1 1 0 0 1   23   0 1 0 1 1 0 1 0   39   0 0 1 0 1 1 1 1   0E   1 1 1 1 1 1 0 1   24   0 1 0 0 1 1 1 1   3A   0 0 1 1 1 0 0 1   0F   1 1 1 1 1 1 1 0   25   0 1 0 0 0 0 1 1   3B   0 1 0 0 0 0 1 1   10   1 1 1 1 1 1 1 1   26   0 0 1 1 1 0 0 1   3C   0 1 0 0 1 1 1 1   11   1 1 1 1 1 1 1 0   27   0 0 1 0 1 1 1 1   3D   0 1 0 1 1 0 1 1   12   1 1 1 1 1 1 0 1   28   0 0 1 0 0 1 1 0   3E   0 1 1 0 0 1 1 1   13   1 1 1 1 1 0 0 1   29   0 0 0 1 1 1 0 1   3F   0 1 1 1 0 0 1 1   14   1 1 1 1 0 1 1 0   2A   0 0 0 1 0 1 1 0   -   -   15   1 1 1 1 0 0 0 0   2B   0 0 0 0 1 1 1 1   -   -       Ou r   6 4 × 8   b it   R OM   is   i m p le m en ted   u s i n g   B R A o n   Xili n x   Sp ar tan - 6   FP GA .   T h d esig n   s to r es  a   s in L UT ,   en ab lin g   e f f icien r etr iev al  o f   p r e - ca lc u lated   s i n v alu e s .   T h R OM   i s   p r o g r a m m ed   in   VH DL ,   en s u r in g   h ar d w ar e - le v el  co n t r o an d   f le x ib ilit y .   A   f lo w c h ar ( Fig u r 2 )   is   u s ed   to   r e p r esen t h d esi g n   p r o ce s s ,   in clu d i n g   s tep s   s u ch   as  in itializa tio n ,   ad d r ess   g e n er atio n ,   an d   d ata  r etr iev al  f r o m   m e m o r y .   T h is   ap p r o ac h   o p tim ize s   r eso u r ce   u tili za t io n   an d   p er f o r m a n ce ,   l ev er ag i n g   th ca p ab ilit ies  o f   Sp ar tan - 6   B R AM   f o r   co m p ac t a n d   ef f icie n t sto r ag e   [ 2 1 ] .   T o   m ap   th R OM   ad d r ess es  f r o m   0 0 H= 0 0 0 0 0 0 ₂  t o   3 FH=1 1 1 1 1 1 ₂,   6 - b it  co u n ter   ca n   b u s ed   to   s eq u en tiall y   g en er ate  th e s ad d r ess es  w it h   ea c h   i n cr e m en t.   Fo r   th at  w e   d ec lar ed   th v ar i ab le  cn a s   i n teg er   r an g 0   to   6 3   to   b e   ab le   to   ca ll  th L UT   v alu es  f r o m   tab le  o f   6 3   in teg er s ,   th co u n ter   in co r p o r ates  an   as y n ch r o n o u s   R E SET   f ea tu r e,   w h ich   en s u r e s   th at  th R E SE T   test   tak es  p r io r ity   o v er   th c lo ck   ( C L K)   s i g n al.   T h is   m ea n s   th a w h en e v er   t h R E SET   s ig n al  i s   ac ti v ated ,   it   ca n   i m m ed iatel y   s et   th e   co u n t er   b ac k   to   its   i n itial   s tate,   r eg ar d less   o f   t h clo ck 's  s tat u s .   S u ch   p r io r it y   f o r   th R E SET   s ig n al  i s   cr u cial  f o r   en s u r i n g   s y s te m   s tab ilit y   a n d   p r ev en ti n g   er r o n eo u s   co u n ti n g   d u r i n g   p o w er - u p   s eq u e n ce s   o r   u n e x p ec ted   co n d itio n s .   I m p le m e n ti n g   as y n ch r o n o u s   r esets   is   co m m o n   p r ac tice  in   d ig ital  d esig n   to   en h an ce   r eli ab ilit y   an d   co n tr o o v er   co u n ter   b eh av io r   [ 2 2 ] .   A s   th co u n ter   p r o g r ess es,  it  e f f ec ti v el y   f ee d s   t h s to r ed   d ata  f r o m   th R OM   to   th D A C 0 8 0 8 ' s   in p u t.  T h d at d eliv er y   s p ee d   is   d ir ec tly   p r o p o r tio n al  to   b o th   th co u n ter ' s   clo ck   s p ee d   an d   th R OM 's  o u tp u ca p ab ilit y ,   to   av o id   d is to r tio n   at  th DAC  o u tp u t,  it ' s   es s e n tial  to   li m i th clo ck   s p ee d   to   p r ev en ex ce ed in g   th s le w   r a te  o f   th DAC.  T h s le w   r ate  is   th m ax i m u m   r ate  at  w h ic h   th o u tp u o f   t h DAC  ca n   c h an g e,   an d   e x ce ed in g   th is   r ate  ca n   lead   to   er r o r s   in   s ig n al  r ep r o d u ctio n .   