波形发生器是一种常用的信号源,由于其灵活的波形信号产生方式,被广泛的应用于电子电路和自动控制系统中。波形发生模块作为波形发生器产生波形数据的功能模块,通常由数据地址发生以及数据处理及控制这两个模块的波形发生核心IP核组成,它需要根据用户的需求完成相应的波形发生、波形数据处理等功能。其中如何快速实现参数化的波形发生核心IP核已成为实现波形发生模块的一大难点。相比用硬件描述语言实现波形发生核心IP核参数化能力差的特点,本文提出了一种基于函数式编程语言Scala的库Spinal HDL的IP核设计实现方案。Spinal HDL将函数式编程语言的软件特点带入到硬件逻辑设计中,有着高阶的函数操作和强大的参数化能力,提高了硬件逻辑设计的效率。本文主要完成的工作如下:1)用Spinal HDL设计实现了数据地址发生模块核心IP核如合成指令控制器、指令解析器、指令执行器、指令译码器、DMA控制器;设计实现了数据处理及控制模块核心IP核如失真信号合成器、AXI4-Lite转SPI控制器以及输出控制器。这些IP核都进行了参数化设计,可根据实际需求完成相应的参数化配置,并由这些波形发生模块核心IP核组建了序列波形发生模块以及失真信号发生模块。2)针对序列波形发生模块能够产生重复的序列波以及增强型序列波的需求,本设计中的合成指令控制器、指令解析器等相关IP核能够以指令的形式控制生成序列波以及增强型序列波。针对数据吞吐量可调的需求,本设计的序列波形发生模块在工作频率250MHz的条件下,数据位宽可实现32-1024bit的动态调节,完成不同的数据吞吐量设置。3)针对失真信号发生模块能够对多路谐波进行幅度控制及波形叠加的需求,本设计中失真信号合成器在200MHz的工作频率下实现了8个可独立配置的信号通道。通过设置不同的频率控制字产生不同频点的信号,设置不同的缩放因子对信号进行放大衰减,最后对通道数可变的输入信号进行多频点合成。4)完成波形发生模块核心IP核的仿真与测试,并对序列波形发生模块进行了基础波形段和序列波形发生的实验验证,以及对失真信号发生模块进行了点频信号和失真信号发生的实验验证。