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《基于fpga的數(shù)字信號處理算法設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、基于FPGA的數(shù)字信號處理算法設計摘要：本文研究了基于FPGA的快速傅立葉變換、數(shù)字濾波、相關運算等數(shù)字信號處理算法的高效實現(xiàn)?，F(xiàn)代數(shù)字信號處理對實時性提出了很高的要求，當最快的數(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。設計了級聯(lián)和并行遞歸兩種結構的FFT處理器。分析了具有相同結構的數(shù)字濾波和相關運算的特點，采用了有乘法器和無乘法器兩
2、種結構實現(xiàn)乘累加(MAC)運算。實驗表明，本文所有算法均達到了設計要求。關鍵詞：DSP；FPGA；數(shù)字濾波；FFT處理器Abstract：Thispaperintroducedsignalprocessingalgorithm,suchasfastFouriertransform,digitalfiltering,andcorrelationalgorithmhadresearchedandefficientlyrealized.Moderndigitalsignalprocessing(DSP)putforwa
3、rdtherequirementofhighreal-timeperformance,whenthefastestdigitalsignalprocessor(DSP)stillcannotmeettherequirementsofspeed,theonlyoptionistoincreasethenumberofprocessors,oruseofcustomgatearray(FPGA)products.Withthedevelopmentoftheprogrammablelogicdevicestechno
4、logy,withastrongparallelprocessingabilityoffieldprogrammablegatearray(FPGA)intermsofcost,performance,volumeshowstheadvantage.ParallelrecursivedesignlevelandthestructureofthetwokindsofFFTprocessor.Analyzedthedigitalfilterwiththesamestructureandrelatedcalculati
5、on,thecharacteristicsofthetwokindsofstructurewithandwithoutmultipliermultipliermultiplyaccumulation(MAC).Experimentsshowthatthealgorithmsareallmeetthedesignrequirements.Keywords：DSP;FPGA;digitalfiltering;FFTprocessor1、引言FPGA(FieldProgrammableGateArray)即現(xiàn)場可編程門
6、陣列和DSP(DigitalSignalProcessor)數(shù)字信號處理芯片發(fā)展至今已經(jīng)有了二十多年的歷史，但和DSP很早就確立數(shù)字信號處理領域的霸主地位相比，F(xiàn)PGA由于成本、功耗和性能限制，一直被使用在系統(tǒng)外圍，從最初用于膠合邏輯，到控制邏輯，再到用于數(shù)據(jù)通路，慢慢地接近系統(tǒng)的核心。在數(shù)據(jù)通訊和圖像處理這樣的應用中，由于成本、系統(tǒng)功耗和上市時間等原因已無法簡單地利用DSP處理器來實現(xiàn)，基于FPGA的信號處理器己廣泛應用于各種信號處理領域。與DSP相比，F(xiàn)PGA實現(xiàn)數(shù)字信號處理的主要優(yōu)越性有：首先，F(xiàn)PGA的高
7、度并行處理能力。FPGA相對DSP芯片的最大優(yōu)勢是其內在的并行機制，即利用并行架構實現(xiàn)數(shù)字信號處理的功能。這一并行機制使得FPGA特別適合于完成濾波這樣重復性的DSP任務。對于高度并行的數(shù)字信號處理任務來說，F(xiàn)PGA性能遠超通用DSP處理器的串行執(zhí)行架構。其次，F(xiàn)PGA具有重配置能力。DSP處理器可以通過加載不同的軟件來實現(xiàn)不同的功能，但這相對于ASIC系統(tǒng)十分靈活的功能并沒有實用價值。因為僅僅通過對DSP處理器加載不同的程序代碼，并不能有效地改變DSP系統(tǒng)的諸如吞吐量、數(shù)據(jù)總線寬度、DSP加速模塊的數(shù)量與功能。
8、這是因為這一切必須靠改變硬件結構、硬件功能才能實現(xiàn)。最后，在高速、高性能要求的應用場合，使用FPGA方案的系統(tǒng)成本、功耗、集成度比使用DSP方案更優(yōu)越。由于CPU的靈活性，對于低速、低吞吐量和大量復雜運算的情況，DSP處理器方案的系統(tǒng)成本要比FPGA系統(tǒng)低很多，而且此方案具有不可替代性。然而在高端應用領域,大多數(shù)的情況中不但需要盡可能高速、高性能的DSP處理器，而且多片D
