用于太赫兹高速通信的FIR滤波器64并行实现算法

为满足太赫兹无线通信系统对大容量基带信号处理算法的要求,基于直接从多项式分解导出的传统滤波器并行实现算法,通过矩阵变化推导出复杂度更小的快速有限冲激响应(FIR)滤波器并行实现。在此基础上通过张量积的表示给出了2并行、4并行和8并行的转换公式以及实现架构。既而推导出2N并行快速FIR滤波器的通用实现公式,并对比了优化前后的复杂度差异。最后给出了64并行的快速FIR滤波器的推导公式和具体实现架构,以及优化前后的硬件复杂度对比,64并行的快速FIR滤波器算法资源消耗更少。     

基于SRFFT算法的FIR数字滤波器设计及ADSP21160实现

基于分裂基FFT(SRFFT)算法设计FIR数字滤波器，首先将输入信号经A／D转换成数字序列，运用重叠相加法将数字序列分段成固定长度的数据组，然后采用SRFFT算法对固定长度的数据组将时域的卷积运算转换为频域的复乘运算，再利用分裂基IFFlT(SRIFFT)转换回时域，从而达到滤波的效果。基于SRFFT算法的FIR数字滤波器较其他FFT算法大量减少了复乘加运算量，提高了滤波效率。本文设计的滤波器是一个长度为400～500阶的可变FIR数字滤波器，输入信号为采样速率10MHz的复数据，根据系统处理要求，采用2片高速浮点芯片ADSP21160构成多处理器并行系统来实现高速FIR数字滤波器的设计。     

基于位并行DA结构的高速FIR滤波器

针对目前利用FPGA实现基于分布式算法(DA)FIR滤波器的不足,以及为了实现高速FIR滤波器,提出了一种位并行分布式算法结构的解决方案。采用位并行分布式算法和流水线式并行加法器树,在Xilinx Virtex5系列FPGA上实现了高速FIR滤波器。该滤波器工程经ISE 12.3综合、布局布线后,利用Modelsim SE 6.5和Matlab联合仿真。仿真结果表明,该设计可以提高滤波器处理速度,32阶的滤波器最高时钟频率可达到399.624 MHz。对滤波器进行进一步优化,节约了硬件资源占用。     

数字图像空域滤波算法的FPGA设计与实现

FIR滤波器是一种常用的数字滤波器,数字图像空域滤波算法是图像预处理中常用的处理算法。结合FIR滤波器在数字图像空域滤波算法中的实际应用,研究其在实际的硬件电路设计与FPGA实现中的关键问题,并提出了如何有效缩短设计电路的关键路径和提高数据吞吐率的方法。最后在XINLINX公司的芯片Virtex-ⅡXC2V1000上设计了高速滤波器,实现了数字图像空域滤波算法。     

多相并行FIR滤波器的FPGA高速实现方法

L路多相并行FIR滤波器的工作速率是单路串行FIR滤波器的L倍,基于多项式分解的多相并行FIR滤波器实现结构简单、计算复杂度小、滤波运算延迟少;针对多相并行FIR滤波器,给出了基于多项式分解的多相并行FIR滤波器优化实现结构的FPGA高速实现方法。归纳、整理和推导了2路至8路基于多项式分解的多相并行滤波器优化实现结构,并针对FPGA实现的具体特点给出了多相并行滤波器优化实现结构的FPGA高速实现方法。通过测试分析可知,给出的基于多项式分解的多相并行FIR滤波器优化实现结构的FPGA高速实现方法能够在FPGA上高速实现多相并行FIR滤波器。     

基于FPGA的高速并行滤波器设计与实现

针对高速通信调制解调系统对成形滤波器的运算要求,分析高速并行滤波器的设计与实现方法,提出一种可满足 1Gsps 符号速率下的发射端和接收端的成形滤波器并行实现结构, 该结构具有较低的实现复杂度。FPGA 实现结果表明,采用该滤波结构的高速调制解调系统基本没有性能损失。     

采用多级子并行滤波器级联结构的并行FIR滤波器

在并行FIR的快速迭代短卷积算法(ISCA)基础上,采用多级小尺寸并行FIR结构级联结构,实现了一种新型并行FIR滤波器.在增加一定量的加法器和延迟单元等弱运算强度单元的情况下,大大减少使用的乘法器数量.一个采用3级(2×3×6)级联结构的2并行36抽头FIR滤波器仅需18个乘法器,比单级ISCA算法实现的FIR结构节省了67%,更适合于专用并行FIR滤波器的VLSI实现.     

