本文分析了數(shù)字音頻處理技術(shù)中數(shù)字濾波器的各種傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)算法,尤其是研究了FIR數(shù)字濾波器的實(shí)現(xiàn)算法,在分析了數(shù)字濾波器的傳統(tǒng)算法的基礎(chǔ)上,針對(duì)家用和便攜式音頻處理系統(tǒng),提供一種基于FPGA的音頻處理器的實(shí)現(xiàn)方案,以適應(yīng)便攜式和家用設(shè)備對(duì)處理器體積和功耗小的發(fā)展要求.該方案對(duì)實(shí)現(xiàn)N階FIR數(shù)字濾波器的傳統(tǒng)算法進(jìn)行了改良,將濾波器的系數(shù)用浮點(diǎn)數(shù)表示法來(lái)表示,使得原本至少需要一個(gè)乘法器和一個(gè)加法器來(lái)實(shí)現(xiàn)濾波功能,現(xiàn)在僅需要若干次加法和移位運(yùn)算就可以實(shí)現(xiàn),很大程度降低了設(shè)計(jì)的復(fù)雜度和系統(tǒng)功耗,也減少了芯片的面積.同時(shí)采用硬件描述語(yǔ)言VHDL實(shí)現(xiàn)了音頻處理器各個(gè)模塊的設(shè)計(jì).
上傳時(shí)間： 2013-06-02
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DFT(Discrete Fourier Transformation)是數(shù)字信號(hào)分析與處理如圖形、語(yǔ)音及圖像等領(lǐng)域的重要變換工具,直接計(jì)算DFT的計(jì)算量與變換區(qū)間長(zhǎng)度N的平方成正比.當(dāng)N較大時(shí),因計(jì)算量太大,直接用DFT算法進(jìn)行譜分析和喜好的實(shí)時(shí)處理是不切實(shí)際的.快速傅里葉變換(Fast Fourier Transformation,簡(jiǎn)稱FFT)使DFT運(yùn)算效率提高1~2個(gè)數(shù)量級(jí).本文的目的就是研究如何應(yīng)用FPGA這種大規(guī)模可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)FFT的算法.本設(shè)計(jì)主要采用先進(jìn)的基-4DIT算法研制一個(gè)具有實(shí)用價(jià)值的FFT實(shí)時(shí)硬件處理器.在FFT實(shí)時(shí)硬件處理器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中,利用遞歸結(jié)構(gòu)以及成組浮點(diǎn)制運(yùn)算方式,解決了蝶形計(jì)算、數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)操作協(xié)調(diào)一致問(wèn)題.合理地解決了位增長(zhǎng)問(wèn)題.同時(shí),采用并行高密度乘法器和流水線(pipeline)工作方式,并將雙端口RAM、只讀ROM全部?jī)?nèi)置在FPGA芯片內(nèi)部,使整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和處理速度得以很大提高,實(shí)際合理地解決了資源和速度之間相互制約的問(wèn)題.本設(shè)計(jì)采用Verilog HDL硬件描述語(yǔ)言進(jìn)行設(shè)計(jì),由于在設(shè)計(jì)中采用Xilinx公司提供的稱為Core的IP功能塊極大地提高了設(shè)計(jì)效率.
標(biāo)簽： FPGA FFT 數(shù)字處理器 硬件實(shí)現(xiàn)
上傳時(shí)間： 2013-06-20
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在很多高精度計(jì)算場(chǎng)合需要采用浮點(diǎn)運(yùn)算。過(guò)去用門(mén)電路進(jìn)行各種運(yùn)算通常為定點(diǎn)運(yùn)算，但其計(jì)算精度有限。隨著現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣（FPGA）的迅速發(fā)展，可以采用FPGA實(shí)現(xiàn)浮點(diǎn)運(yùn)算。 本文首先介紹定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)的格式，完成基于FPGA的幾種常用浮點(diǎn)運(yùn)算器的VHDL設(shè)計(jì)，包括浮點(diǎn)數(shù)與定點(diǎn)數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換，浮點(diǎn)加法器、減法器、乘法器以及除法器。在這些浮點(diǎn)運(yùn)算單元電路中采用多級(jí)流水線技術(shù)，并在某些方面優(yōu)化算法，提高了運(yùn)算器的性能。在此基礎(chǔ)上討論浮點(diǎn)運(yùn)算器的應(yīng)用，通過(guò)調(diào)用自主開(kāi)發(fā)的浮點(diǎn)乘、加模塊設(shè)計(jì)浮點(diǎn)FIR濾波器，并將其應(yīng)用于正交中頻采樣，結(jié)果表明浮點(diǎn)運(yùn)算的正交中頻采樣可以得到更高的鏡頻抑制比。最后應(yīng)用浮點(diǎn)運(yùn)算模塊設(shè)計(jì)浮點(diǎn)FFT處理器，在FPGA中實(shí)現(xiàn)高精度的FFT處理。
