基于FPGA的信号采集与处理技术的研究

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1、湖北工业大学硕士学位论文摘要随着FPGA技术的快速发展，FPGA在信号采集与处理方面的优势也越来越明显。FPGA芯片不仅具有很强的逻辑控制能力，而且具有较强的数字信号处理能力。现在新型的FPGA中一般都集成了DSP模块，甚至嵌入了软/硬核处理器，加上FPGA在信号并行处理方面的优势，使得基于FPGA的信号采集控制与信号处理已完全成为可能。本文对基于FPGA的信号采集与处理技术进行研究。在信号采集与处理系统中，FPGA是整个系统的控制核心，控制系统的相关功能模块完成对信号的采集与处理任务。主要研究和设计了基于FPGA的控制与处理系统，包括基于FPGA的信号采集模块、基于F

2、PGA的信号处理模块和基于FPGA的存储控制模块。采集控制模块主要是控制通道选择开关和A/D转换器工作，即产生多通道选择的逻辑控制信号和A/D转换的控制时序，以完成对多路模拟输入信号的采集控制；信号处理模块主要是对经过A/D转换后的数字信号进行FFT处理；存储控制模块的作用是控制存储器工作，也就是产生存储器的逻辑控制信号，从而实现对处理结果的存储控制。基于FPGA的信号采集控制与处理系统具有开发周期短、设计灵活、成本低、可靠性高等特点，可见FPGA是实现信号采集与处理的理想架构，基于FPGA的信号采集与处理技术具有十分广阔的应用前景。关键词：FPGA，信号采集，信号处理

3、，FFTI湖北工业大学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofFPGAtechnology,advantagesofFPGAinthesignalacquisitionandprocessingareincreasinglyevident.FPGAchip,notonlyhasaverystronglogiccontrol,butalsohasastrongdigitalsignalprocessingcapability.NowanewtypeofFPGAgenerallyareintegratedDSPblocks,andeve

4、nembeddedinthesoft/hard-coreprocessor,coupledwithFPGAparallelprocessinginthesignalstrengths,allowingFPGA-basedsignalacquisitioncontrolandsignalprocessingiscompletelypossible.Inthispaper,signalacquisitionandprocessingtechnologybasedonFPGAisresearched.FPGAisthecoreofthesignalacquisitionand

5、processingsystems,itcontrolledeachmoduletocompletesignalacquisitionandprocessingtasks.ThearticlemainlyresearchedanddesignedofFPGA-basedcontrolandprocessingsystems,includingFPGA-basedsignalacquisitionmodule,FPGA-basedsignalprocessingmoduleandFPGA-basedstoragecontrolmodule.Acquisitionandco

6、ntrolmoduleismainlyforcontrollingchannelselectionswitchandA/Dconvertertoworkthatgeneratemulti-channelselectionlogiccontrolsignalsandA/Dconversiontimingcontrolinordertocompletethemulti-channelanaloginputsignalacquisitioncontrol;SignalProcessingModulemainlyforthroughtheA/Dconverteddigitals

7、ignaltoFFTprocessing;storagecontrolmodule'sroleistocontrolthememorywork,thatis,memorylogiccontrolsignalsgenerated,inordertoachievecontroloftheprocessingresultsofstore.SignalacquisitioncontrolandprocessingsystembasedonFPGAhasashortdevelopmentcycle,designflexibility,lowcost