在很多高精度計(jì)算場合需要采用浮點(diǎn)運(yùn)算。過去用門電路進(jìn)行各種運(yùn)算通常為定點(diǎn)運(yùn)算，但其計(jì)算精度有限。隨著現(xiàn)場可編程門陣（FPGA）的迅速發(fā)展，可以采用FPGA實(shí)現(xiàn)浮點(diǎn)運(yùn)算。 本文首先介紹定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)的格式，完成基于FPGA的幾種常用浮點(diǎn)運(yùn)算器的VHDL設(shè)計(jì)，包括浮點(diǎn)數(shù)與定點(diǎn)數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換，浮點(diǎn)加法器、減法器、乘法器以及除法器。在這些浮點(diǎn)運(yùn)算單元電路中采用多級(jí)流水線技術(shù)，并在某些方面優(yōu)化算法，提高了運(yùn)算器的性能。在此基礎(chǔ)上討論浮點(diǎn)運(yùn)算器的應(yīng)用，通過調(diào)用自主開發(fā)的浮點(diǎn)乘、加模塊設(shè)計(jì)浮點(diǎn)FIR濾波器，并將其應(yīng)用于正交中頻采樣，結(jié)果表明浮點(diǎn)運(yùn)算的正交中頻采樣可以得到更高的鏡頻抑制比。最后應(yīng)用浮點(diǎn)運(yùn)算模塊設(shè)計(jì)浮點(diǎn)FFT處理器，在FPGA中實(shí)現(xiàn)高精度的FFT處理。
標(biāo)簽： FPGA 浮點(diǎn)運(yùn)算器
上傳時(shí)間： 2013-05-20
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擴(kuò)展頻譜通信技術(shù),它的突出優(yōu)點(diǎn)是保密性好,抗干擾性強(qiáng).隨著通信系統(tǒng)與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)與微電子技術(shù)發(fā)展,越來越多的通信系統(tǒng)構(gòu)建于這種技術(shù)之上.在實(shí)際擴(kuò)頻通信系統(tǒng)工程中,用得比較普遍的是直擴(kuò)方式和跳頻方式,它們的不同在于直擴(kuò)是采取隱藏的方式對(duì)抗干擾,而跳頻采取躲避的方式. 西方國家早在20世紀(jì)50年代就開始對(duì)跳頻通信進(jìn)行研究,在上個(gè)世紀(jì)末的幾次局部戰(zhàn)爭中,跳頻電臺(tái)得到了普遍的應(yīng)用.跳頻通信的發(fā)展促進(jìn)了其對(duì)抗技術(shù)的發(fā)展,目前,世界主要幾個(gè)軍事先進(jìn)的國家,已經(jīng)研究出高性能的跳頻通信對(duì)抗設(shè)備,國內(nèi)這方面的發(fā)展相對(duì)國外差距比較大. 未來戰(zhàn)爭是科學(xué)技術(shù)的斗爭,研究跳頻通信對(duì)抗勢在必行.基于這種目的,本文研究和設(shè)計(jì)了跳頻檢測的FPGA實(shí)現(xiàn),利用基于時(shí)頻分析的處理方法,完成了跳頻信號(hào)檢測的FPGA實(shí)現(xiàn),通過測試,表明系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,可以滿足實(shí)際的需要.主要內(nèi)容包括: 1.概述了跳頻檢測接收研究的發(fā)展動(dòng)態(tài),闡述了擴(kuò)展頻譜通信及短時(shí)傅立葉變換的原理. 2.分析了基于快速傅立葉變換(FFT)處理跳頻信號(hào),檢測跳頻的可行性,利用FFT檢測頻譜的原理,合理使用頻譜采樣策略,做到了增加頻譜利用率,提高了檢測概率和分析信噪比；利用抽取內(nèi)插技術(shù)完成數(shù)據(jù)速率的轉(zhuǎn)換,使其滿足后續(xù)信號(hào)的處理要求；利用同相和正交的DDC實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu),完成對(duì)跳頻信號(hào)的解跳. 3.設(shè)計(jì)完成了跳頻信號(hào)檢測與接收系統(tǒng)的FPGA實(shí)現(xiàn),其主要包括:數(shù)據(jù)速率變換的實(shí)現(xiàn),FIR低通濾波器的實(shí)現(xiàn),快速傅立葉變換(FFT)的實(shí)現(xiàn),下變頻的實(shí)現(xiàn)等.在濾波器的實(shí)現(xiàn)中,提出了兩種設(shè)計(jì)方法:基于常系數(shù)乘法器和分布式算法濾波器,分析了上述兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn),選擇用分布式算法實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的低通濾波器；在快速傅立葉變換實(shí)現(xiàn)中,分析了基2和基4的算法結(jié)構(gòu),并分別實(shí)現(xiàn)了基2和基4的算法,滿足了不同場合對(duì)處理器的要求.在下變頻的設(shè)計(jì)中,使用濾波器的多相結(jié)構(gòu)完成抽取的實(shí)現(xiàn),并使用低通濾波器使信號(hào)帶寬滿足指標(biāo)的要求.此外,設(shè)計(jì)中還包括雙端口RAM的實(shí)現(xiàn),比較模塊的實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)緩存模塊和串并轉(zhuǎn)換模塊的實(shí)現(xiàn). 4.介紹了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的硬件平臺(tái).