I f   th e   clo ck   s p ee d   is   to o   h ig h ,   th D AC   m a y   n o b e   ab le  t o   tr ac k   th r a p id ly   c h an g i n g   i n p u s i g n als,  r esu l t in g   i n   d is to r tio n   o r   in ac cu r ate  o u tp u w a v e f o r m s   [ 2 3 ] ,   [ 2 4 ] .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t     I SS N:   2089 - 4864       S P A R TAN field   p r o g r a mma b l g a te  a r r a imp leme n ta tio n   fo r   a n a lo g     ( Mo u la i Kh a tir   A h med   N a s s im )   601       Fig u r e   2 .   Flo w c h ar t   o f   VHD L   d escr ip tio n       A D R   is   d ec lar ed   in   th e n tit y   o f   o u r   p r o g r am   as  an   i n o u S T D_ L OGI C _ VE C T OR   ( 5   d o w n to   0 )   to   s er v as   b id ir ec tio n al  p o r f o r   p r o v id in g   ad d r ess es   to   th e   R OM .   T h is   co n f ig u r atio n   is   e s s e n tial  f o r   ad d r ess   m an a g e m e n in   m e m o r y   ar c h itect u r e,   en ab lin g   b o th   r ea d in g   f r o m   an d   w r i tin g   to   m e m o r y   lo ca tio n s .   I m p le m e n ti n g   h i g h - s tate  as y n c h r o n o u s   R E SET   is   cr u c ial   f o r   en s u r in g   t h at  t h co u n ter   o p er ates  r eliab l y .   T h in itial  co n d itio n   ch ec k s   w h et h er   r eset=1 .   I f   tr u e,   it  cle ar s   all  f lip - f lo p s   in   th co u n te r ,   en s u r in g   k n o w n   s tar tin g   s tate.   I f   r eset  is   n o ac tiv ated ,   th d esig n   p r o ce ed s   to   ch ec k   f o r   r is i n g   ed g o n   th e   C L s i g n al.   Up o n   d etec tin g   r i s in g   ed g e,   t h d esig n   ac ce s s es t h co r r esp o n d in g   L UT   v alu lo ca ted   at  th i n d ex   o f   t h cn t a r r a y .   T h is   v alu i s   t h en   co n v er ted   t o   an   u n s i g n ed   8 - b it  f o r m at  a n d   ass ig n ed   to   th lu t_ s i g   s i g n a l [ 2 5 ] .   A t h en d   o f   ea c h   p r o ce s s   ex ec u t io n   o f   o u r   VHD L   b eh av io r al  d escr ip tio n ,   w m u s t   ass ig n   t h e   r esu lti n g   v al u o f   lu t_ s ig ,   co n v er ted   to   ST D_ L OGI C _ VE C T OR ,   to   th Sin _ OUT   s i g n al,   w h ic h   is   d ec lar ed   as   an   o u tp u i n   o u r   e n ti t y .   T h is   s tep   is   cr u cial  f o r   g e n er ati n g   t h co r r esp o n d in g   a n alo g   s ig n al  f r o m   d i g ita l   r ep r esen tatio n .   T h f lo w ch ar t   in   Fi g u r e   2   s u m m ar izes  t h d esig n   s tep s   i n v o l v ed ,   w h ile  Fig u r 3   illu s tr ates   w a v e f o r m   s i m u la tio n s   w it h   R OM   ad d r ess e s   ( A D R )   r an g in g   f r o m   0 0   to   3 d iv id e d   in to   t w o   f i g u r e s   Fig u r 3 ( a )   f r o m   0 0   to   0 B   an d   Fig u r 3 ( b )   f r o m   3 5   to   3 F,  co n d u cted   u s in g   te s b en c h   i n   Xilin x   I SE,   w h ic h   is   s i m u latio n   e n v ir o n m e n u s ed   to   v er i f y   th f u n ctio n ali t y   o f   d ig ita d esi g n s .   I co n tai n s   th i n s ta n tia tio n   o f   th d esig n   u n d er   test   ( DUT )   alo n g   w it h   s ti m u l u s   s i g n a ls   a n d   in p u v ec to r s   to   ex er cise  th DUT .   T h test   b en ch   g e n er ates  in p u an d   m o n ito r s   o u tp u t s ,   allo w i n g   d esig n er s   to   an al y ze   th b eh a v io r   o f   th eir   d esig n   b ef o r i m p le m en ta tio n   o n   h ar d w ar e.   T h is   p r o ce s s   h elp s   id en ti f y   er r o r s   an d   e n s u r es  t h at   th d esi g n   m ee t s   s p ec i f icatio n s .   I d o es  n o t   r eq u ir p h y s ical  h ar d w ar an d   r u n s   en tire l y   w it h i n   th s i m u latio n   en v ir o n m e n t [ 2 6 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t Vo l.  14 ,   No .   