文档介绍：北京工业大学
硕士学位论文
基于FPGA的FFT信号处理器的设计与实现
姓名:白德风
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:吕长志
20080401
摘要现场可编程门阵列是作为专用集成电路领域中的一种半定制电路而出现的,它结合了微电子技术、电路技术和趴际酢K孀潘墓惴河τ煤涂焖俜⒄梗股杓频缏返墓婺:图啥不断提高,同时也带来了电子系统设计方法和设计思想的不断推陈出新。随着数字电子技术的发展,数字信号处理的理论和技术广泛的应用于通讯、语音处理、计算机和多媒体等领域。离散傅立叶变换魑J中藕糯中的基本运算,发挥着重要作用。而快速傅里叶变换惴ǖ奶岢觯估散傅里叶变换的运算量减小了几个数量级,使得数字信号处理的实现变得更加容易。丫晌O执中藕糯淼暮诵募际踔唬虼硕訤算法及其实现方法的研究具有很强的理论和现实意义。本文主要研究如何利用实现惴ǎ兄凭哂凶灾髦J恫ǖ腇信号处理器。〉阍怂处理器,,在保持处理速度的优势下,比传统的基一算法节省了%的乘法器逻辑资源。在重点研究处理器蝶形单元设计的基础上,本文完成了整个砥鞯路的设计。首先基于对处理器功能和特点的分析,研究了惴ǖ难取和优化,并完成了处理器体系结构的设计;在此基础上,以提高处理器处理速度和减小硬件资源消耗为重点研究了具体的实现方案,完成了万行代码编程,并在公司提供的煽7⒒肪持惺迪至舜砥鞲鞲瞿?系列芯片为硬件平台,完成了整个砥鞯牡缏飞杓剖迪帧经过仿真验证,本文所设计的砥餍酒诵兴俣却锏搅用的门数为,电路的信噪比可以达到以上,达到了高速高关键词:快速傅立叶变换;现场可编程门阵列;Ⅵ的杓疲核婧螅訶性能的设计要求。
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导师签名:≥孬址日期:臣缈签名:白德凤答名:白德风签名:留绍灿独创性声明关于论文使用授权的说明日期:沪酩,本人声明所呈交的论文是我个人在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的地方外,论文中不包含其他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本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
蛔际绪论第课题背景及课题意义珼途砘,就成为了数字信号处理的最基本技术之一,对证随着数字技术与计算机技术的发展,数字信号处理鱰龋技术已深入到各个学科领域,其应用又是多种多样,但数字信号处理基本上从两个方面来解决信号的处理问题:一个是时域方法,即数字滤波;另一个是频域方法,即频谱分析。处理的任务大致分为三类:卷积,用于各种滤波器,对给定频率范围的原始信号进行加工ü蚵顺来提高信噪比;相关,用于信号比较,分析随机信号的功率谱密度;变换,用于分析信号的频率组成,对信号进行识别.。其中,离散傅立叶变换畉信号处理中两个最基本也是最常用的运算,它们涉及到信号与系统的分析与综合这一广泛的信号处理领域【俊S墒中藕糯淼幕纠砺劭芍#砘梢宰;词迪郑导噬掀渌矶嗨惴ǎ缦喙亍⑵追治龅纫捕伎梢宰;狣来实现;此外,各种系统的分析、设计和实现中都会用到募扑阄侍狻K裕诟髦质中藕糯碇衅鹱藕诵淖饔茫鳧的快速算法快速傅立叶变换算法及其实现方式的研究是很有意义的】。目前,汗惴河τ迷谄灯追治觥⑵ヅ渎瞬ā⑹滞ㄐ拧⑼枷翊怼⒂镆识别、。雷达处理、遥感遥测、地质勘探和无线保密通讯等众多领域。在不同应用场合,需要不同性能要求的砥鳌T诤芏嘤τ昧煊蚨家G驠处理器具有高速度、高精度、大容量和实时处理的性能【俊R虼耍绾胃焖佟⒏榛畹实现涞迷嚼丛街匾!在过去很长一段时间,砥魇荄应用系统核心器件的唯一选择。尽管砥骶哂型ü砑杓颇苁视糜谑迪植煌δ艿牧榛钚裕娑缘今速度变化的τ檬谐。乇鹗敲娑韵执ㄐ偶际醯姆⒄梗珼处理器在处理速度上早已力不从心。面向母骼嘧ㄓ眉傻缏珹芯片虽然可以解决并行性和速度的问题,但其高昂的开发费用、耗时的设计周期和不灵活的纯硬件结构,使得腁饩龇桨溉益失去其实用性【俊近几年,随着现场可编程门阵列的迅速发展,采用并行度更大、速度更快的芯片来实现撼晌1厝趋势。技术的关键就是利用强有力的设计工具来缩短开发周期,提供元器件的优质利用性,降低设计成本,并能够并行处理数据,容易