標(biāo)簽： 跳頻信號(hào) 檢測 接收系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著信號(hào)處理技術(shù)的進(jìn)步和電子技術(shù)的發(fā)展，雷達(dá)信號(hào)偵察接收機(jī)逐漸從模擬體制向數(shù)字體制轉(zhuǎn)變。軟件無線電概念的提出，促使雷達(dá)偵察接收機(jī)朝大帶寬、全截獲方向發(fā)展，現(xiàn)有的串行信號(hào)處理體制已經(jīng)很難滿足系統(tǒng)要求。FPGA器件的出現(xiàn)，為實(shí)現(xiàn)寬帶雷達(dá)信號(hào)偵察數(shù)字接收機(jī)提供了硬件支持。 本文結(jié)合FPGA芯片特點(diǎn)，在前人研究基礎(chǔ)上，從算法和硬件實(shí)現(xiàn)兩方面，對(duì)雷達(dá)信號(hào)偵察數(shù)字接收機(jī)若干關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究和創(chuàng)新，主要研究內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面。 1)給出了基于QuartusII/Matlab和ISE/ModelSim/Matlab的兩種FPGA設(shè)計(jì)聯(lián)合仿真技術(shù)。這種聯(lián)合仿真技術(shù)，大大提高了基于FPGA的雷達(dá)信號(hào)偵察數(shù)字接收機(jī)的設(shè)計(jì)效率。 2)給出了一種基于FFT/IFFT的寬帶數(shù)字正交變換算法，并將該算法在FPGA中進(jìn)行了硬件實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)可對(duì)600MHz帶寬內(nèi)的輸入信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)正交變換。 3)提出了一種全并行結(jié)構(gòu)FFT的FPGA實(shí)現(xiàn)方案，并將其在FPGA芯片中進(jìn)行了硬件實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)能夠在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成32點(diǎn)并行FFT運(yùn)算，滿足了數(shù)字信道化接收機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)處理速度的要求。 4)提出了一種自相關(guān)信號(hào)檢測FPGA實(shí)現(xiàn)方案，通過改變FIFO長度改變自相關(guān)運(yùn)算點(diǎn)數(shù)，實(shí)現(xiàn)了弱信號(hào)檢測。提出通過二次門限處理來消除檢測脈沖中的毛刺和凹陷，降低了虛警概率，提高了檢測結(jié)果的可靠性。 5)在單通道自相關(guān)信號(hào)檢測算法基礎(chǔ)上，提出采用三路并行檢測，每路采用不同的相關(guān)點(diǎn)數(shù)和檢測門限，再綜合考慮三路檢測結(jié)果，得到最終檢測結(jié)果。給出了算法FPGA實(shí)現(xiàn)過程，并對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行了聯(lián)合時(shí)序仿真，提高了檢測性能。 6)給出了一種利用FFT變換后的兩根最大譜線進(jìn)行插值的快速高精度頻率估計(jì)方法，并將該算法在FPGA硬件中進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。通過利用FFT運(yùn)算后的實(shí)/虛部最大值進(jìn)行插值，降低了硬件資源消耗、縮短了運(yùn)算延遲。 7)結(jié)合4)、5)、6)中的研究成果，完成了對(duì)雷達(dá)脈沖信號(hào)到達(dá)時(shí)間、終止時(shí)間、脈沖寬度和脈沖頻率的估計(jì)，最終在一塊FPGA芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)精簡的雷達(dá)信號(hào)偵察數(shù)字接收機(jī)，并在微波暗室中進(jìn)行了測試。
