论文题目: 基于FPGA的高速高阶FIR滤波器设计
论文类型: 硕士论文
论文专业: 信号与信息处理
作者: 李文刚
导师: 汪学刚
关键词: 滤波器,分布式算法,加法器,乘法器
文献来源: 电子科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 随着雷达、图像、通信等领域对信号高速处理的要求,研究人员正寻求高速的数字信号处理算法,以满足这种高速地处理数据的需要。常用的高速实时数字信号处理的器件有ASIC、可编程的数字信号处理芯片(如TI 系列、AD系列等)、FPGA,等等。FPGA具有的灵活的可编程逻辑可以方便的实现高速数字信号处理,突破了并行处理、流水级数的限制,有效地利用了片上资源,加上反复的可编程能力,越来越受到国内外从事数字信号处理的研究者所青睐。本文主要研究时域FPGA上实现高速高阶FIR数字滤波器结构,并实现高压缩比的LFM 脉冲信号的匹配滤波。本文完成的主要工作有以下几个方面: 1. 根据FIR 数字滤波器理论,分析比较实现FIR 滤波器的方法。2. 使用并行分布式算法,在Xilinx 的Virtex II FPGA 系列芯片上设计高速高阶FIR滤波器。并详细分析。3. 设计出一个256 阶的线性调频脉冲压缩信号的匹配滤波器设计实例。其系统要求为:定点16 位输入、定点12 位系数、定点16位输出,采样率为50MHz。设计用ModelSim软件进行仿真,并将其仿真结果与Matlab 仿真结果进行对比分析。
论文目录:
第一章 绪论
1.1 课题研究的意义
1.2 国内外研究动态
1.2.1 数字信号处理的发展动态
1.2.2 FPGA 实现FIR 数字滤波器
1.3 本课题研究方法和主要工作
第二章 FIR 数字滤波器实现结构及算法比较
2.1 FIR 滤波器结构
2.2 FIR 滤波器设计流程
2.3 基于乘法器结构的 FIR 滤波器在 FPGA 上的实现结构
2.3.1 基于乘累加 FIR 滤波器结构
2.3.2 基于并行乘法器直接型 FIR 滤波器结构
2.3.3 基于并行乘法器转置型 FIR 滤波器结构
2.3.4 基于并行乘法器脉动型(systolic)FIR 滤波器结构
2.3.5 基于乘法器的半并行(Semi-Parallel)FIR 滤波器结构
2.3.6 三种并行结构比较
2.4 基于分布式(DA)算法的 FIR 滤波器在 FPGA 上实现结构
2.4.1 分布式算法原理
2.4.2 改进的分布式算法
2.4.3 位串分布式(SDA)算法
2.4.4 并行分布式(PDA)算法
2.4.5 串并结合的分布式算法
2.5 分布式算法与基于乘法器结构的 FIR 滤波器实现比较
2.6 本章小结
第三章 FPGA 技术及 XILINX VIRTEX IIFPGA 芯片
3.1 FPGA 发展基本概况
3.2 VIRTEX II 系列FPGA 结构及特点
3.2.1 Virtex-II 系列 FPGA 概述
3.2.2 Virtex-IIFPGA 的结构
第四章 基于 FPGA 的 FIR 滤波器设计
4.1 4 阶FIR 滤波器设计
4.1.1 加法器阵列的设计
4.1.2 ROM 查找表阵列的设计
4.1.3 4 阶FIR 滤波器设计综合
4.2 高阶 FIR 滤波器设计
4.2.1 8 阶FIR 滤波器设计
4.2.2 高阶 FIR 滤波器设计
4.3 本章小结
第五章 256 阶的匹配滤波器设计实例
5.1 系统要求
5.2 匹配滤波器
5.3 基于 FPGA 的匹配滤波器设计
5.3.1 基于 FPGA 的4 阶 IQ 双通道 FIR 滤波器设计
5.3.2 256 阶IQ 双通道滤波器设计
5.3.3 256 阶匹配滤波器设计
第六章 设计仿真与验证
6.1 时钟模块的功能仿真
6.2 4 阶IQ 双通道滤波器设计仿真
6.2.1 采用方法1 舍位的仿真
6.2.2 采用方法2 舍位的仿真
6.2.3 采用方法3 舍位的仿真
6.3 256 阶匹配滤波器的设计仿真
6.3.1 输入数据的获取与输出数据的处理
6.3.2 采用方法1 舍位的仿真
6.3.3 采用方法2 舍位的仿真
6.3.4 采用方法3 舍位的仿真
6.3.5 仿真图分析比较
6.4 本章小结
总结与展望
致谢
参考文献
发布时间: 2005-09-23
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