文档介绍：北京工业大学
硕士学位论文
高速实时信号处理系统的FPGA软件设计与实现
姓名:曾金
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:曹小秋
20090401
摘要随着现代仁中酒男藕糯砟芰Σ欢咸岣撸谌砑尴电技术的现代通信与信息处理系统也得到了更为广泛的应用。软件无线电的基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件系统作为其应用平台,把尽可能多的无线及个人通信和信号处理的功能用软件来实现,从而将无线通信新系统、新产品的开发逐步转移到软件上来。另一方面,现代信号处理系统对数据的处理速度、处理精度和动态范围的要求也越来越高,需要每秒完成几千万到几百亿次运算。因此研制具备高速实时信号处理能力的通用硬件平台越来越受到业界的重视。目前的高速实时信号处理系统一般均采用的架构,其中高速实时信号处理系统的软件设计。本文提出了一种基于多隖耐ㄓ酶咚偈凳毙藕糯硐低车募芄埂综合考虑各方面因素,作者选择使用两片.〉鉊以混合耦合模型构成系统信号处理核心;┫低乘璧母髦纸涌冢ㄓ階甌的高速接口以及等常用外设接口。此外,┱瓜低骋羰悠敌藕糯砟芰Γ逑窒低车耐ㄓ眯浴基于的嵌入式系统设计正逐渐成为现代应用的一个热点。结合课题需要,作者以公司的砗舜砥魑:诵脑赩片内设娲⑵鞯亩列纯刂疲利用片内集成的三态以太网埠四?椋迪至讼低秤肷衔籔涞囊太网通信链路。此外,为扩展系统功能,适应未来可能的软件升级,进一步提高系统的通用性,还将嵌入式实时操作系统疧甀浦驳組砥魃稀最后,作者介绍了基于辗⑵鞯母咚俅写渖杓频关键技术和基本的设计方法,充分体现了目前高速实时信号处理系统的发展要求高速实时信号处理;;.磺度胧较低常籑要负责完成系统通信和基带信号处理算法,而主要完成信号预处理等前端算法,并提供系统常用的各种外部接口逻辑。本文的主要工作就在于完成通用型计了一个嵌入式系统,完成了对卡、和趋势。关键词:摘要
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签名:莹垒望垒镄牵河悖篺日期:丝丑:堡:』独创性声明关于论文使用授权的说明日期: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袷卮斯娑已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名:导师签名:
第滦髀课题背景软件无线电虺芐且允中藕糯砑际跷核心,在可编程控制的通用硬件平台上,利用软件来定义实现无线电系统的各部分功能:包括前端接收、中频变换以及信号的基带处理等等,即整个无线电系统从高频、中频、基带直到控制协议全部由软件编程来完成,其核心思想是在尽可能靠近天线的地方使用宽带的疍转换器,尽早地完成信号的数字化,从而使得无线电系统的功能尽可能地用软件来定义和实现,其最终的目的是使通信系统摆脱硬件布线结构的束缚,在系统硬件结构相对通用和稳定的情况下,通过软件来实现各种功能,使得系统的改进和升级都非常方便,代价小,不同系统间很容易互连与兼容。软件无线电系统大致由射频前端、。其中,信号处理单元负责处理经疍转换后得到的高速数据流,是实现软件无线电系统各种信号处理算法的载体。现代信号处理系统对数据的处理速度、处理精度和动态范围的要求越来越高,在语音通信中需要每秒几千万到几亿次运算,在视频和图象通信中,每秒需要几亿到几十亿次的运算,而在雷达、声纳信号处理领域中则需要每秒几十亿到几百亿次运算,而且需要采用浮点运算才能完成。因此,设计具有较强通用性的高速实时信号处理系统是实现软件无线尽管酒诜伤俚姆⒄梗诵拇硭俣仍诓欢咸岣撸诖娲⒖占洳欢增大,但是仅仅依靠单片系统己难以满足高速实时信号处理的要求。虽然单片硐低吃谟布腿砑杓浦邢喽约蛞祝鞘荽砟芰Σ还唬荒苈大量数据实时处理的要求,仅适用于控制和少量数据处理的需要。开发并行模块,组成具备高速浮点运算能力,实时性强,高精度,大规模数据吞吐能力的并行信号处理系统是当今信号处理领域的主流发展方向。目前高速实时信号处理系统一般都采用架构,以瓿上低惩ㄐ藕突硭惴ǎ灰訤魑完成信号预处理等底层算法,并提供必要的接口和控制逻辑。两者相互配合,可以充分发挥各自的优势。研究具有通用性的高速实时信号处理系统不仅是