文档介绍：北京工业大学
硕士学位论文
基于FPGA的通用实时信号处理系统的硬件设计与实现
姓名:刘李明
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:曹小秋
20090401
摘要近年来,以为代表的数字系统现场集成技术取得了快速的发展,不但解决了信号处理系统小型化、低功耗、高可靠性等问题,而且基于大规模单片系统的片上可编程系统的灵活设计方式使其越来越多的取代的市场。传统的通用信号处理系统使用魑4砗诵模低车目芍构型不强,解决了这一问题,并且现有的中,多数已集成块,结合较强的信号并行处理特性使其与藕糯砟芰Σ罹嗪苄因此,作为处理核心的通用信号处理系统具有很强的可实施性。基于上述要求,作者设计和完成了一个基于多的通用实时信号处理系统。该系统采用琗魑4砗诵模褂肈咚俅储实时数据。作者通过全面的分析,设计了核心板、底板和应用板分离系统架构。该平台能够根据实际需求进行灵活的搭配,核心板之间的数据传输采用了偷缪共罘中藕技术,从而使得数据能够稳定的以非常高的速率进行传输。本系统属于高速数字电路的设计范畴,因此必须重视信号完整性的设计与分析问题,作者根据高速电路的设计惯例和软件辅助设计的方法,在分析和论证了阻抗控制、训布局布线等约束的基础上,顺利地完成了嬷与调试工作。作为系统设计的重要环节,作者还在文中研究了在系统设计过程中出现的电源完整性问题,并给出了解决办法。高速数据通道接口和存储器接口设计决定本系统的使用性能,本文基于所选的芯片进行了详细的阐述和验证。并结合系统的核心板和底板,完成了应用板,视频图像采集、⒁羝怠和卣竽?橄允镜接口的设计工作,对其中的部分接口进行了逻辑验证。经过测试,该通用的信号处理平台具有实时性好、通用性强、可扩展和可重构等特点,能够满足当前一些信号处理系统对高速、实时处理的要求,可以广泛应用于实时信号处理领域。通过本平台的研究和开发工作,为进一步研究和设计通用、实时信号处理系统打下了坚实的基础。关键词:通用实时信号处理;:信号完整性;:摘要
甅,甃甌—,瑃琹,猻,.,.瑃·ぁ.—.
琯琫,瑀猼籇北京工业大学々:硕宦畚;,.瑃甀.,篻;;
签名:釜腥掌冢核矿谩伲:三签名:垄蝈导师签名:曼兰:。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已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。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。
第绪论课题背景执中藕糯斫锥巍近几十年来,在计算机技术和信息技术的带动下,数字信号处理技术得到迅速的发展。它已经在数据处理、工业控制和数据通信等许多领域得到广泛的应用。数字信号处理的主要功能包括:以数字的形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理,以得到符合人们需要的信号形式。从信号处理技术的研究史来看,可以归纳为以下几个阶段⋯:信号解析方式的研究阶段;D庑藕诺氖只锥危藕攀执砑际醭跗诜⒄菇锥危前两个阶段发生在世纪末世纪初离散数学诞生到世纪年代之间。第三阶段是以年和提出快速傅里叶变换算法1曛的。此阶段的数字信号处理技术用于图像处理、快速数据传输、生物医学系统等领域。第四阶段的时间划分并不明显,但其重要特点是新理论、新算法不断涌现,硬件处理水平得到很大的提高,应用领域不断扩大,数字信号处理的高速实时应用为研究的重点和热点。同时,数字信号处理的应用领域也在不断扩大。数字信号处理作为信号和信息处理的一个分支学科,已渗透到科学研究、技术开发、工业生产、国防和国民经济的各个领域,取得了丰硕的成果。对信号在时域及变换域的特性进行分析、处理,能使技术人员对信号的特性和本质有更清楚的认识和理解,得到需要的信号形式,提高信息的利用程度,进而在更广和更深层次上获取信息。数字信号处理系统的优越性表现为∞榛钚院茫旱贝矸椒ê筒问⑸浠保硐低持恍柰ü谋淙砑计以适应相应的变化。ǘ雀撸盒藕糯硐低晨梢酝ü鼳/浠坏奈皇⒋砥鞯淖殖ず褪实钡算法满足精度要求。煽啃院茫捍硐低呈芑肪澄露取⑹6龋肷暗绱懦〉母扇潘斐傻挠响较小。纱蠊婺<桑核孀虐氲继寮傻缏芳际醯姆⒄梗值缏返募啥瓤梢作得很高,具有体积小、功耗小、产品一致性好等优点。然而,数字信号处理系统由于受到运算速度的限制,其实时性在相当长的时第笮髀
课题相关技术的发展现状的快速发展对系统设计的影响长,需要采用处理速度