Turbo译码器的改进算法及FPGA实现

在传统的Turbo译码算法Log-MAP的基础上,对译码算法和SISO译码模块进行了优化,得到了改进的SW-Log-MAP算法,它在保证译码性能的前提下,大大降低了其运算复杂度,减少了存储空间。并且给出了改进译码算法硬件实现的设计方案,完成了Turbo译码器的FPGA实现,通过测试证明,译码器达到了设计要求。     

Turbo码译码器VLSI结构的研究

探讨了Turbo码Log—MAP译码算法的VLSI实现技术。着重研究了计算状态度量的加比选结构以及实现MAP算法的滑窗法，并对整体译码方案进行了描述。还提出了可行的实现方案。通过实验仿真表明所用的方案能够达到精度要求。     

一种改进Turbo码译码器的FPGA设计与实现

提出了一种基于MAX-Log-MAP算法的更有效减小译码延时的方法,通过并行计算前向状态度量和后向状态度量,将半次迭代译码延时缩短一半,而译码性能没有损失,同时也减小了硬件实现中的时序控制复杂度。仿真表明,该方法有效降低了译码的延时,并且性能没有损失,具有较高的实用价值。     

高性能并行Turbo译码器的VLSI设计

提出一种高度并行的Turbo译码器。该译码器包含32个并行的基-4子译码器,采用改进的滑窗译码流程和存储单元划分方案,使吞吐率最高提升43.2%。在SMIC 0.13 μm工艺下,该译码器包含194万等效门,在294 MHz时钟频率和5.5次迭代下,吞吐率可达 1.19 Gb/s,满足4G移动通信标准LTE-Advanced的峰值吞吐率要求。     

基于KCPSM的Turbo译码器设计

介绍了基于常变量可编程状态机(KCPSM)的Turbo译码器的设计。在该设计中采用Xilinx公司的嵌入式处理器IP核作为主控单元,使译码器的译码参数可根据使用情况通过程序进行调整,并在对硬件结构分析的基础上说明了KCPSM控制系统的设计方法。     

分块自适应量化算法的FPGA实现

详细介绍了采用FPGA实现分块自适应量化（BAQ）算法的设计方法。该设计选用Xilinx公司100万门FPGA,采用自顶向下的方法,实现了3位长BAQ压缩算法。设计中通过资源共享来降低资源消耗,通过并行和流水来提高处理速度,满足了星载系统小型化、低功耗和高可靠性的要求。与专用DSP方案相比,采用FPGA的实现方案极大地简化了电路设计的复杂性和布线的难度。     

基于3GPP标准的Turbo码译码器设计与实现

文中针对3GPP 标准的Turbo码的性能进行仿真分析,基于课题的要求,根据性能和FPGA硬件实现复杂度提出了一种新颖的译码器方案.本方案采用在分量译码器计算前向递推的数据时,只对前向递推量进行存储,在后续过程中将同时计算出的分支度量和后向递推量结合已经存储的前向递推量直接更新信息比特的似然信息和外信息,节省了硬件存储器资源,提高了译码吞吐量,根据硬件系统时钟可推算出大致的译码吞吐量,达到课题要求.本方案的思想同样可推广应用于其他标准的Turbo码译码器.     

基于FPGA的卷积码Viterbi编码/译码器的设计与实现

该文设计了一种采用(2,1,2)卷积码的VB编码/解码器,并在Xilinx公司SpartanⅡ-XC2S200 FPGA芯片上实现。所设计的VB编码/解码器具有前向纠错能力强、编解码速度快、占用系统资源少等特点。综合后仿真结果显示,该VB编码/解码器的性能较理想,达到了预期的设计目标。     

一种Turbo乘积码编译码器的设计与实现

分析了Turbo乘积码的线性编码和基于Chase算法的软输入软输出迭代译码方法,讨论了硬件可实现的低延迟编码器、译码器应具有的结构特点,并采用此方法设计了1个长度为1024bit、码率66％的Turbo乘积码。该编码器工作时钟和输入数据速率相同,译码器则需要3倍于输入数据速率的时钟,译码器理论吞吐率可达60Mb／s。实测结果表明,其性能和仿真值相差不大于0．4dB。     

适用于CCSDS标准的RS(255,223)码编码器设计*

研究了在CCSDS标准下RS编码器的时域编码方法。分析了RS码的编码原理,基本单元电路设计,包括有限域加法器和乘法器,并着重阐述了自然基下常系数并行乘法器的实现方法。在此基础上,选用系数对称的生成多项式,在QuartusⅡ5.0编译环境下设计了RS(255,223)对称结构的编码器,节约了硬件资源,给出了仿真结果图,经检验输出结果正确。采用此方法设计的RS(255,223)编码器具有控制单元简单、模块结构规则,易于FPGA实现,可用于高速场合等特点。     

