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集成算法

  • 基于FPGA的高速矩陣運算算法研究.rar

    矩陣運算是描述許多工程問題中不可缺少的數(shù)學(xué)關(guān)系,矩陣運算具有執(zhí)行效率好、速度快、集成度高等優(yōu)點,并且隨著動態(tài)可配置技術(shù)的發(fā)展,靈活性也有了很大的提高。因此,尋找矩陣運算的高速實現(xiàn)方法是具有很大的現(xiàn)實意義,能夠為高速運算應(yīng)用提供技術(shù)支持。 為了提高研究成果的實用性與商用性,本文主要針對某種體積小、運算速度和性能要求很高的特殊場合設(shè)計并實現(xiàn)基于FPGA的矩陣運算功能。通過系統(tǒng)地研究FPGA功能結(jié)構(gòu)、設(shè)計原理、DSP接口、IEEE-754標準,深入學(xué)習(xí)浮點數(shù)及矩陣的基礎(chǔ)運算以及硬件編程語言等內(nèi)容,根據(jù)矩陣運算的特點和原理,討論了硬件設(shè)計方面重點對具體核心器件結(jié)構(gòu)、特點以及有關(guān)FPGA的設(shè)計流程和控制器Verilog HDL硬件編程語言代碼方面內(nèi)容,確定了基于FPGA浮點運算及矩陣運算單元的Verilog HDL設(shè)計方法,在Quartus II平臺上對其仿真、記錄運算結(jié)果,并對采集到的數(shù)據(jù)結(jié)果進行了深入分析與總結(jié)。 本設(shè)計通過幾種矩陣算法利用FPGA和MATLAB分別進行了實現(xiàn)測試,驗證了設(shè)計結(jié)果的正確性,證明了本設(shè)計中矩陣運算速率的實用性與高效性,提高了系統(tǒng)資源利用率和系統(tǒng)可靠性,為今后在工程、軍事、通訊等生產(chǎn)生活各個領(lǐng)域應(yīng)用打下良好基礎(chǔ)。

    標簽: FPGA 矩陣運算 算法研究

    上傳時間: 2013-07-07

    上傳用戶:xuanjie

  • 基于FPGA的數(shù)字中頻收發(fā)信機的設(shè)計與實現(xiàn).rar

    軟件無線電(Software Defined Radio)是無線通信系統(tǒng)收發(fā)信機的發(fā)展方向,它使得通信系統(tǒng)的設(shè)計者可以將主要精力集中到收發(fā)機的數(shù)字處理上,而不必過多關(guān)注電路實現(xiàn)。在進行數(shù)字處理時,常用的方案包括現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、數(shù)字信號處理器(DSP)和專用集成電路(ASIC)。FPGA以其相對較低的功耗和相對較低廉的成本,成為許多通信系統(tǒng)的首先方案。正是在這樣的前提下,本課題結(jié)合軟件無線電技術(shù),研究并實現(xiàn)基于FPGA的數(shù)字收發(fā)信機。 @@ 本論文主要研究了發(fā)射機和接收機的結(jié)構(gòu)和相關(guān)的硬件實現(xiàn)問題。首先,從理論上對發(fā)射機和接收機結(jié)構(gòu)進行研究,找到收發(fā)信機設(shè)計中關(guān)鍵問題。其次,在理論上有深刻認識的基礎(chǔ)上,以FPGA為手段,將反饋控制算法、反饋補償算法和前饋補償算法落實到硬件電路上。同步一直是數(shù)字通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵問題,它也是本文的研究重點。本文在研究了已有各種同步方法的基礎(chǔ)上,設(shè)計了一種新的同步方法和相應(yīng)的接收機結(jié)構(gòu),并以硬件電路將其實現(xiàn)。最后,針對所設(shè)計的硬件系統(tǒng),本文還進行了充分的硬件系統(tǒng)測試。硬件測試的各項數(shù)據(jù)結(jié)果表明系統(tǒng)設(shè)計方案是可行的,基本實現(xiàn)了數(shù)字中頻收發(fā)機系統(tǒng)的設(shè)計要求。 @@ 本文中發(fā)射機系統(tǒng)是以Altera公司EP2C70F672C6為硬件平臺,接收機系統(tǒng)以Altera公司EP2S180F1020C3為硬件平臺。收發(fā)系統(tǒng)均是在Ouartus Ⅱ 8.0環(huán)境下,通過編寫Verilog HDL代碼和調(diào)用Altera IP core加以實現(xiàn)。在將設(shè)計方案落實到硬件電路實現(xiàn)之前,各種算法均使用MATLAB進行原理仿真,并在MATLAB仿真得到正確結(jié)果的基礎(chǔ)上,使用Quartus Ⅱ 8.0中的功能仿真工具和時序仿真工具進行了前仿真和后仿真。所有仿真結(jié)果無誤后,可下載至硬件平臺進行調(diào)試,通過Quartus Ⅱ 8.0中集成的SignalTap邏輯分析儀,可以實時觀察電路中各點信號的變化情況,并結(jié)合示波器和頻譜儀,得到硬件測試結(jié)果。 @@關(guān)鍵詞:SDR;數(shù)字收發(fā)機;FPGA;載波同步;符號同步

