论文摘要
信号波形的识别与提取是信号处理的一个重要研究领域,其主要目的是从噪声信号中识别有用的信息并对有用的信息进行特征提取与识别。其中波形识别技术在工业监测与控制领域有广泛的应用,极具研究价值。本文以现场可编程门阵列(FPGA)为核心实现了一种复杂波形实时识别系统。该系统以一种特殊场合产生的波形为识别目标,从波形的特征参数和外貌两个方面来识别波形,比传统的波形识别系统有更好的效果。该系统还能测量目标波形达到本系统的准确时间,并保存目标波形数据。该系统具备实时性强、功耗低、驱动简单、支持实时海量数据处理、支持匹配模板实时修改等特点。在电路设计方面,本系统采用了先进的流水线技术和三通道数据处理技术,保证了系统的实时性;在功耗控制方面,本系统采用了降低工作频率、简化逻辑复杂度等多种手段,使系统功耗降到最低;在信号处理方面,本系统采用多特征寄存器同步记录的方法,可以不间断地处理海量波形数据并记录多个指定的波形特征参数。在主处理器控制方面,本系统内部集成自动控制和自动异常回复电路,简化了控制逻辑,大大减少了主处理器驱动的复杂程度。本文在查阅了相关资料的基础上,首先深入分析了波形识别原理,提出了相关设计方案并进行了论证,确定了系统的框架:系统由信号预处理模块、波形识别模块、实时波形存储模块和DSP接口模块组成,接着根据系统不同的模块划分对各个模块的设计进行了介绍,然后介绍了硬件和软件的具体实现,最后通过系统仿真和测试,系统的功能和性能参数达到了本课题的设计要求。