常用的實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理的器件有可編程的數(shù)字信號(hào)處理(DSP)芯片(如AD系列、TI系列)、專(zhuān)用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)等。在工程實(shí)踐中,往往要求對(duì)信號(hào)處理要有高速性、實(shí)時(shí)性和靈活性,而已有的一些軟件和硬件實(shí)現(xiàn)方式則難以同時(shí)達(dá)到這幾方面的要求。隨著可編程邏輯器件和EDA技術(shù)的發(fā)展,使用FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理,既具有實(shí)時(shí)性,又兼顧了一定的靈活性。FPGA具有的靈活的可編程邏輯可以方便的實(shí)現(xiàn)高速數(shù)字信號(hào)處理,突破了并行處理、流水級(jí)數(shù)的限制,有效地利用了片上資源,加上反復(fù)的可編程能力,越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外從事數(shù)字信號(hào)處理的研究者所青睞。 FIR數(shù)字濾波器以其良好的線性特性被廣泛使用,屬于數(shù)字信號(hào)處理的基本模塊之一。本論文對(duì)基于FPGA的FIR數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究,所做的主要工作如下： 1.介紹了FIR數(shù)字濾波器的基本理論和FPGA的基本概況,以及FPGA設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則和常用的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想與技巧。 2.以FIR數(shù)字濾波器的基本理論為依據(jù),使用分布式算法為濾波器的硬件實(shí)現(xiàn)算法,并對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的討論。針對(duì)分布式算法中查找表規(guī)模過(guò)大的缺點(diǎn),采用優(yōu)化分布式算法的多塊查找表方式使得硬件規(guī)模極大的減小。 3.設(shè)計(jì)出一個(gè)192階的FIR濾波器實(shí)例。其系統(tǒng)要求為：定點(diǎn)16位輸入、定點(diǎn)12位系數(shù)、定點(diǎn)16位輸出,采樣率為75MHz。設(shè)計(jì)用Quartus II軟件進(jìn)行仿真,并將其仿真結(jié)果與Matlab仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。 仿真結(jié)果表明,本論文設(shè)計(jì)的濾波器硬件規(guī)模較小,采樣率達(dá)到了75MHz。同時(shí)只要將查找表進(jìn)行相應(yīng)的改動(dòng),就能分別實(shí)現(xiàn)低通、高通、帶通FIR濾波器,體現(xiàn)了設(shè)計(jì)的靈活性。
標(biāo)簽：
FPGA
FIR
數(shù)字濾波器
上傳時(shí)間：
2013-06-06
上傳用戶：June
隨著信息產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,人們對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率要求越來(lái)越高,從而對(duì)數(shù)據(jù)發(fā)送端和接收端的性能都提出了更高的要求。接收機(jī)的一個(gè)重要任務(wù)就是在于克服各種非理想因素的干擾下,從接收到的被噪聲污染的數(shù)據(jù)信號(hào)中提取同步信息,并進(jìn)而將數(shù)據(jù)正確的恢復(fù)出來(lái)。而數(shù)據(jù)恢復(fù)電路是光纖通信和其他許多類(lèi)似數(shù)字通信領(lǐng)域中不可或缺的關(guān)鍵電路,其性能決定了接收端的總體性能。 目前,數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的結(jié)構(gòu)主要有“時(shí)鐘提取”和“過(guò)采樣”兩種結(jié)構(gòu)。基于“過(guò)采樣”的數(shù)據(jù)恢復(fù)方法的關(guān)鍵是過(guò)采樣,即通過(guò)引入?yún)⒖紩r(shí)鐘,并增加時(shí)鐘源個(gè)數(shù)的方式來(lái)代替第一種方法中的“時(shí)鐘提取”。與“時(shí)鐘提取”的數(shù)據(jù)恢復(fù)方法相比,基于“過(guò)采樣”的數(shù)據(jù)恢復(fù)方法在性能上還有較大的差距,但是后者擁有高帶寬、立即鎖存能力、較低的等待時(shí)間和更高的抖動(dòng)容限,更易于通過(guò)數(shù)字的方法實(shí)現(xiàn),實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)單,成本更低,并且這是一種數(shù)字化的模擬技術(shù)。如果能通過(guò)“過(guò)采樣”方法在普通的邏輯電路上實(shí)現(xiàn)622.08Mb/s甚至更高速率的數(shù)據(jù)恢復(fù),并將它作為一個(gè)IP模塊來(lái)代替專(zhuān)用的時(shí)鐘恢復(fù)芯片,這無(wú)疑將是性能和成本的較好結(jié)合。 本文主要研究“過(guò)采樣”數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的基本原理,通過(guò)全數(shù)字的設(shè)計(jì)方法,給出了在低成本可編程器件FPGA上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)恢復(fù)電路兩種不同的過(guò)采樣的實(shí)現(xiàn)方案,即基于時(shí)鐘延遲的過(guò)采樣和基于數(shù)據(jù)延遲的過(guò)采樣。基于時(shí)鐘延遲的過(guò)采樣數(shù)據(jù)恢復(fù)電路方案,通過(guò)測(cè)試驗(yàn)證,其最高恢復(fù)的數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)到640Mb/s。測(cè)試結(jié)果表明,采用該方案實(shí)現(xiàn)的時(shí)鐘恢復(fù)電路可工作在光纖通信系統(tǒng)STM-4速率級(jí),即622.08MHz頻率上,各方面指標(biāo)基本符合要求。
標(biāo)簽：
FPGA
光接收機(jī)
數(shù)據(jù)恢復(fù)
電路
上傳時(shí)間：
2013-04-24
上傳用戶：axxsa
