基于SOPC的2DFFT处理器的设计与实现

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1、扉页：独创性声明本人声明所呈交的论文足我个人在导师指导卜．进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，对本文的研究做出贡献的集体和个人均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：论文使用和授权说明本人完全，解云南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文和论文电子版：允许论文被查阅或借阅：学校可以公布沦文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵循此规定

2、)研究牛签名：铆签名：挞墅日砒∥本人及导师同意将学位论文提交至清华大学“中国学术期刊(光盘版)电子杂志社”进行电子和网络出版，并编入CNKI系列数据库，传播本学位论文的全部或部分内容，同意按《中国优秀博硕=l二学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权益。研究牛签名：撕躲扭日期：胖≤摘要IIlllllllllllllllMHUIY2378231快速傅里叶变换广泛地应用于数字信号处理(DSP)，尤其是二维快速傅里叶变换(2D-FFT)在成像技术的光谱和频域分析中有重要的应用，如图像数字水印、指纹识别、合成孔径雷达成像处理以及医

3、学成像等。随着所需处理的数字信号量的增加，对2D-FFT性能和实时性的要求也越来越高。目前2D—FFT算法的实现多局限于专用集成电路与DSP，但这两种实现方式都存在着某种不足。当前，为满足应用需求，弥补前两种实现方式的不足，采用速度更快、重构性好的FPGA实现具有并行特征的2D-FFT算法，己成为国内外研究的热点。本设计追逐热点研究，探索在FPGA上实现高性能的2D—FFT处理器，并将所设计的2D-FFT处理单元封装成IP核，采用自定义组件的方式添加进SOPC系统中，并添加相关的系统组件如NiosII软核、SDRAM等来实现

4、一个可裁剪、可扩充、可升级的2D-FFT处理系统。在FPGA底层设计中，采用蝶形单元与CORDIC算法设计实现FFT处理单元，并采用乒乓倒换的方式实现矩阵转置，再用这两个关键模块组合成所需的2D-FFT处理模块，参照最新Avalon总线标准对其进行模块封装以利于采用自定义组件方法集成进SOPC系统。该系统在QuartusI8．O开发平台中进行最终的布局布线，经过专业仿真工具ModelSim进行仿真和测试后，下载到Altera公司的所提供的开发板DE2上进行实物验证。并将最终实物验证结果与Matlab函数处理结果来对比，最后结

5、果表明本设计具有运行稳定，速度快，占用资源少等优点，具有很好的应用前景。关键字：SOPC；2D．FFT；FPGA；Avalon总线；IP核AbstractFastFouriertransformarewidelyusedindigitalsignalprocessing∞SP)field，particularly，two-dimensionalfastFouriertransform(2D·FFT)hasimportantapplicationsinspectrumandfrequencydomainanalysisofth

6、eimagingtechnology，suchasimagingprocessingandmedicalimagingindigitalimagewatermarking，fingerprintrecognitionandsyntheticapertureradar(SmU．W曲theincreasingintheamountofrequireddigitalsignalprocessing，2DoFFTperformanceandreal-timerequirementsarcalsoincreased．Currently

7、，therealizationof2D—FFTalgorithmalmostlimitedtoASICorDSP，butthereisacertainlackinbothimplementations．Tomeettheapplicationrequirementsandtomakeupforthelackofthesetwoimplementations，faster，goodreconfigurableFPGAtechnologywasadoptedtoimplementthe2D—FFTalgorithmwithpar

8、allelcharacteristics，whichhasbecomeahotresearch．Thedesignchaseshotresearchtoexploretheimplementationofhigh-performance2D-FFTprocessoronFPGAboard．