基于可重构FPGA技术的自适应FIR滤波器的实现

有限冲激响应(FIR)滤波器设计遇到的难题是滤波要进行大量乘法运算,即使是在全定制的专用集成电路中也会导致过大的面积与功耗.对于用硬件实现系数是常量的专用滤波器,可以通过分解系数变为应用加、减和移位而实现乘法.FIR滤波器的复杂性主要由用于系数乘法的加法器/减法器的数量决定.而对于自适应FIR滤波器,大多数场合下可用数字信号处理器(DSP)或CPU通过软件编程的方法来实现,但是对于要求高速运算的场合,VLSI实现是很好的选择.基于这一考虑,可以用符号数的正则表示(CSD)码表示系数, 再利用可重构现场可编程门阵列(FPGA)技术实现.可重构结构的应用,能保证系统的其余部分同时处于运行状态时实现FIR滤波器系数的更新.文中利用CSD码和可重构思想,提出了用FPGA实现自适应FIR滤波器的一种方案.     

基于CORDIC算法的数字滤波器设计

FIR和IIR数字滤波器广泛应用于各种数字信号处理系统。从坐标旋转公式出发，阐述了CORDIC算法的原理．同时在FPGA上实现了该算法的设计，并且基于CORDIC算法建立了FIR和IIR数字滤波器的电路模型，使之能在同一电路上通过开关控制集成实现。     

一种在线可编程逻辑器件

描述ALTERA公司MAX9000系列在线可编程逻辑器件,并给出应用实例。这种器件是数字电路集成的有效手段。     

一种改进的NLMS自适应滤波器的FPGA实现

针对当前广泛应用的自适应滤波器,提出了一种改进的变步长NLMS自适应算法,在不增加计算复杂度的条件下获得了更好的收敛速度。在硬件实现过程中,利用FPGA并行处理的特点,采用自上而下的设计方法和流水线设计技术,获得了较好的滤波效果和较快的处理速度,完全满足自适应信号处理领域中实时性的要求。     

一种FIR滤波器的FPGA实现

数字滤波是语音与图像处理和模式识别等应用中的一种基本的数字信号处理部件。文中提出了一种采用FPGA器件并利用窗函数实现线性FIR数字滤波器的方案,使用Xilinx公司的XCS10FPGS器件设计了一个8阶8位FIR滤波器,阶数和位数以及滤波器特性均可方便地更改。     

一种基于FPGA的图像中值滤波器的硬件实现

随着超大规模集成电路 (VLSI)技术的不断发展 ,图像的并行处理技术也得到飞速发展。现场可编程门阵列 (FPGA)是在专用集成电路 (ASIC)的基础上发展起来的一种可动态编程的器件 ,与其他中小规模集成电路相比 ,其优点主要在于它有很强的灵活性 ,即其内部的具体逻辑功能可以根据需要配置 ,对电路的修改和维护很方便 ,设计周期短 ,可重构 ,扩展性好等 ,特别适用于流水线方式的数据处理。文中以XILINX公司的XVC30 0 5BG35 2型FPGA芯片为平台构建图像中值滤波实时处理模块 ,并成功地实现了对一帧 1 2 8× 1 2 8× 8像素的灰度图像的滤波处理。     

一种基于FPGA的可编程数字本振生成方法

近年来，随着相关技术的不断发展，基于现场可编程逻辑门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）的直接数字频率合成技术（Direct Digital Synthesizer,DDS）已成为目前主流的信号合成技术，广泛应用于雷达、通信、国防等领域。然而，受限于FPGA的系统时钟，合成信号的频率范围有限。为了使合成信号获得更大的频率范围和更高的采样频率，提出一种可编程数字本振生成方法，并将该方法应用于频谱分析仪的数字本振频率合成上。实践证明，该方法能够准确产生需要的可变本振信号，且频率范围不受系统时钟频率限制。     

一种基于FPGA+DSP高速系统的故障诊断研究

基于FPGA+DSP的硬件平台广泛应用于通信、雷达及图像等领域的高速数字信号处理系统,其工作的稳定性极为重要.针对一种基于FPGA+DSP的高速数字信号处理系统在实际应用中出现的偶发性故障,在分析系统的工作原理基础上,对SRIO引导过程与故障现象进行研究分析,分层逐次排查诊断,总结故障的原因,并提出3种解决方法,分析比对后,选择较佳方案改良高速数字信号系统.经过反复运行检测,最终解决了偶发性故障,为今后的故障诊断提供了参考思路.     