    標簽: FPGA 數(shù)字中頻 收發(fā)信機

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:diaorunze

  • GPS接收機捕獲跟蹤算法研究及FPGA設(shè)計.rar

    全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System—GPS)是新一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng),具有全球、全天候、連續(xù)、高精度導(dǎo)航與定位功能,能夠為廣大用戶提供精確的三維坐標、速度和時間信息。因此,GPS系統(tǒng)被廣泛地應(yīng)用于生活中的各個領(lǐng)域。GPS系統(tǒng)用戶主要是各種型號的接收機,而捕獲跟蹤技術(shù)是接收機的關(guān)鍵技術(shù),同時也是一個技術(shù)難點。在GPS接收機中,導(dǎo)航電文是用戶定位和導(dǎo)航的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),為了得到導(dǎo)航電文必須要對GPS信號進行捕獲跟蹤。本文詳細研究了GPS信號捕獲跟蹤技術(shù),并進行了FPGA設(shè)計。 @@ 本文首先概述了GPS系統(tǒng)信號結(jié)構(gòu)和GPS接收機工作原理,對GPS信號調(diào)制機理進行詳細地闡述,重點分析了C/A碼生成原理和特性。 @@ 其次敘述了GPS信號捕獲的基礎(chǔ)理論,重點研究時域滑動相關(guān)捕獲方法,深入分析其算法和性能。用MATLAB中Simulink軟件包搭建了可自由修改參數(shù)的GPS中頻發(fā)生器,并在此平臺上,對GPS信號時域滑動相關(guān)捕獲算法進行仿真與分析。 @@ 接著重點研究了GPS信號跟蹤技術(shù),系統(tǒng)分析碼跟蹤環(huán)路和載波跟蹤環(huán)路結(jié)構(gòu)框圖以及算法。在碼跟蹤環(huán)路方面,選用并分析了能分離載波的非相干超前滯后碼鎖定環(huán)的工作機理。在載波跟蹤環(huán)路中選用對導(dǎo)航電文數(shù)據(jù)相位翻轉(zhuǎn)不敏感的科斯塔斯環(huán),并用數(shù)學(xué)模型分析GPS信號的解調(diào)過程。之后對整個跟蹤環(huán)路進行MATLAB仿真,結(jié)果表明環(huán)路參數(shù)設(shè)計滿足要求,并能成功解調(diào)出GPS導(dǎo)航電文。 @@ 最后本文在QuartusII環(huán)境下完成對GPS信號捕獲跟蹤系統(tǒng)的FPGA設(shè)計。根據(jù)對相關(guān)器硬件結(jié)構(gòu)框架,對算法中各個模塊的實現(xiàn)進行詳細的說明,包括頂層設(shè)計到CA碼、NCO等重要模塊設(shè)計,并給出了仿真結(jié)果。 @@關(guān)鍵詞:GPS接收機;捕獲;跟蹤;MATLAB仿真:FPGA