3 No v e m b er   20 25 :   597 - 604   602     ( a)       ( b )     Fig u r 3 W av ef o r m   s i m u latio n   w it h   R OM   ADR  f r o m   ( a)   0 0   to   0 B   an d   ( b )   3 5   to   3 F       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T o   v is u alize   o u r   ex p er i m e n tal  r esu lt s   o f   an alo g   w av e f o r m s   o b tain ed   at  th o u tp u o f   th DAC  s h o w n   in   F ig u r e   4 ,   w u s e   Vi v ad o   d esig n   s u ite   w h ich   p r o v id es  co m p r e h en s i v s et   o f   t o o ls   f o r   h ar d w ar e   d escr ip tio n ,   s y n t h esi s ,   s i m u lat io n ,   an d   p r o g r a m m i n g   o f   Xili n x   d e v ices.   Vi v ad o   is   a n   ad v a n ce d   I DE   b y   Xili n x ,   d esig n ed   f o r   cr ea tin g   co m p le x   FP GA   d esig n s ,   esp ec iall y   f o r   n e w er   f a m ilie s   lik th 7 - s er ies,  Ultr aSca le,   an d   Ver s al.   T h ese  FP G A   f a m i lies   o f f er   h i g h   p er f o r m an ce   an d   l o w   p o w er   co n s u m p t io n ,   w it h   Viv ad o   o p ti m izi n g   th eir   ca p ab ilit ies.  I s u p p o r ts   HDL s   lik VH D L   an d   Ver ilo g ,   as  w ell  as  h i g h - lev e s y n t h esis   ( H L S)  f o r   C ,   C ++ ,   an d   Op en C L .   Viv ad o   en ab les  s y n t h es is ,   s i m u latio n ,   an d   o p tim iza tio n   f o r   h i g h - s p e ed   ap p licatio n s   an d   in cl u d es  to o ls   f o r   d eb u g g i n g   an d   r ea l - ti m s i m u lat io n .   I al s o   s u p p o r ts   I P   I n teg r ato r   f o r   in teg r at in g   p r e - b u ilt   b lo ck s ,   m a k i n g   it  id ea f o r   em b ed d ed   s y s te m s   an d   h ig h - p er f o r m an ce   co m p u t in g   [ 2 7 ] .   As  s h o w n   in   b o th   Fig u r es  4 ( a)   an d   4 ( b )   f o r   L =3 2   an d   L =6 4 ,   w it h   th in cr ea s o f   L ,   m e m o r y   d e m a n d   r is es,  w h ic h   lead s   to   g r ea ter   n u m b er   o f   d i g ital  s a m p les  an d   ex te n d s   t h ti m r eq u ir ed   to   ac ce s s   t h L UT s .   B y   ad j u s tin g   th v al u o f   L ,   th s y s te m   ca n   b co n f i g u r ed   to   g en er ate  v ar io u s   s i n u s o id al  f r eq u en cies,  m a k i n g   it  s u itab le  f o r   cr ea tin g   d if f er e n t y p e s   o f   m o d u lat ed   s ig n al s ,   s u c h   as  b i n ar y   p h a s s h i f k e y in g   ( B P SK)   an d   a m p litu d s h i f k e y i n g   ( A SK) .   T h ese   m o d u la tio n   te ch n iq u es  r el y   o n   alter i n g   th e   p h ase  o r   a m p l itu d o f   ca r r ier   s ig n al  a n d   b y   co n tr o llin g   L ,   th s y s te m   c an   ef f icie n tl y   s w itc h   b et w ee n   d if f er en f r eq u e n cie s   to   ac h iev t h d esire d   m o d u latio n   f o r m a t [ 2 8 ] .         ( a)       ( b )     Fig u r 4 .   Sin u s o id   w it h   ( a)   L = 6 4   ( f =2 . 5   KHz )   an d   ( b )   L =3 2   ( f =5   KHz )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t     I SS N:   2089 - 4864       S P A R TAN field   p r o g r a mma b l g a te  a r r a imp leme n ta tio n   fo r   a n a lo g     ( Mo u la i Kh a tir   A h med   N a s s im )   603   4.   F I E L P RO G R AM M AB L E   G AT E   ARR AY   I M P L E M E NT A T I O N   T o   d o w n lo ad   T h VHDL   p r o g r a m   o n   Mi m as V2   Sp ar ta n - 6   F P GA   w n ee d   to   g e n er ate  p r o g r a m m i n g   f ile  an d   r u n   it.  T h is   w ill  cr ea te  . b it  f ile,   w h ic h   is   th b i n ar y   f ile  u s ed   to   lo ad   th VHDL   d esi g n   o n to   th e   FP GA .   