【硕士论文】在FPGA平台实现数字信号处理的研究.pdf

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1、同济大学硕士学位论文在FPGA平台实现数字信号处理的研究姓名：郭秀兰申请学位级别：硕士专业：电路与系统指导教师：陆明达2001.3.1摘要，f近些年来，随着微电子技术的发展，可编程逻辑器件在集成度、速度等性能方面也获得了空前的发展，从而为DSP的设计者提供了新的选择。利用FPGA／CPLD设计的DSP系统既具有通用DSP的灵活性，又具有专用DSP的实时性，其方便灵活、快速、开发周期短、费用低等优点，使其逐步取代ASIC方法成为现代电子系统设计者的首选方案。可编程逻辑器件的应用设计有其自身的特点，不仅与其自身的结构及性能密切相关，而且，还与所使用的EDA工具有关

2、。在专用DSP的硬件实现方法上，也有别于传统的ASIC方法。／≮‘、一本文首先讨论了各种DSP处理方法的特点，对可编程逻辑器件的结构特点、编程原理及设计流程作了简单介绍。其次，较为详细地讨论了一般专用DSP的硬件实现方法。并且在此基础上，研究了适合于FPGA器件结构及性能特点的DSP算法一分配算法。重点讨论了利用基于查找表的分配算法，在SRAM型FPGA器件中实现DSP的方法。研究表明，基于查找表的分配算法，可以使含有大量乘法累加运算的数字滤波器电路的性能和资源大大改善，从而非常适合于FPGA器件的设计。最后，本人利用串行分配算法，在一片XC4008E芯片上实

3、现了一个12Tap8Bit的FIR数字滤波器。关键词：可编程逻辑器件，现场可编程门阵列，数字信号处理，专用集成电路，电子设计自动化，分配算法，查找表ABSTRACTWiththedevelopmentofthemicroelectronictechnology，muchimprovementhasbeenachievedinthePLDtechniques，suchasitIntegrate，operatingspeedandpertorrnance，whlcnprovidesnewopuonsforDSPdesigners．TheDSPsystemcombi

4、nedwithFPGA／CPLDtechniqueshasbotlltheflexibilityofthegeneral—purposeDSPandgoodreal．timeperfcIrmarlceoftheAS-DsP．Itslowcost，shortdesigncycle，flexibilityandconveniencemakeitagoodsubstituteforASICandbecomeapreferredchoiceformodemelectronicsystemdesigners．ThedesignandapplicationofPLDsha

5、sitsOWncharacteristics．whichnotonlycloselyrelatingtotheirownstructurebutalsodependinguponwhatkindofEDAtoolsyouuse．TherealizationmethodsofAS．DSPhardwarearealSOdifferentfromthoseoftraditionalASIC．Atthebeginning，thisarticleintroducesseveralmethodsofDSPandtheircharacteristics，aswellasde

6、scribesthestructure，thefeature，theprogrammingprincipleandthedesignflowchartofPLDs．ThengoesintodetailsofhowtorealizeAS．DSPinhardware．andprobesintoanewDSParithmetic—DistributedArithmetic(DA)--whichmakesextensiveuseoflook-印tables(LUTs)andsuitsFPG丝structureandcapability．力)eemphasisinthi

7、sarticleisLUT．basedDistributedArithmeticandhowtorealizeitinSRAM—basedFPGAS．TheresearchresultindicatesthatLUT-basedDAcangreatlyimprovetheperformanceandresourcesofdigitalfiltercircuitcontainingplentyofMultiplyandAccumulation(MAC)．Attheendofthisarticle，a12-Tap8-bitFIRdigitalfilteriSimp

8、lementedonaXC4008Ec