標(biāo)簽： FPGA 浮點(diǎn)運(yùn)算器
上傳時(shí)間： 2013-05-20
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采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)可以快速實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路，但是用于生成FPGA編程的比特流文件的CAD工具在編制大規(guī)模電路時(shí)常常需要數(shù)小時(shí)的時(shí)間，以至于許多設(shè)計(jì)者甚至通過(guò)在給定FPGA上采用更多的資源，或者以犧牲電路速度為代價(jià)來(lái)提高編制速度。電路編制過(guò)程中大部分時(shí)間花費(fèi)在布線階段，因此有效的布線算法能極大地減少布線時(shí)間。 許多布線算法已經(jīng)被開(kāi)發(fā)并獲得應(yīng)用，其中布爾可滿足性(SAT)布線算法及幾何查找布線算法是當(dāng)前最為流行的兩種。然而它們各有缺點(diǎn)：基于SAT的布線算法在可擴(kuò)展性上有很大缺陷；幾何查找布線算法雖然具有廣泛的拆線重布線能力，但當(dāng)實(shí)際問(wèn)題具有嚴(yán)格的布線約束條件時(shí)，它在布線方案的收斂方面存在很大困難。基于此，本文致力于探索一種能有效解決以上問(wèn)題的新型算法，具體研究工作和結(jié)果可歸納如下。 1、在全面調(diào)查FPGA結(jié)構(gòu)的最新研究動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)上，確定了一種FPGA布線結(jié)構(gòu)模型，即一個(gè)基于SRAM的對(duì)稱陣列(島狀)FPGA結(jié)構(gòu)作為研究對(duì)象，該模型僅需3個(gè)適合的參數(shù)即能表示布線結(jié)構(gòu)。為使所有布線算法可在相同平臺(tái)上運(yùn)行，選擇了美國(guó)北卡羅來(lái)納州微電子中心的20個(gè)大規(guī)模電路作為基準(zhǔn)，并在布線前采用VPR399對(duì)每個(gè)電路都生成30個(gè)布局，從而使所有的布線算法都能夠直接在這些預(yù)制電路上運(yùn)行。 2、詳細(xì)研究了四種幾何查找布線算法，即一種基本迷宮布線算法Lee，一種基于協(xié)商的性能驅(qū)動(dòng)的布線算法PathFinder，一種快速的時(shí)延驅(qū)動(dòng)的布線算法VPR430和一種協(xié)商A
上傳時(shí)間： 2013-05-18
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針對(duì)高速數(shù)字信號(hào)處理的要求,提出用FPGA 實(shí)現(xiàn)基- 4FFT 算法,并對(duì)其整體結(jié)構(gòu)、蝶形單\\\\\\\\r\\\\\\\\n元進(jìn)行了分析. 采用蝶算單元輸入并行結(jié)構(gòu)和同址運(yùn)算,能同時(shí)提供蝶形運(yùn)算所需的4 個(gè)操作\\\\\\\\r\\\\\\\\n數(shù),具有最大的數(shù)據(jù)并行性,能提高處理速度 按照旋轉(zhuǎn)因子存放規(guī)則,蝶形運(yùn)算所需的3 個(gè)旋轉(zhuǎn)\\\\\\\\r\\\\\\\\n因子地址相同,且尋址方式簡(jiǎn)單 輸出采取與輸入相似的存儲(chǔ)器 運(yùn)算單元同時(shí)采用3 個(gè)乘法的\\\\\\\\r\\\\\\\\n復(fù)數(shù)運(yùn)算算法來(lái)
上傳時(shí)間： 2013-08-08
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影響數(shù)字信號(hào)處理發(fā)展的最主要因素之一就是處理速度。DFT使計(jì)算機(jī)處理頻域信號(hào)成為可能，但當(dāng)N很大時(shí)，直接計(jì)算N點(diǎn)DFT的計(jì)算量非常大。FFT可使DFT的運(yùn)算量下降幾個(gè)數(shù)量級(jí)，從而使數(shù)字信號(hào)處理的速度大大提高。本文介紹了如何利用高性能數(shù)字信號(hào)處理器實(shí)現(xiàn)FFT算法，給出了程序流程圖及關(guān)鍵程序源碼。該算法采用基2 FFT算法，參數(shù)計(jì)算主要采用查表法，計(jì)算量小，實(shí)時(shí)性高。在電網(wǎng)諧波檢測(cè)應(yīng)用中表明，該方法既能有效地檢測(cè)出電網(wǎng)諧波，又能滿足實(shí)時(shí)性要求。
標(biāo)簽： FFT 算法 電網(wǎng)諧波 檢測(cè)
上傳時(shí)間： 2013-10-21
上傳用戶：asaqq