T o   in ter ac w i th   Xili n x s   i m p le m en tatio n   to o ls   w u s ed   a n   u s er   co n s tr ai n f ile  ( UC F)  f ile   w h ich   is   a   ca s s e n s it iv ASC I I   f ile  g e n e r ated   b y   t h u s er   to   d e f in e s   h o w   t h lo g ical  d esi g n   in   th e   V HDL   co d m ap s   to   th p h y s ical   p i n s   a n d   r eso u r ce s   o n   th FP G A   [ 2 9 ] .   I n   UC f ile,   b o th   #   an d   //  ar u s ed   f o r   co m m e n ts ,   allo w i n g   d esig n er s   to   an n o tate  t h f ile  a n d   ex p lain   t h co n s tr ai n ts .   E ac h   co m m a n d   o r   s tatem e n is   te r m in a ted   b y   s e m ico lo n   ( ;) ,   w h ich   is   s ta n d ar d   s y n ta x .   Mo s t o f   t h co n te n t c o n s i s ts   o f   m ap p in g   s i g n als to   s p ec if ic  p in s   u s i n g   t h f o llo w i n g   k e y   co m m a n d s :     NE T : r ef er s   to   th lo g ical  s i g n al  in   th d es ig n .     L O C : sp ec i f ies t h e   p h y s ical  lo ca tio n   ( p in )   o n   th FP G A   to   wh ich   t h s ig n al  is   m ap p ed .   Sp ec if icall y ,   t h UC f ile  allo w s   co n s tr ai n i n g   t h f o llo w in g   asp ec ts   o f   t h FP GA   d es ig n :     P in   Ass i g n m e n t s m ap s   lo g ica l sig n als to   s p ec i f ic  p h y s ical  p in s   o n   t h FP G A .   E x a m p le:  NET "clk" LOC   = "P85 " ; ( ass ig n s   th " clk "   s ig n al  to   p in   P 8 5 ) .     I /O  s tan d ar d s : d ef i n es t h v o lt ag s ta n d ar d   f o r   ea ch   s ig n al  ( e . g ,   L V C MO S3 3 ,   SS T L ) .   E x a m p le:   NET "clk" LOC  = "P85" | IOSTANDARD = LVCMOS33;       5.   CO NCLU SI O N   T h is   p r o j ec s u cc es s f u ll y   i m p le m e n ted   DDS  s ig n al  g e n er ato r   o n   Sp ar tan - 6   FP G A .   T h u s o f   L UT s   in   B R A e n ab les  p r ec is g en er atio n   o f   an alo g   w a v ef o r m s ,   s u c h   as  s i n an d   s q u ar s ig n a ls .   T h e   in te g r atio n   o f   t h D AC 0 8 0 8   DAC  en s u r es  ac cu r ate  co n v e r s io n   o f   d ig i tal  s a m p les.  T h an k s   to   th FP G A's   r ec o n f i g u r ab le  ar ch itect u r e,   s i g n al   p ar a m eter s   lik f r eq u e n c y   an d   p h ase  ca n   b ad j u s ted   in   r ea ti m e.   T h is   d esig n   is   p ar ticu lar l y   s u itab le   f o r   ap p licatio n s   in   D SP   an d   m o d u latio n   tech n iq u e s   s u c h   as  B P SK  an d   A S K.   Ov er all,   th i s   p r o j ec d em o n s tr ates  th ad v a n ta g es  o f   F P G A   tech n o lo g y   f o r   h ig h - p r ec is io n   an d   s ca lab le  s ig n al   g en er atio n .   Fo r   f u tu r r esear c h ,   it  w o u ld   b v al u ab le  to   ex p lo r th in teg r atio n   o f   h ig h e r - r eso lu tio n   D AC s   an d   in v e s ti g ate  th p o ten t ial  f o r   r ea l - ti m s ig n al  s y n t h esi s   ac r o s s   b r o ad er   f r eq u en c y   r an g e,   w h ich   co u ld   en h a n ce   t h v er s at ilit y   an d   p er f o r m a n ce   o f   DDS  s y s te m s   i n   m o r co m p le x   ap p licatio n s .       ACK NO WL E D G M E NT S   T h au th o r s   w o u ld   li k to   th an k   t h Mi n is tr y   o f   h i g h er   e d u ca tio n   a n d   s cien t if ic  r esear ch   o f   t h e   A l g er ia n   g o v er n m e n a n d   t h Facu lt y   o f   T ec h n o lo g y ,   T le m ce n   U n i v er s it y   f o r   p r o v id in g   t h f u n d i n g   f o r   t h i s   r esear ch .