    標簽: FPGA GPS 接收機

    上傳時間: 2013-06-16

    上傳用戶:jacking

  • 基于CCSDS標準的幀同步算法研究及其FPGA實現(xiàn).rar

    隨著航天技術(shù)的發(fā)展,載人飛船、空間站等復(fù)雜航天器對空-地或空-空之間數(shù)據(jù)傳輸速率的要求越來越高。在此情況下,為了提高空間通信中數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕WC接收端分路系統(tǒng)能和發(fā)送端一致,必須要經(jīng)過幀同步。對衛(wèi)星基帶信號處理來說,幀同步是處理的第一步也是關(guān)鍵的一步。只有正確幀同步才能獲取正確的幀數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理。因此,幀同步的效率,將直接影響到整個衛(wèi)星基帶信號處理的結(jié)果。 @@ 本設(shè)計在研究CCSDS標準及幀同步算法的基礎(chǔ)上,利用硬件描述語言及ISE9.2i開發(fā)平臺在基于FPGA的硬件平臺上設(shè)計并實現(xiàn)了單路數(shù)據(jù)輸入及兩路合路數(shù)據(jù)輸入的幀同步算法,并解決了其中可能存在的幀滑動及模糊度問題。在此基礎(chǔ)之上,針對兩路合路輸入時可能存在的兩路輸入不同步或幀滑動在兩路中分布不均勻問題,設(shè)計實現(xiàn)了兩路并行幀同步算法,并利用ModelSim SE 6.1f工具對上述算法進行了前仿真和后仿真,仿真結(jié)果表明上述算法符合設(shè)計要求。 @@ 本論文首先介紹了課題研究的背景及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,其次介紹了與本課題相關(guān)的基礎(chǔ)理論及系統(tǒng)的軟硬件結(jié)構(gòu)。然后對單路數(shù)據(jù)輸入幀同步、兩路數(shù)據(jù)合路輸入幀同步和兩路并行幀同步算法的具體設(shè)計及實現(xiàn)過程進行了詳細說明,并給出了后仿真結(jié)果及結(jié)果分析。最后,對論文工作進行了總結(jié)和展望,分析了其中存在的問題及需要改進的地方。 @@關(guān)鍵詞 FPGA;CCSDS;幀同步:模糊度;幀滑動

    標簽: CCSDS FPGA 標準

    上傳時間: 2013-06-11

    上傳用戶:liglechongchong

  • 實時視頻縮放算法研究及FPGA實現(xiàn).rar

    調(diào)整視頻圖像的分辨率需要視頻縮放技術(shù)。如果圖像縮放技術(shù)的處理速度達到實時性要求就可以應(yīng)用于視頻縮放。 傳統(tǒng)圖像縮放技術(shù)利用插值核函數(shù)對已有像素點進行插值重建還原圖像。本文介紹了圖像插值的理論基礎(chǔ)一采樣定理,并對理想重建函數(shù)Sinc函數(shù)進行了討論。本文介紹了常用的線性圖像插值技術(shù)及像素填充、自適應(yīng)插值和小波域圖像縮放等技術(shù)。然后,本文討論了分級線性插值算法的思想,設(shè)計并實現(xiàn)了FPGA上的分級雙三次算法。最后本文對各種算法的縮放效果進行了分析和討論。 本文在分析現(xiàn)有視頻縮放算法基礎(chǔ)之上,提出了分級線性插值算法,并應(yīng)用在簡化線性插值算法中。分級線性插值算法以犧牲一定的計算精度為代價,用查找表代替乘法計算,降低了算法復(fù)雜度。本文設(shè)計并實現(xiàn)了分級雙三次插值算法,詳細說明了板上系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)。最后本文將分級線性插值算法與原線性插值算法效果圖進行比較,比較結(jié)果顯示分級插值算法與原算法誤差較小,在放大比例較小時可以取代原算法。結(jié)果證明分級雙三次線性插值算法的FPGA實現(xiàn)能夠滿足額定幀頻,可以進行實時視頻縮放。

    標簽: FPGA 實時視頻 算法研究

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:亞亞娟娟123

  • 基于FPGA的DDC在頻譜儀中的設(shè)計.rar

    軟件無線電思想的出現(xiàn)帶來了接收機實現(xiàn)方式的革新。隨著近年來軟件無線電理論和應(yīng)用趨于成熟與完善,軟件無線電技術(shù)已經(jīng)被越來越廣泛地應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)和電子測量測試儀器中。數(shù)字下變頻技術(shù)作為軟件無線電的核心技術(shù)之一,在頻譜分析儀中也得到了越來越普遍的應(yīng)用。 本人參與的手持式頻譜分析儀項目采用的是中頻數(shù)字化實現(xiàn)方式,可滿足輕巧,可重配置和低功耗的需求。數(shù)字化中頻的關(guān)鍵部件數(shù)字下變頻器DDC采用的是Intersil公司的ISL5216,這個器件和高性能FPGA共同組成手持頻譜儀的數(shù)字信號處理前端。這個數(shù)字前端就手持頻譜分析儀來說存在一定的局限性,ISL5216的信號處理帶寬單通道為1 MHz,4個通道級聯(lián)為3MHz,未能滿足譜儀分析帶寬日益增加的需求;系統(tǒng)集成度不高,ISL5216的功能要是集成到FPGA,可進一步提高系統(tǒng)集成度,降低物料成本和系統(tǒng)功耗。基于以上兩個方面的考慮,現(xiàn)正以手持頻譜分析儀項目為依托,基于Xilinx Spartan3A-DSP系列FPGA實現(xiàn)高速高處理帶寬的DDC。 本論文首先描述了數(shù)字下變頻基本理論和結(jié)構(gòu),對完成各級數(shù)字信號處理所涉及的數(shù)字正交變換、CORDIC算法、CIC、HB、多相濾波等關(guān)鍵算法做了適當(dāng)介紹;然后介紹了當(dāng)前主流FPGA的數(shù)字信號處理特性和其內(nèi)部的DSP資源。接著詳細描述了數(shù)控振蕩器NCO、復(fù)數(shù)數(shù)字混頻器MIXER、5級CIC濾波器、5級HB濾波器和255階可編程FIR的設(shè)計和實現(xiàn),并對各個模塊的不同實現(xiàn)方式作了對比和仿真測試數(shù)據(jù)作了分析。最后介紹了所設(shè)計DDC在手持頻譜分析儀中的主要應(yīng)用。

