Modelo dorado: el oráculo del proyecto

Por qué existe

El plan original apoyaba la corrección en el loopback DAC→ADC del FMC213: se sintetiza un IF conocido en el DAC, se captura en el ADC y se asevera la I/Q diezmada. Es un oráculo excelente y autocontenido, y la ZedBoard no lo tiene.

El sustituto es un modelo de referencia en NumPy de toda la cadena DDC — NCO, mixer, CIC, FIR, gating — bit-exacto en aritmética de punto fijo. Es mejor en precisión y peor en realismo:

• Mejor: el oráculo es exacto, no estadístico. No hay ruido de medida entre la expectativa y el resultado, así que cualquier discrepancia es un bug real.
• Peor: no dice nada sobre el comportamiento del frontal analógico real, el ruido, ni las no linealidades. Eso es la entrada D9 del registro delta y se compensa inyectando las degradaciones sintéticamente.

La regla

Ninguna prueba pasa por «se ve razonable». Toda salida del DDC se compara bit a bit con el modelo NumPy. Si hay discrepancia, o el RTL está mal o el modelo está mal; en los dos casos hay un bug y hay que encontrarlo.

Esto es lo que hace que la sustitución del loopback analógico por un modelo dorado no sea una pérdida neta: se cambia realismo por exactitud, y la exactitud es lo que atrapa los bugs de aritmética de punto fijo, que son los que se esconden.

Qué tiene que reproducir el modelo

• Palabra de fase y truncamiento del NCO, exactamente como el DDS Compiler configurado.
• Aritmética del mixer complejo, incluidos crecimiento de bits y redondeo.
• CIC con N=5 y R=52: crecimiento de bits por etapa y punto de truncamiento.
• FIR compensador de droop del CIC y FIR de diezmado final, con los coeficientes cuantizados que realmente se cargan en la IP.
• Escalado de ganancia, saturación y la bandera de overflow.
• Gating de rango: fronteras de bin, conteo de bins y el TLAST por rayo.

El modelo consume y produce los mismos vectores que el RTL, y como FS_HZ dilata todo por igual, esos vectores y los valores esperados son idénticos en ZedBoard y en ZU9.

Inyección deliberada de degradaciones

Desde Z1, el generador de vectores inyecta a propósito lo que el frontal real va a traer: ruido gaussiano a varios SNR, offset DC, desbalance I/Q, y entrada a fondo de escala y sobre-escala. No es para «hacerlo más realista» como gesto: es para que el comportamiento del DDC bajo esas condiciones esté caracterizado antes de que exista el frontal, y para que el modelo dorado también las modele y siga siendo el oráculo.