FPGA技术在信号处理中的应用.docxVIP

FPGA技术在信号处理中的应用

目录

文档简述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.1.1FPGA技术简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.1.2信号处理的重要性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

1.1.3研究现状与发展趋势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

1.2研究目的与内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

1.2.1研究目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

1.2.2研究内容概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

FPGA技术基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

2.1FPGA定义与分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

2.1.1FPGA概念解析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

2.1.2FPGA的分类方式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

2.2FPGA硬件结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

2.2.1FPGA架构概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

2.2.2关键组件分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

2.3FPGA编程模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

2.3.1VHDL与Verilog语言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

2.3.2编程模型比较．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

FPGA在信号处理中的角色．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

3.1信号处理的基本概念．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

3.1.1信号与信号处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

3.1.2信号处理流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

3.2FPGA在信号处理中的优势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

3.2.1灵活性与可定制性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

3.2.2并行处理能力．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

3.3FPGA在信号处理中的典型应用案例．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

3.3.1通信系统设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

3.3.2图像处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

3.3.3音频处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

FPGA在信号处理中的关键技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

4.1数字信号处理算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

4.1.1FIR滤波器实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

4.1.2DSP算法优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

4.2FPGA编程与调试技巧．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

4.2.1代码优化策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

4.2.2调试工具与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

4.3FPGA与外部存储器交互．．．．