    標簽: FPGA DDC 頻譜儀

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:a155166

  • LTE系統(tǒng)中基帶DAGC的應(yīng)用研究及FPGA實現(xiàn).rar

    當(dāng)今,移動通信正處于向第四代通信系統(tǒng)發(fā)展的階段,OFDM技術(shù)作為第四代數(shù)字移動通信(4G)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一,被包括LTE在內(nèi)的眾多準4G協(xié)議所采用。IDFT/DFT作為OFDM系統(tǒng)中的關(guān)鍵功能模塊,其精度對基帶解調(diào)性能產(chǎn)生著重大的影響,尤其對LTE上行所采用的SC_FDMA更是如此。為了使定點化IDFT/DFT達到較好的性能,本文采用數(shù)字自動增益控制(DAGC)技術(shù),以解決過大輸入信號動態(tài)范圍所造成的IDFT/DFT輸出信噪比(SNR)惡化問題。 首先,本文簡單介紹了較為成熟的AAGC(模擬AGC)技術(shù),并重點關(guān)注近年來為了改善其性能而興起的數(shù)字化AGC技術(shù),它們主要用于壓縮ADC輸入動態(tài)范圍以防止其飽和。針對基帶處理中具有累加特性的定點化IDFT/DFT技術(shù),進一步分析了AAGC技術(shù)和基帶DAGC在實施對象,實現(xiàn)方法等上的異同點,指出了基帶DAGC的必要性。 其次,根據(jù)LTE協(xié)議,搭建了從調(diào)制到解調(diào)的基帶PUSCH處理鏈路,并針對基于DFT的信道估計方法的缺點,使用簡單的兩點替換實現(xiàn)了優(yōu)化,通過高斯信道下的MATLAB仿真,證明其可以達到理想效果。仿真結(jié)果還表明,在不考慮同步問題的高斯信道下,本文所搭建的基帶處理鏈路,采用64QAM進行調(diào)制,也能達到在SNR高于17dB時,硬判譯碼結(jié)果為極低誤碼率(BER)的效果。 再次,在所搭建鏈路的基礎(chǔ)上,通過理論分析和MATLAB仿真,證明了包括時域和頻域DAGC在內(nèi)的基帶DAGC具有穩(wěn)定接收鏈路解調(diào)性能的作用。同時,通過對幾種DAGC算法的比較后,得到的一套適用于實現(xiàn)的基帶DAGC算法,可以使IDFT/DFT的輸出SNR處于最佳范圍,從而滿足LTE系統(tǒng)基帶解調(diào)的要求。針對時域和頻域DAGC的差異,分別選定移位和加法,以及查表的方式進行基帶DAGC算法的實現(xiàn)。 最后,本文對選定的基帶DAGC算法進行了FPGA設(shè)計,仿真、綜合和上板結(jié)果說明,時域和頻域DAGC實現(xiàn)方法占用資源較少,容易進行集成,能夠達到的最高工作頻率較高,完全滿足基帶處理的速率要求,可以流水處理每一個IQ數(shù)據(jù),使之滿足基帶解調(diào)性能。