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   X i l i n x ,   " S p a r t a n - 7   F P G A s :   me e t i n g   t h e   c o st - se n si t i v e   mark e t   r e q u i r e me n t s , "   W P 4 8 3 ,   D e c .   7 ,   2 0 2 0 .   [ 2 ]   D .   W a n g ,   K .   X u ,   J .   G u o   a n d   S .   G h i a si ,   " D S P - Ef f i c i e n t   H a r d w a r e   A c c e l e r a t i o n   o f   C o n v o l u t i o n a l   N e u r a l   N e t w o r k   I n f e r e n c e   o n   F P G A s,"  I EEE  T ra n sa c t i o n s   o n   C o m p u t e r - A i d e d   D e s i g n   o f   I n t e g r a t e d   C i r c u i t s   a n d   S y s t e m s ,   v o l .   3 9 ,   n o .   1 2 ,   p p .   4 8 6 7 - 4 8 8 0 ,   D e c .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T C A D . 2 0 2 0 . 2 9 6 8 0 2 3 .   [ 3 ]   A .   K .   T .   S u l t h a n a ,   " S i mu l a t i o n   a n d   I mp l e me n t a t i o n   o f   B P S K   M o d u l a t o r   a n d   D e mo d u l a t o r   S y st e o n   S p a r t a n - 3 F P G A , "   2 0 1 9   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   S m a rt   S y s t e m s   a n d   I n v e n t i v e   T e c h n o l o g y   ( I C S S I T ) ,   T i r u n e l v e l i ,   I n d i a ,   2 0 1 9 ,   p p .   1 2 6 - 1 2 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C S S I T 4 6 3 1 4 . 2 0 1 9 . 8 9 8 7 7 8 8 .   [ 4 ]   Y . D u ,   W . L i ,   Y . G e ,   H . L i ,   K . D e n g ,   a n d   Z . L u ,   N o t e :   A   h i g h f r e q u e n c y   si g n a l   g e n e r a t o r   b a se d   o n   d i r e c t   d i g i t a l   s y n t h e si z e r   a n d   f i e l d p r o g r a mm a b l e   g a t e   a r r a y ,   Re v i e w   o f   S c i e n t i f i c   I n st r u m e n t s ,   v o l . 8 8 ,   n o . 9 ,   S e p . 2 0 1 7 ,   d o i : 1 0 . 1 0 6 3 / 1 . 5 0 0 1 4 8 9 .   [ 5 ]   L . - M . R e n ,   X . X u e ,   a n d   Y. - B. Z h e n g ,   T h e   d e si g n   o f   h i g h   p r e c i si o n   a r b i t r a r y   w a v e f o r g e n e r a t o r   b a se d   o n   D D S   t e c h n o l o g y   a n d   F P G A ,   J o u r n a l   o f   P h y s i c s:   C o n f e r e n c e   S e r i e s ,   v o l . 1 8 2 0 ,   a r t . 0 1 2 0 1 0 ,   M a r . 2 0 2 1 ,   d o i : 1 0 . 1 0 8 8 / 1 7 4 2 - 6 5 9 6 / 1 8 2 0 / 1 / 0 1 2 0 1 0 .   [ 6 ]   W .   W o l f ,   F P G A - b a se d   S i g n a l   P r o c e ssi n g ,”   F PG A - Ba s e d   S y st e m   D e s i g n ,   1 st   e d .   U p p e r   S a d d l e   R i v e r ,   N J,  U S A :   P r e n t i c e   H a l l ,   2 0 0 4 ,   p p .   2 4 7 - 2 8 4 .   [ 7 ]   A .   A .   A l sh a r e f ,   M .   A .   M o h d .   A l i ,   a n d   H .   S a n u si ,   D i r e c t   d i g i t a l   f r e q u e n c y   sy n t h e si z e r   si mu l a t i o n   a n d   d e si g n   b y   me a n s   o f   Q u a r t u s - M o d e l S i m,”   J o u r n a l   o f   A p p l i e d   S c i e n c e s ,   v o l .   1 2 ,   p p .   2 1 7 2 2 1 7 7 ,   2 0 1 2 ,   d o i : 1 0 . 3 9 2 3 / j a s. 2 0 1 2 . 2 1 7 2 . 2 1 7 7 .   [ 8 ]   X .   H a n ,   P .   W a n g ,   S S .   L i ,   a n d   X Z h a o ,   I n v e st i g a t i o n   o f   p h a se - sh i f t i n g   a n d   f r e q u e n c y   c o n v e r si o n   si n u so i d a l   si g n a l   g e n e r a t o r   b a se d   o n   D D S   a n d   F P G A ,   Ap p l i e d   Me c h a n i c s   a n d   M a t e ri a l s ,   v o l . 5 5 6 5 6 2 ,   p p . 1 5 8 0 1 5 8 3 ,   M a y   2 0 1 4 ,   d o i : 1 0 . 4 0 2 8 / w w w . sci e n t i f i c . n e t / A M M . 5 5 6 - 5 6 2 . 1 5 8 0 .   [ 9 ]   N .   B .   A me u r ,   A   L o w - P h a se   N o i se   A D P L L   B a se d   o n   a   P R B S - D i t h e r e d   D D S   En h a n c e me n t   C i r c u i t ,”  J o u r n a l   o f   C i r c u i t s ,   S y s t e m s   a n d   C o m p u t e rs ,   v o l .   