abs-s信道解调芯片中cordic函数分析和设计

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1、国内图书分类号：TN47国际图书分类号：621.3.049.77工学硕士学位论文ABS-S信道解调芯片中CORDIC函数的分析与设计硕士研究生：舒映晖导师：张岩教授申请学位：工学硕士学科、专业：微电子学与固体电子学所在单位：深圳研究生院答辩日期：2007年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN47U.D.C:621.3.049.77DissertationfortheMasterDegreeofEngineeringCORDICanalysisanddesigninABS-Schanneldemodulato

2、rCandidate:ShuYinghuiSupervisor:Prof.ZhangYanAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MicroelectronicsandSolid-StateElectronicsAffiliation:ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence:December,2007Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文

3、摘要随着信息产业和微电子技术的飞速发展，数字集成电路已成为信息产业大楼的基石。另一方面，数字电视卫星直播业务在全球各地，特别是在美国、欧洲、日本等国家和地区得到了蓬勃发展，近年来我国也十分重视数字电视直播卫星的发展。本课题所研究的CORDIC正是应用于ABS-S信道解调芯片——我国具有自主知识产权的直播卫星系统中的关键技术之一。本课题主要研究内容如下：首先，详细分析了CORDIC函数基本算法，并讨论了抽象出来的统一迭代公式，讨论了CORDIC函数的扩展应用，如计算sin、cos、tan、arctan等三角函数，log、ln、exp等超越函数

4、，以及在收敛范围内的乘除法。简单介绍了信道解调系统，根据ABS-S解调算法自身的特点，讨论了在本系统中，解调算法某些模块可以和cordic算法相结合，实现结构优化的可能性。随后，讨论了CORDIC函数的几种电路结构，从ASIC设计流程和设计要素入手，详细分析了影响芯片质量参数（时序、功耗、面积）的基本特性，针对这些特性和系统中的具体应用，对cordic-iterative-unit作了功耗优化，对arctan_cordic和sc_cordic作了时序优化，对phase_detector作了面积上的优化。利用synopsys公司的综合工具de

5、signcomplier，采用中芯国际0.13微米工艺对设计作了综合，得到面积、时序、功耗报告，性能均能达到设计要求。在这一部分最后，列出了实测的电路计算精度表、分析了RTL电路引入的误差并在设计中加入了改善误差的结构、讨论了算法引入的增益因子及其消除设计、讨论了电路的溢出及其避免的方法。其次，搭建了CORDIC仿真环境，完成CORDIC电路功能仿真。给出了验证策略，主要包括：用C程序生成测试向量；用C程序生成fixedangle；将verilog代码计算结果以文本形式保存；用matlab还原输出数据与C算法作比较；保存正确的输入输出向量，

6、在下次改动后，直接利用已有的perl脚本进行比较。最后，完成CORDIC电路的FPGA原型验证。验证方式：通过串口或者直接在代码中加入测试激励，将输出向量存放在SRAM中，利用串口将其传输至PC机，利用matlab和已有的perl脚本与C算法结果作比较。-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文关键词CORDIC；ABS-S；FPGA；ASIC-II-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofinformationindustryandmicroelectronicstechnology,di

7、gitalintegratedcircuithasbecomeoneofthemostimportantfoundationsofinformationbuilding.Ontheotherhand,directbroadcastsystem(DBS)hasspreadallovertheworld,especiallyinUSA,EuropeandJapan.Recentyears,ChinesegovernmentpaysmuchattentiontothedevelopmentofDBS.Inordertomeettherequire

8、mentofDTVinourcountry,in2006,theacademyofbroadcastingscienceofChinahasproposedthestandard