    標簽: DAGC FPGA LTE

    上傳時間: 2013-05-17

    上傳用戶:laozhanshi111

  • 基于FPGA的小型CPU中通信協(xié)議的研究及IPCore的開發(fā).rar

    FPGA作為新一代集成電路的出現(xiàn),引起了數(shù)字電路設(shè)計的巨大變革。隨著FPGA工藝的不斷更新與改善,越來越多的用戶與設(shè)計公司開始使用FPGA進行系統(tǒng)開發(fā),因此,PFAG的市場需求也越來越高,從而使得FPGA的集成電路板的工藝發(fā)展也越來越先進,在如此良性循環(huán)下,不久的將來,F(xiàn)PGA可以主領(lǐng)集成電路設(shè)計領(lǐng)域。正是由于FPGA有著如此巨大的發(fā)展前景與市場吸引力,因此,本文采用FPGA作為電路設(shè)計的首選。 @@ 隨著FPGA的開發(fā)技術(shù)日趨簡單化、軟件化,從面向硬件語言的VHDL、VerilogHDL設(shè)計語言,到現(xiàn)在面向?qū)ο蟮腟ystem Verilog、SystemC設(shè)計語言,硬件設(shè)計語言開始向高級語言發(fā)展。作為一個軟件設(shè)計人員,會很容易接受面向?qū)ο蟮恼Z言?,F(xiàn)在軟件的設(shè)計中,算法處理的瓶頸就是速度的問題,如果采用專用的硬件電路,可以解決這個問題,本文在第一章第二節(jié)詳細介紹了軟硬結(jié)合的開發(fā)優(yōu)勢。另外,在第一章中還介紹了知識產(chǎn)權(quán)核心(IP Core)的發(fā)展與前景,特別是IP Core中軟核的設(shè)計與開發(fā),許多FGPA的開發(fā)公司開始爭奪軟核的開發(fā)市場。 @@ 數(shù)字電路設(shè)計中最長遇到的就是通信的問題,而每一種通信方式都有自己的協(xié)議規(guī)范。在CPU的設(shè)計中,由于需要高速的處理速度,因此其內(nèi)部都是用并行總線進行通信,但是由于集成電路資源的問題,不可能所有的外部設(shè)備都要用并行總線進行通信,因此其外部通信就需要進行串行傳輸。又因為需要連接的外部設(shè)備的不同,因此就需要使用不同的串行通信接口。本文主要介紹了小型CPU中常用的三種通信協(xié)議,那就是SPI、I2C、UART。除了分別論述了各自的通信原理外,本文還特別介紹了一個小型CPU的內(nèi)部構(gòu)造,以及這三個通信協(xié)議在CPU中所處的位置。 @@ 在硬件的設(shè)計開發(fā)中,由于集成電路本身的特殊性,其開發(fā)流程也相對的復(fù)雜。本文由于篇幅的問題,只對總的開發(fā)流程作了簡要的介紹,并且將其中最復(fù)雜但是又很重要的靜態(tài)時序分析進行了詳細的論述。在通信協(xié)議的開發(fā)中,需要注意接口的設(shè)計、時序的分析、驗證環(huán)境的搭建等,因此,本文以SPI數(shù)據(jù)通信協(xié)議的設(shè)計作為一個開發(fā)范例,從協(xié)議功能的研究到最后的驗證測試,將FPGA 的開發(fā)流程與關(guān)鍵技術(shù)等以實例的方式進行了詳細的論述。在SPI通信協(xié)議的開發(fā)中,不僅對協(xié)議進行了詳細的功能分析,而且對架構(gòu)中的每個模塊的設(shè)計都進行了詳細的論述。@@關(guān)鍵詞:FPGA;SPI;I2C;UART;靜態(tài)時序分析;驗證環(huán)境