2 6 ,   n o .   5 ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 4 2 / S 0 2 1 8 1 2 6 6 1 7 5 0 0 7 6 1 .   [ 1 0 ]   Y .   H o u ,   C .   L i ,   a n d   S .   T a n g ,   A n   a c c u r a t e   D D S   me t h o d   u si n g   c o mp o u n d   f r e q u e n c y   t u n i n g   w o r d   a n d   i t F P G A   i mp l e me n t a t i o n ,   El e c t r o n i c s ,   v o l .   7 ,   n o .   1 1 ,   N o v .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e l e c t r o n i c s 7 1 1 0 3 3 0 .   [ 1 1 ]   M .   P o m p o n i o ,   A .   H a t i   a n d   C .   N e l so n ,   U l t r a - l o w   p h a se   n o i se   f r e q u e n c y   d i v i si o n   w i t h   a r r a y   o f   d i r e c t   d i g i t a l   sy n t h e si z e r s ,   I EEE  T ra n s a c t i o n o n   I n s t ru m e n t a t i o n   a n d   Me a su r e m e n t ,   v o l .   7 3 ,   p p .   1 - 1 0 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI M . 2 0 2 3 . 3 3 4 6 5 3 8 .   [ 1 2 ]   V .   T h a mi z h a r a sa n   a n d   N .   K a st h u r i , “ F P G A   i mp l e m e n t a t i o n   o f   h i g h   p e r f o r man c e   d i g i t a l   F I R   f i l t e r   d e si g n   u s i n g   a   h y b r i d   a d d e r   a n d   mu l t i p l i e r ,”  I n t e rn a t i o n a l   J o u r n a l   o f   El e c t r o n i c s v o l .   1 1 ,   n o .   4 ,   p p .   5 8 7 - 6 0 7 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 0 / 0 0 2 0 7 2 1 7 . 2 0 2 2 . 2 0 9 8 3 8 7 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t Vo l.  14 ,   No .   3 No v e m b er   20 25 :   597 - 604   604   [ 1 3 ]   S .   M .   Q a si m,  S .   A .   A b b a si ,   a n d   B .   A l mash a r y ,   A   r e v i e w   o f   F P G A - b a se d   d e si g n   me t h o d o l o g y   a n d   o p t i mi z a t i o n   t e c h n i q u e f o r   e f f i c i e n t   h a r d w a r e   r e a l i z a t i o n   o f   c o mp u t a t i o n   i n t e n s i v e   a l g o r i t h ms,”   2 0 0 9   I n t e rn a t i o n a l   M u l t i m e d i a ,   S i g n a l   Pro c e ssi n g   a n d   C o m m u n i c a t i o n   T e c h n o l o g i e s ,   A l i g a r h ,   I n d i a ,   2 0 0 9 ,   p p .   3 1 3 - 3 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / M S P C T . 2 0 0 9 . 5 1 6 4 2 3 8 .   [ 1 4 ]   K .   C h e n ,   Q .   L i a n g ,   a n d   J .   C h e n   H i g h   p r e c i si o n   l o w   j i t t e r   p u l se   g e n e r a t o r   i m p l e me n t e d   w i t h   F P G A   t r a n sce i v e r ,   Me a s u reme n t v o l .   2 3 1 ,   M a y   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . m e a su r e me n t . 2 0 2 4 . 1 1 4 6 5 7 .   [ 1 5 ]   D .   R .   Z h o u ,   Y .   R .   Z h o u ,   J .   C .   G o n g ,   a n d   Z .   F .   M a o ,   S i g n a l   g e n e r a t o r   d e si g n   b a se d   o n   t h e   F P G A ,   Ap p l i e d   M e c h a n i c s   a n d   Ma t e r i a l s ,   v o l s.  3 3 3 3 3 5 ,   p p .   2 4 0 7 2 4 1 1 ,   Ju l .   2 0 1 3 ,   d o i :   1 0 . 4 0 2 8 / w w w . sci e n t i f i c . n e t / A M M . 3 3 3 - 3 3 5 . 2 4 0 7 .   [ 1 6 ]   A .   R o d r í g u e z ,   J.  P o r t i l l a ,   E.   d e   l a   T o r r e   a n d   T .   R i e sg o ,   T e a c h i n g   h y b r i d   H W / S W   e mb e d d e d   sy st e d e si g n   u s i n g   F P G A - b a se d   d e v i c e s,”   i n   2 0 1 6   C o n f e r e n c e   o n   D e si g n   o f   C i r c u i t s   a n d   I n t e g r a t e d   S y st e m ( D C I S ) ,   G r a n a d a ,   S p a i n ,   2 0 1 6 ,   p p .   1 - 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / D C I S . 2 0 1 6 . 7 8 4 5 3 7 2 .   [ 1 7 ]   A .   A g a r w a l ,   D e si g n   a n d   F P G A   i m p l e me n t a t i o n   o f   D D R   S D R A M   c o n t r o l l e r ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   f o Re s e a r c h   i n   A p p l i e d   S c i e n c e   &   En g i n e e ri n g   T e c h n o l o g y   ( I J RA S ET) ,   v o l .   5 ,   n o .   4 ,   p p .   1 2 5 8 1 2 6 3 ,   A p r .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 2 2 2 1 4 / i j r a se t . 2 0 1 7 . 4 2 2 4 .   [ 1 8 ]   P .   B u t l e r ,   A n   a l mo st   p u r e   D D S   si n e   w a v e   t o n e   g e n e r a t o r ,   A n a l o g ,   20 1 9 .   [ 1 9 ]   S .   L i ,   D e si g n   a n d   i mp l e me n t a t i o n   o f   D D S   si g n a l   g e n e r a t o r   b a se d   o n   F P G A ,   Ac a d e m i c   J o u rn a l   o f   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   v o l .   9 ,   n o .   1 ,   p p .   1 4 5 1 4 9 ,   Ja n .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 5 4 0 9 7 / x d h h 4 c 1 3 .   [ 2 0 ]   A .   Z .   Ji d i n ,   I .   N .   M a h z a n ,   A .   S .   R .   A .   S u b k i ,   a n d   W .   H .   W .   H a ssan ,   I mp r o v e   p e r f o r man c e   o f   t h e   d i g i t a l   si n u so i d a l   g e n e r a t o r   i n   F P G A   b y   me mo r y   u sag e   o p t i mi z a t i o n ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   El e c t ri c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   9 ,   n o .   3 ,   p p .   1 7 4 2 1 7 4 9 ,   J u n .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e c e . v 9 i 3 . p p 1 7 4 2 - 1 7 4 9 .   [ 2 1 ]   Z .   A mi r z a d e h   a n d   M .   G h o l a mi ,   A s y n c h r o n o u s   c o u n t e r   i n   Q C A   t e c h n o l o g y   u si n g   n o v e l   D   f l i p f l o p ,   T h e   E u ro p e a n   Ph y si c a l   J o u rn a l   P l u s ,   v o l .   1 3 9 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 4 0 / e p j p / s 1 3 3 6 0 - 0 2 4 - 0 5 1 4 1 - y.   [ 2 2 ]   A .   B a r k a l o v ,   L .   T i t a r e n k o ,   a n d   K .   K r z y w i c k i ,   R e d u c i n g   L U T   c o u n t   f o r   F P G A - b a se d   me a l y   F S M s ,”  Ap p l i e d   S c i e n c e s ,   v o l .   1 0 ,   n o .   1 5 ,   J u l .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a p p 1 0 1 5 5 1 1 5 .   [ 2 3 ]   A .   M a r d a r i ,   Z .   Je l č i c o v á   a n d   J .   S p a r s ø ,   D e si g n   a n d   F P G A - i mp l e men t a t i o n   o f   A s y n c h r o n o u s   C i r c u i t U si n g   T w o - P h a se   H a n d sh a k i n g ,   i n   2 0 1 9   2 5 t h   I EE I n t e r n a t i o n a l   S y m p o si u m   o n   As y n c h ro n o u C i rc u i t a n d   S y s t e m ( A S Y N C ) ,   H i r o sak i ,   Ja p a n ,   2 0 1 9 ,   p p .   9 - 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A S Y N C . 2 0 1 9 . 0 0 0 1 0 .   [ 2 4 ]   X .   Ji a n g ,   J.   W a n g ,   Y .   L i n   a n d   Z .   W a n g ,   F P G A - a c c e l e r a t e d   maz e   r o u t i n g   k e r n e l   f o r   V L S I   d e si g n s,”   i n   2 0 2 2   2 7 t h   As i a   a n d   S o u t h   Pa c i f i c   D e si g n   A u t o m a t i o n   C o n f e re n c e   ( A S P - D A C ) ,   T a i p e i ,   T a i w a n ,   2 0 2 2 ,   p p .   5 9 2 - 5 9 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A S P - D A C 5 2 4 0 3 . 2 0 2 2 . 9 7 1 2 5 3 3 .   [ 2 5 ]   X. - T .   C h e n ,   W . - K .   H u a n g ,   N .   P a r k ,   F .   J.  M e y e r   a n d   F .   L o mb a r d i ,   D e si g n   v e r i f i c a t i o n   o f   F P G A   i mp l e me n t a t i o n s,   i n   I E EE   D e si g n   &   T e st   o f   C o m p u t e rs ,   v o l .   