標(biāo)簽： FPGA 雷達(dá)信號(hào) 數(shù)字接收機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-06-13
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軟件無線電技術(shù)作為一種新的通信技術(shù)，其基本思想是構(gòu)造一個(gè)通用硬件平臺(tái)，使寬帶A/D，D/A盡量靠近天線，在數(shù)字域完成信號(hào)處理，通過選用不同軟件模塊即可實(shí)現(xiàn)不同的通信功能，這樣大大縮短了電臺(tái)的研發(fā)周期。該技術(shù)在通信(尤其是在移動(dòng)通信)領(lǐng)域有著迫切的需求和廣闊的應(yīng)用前景。 本文闡述了軟件無線電的基礎(chǔ)理論，對(duì)信號(hào)采樣理論、多速率信號(hào)處理技術(shù)、高效數(shù)字濾波器、數(shù)字正交變換理論進(jìn)行了分析和研究。從目前器件發(fā)展水平和實(shí)驗(yàn)研究條件出發(fā)，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于FPGA的軟件無線電通信平臺(tái)。設(shè)計(jì)采用了中頻數(shù)字化處理的硬件平臺(tái)結(jié)構(gòu)，選用Altera Cyclone系列FPGA作為信號(hào)處理和總體控制配置的核心，并結(jié)合專用通信芯片，數(shù)字上變頻器AD9856和數(shù)字下變頻器AD6654來實(shí)現(xiàn)該平臺(tái)。采用VHDL和Verilog HDL語言對(duì)時(shí)分復(fù)用模塊、信道編解碼模塊、調(diào)制解調(diào)模塊等進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì)，并對(duì)電路板設(shè)計(jì)過程中系統(tǒng)的配置和控制、無源濾波器設(shè)計(jì)、阻抗匹配電路設(shè)計(jì)等問題進(jìn)行了詳細(xì)的討論，最后對(duì)印制電路板進(jìn)行測試和調(diào)試，獲得了預(yù)期的效果。 本文給出的設(shè)計(jì)方案，大大簡化了數(shù)字通信系統(tǒng)的硬件設(shè)備，具有較強(qiáng)的通用性和靈活性，通過修改系統(tǒng)參數(shù)和配置程序，即可適應(yīng)不同的通信模式和信道狀況，充分體現(xiàn)了軟件無線電的優(yōu)勢。該平臺(tái)不僅僅能應(yīng)用在通信設(shè)備上，在許多系統(tǒng)驗(yàn)證平臺(tái)、測試設(shè)備中均可應(yīng)用，頗具實(shí)用價(jià)值。
標(biāo)簽： FPGA 軟件無線電 通信平臺(tái)
上傳時(shí)間： 2013-07-21
上傳用戶：淺言微笑
傳統(tǒng)的頻率調(diào)制和相位調(diào)制兩種數(shù)字調(diào)制方式都存在頻譜利用率低、抗多徑衰落能力差、功率譜衰減慢、帶外輻射嚴(yán)重等不足。正交振幅調(diào)制(QAM)是一種相位和振幅聯(lián)合控制的數(shù)字調(diào)制技術(shù)，它不僅可以得到更高的頻譜效率，而且可...