    標簽: IPCore FPGA CPU

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:vvbvvb123

  • 高速實時信號處理系統(tǒng)的FPGA軟件設(shè)計與實現(xiàn).rar

    隨著現(xiàn)代DSP、FPGA等數(shù)字芯片的信號處理能力不斷提高,基于軟件無線電技術(shù)的現(xiàn)代通信與信息處理系統(tǒng)也得到了更為廣泛的應(yīng)用。軟件無線電的基本思想是以一個通用、標準、模塊化的硬件系統(tǒng)作為其應(yīng)用平臺,把盡可能多的無線及個人通信和信號處理的功能用軟件來實現(xiàn),從而將無線通信新系統(tǒng)、新產(chǎn)品的開發(fā)逐步轉(zhuǎn)移到軟件上來。另一方面,現(xiàn)代信號處理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的處理速度、處理精度和動態(tài)范圍的要求也越來越高,需要每秒完成幾千萬到幾百億次運算。因此研制具備高速實時信號處理能力的通用硬件平臺越來越受到業(yè)界的重視。 @@ 目前的高速實時信號處理系統(tǒng)一般均采用DSP+FPGA的架構(gòu),其中DSP主要負責(zé)完成系統(tǒng)通信和基帶信號處理算法,而FPGA主要完成信號預(yù)處理等前端算法,并提供系統(tǒng)常用的各種外部接口邏輯。本文的主要工作就在于完成通用型高速實時信號處理系統(tǒng)的FPGA軟件設(shè)計。 @@ 本文提出了一種基于多DSP與FPGA的通用高速實時信號處理系統(tǒng)的架構(gòu)。綜合考慮各方面因素,作者選擇使用兩片ADSP-TS201浮點DSP以混合耦合模型構(gòu)成系統(tǒng)信號處理核心;以Xilinx公司最新的高性能FPGA Virtex-5系列的XC5VLX50T提供系統(tǒng)所需的各種接口,包括與ADSP-TS201的高速Linkport接口以及SPI、UART、SPORT等常用外設(shè)接口。此外,作者還選擇了ADSP-BF533定點DSP加入系統(tǒng)當(dāng)中以擴展系統(tǒng)音視頻信號處理能力,體現(xiàn)系統(tǒng)的通用性。 @@ 基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計正逐漸成為現(xiàn)代FPGA應(yīng)用的一個熱點。結(jié)合課題需要,作者以Xilinx公司的MicroBlze軟核處理器為核心在Virtex-5片內(nèi)設(shè)計了一個嵌入式系統(tǒng),完成了對CF卡、DDR2 SDRAM存儲器的讀寫控制,并利用片內(nèi)集成的三態(tài)以太網(wǎng)MAC硬核模塊,實現(xiàn)了系統(tǒng)與上位PC機之間的以太網(wǎng)通信鏈路。此外,為擴展系統(tǒng)功能,適應(yīng)未來可能的軟件升級,進一步提高系統(tǒng)的通用性,還將嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-II移植到MicroBlaze處理器上。 @@ 最后,作者介紹了基于Xilinx RocketIO GTP收發(fā)器的高速串行傳輸設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)和基本的設(shè)計方法,充分體現(xiàn)了目前高速實時信號處理系統(tǒng)的發(fā)展要求和趨勢。 @@關(guān)鍵詞:高速實時信號處理;FPGA;Virtex-5;嵌入式系統(tǒng);MicroBlaze

    標簽: FPGA 實時信號 處理系統(tǒng)

    上傳時間: 2013-05-17

    上傳用戶:wangchong

  • 基于FPGA的數(shù)字信號處理算法研究與高效實現(xiàn).rar

    現(xiàn)代數(shù)字信號處理對實時性提出了很高的要求,當(dāng)最快的數(shù)字信號處理器(DSP)仍無法達到速度要求時,唯一的選擇是增加處理器的數(shù)目,或采用客戶定制的門陣列產(chǎn)品。隨著可編程邏輯器件技術(shù)的發(fā)展,具有強大并行處理能力的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)在成本、性能、體積等方面都顯示出了優(yōu)勢。本文以此為背景,研究了基于FPGA的快速傅立葉變換、數(shù)字濾波、相關(guān)運算等數(shù)字信號處理算法的高效實現(xiàn)。 首先,針對圖像聲納實時性的要求和FPGA片內(nèi)資源的限制,設(shè)計了級聯(lián)和并行遞歸兩種結(jié)構(gòu)的FFT處理器。文中詳細討論了利用流水線技術(shù)和并行處理技術(shù)提高FFT處理器運算速度的方法,并針對蝶形運算的特點提出了一些優(yōu)化和改進措施。 其次,分析了具有相同結(jié)構(gòu)的數(shù)字濾波和相關(guān)運算的特點,采用了有乘法器和無乘法器兩種結(jié)構(gòu)實現(xiàn)乘累加(MAC)運算。無乘法器結(jié)構(gòu)采用分布式算法(DA),將乘法運算轉(zhuǎn)化為FPGA易于實現(xiàn)的查表和移位累加操作,顯著提高了運算效率。此外,還對相關(guān)運算的時域多MAC方法及頻域FFT方法進行了研究。 最后,完成了圖像聲納預(yù)處理模塊。在一片EP2S60上實現(xiàn)了對160路信號的接收、濾波、正交變換以及發(fā)送等處理。實驗表明,本論文所有算法均達到了設(shè)計要求。

    標簽: FPGA 數(shù)字信號處理 算法研究

    上傳時間: 2013-06-09

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