一种基于迭代短卷积算法的低复杂度并行FIR滤波器结构

该文基于快速卷积算法,提出一种适用于线性相位FIR滤波器的并行结构。该结构采用快速卷积算法减少子滤波器个数,同时让尽可能多的子滤波器具有对称系数,然后利用系数对称的特性减少子滤波器模块中的乘法器数量。对于具有对称系数的FIR滤波器,提出的并行结构能够比已有的并行FIR结构节省大量的硬件资源,尤其当滤波器的抽头数较大时效果更明显。具体地,对一个4并行144抽头的FIR滤波器,提出的结构比改进的快速FIR算法(Fast FIR Algorithm, FFA)结构节省36个乘法器(14.3%),23个加法器(6.6%)和35个延时单元(11.0%)。     

一种基于FPGA的高速FIR滤波器的设计

为了实现对高速输入数据的滤波,根据FIR（有限冲激响应）数字滤波器并行设计思想,在脉动阵列FIR数字滤波器的基础上,经过认真设计,提出了一种基于FPGA（现场可编程门阵列）的高速FIR数字滤波器的设计方法。以一个16阶FIR数字滤波器的设计为例,在FPGA上用VHDL语言实现了这种设计方法。在Modelsim下仿真表明这一方法是可行的,可支持高达1GSPS（10亿次采样每秒）的输入数据．     

基于FPGA的FIR数字滤波器设计与仿真

采用改进并行分布式算法设计了一种16抽头FIR数字低通滤波器,首先用Matlab工具箱中的FDATool设计滤波器系数,然后使用硬件描述语言Verilog HDL和原理图,实现了子模块和系统模块设计,在Matlab与QuartusII中对系统模块进行联合仿真。仿真结果表明,设计系统性能稳定,滤波效果良好,且实用性较强。     

Hardware efficient fast parallel FIR filter structures based on iterated short convolution

This paper presents an iterated short convolution (ISC) algorithm, based on the mixed radix algorithm and fast convolution algorithm. This ISC-based linear convolution structure is transposed to obtain a new hardware efficient fast parallel finite-impulse response (FIR) filter structure, which saves a large amount of hardware cost, especially when the length of the FIR filter is large. For example, for a 576-tap filter, the proposed structure saves 17% to 42% of the multiplications, 17% to 44% of the delay elements, and 3% to 27% of the additions, of those of prior fast parallel structures, when the level of parallelism varies from 6 to 72. Their regular structures also facilitate automatic hardware implementation of parallel FIR filters.     

全数字接收机中一种基于并行流水线与快速FIR算法的插值滤波器结构及其实现

该文在对已有的拉格朗日立方插值滤波器Farrow结构进行分析和研究的基础上,使用了流水线技术和并行处理技术来提高滤波器的速度。在此基础上提出了基于快速FIR算法的结构,降低了并行的Farrow结构的复杂度。对该算法结构进行了仿真,并在FPGA上实现。分析结果表明,改进后的结构有更快的运行速度和更低的功耗。     

一种基于FPGA的并行流水线FIR滤波器结构

提出了一种在FPGA器件上实现的流水线并行FIR滤波器结构。首先比较了FIR滤波器三种硬件实现所用的资源,然后在理论上推出该流水线并行结构滤波器的实现方法及其可行性,给出了硬件实现模块。实验结果表明,这种改进滤波器结构实现的算法可以灵活地处理综合的面积和速度的约束关系,使设计达到最优。     

支持任意系数长度和数据类型的FIR滤波器向量化方法

 向量处理器的向量化算法映射是难点问题.提出一种支持任意系数长度和数据类型的FIR滤波器向量化方法,将(Finite Impulse Response)滤波器的卷积计算划分为系数长度步向量乘法和加法计算,每一步的向量乘法和加法计算在各个向量处理单元上并行执行,计算一个输出结果的所有乘法和加法计算都在同一向量处理单元上完成,每次循环能够同时完成向量处理单元数量个输出结果的计算.在向量处理器YHFT-Matrix的实验结果表明,该向量化FIR滤波器能够取得高效的计算性能和加速比.     

并行数字匹配滤波器的设计

介绍了匹配滤波器原理,分析了匹配滤波并行处理的算法,提出了一种适合高速处理的并行数字匹配滤波器的设计方法。使用Matlab软件进行了仿真,根据仿真结果证明了此设计方法可行。给出了利用可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)实现16阶高速并行数字匹配滤波器的方案,指出了实现的要点。在系统中进行了性能测试,结果表明,采用该并行处理算法实现的数字匹配滤波器适合高速信号处理。     

并行算法在软件无线电多DSP平台的应用

近年来，随着软件无线电的发展，用于软件无线电平台中的多DSP并行结构受到越来越多的关注，因为这种结构能提高数字信号处理的速度。提出了一种适合在该平台上并行运算的算法，以多阶FIR滤波器为例，验证了算法，并探讨算法的性能，给出了该算法在多处理器条件下，与单处理器处理结果的比较。对选取合适的软件无线电中频处理多处理器平台具有一定的参考价值，并对舰载软件无线电的实现提供了科学参考。     

一种新的FIR滤波器脉动实现结构

为了提高FIR滤波器的处理速度,一个主要手段是并行处理技术.并行处理除了可以提高运算速度外,还可以提高FIR滤波器的数据通过率以及降低系统功耗.本文首先从多项式分解角度给出一种FIR滤波器的并行结构.通过对此并行FIR滤波器的分析,提出了一种新的FIR滤波器的脉动实现结构.这种结构与一般的实现FIR滤波器的脉动结构相比具有规模小、能适应更高处理速度的优点.     

基于多项式分解的自适应FIR滤波器脉动结构

该文由多项式信号的并行表达得到一种FIR滤波器并行结构。通过对FIR滤波器并行结构的分析,提出了几种自适应FIR滤波器的并行处理算法．同时给出了相应的脉动实现结构。