標(biāo)簽： FPGA QAM 16 調(diào)制解調(diào)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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數(shù)字超聲診斷設(shè)備在臨床診斷中應(yīng)用十分廣泛，研制全數(shù)字化的醫(yī)療儀器已成為趨勢。盡管很多超聲成像儀器設(shè)計(jì)制造中使用了數(shù)字化技術(shù)，但是我們可以說現(xiàn)代VLSI 和EDA 技術(shù)在其中并沒有得到充分有效的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代電子信息技術(shù)的發(fā)展，PLD 在很多與B 型超聲成像或多普勒超聲成像有關(guān)的領(lǐng)域都得到了較好的應(yīng)用，例如數(shù)字通信和相控雷達(dá)領(lǐng)域。 在研究現(xiàn)代超聲成像原理的基礎(chǔ)上，我們首先介紹了常見的數(shù)字超聲成像儀器的基本結(jié)構(gòu)和模塊功能，同時(shí)也介紹了現(xiàn)代FPGA 和EDA 技術(shù)。隨后我們?cè)敿?xì)分析討論了B 超中，全數(shù)字化波束合成器的關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)現(xiàn)手段。我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了片內(nèi)高速異步FIFO 以降低采樣率，仿真結(jié)果表明資源使用合理且訪問時(shí)間很小。正交檢波方法既能給出灰度超聲成像所需要的回波的幅值信息，也能給出多普勒超聲成像所需要的回波的相移信息。我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于直接數(shù)字頻率合成原理的數(shù)控振蕩器，能夠給出一對(duì)幅值和相位較平衡的正交信號(hào)，且在FPGA 片內(nèi)實(shí)現(xiàn)方案簡單廉價(jià)。數(shù)控振蕩器輸出波形的頻率可動(dòng)態(tài)控制且精度較高，對(duì)于隨著超聲在人體組織深度上的穿透衰減，導(dǎo)致回波中心頻率下移的聲學(xué)物理現(xiàn)象，可視作將回波接收機(jī)的中心頻率同步動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行補(bǔ)償。 還設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了B 型數(shù)字超聲診斷儀前端發(fā)射波束聚焦和掃描控制子系統(tǒng)。在單片F(xiàn)PGA 芯片內(nèi)部設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了聚焦延時(shí)、脈寬和重復(fù)頻率可動(dòng)態(tài)控制的發(fā)射驅(qū)動(dòng)脈沖產(chǎn)生器、線掃控制、探頭激勵(lì)控制、功能碼存儲(chǔ)等功能模塊，功能仿真和時(shí)序分析結(jié)果表明該子系統(tǒng)為設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)高速度、高精度、高集成度的全數(shù)字化超聲診斷設(shè)備打下了良好的基礎(chǔ)，將加快其研發(fā)和制造進(jìn)程，為生物醫(yī)學(xué)電子、醫(yī)療設(shè)備和超聲診斷等方面帶來新思路。
標(biāo)簽： 全數(shù)字 中的應(yīng)用 超聲診斷儀
上傳時(shí)間： 2013-05-30
上傳用戶：tonyshao
基于8PSK的調(diào)制解調(diào)，中間還有濾波器，內(nèi)插器，正交調(diào)制
標(biāo)簽： 8PSK 調(diào)制解調(diào)
上傳時(shí)間： 2013-08-13
上傳用戶：tiantian
DDS在現(xiàn)在運(yùn)用月來越廣泛，在相對(duì)帶寬、頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間、相位連續(xù)性、正交輸出、高分辨力以及集成化等方面都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了傳統(tǒng)頻率合成技術(shù)所能達(dá)到的水平，為系統(tǒng)提供了優(yōu)于模擬信號(hào)源的性能。利用DDS技術(shù)可以很方便地實(shí)現(xiàn)多種信號(hào)。在FPGA上實(shí)現(xiàn)的DDS
標(biāo)簽： DDS
上傳時(shí)間： 2013-09-05
上傳用戶：qwer0574
壓縮感知是針對(duì)稀疏或可壓縮信號(hào)，在采樣的同時(shí)即可對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)壓縮的新理論，采用該理論，可以僅需少量信號(hào)的觀測值來實(shí)現(xiàn)精確重構(gòu)信號(hào)。文中概述了CS理論框架及關(guān)鍵技術(shù)問題，介紹了信號(hào)稀疏表示、觀測矩陣和重構(gòu)算法。最后仿真實(shí)現(xiàn)了基于壓縮感知的信號(hào)重構(gòu)，并對(duì)正交匹配追蹤（OMP）重構(gòu)算法性能作了分析。
標(biāo)簽： 壓縮感知 信號(hào)重構(gòu)
上傳時(shí)間： 2013-10-20
上傳用戶：shen1230
DAC3484 和DAC34H84 是德州儀器（Texas Instruments）新推出的低功耗，高密度，高采樣率，高性能的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，這款芯片目前已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在通信行業(yè)。本文詳細(xì)介紹了DAC3484，DAC34H84 與正交調(diào)制器的輸出接口以及輸出功率定標(biāo)的計(jì)算問題。
上傳時(shí)間： 2013-10-18
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