高速RS编译码器的设计及其FPGA实现

在分析RS（Reed-Solomon）码编译码基本原理的基础上,对编码过程中的乘法电路实现进行了深入分析,对译码过程中用于错误位置多项式和错误值多项式计算的BM（Berlekamp-Massey）迭代算法进行改进,并设计了适合于FPGA硬件实现的伴随式计算策略和钱搜索电路。硬件实现结果表明,改进算法能有效节省硬件资源,在Xilinx公司的XC4VSX35 FPGA上仅需要总资源的15%就可以实现（31,15）RS码编译码器电路,且在200 MHz系统时钟频率时达到10 Mb/s的译码速率,实现了高速数据处理。     

基于FPGA的快速连通区域标记算法的设计与实现

针对无行消隐图像不间断输入的高速图像处理情况,提出一种快速连通区域标记算法的硬件实现方法。利用游程编码优化标号生成算法,减小临时标号数量和等价表长度,并可同时完成特征提取;利用逐像素扫描法,以单时钟周期实现标号跟踪;利用等价表合并方法完成标号合并和特征合并。FPGA仿真结果表明：对连续输入的二值图像进行连通区域标记和特征提取时,运行时间仅由图像输入时间和等价表合并时间组成,明显优于其他方法,可适用于图像的快速识别与跟踪。     

万兆以太网MAC层控制器的FPGA设计与实现

根据IEEE802.3-2005和IEEE802.3ae标准,在Xilinx公司的Virtex6系列XC6VHX255T器件上设计实现了万兆以太网MAC层控制器。与千兆以太网相比,万兆以太网使用更宽的数据位宽和更高的时钟频率,这使得其MAC层控制器的设计和实现都面临新的挑战。在解决了数据并行处理、不定长字节CRC编码/校验及与千兆以太网兼容等问题的基础上,设计实现了万兆以太网MAC层控制器。经布局布线后仿真验证,说明该设计可满足万兆以太网实际应用的要求。     

可重构加密引擎设计及FPGA实现

针对网络安全加密系统中安全能力弱、开发成本高和实时能力差等问题,提出了一种基于FPGA的可重构加密引擎的设计方案,在详细论述了该加密引擎的总体设计结构的基础上,分析了FPGA实现中关键技术的解决方法。通过实验仿真表明：该引擎可以有效地提高FPGA器件的可重构性能,可重构资源比可以达到0.78,因此,该引擎在今后的嵌入式安全产品开发方面具有很好的速度和可重构应用前景。     

并行高效BCH译码器设计及FPGA实现

针对并行BCH译码器的特点,采用异或门实现有限域上常系数乘法,从而降低硬件复杂度。先计算部分错误位置多项式,再根据仿射多项式和格雷码理论,进行逻辑运算得到剩余的错误位置多项式,从而减少了系统所占用的资源。在现场可编程门阵列(FPGA)开发软件ISE10.1上进行了时序仿真,验证了该算法时间和空间的高效性。     

混沌吸引子及FPGA实现

提出了一个混沌系统,并利用理论和数值仿真的方法对系统的基本特性进行了分析。通过Lyapunov指数谱和分岔图,对系统在混沌、拟周期和周期轨之间的转换进行了分岔分析。为验证系统的混沌行为,在Matalab的Simulink下,利用DSP Builder设计了一个电路,并把它转换成VHDL语言程序,利用Quartus II下载到硬件电路中进行了实验,实验结果与计算机仿真结果完全一致。提出了一种基于FPGA平台和EDA开发工具的实现混沌吸引子的新方法。     

群智能算法可并行性分析及其FPGA实现

分析了量子行为的粒子群QPSO算法和粒子间相互协作的CQPSO算法结构的可并行性,并结合FPGA技术可并行处理信息的特点,说明了在并行运算模式下粒子的收敛性能。实验验证了QPSO和CQPSO算法的可并行性,并得到粒子收敛的相关数据,数据表明CQPSO算法粒子的收敛精度要远优于QPSO算法,但是粒子的收敛速度上面要远低于QPSO算法。     

基于FPGA的高速采样缓存系统的设计与实现

为了提高高速数据采集系统的实时性,提出一种基于FPGA+DSP的嵌入式通用硬件结构。在该结构中,利用FPGA设计一种新型的高速采样缓存器作为高速A/D和高性能DSP之间数据通道,实现高速数据流的分流和降速。高速采样缓存器采用QuartusⅡ9.0 软件提供的软核双时钟FIFO构成乒乓操作结构,在DSP的外部存储器接口(EMIFA)接口的控制下,完成高速A/D的数据流的写入和读出。测试结果表明：在读写时钟相差较大的情况下,高速采样缓存器可以节省读取A/D采样数据时间,为DSP提供充足的信号处理时间,提高了整个系统的实时性能。