1 6 ,   n o .   2 ,   p p .   6 6 - 7 3 ,   A p r . - J u n .   1 9 9 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / 5 4 . 7 6 5 2 0 5 .   [ 2 6 ]   H .   L e e ,   K .   K i m,  Y .   K w o n ,   a n d   E.   H o n g ,   R e a l t i me   p a r t i c l e   sw a r o p t i m i z a t i o n   o n   F P G A   f o r   t h e   o p t i mal   me ssag e c h a i n   st r u c t u r e ,   E l e c t r o n i c s ,   v o l .   7 ,   n o .   1 1 ,   N o v .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e l e c t r o n i c s7 1 1 0 2 7 4 .   [ 2 7 ]   F .   Q u a d r i   a n d   A .   D .   T e t e ,   " F P G A   i mp l e me n t a t i o n   o f   d i g i t a l   mo d u l a t i o n   t e c h n i q u e s,"  i n   2 0 1 3   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   C o m m u n i c a t i o n   a n d   S i g n a l   Pr o c e ssi n g ,   Me l m a r u v a t h u r ,   I n d i a ,   2 0 1 3 ,   p p .   9 1 3 - 9 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / i c c s p . 2 0 1 3 . 6 5 7 7 1 8 9 .   [ 2 8 ]   S .   B r o w n   a n d   Z .   V r a n e si c ,   F u n d a m e n t a l o f   D i g i t a l   L o g i c   w i t h   VH D L   D e s i g n ,   3 r d   e d . ,   M c G r a w - H i l l ,   2 0 0 9 ,   p p .   5 2 6 - 5 2 8 .   [ 2 9 ]   S .   K i l t s,  A d v a n c e d   F PG d e s i g n :   a rc h i t e c t u re,   i m p l e m e n t a t i o n ,   a n d   o p t i m i za t i o n ,   W i l e y - I n t e r sci e n c e ,   2 0 0 7 ,   p p .   8 9 - 91 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       M o u la K h a tir  A h m e d   N a ss i m           r e c e iv e d   h is  in g e n u it y   d e g re e   in   El e c tro n ics   a t   F a c u lt y   o f   T e c h n o lo g y ,   Un iv e rsity   o f   T l e m c e n ,   A lg e ria,  a n d   h is  M a g ister  a n d   d o c to ra te   i n   M icro El e c tro n ics   a F a c u l ty   o f   T e c h n o lo g y ,   Un iv e rsit y   o f   T le m c e n .   F u ll - ti m e   p ro f e ss o o f   A d v a n c e d   Dig it a El e c tro n ics   (F P GA   a n d   V HD L a n d   e lec tro n ics   g ra d u a ted   p r o g ra m ,   De p a rtme n o f   El e c tri c a En g in e e rin g   a n d   El e c tr o n ics ,   F a c u lt y   o T e c h n o lo g y ,   Un iv e rsit y   o T le m c e n ,   A lg e ria   a n d   m e m b e o f   th e   Re se a rc h   Un it   f o M a teria ls  a n d   Re n e w a b le  En e rg ies   (URME R),   Un iv e rsit y   o f   T le m c e n ,   B P - 1 1 9 ,   T le m c e n   1 3 0 0 0 ,   A lg e ria.  He   c a n   b e   c o n tac ted   a t   e m a il a h m e d n a ss im . m o u laik h a ti r@u n iv - tl e m c e n . d z .         Z ia n Z a k a r y a           re c e iv e d   h is  in g e n u it y   d e g re e   in   P h y sic s   a F a c u lt y   o f   S c ien c e ,   Un iv e rsit y   o T l e m c e n ,   A lg e ria ,   a n d   h is  M a g ister  a n d   Do c to r a te   in   En e rg y   P h y sic s   a n d   M a teria ls   a F a c u lt y   o f   S c ien c e ,   Un iv e rsit y   o f   T le m c e n .   F u ll - ti m e   p ro f e ss o in   De p a rtm e n o f   S NV ,   In sti tu te   o f   S c ien c e s,  Un iv e rsit y   Ce n ter  o f   S a lh i   A h m e d   Na a m a ,   BP - 6 6 ,   Na a m a   4 5 0 0 0 ,   A l g e ria.  M e m b e o f   th e   L a b o ra to ry   f o th e   S u sta i n a b le  M a n a g e m e n o f   Na tu ra Re so u rc e in   A rid   a n d   S e m i - A rid   Zo n e s,  Un iv e rsit y   Ce n ter S a lh A h m e d ,   BP - 6 6 ,   Na a m a   4 5 0 0 0 ,   A lg e ria.   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il z ian i@c u n iv - n a a m a . d z .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.