線性卷積和線性相關(guān)的FFT算法：一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1：掌握FFT基2時(shí)間（或基2頻率）抽選法，理解其提高減少乘法運(yùn)算次數(shù)提高運(yùn)算速度的原理。 2：掌握FFT圓周卷積實(shí)現(xiàn)線性卷積的原理 二 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求 1.對(duì)N=2048或4096點(diǎn)的離散時(shí)間信號(hào)x(n)，試用Matlab語(yǔ)言編程分別以DFT和FFT計(jì)算N個(gè)頻率樣值X(k), 比較兩者所用時(shí)間的大小。 2.對(duì)N/2點(diǎn)長(zhǎng)的x(n)和N/2點(diǎn)長(zhǎng)的h(n)，試用Matlab語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)以圓周卷積代替線性卷積，并比較圓周卷積法和直接計(jì)算線性卷積兩者的運(yùn)算速度。 三預(yù)做實(shí)驗(yàn) 1.FFT與DFT計(jì)算時(shí)間的比較 （1）FFT提高運(yùn)算速度的原理 （2）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)論 2.圓周卷積代替線性卷積的有效性實(shí)驗(yàn) （1）圓周卷積代替線性卷積的原理 （2）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)論 FFT提高運(yùn)算速度的原理 FFT算法將長(zhǎng)序列的DFT分解為短序列的DFT。N點(diǎn)的DFT先分解為2個(gè)N/2點(diǎn)的DFT，每個(gè)N/2點(diǎn)的DFT又分解為N/4點(diǎn)的DFT，等等。最小變換的點(diǎn)數(shù)即所謂的“基數(shù)”。因此，基數(shù)為2的FFT算法的最小變換（或稱蝶型）是2點(diǎn)的DFT。一般地，對(duì)N點(diǎn)FFT，對(duì)應(yīng)于N個(gè)輸入樣值，有N個(gè)頻域樣值與之對(duì)應(yīng)。
上傳時(shí)間： 2013-10-26
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電子發(fā)燒友網(wǎng)核心提示：Altera公司昨日宣布，在業(yè)界率先在28 nm FPGA器件上成功測(cè)試了復(fù)數(shù)高性能浮點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理（DSP）設(shè)計(jì)。獨(dú)立技術(shù)分析公司Berkeley設(shè)計(jì)技術(shù)有限公司（BDTI）驗(yàn)證了能夠在 Altera Stratix V和Arria V 28 nm FPGA開(kāi)發(fā)套件上簡(jiǎn)單方便的高效實(shí)現(xiàn)Altera浮點(diǎn)DSP設(shè)計(jì)流程，同時(shí)驗(yàn)證了要求較高的浮點(diǎn)DSP應(yīng)用的性能。本文是BDTI完整的FPGA浮點(diǎn)DSP分析報(bào)告。 Altera的浮點(diǎn)DSP設(shè)計(jì)流程經(jīng)過(guò)規(guī)劃，能夠快速適應(yīng)可參數(shù)賦值接口的設(shè)計(jì)更改，其工作環(huán)境包括來(lái)自MathWorks的MATLAB和 Simulink，以及Altera的DSP Builder高級(jí)模塊庫(kù)，支持FPGA設(shè)計(jì)人員比傳統(tǒng)HDL設(shè)計(jì)更迅速的實(shí)現(xiàn)并驗(yàn)證復(fù)數(shù)浮點(diǎn)算法。這一設(shè)計(jì)流程非常適合設(shè)計(jì)人員在應(yīng)用中采用高性能 DSP，這些應(yīng)用包括，雷達(dá)、無(wú)線基站、工業(yè)自動(dòng)化、儀表和醫(yī)療圖像等。
上傳時(shí)間： 2014-12-28
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設(shè)計(jì)了一個(gè)基于FPGA的單精度浮點(diǎn)數(shù)乘法器.設(shè)計(jì)中采用改進(jìn)的帶偏移量的冗余Booth3算法和跳躍式Wallace樹(shù)型結(jié)構(gòu),并提出對(duì)Wallace樹(shù)產(chǎn)生的2個(gè)偽和采用部分相加的方式,提高了乘法器的運(yùn)算速度;加入對(duì)特殊值的處理模塊,完善了乘法器的功能.本設(shè)計(jì)在Altera DE2開(kāi)發(fā)板上進(jìn)行了驗(yàn)證.
標(biāo)簽： FPGA 精度 浮點(diǎn)數(shù) 乘法器設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-10-09
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無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的迭代算法
標(biāo)簽： SL-n 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 迭代 算法
上傳時(shí)間： 2013-11-16
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