文档介绍：西安电子科技大学
硕士学位论文
雷达信号处理在FPGA中的IP核设计与实现
姓名:买培培
申请学位级别:硕士
专业:信号与信息处理
指导教师:苏涛
20100101
摘要随着雷达信号处理技术的不断发展,通用化、系统化、模块化的设计标准日益受到人们的重视,而和可复用核技术的发展使之成为可能。文中从三个方面进行口内核的开发,一是采用硬件描述语言实现雷达信号处理松杓疲二是在设计思想的指导下,结合中提供的嵌入式处理器实现小型实时信号处理单元的设计;三是利用公司推出的工具集,实现?樯杓啤F渲兄氐闶嵌岳状镄藕糯砜诤说纳杓啤结合脉冲压缩多普勒雷达信号处理流程,文中主要对自适应波束形成、数字下变频和脉冲压缩三种雷达信号处理算法进行口核设计。自适应波束形成模块采用浮点脉动阵结构实现,该结构从两个方面进行设计,一方面是自定义浮点格式及该格式下的浮点运算单元的设计;另一方面是对现有脉动阵结构的优化改进,并在硬件上进行了实现。结合项目需求,文中采用低通滤波法设计了数字下变频模块,提出了采用试瓷杓频穆瞬ㄆ魇迪址椒ǎ徊⒎直鹪谑庇蚝推涤蚨月龀逖顾跛惴ń辛仿真和实现。关键字:脉动阵自适应波束形成脉冲压缩数字下变频核
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日期垃::丛西安电子科技大学学位论文独创性虼葱滦声明关于论文使用授权的说明导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果:也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切的法律责任。本人签名:日期丝:憾本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证,毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。秉承学校严谨的学风和优良的科学道德,本人声明所呈交的论文是我个人在明并表示了谢意。导师签名:
第一章绪论科学意义及应用前景雷达信号处理系统通常规模较大,特别是以多通道雷达、机载预警雷达、稀布阵雷达和成像雷达为代表的新一代雷达信号处理机,该类处理机功能强、结构和信号处理方式都很复杂,要求在复杂的环境中实时地得到处理结果,运算速度高,因此要求雷达信号处理机具有结构多样化、易于设计或者应具备可重构造、可重编程能力。同时由于雷达信号需要较大的数据动态范围和数据精度,往往必须用浮点运算完成,而浮点运算涉及的硬件复杂度和运算时间要大于定点运算;而且雷达信号处理不同于其他类型的信号处理,不仅运算量大,数据吞吐量也很大,这时对处理单元的输入输出速度和处理机互联网络的通信能力都有很高的要求。由此可知雷达信号处理机的研制和生产过程中,在满足更快的运算速度和最短的研制周期的同时,对功能、硬件复杂度、数据吞吐量、体积、重量和功耗方面都提出极严格的要求,这就需要通用化、系统化的设计;再加上随着先进技术的日益发展,硬件更新换代速度加快,算法如何移植、如何实现平台升级,也是目前研究的核心,而模块化的设计正是解决该问题的关键。具有模块化、通用化、系统化意义的知识产权内核正是在这样的背景下应运而生的。在和可编程逻辑器件煊颍谀诤耸侵赣糜诓应用的专用集成电路或者可编辑逻辑器件的逻辑块或数据块,是一种预先设计好的且已经过验证的具有某种确定功能的集成电路、器件或部件。口内核具有可重用性,通过调用标准化口,即可实现设计的模块化,通用化,同时缩短研制周期,提高设计效率,因此研究雷达信号处理技术的口核设计具有重要意义。在信号处理领域,、伎梢宰魑狣开发平台,但由于设计成本高、风险大、设计周期长;目7⒛讯却蟆⒋硭俣鹊偷龋鳩在不断强化其功能,推出更高性能逻辑架构的同时,还包含了多种硬系统级模块珼龋庑┪狪说目7⑻峁┝俗愎坏牧榛钚裕虼吮疚难∮作为丝7⑵教āA硗猓現谇读舜砥饔埠耍鏧甈、谇度肓薖龋庋湍苁笷杏布计和硬件实现与处理器的强大软件功能有机的结合,实现高速度与可编程能力的完美结合,实际上是将杓迫谌氲紽校佣档蜕杓聘丛佣龋行У增加了设计的灵活性,有利于设备的小型化和实用化。因此,在强大的平台上,依靠有力的开发工具和丰富的诤丝猓
研究背景建所需要的信号处理系统是技术发展的必然趋势,此项先进的技术为雷达信号处理机带来了一次技术上的挑战和飞跃。正如现在很少有人开发计算机幕惚语言程序一样,应用系统的设计者也不会有充足的时间和精力去编写幕惚语言或者用原理图来搭建的底层设计。利