一种FPGA验证与测试方法介绍

文章重点介绍了一种FPGA验证与测试的方法。该测试方法的优点是不依赖于芯片设计与测试机台,低成本、开发周期短。基于PC、ATE与自制转换软件,对FPGA验证与测试开发技术进行研究。PC主要完成bin文件的生成,自制转换软件主要将bin文件转换为机器可识别的atp文件。ATE导入配置文件、完成信号输入与输出验证。基于该理论对Xilinx公司的XCV1000进行了实验,实验表明该方法可行并能快速实现测试开发与芯片验证,且具有很好的通用性,可用于其他FPGA芯片的测试、研究与验证,还可以应用于不同的ATE机台。     

归一化子带自适应滤波器步长控制

定步长子带自适应滤波器必须在快的收敛速度和低的稳态失调之间进行折中。根据自适应滤波器系数向量均方偏差与步长之间的函数关系,该文采用使自适应滤波器系数向量均方偏差在每次迭代更新时最速下降的方法,提出一种步长控制算法来解决上述问题。该算法可以兼得快的收敛速度和低的稳态失调。实验结果验证了该方法的有效性。     

一种新的直方图核函数及在图像分类中的应用

基于核方法的支持向量机(SVM)以其良好的推广性在图像分类等领域已经得到广泛应用,运用支持向量机的关键是设计有效的核函数。为克服传统核函数较少融合先验知识的弱点,该文提出基于数据驱动的核函数构建方法;并结合词包(BOW)模型,设计了一种基于TF-IDF规则的加权二次卡方(Weighted Quadritic Chisquared, WQC)距离的直方图核函数;在计算直方图之间距离时充分考虑到不同量化区间的不同区分性能,从而增强核函数对不同类别的区分能力。在Caltech101/256等多个经典图像数据集上的分类实验结果验证了该文方法的有效性。     

一种抑制直扩通信窄带干扰的新型非线性自适应预测滤波器

为了更有效地抑制直接序列扩频通信中的窄带干扰,论文提出了一种非线性Laguerre滤波抑制直扩频通信窄带干扰的方法,给出相应的自适应算法。该方法利用具有IIR和FIR滤波器特点的Laguerre时延单元构造非线性自适应预测滤波器。该方法可以使预测器的记忆深度与预测器的阶数解偶,以更少的阶数达到更优的抑制性能。仿真实验结果表明：与Vijayan和Poor传统非线性自适应预测滤波器相比,该滤波器能够保证均方误差的收敛稳定性,并能在信噪比改善提高12dB的前提下,使滤波器阶数降低为原来的1/3~1/5,具有一定的现实意义。     

基于小波核主成分分析的相关向量机高光谱图像分类

相关向量机(RVM)高光谱图像分类是一种较新的高光谱图像分类方法,然而算法本身存在对于高维大样本数据训练时间过长、分类精度不高的问题。针对这些问题,该文提出一种基于新型核主成分分析的RVM分类方法。该方法首先将核函数引入到主成分分析中,然后应用小波核函数代替传统核函数,利用小波核函数的多分辨率分析特点,进一步提高核主成分分析(KPCA)非线性映射能力,最终将新型核主成分分析算法与相关向量机相结合,对高光谱图像进行分类。仿真实验结果表明,将所提出的方法应用于AVIRIS美国印第安纳州实验田高光谱数据预处理后,类内类间距离比降低20%,方差整体增幅较大,最终将处理后的数据应用于相关向量机的高光谱图像分类中,分类精度提升3%~5%。     

基于扩展卡尔曼滤波器的矢量跟踪算法研究

该文针对矢量跟踪算法缺乏定量分析的问题,对线性化模型与跟踪误差进行了研究.为了提高矢量跟踪环的动态跟踪性能,修正了已有线性化观测矩阵忽略接收机伪距率对位置的偏导项的问题;提出了新的环路反馈量,简化了运算过程.推导出了矢量跟踪环的热噪声跟踪误差,与标量跟踪环相比跟踪门限明显降低,并且在相同条件下,观测卫星数越多,矢量跟踪环的跟踪门限越小;推导了矢量跟踪环的动态应力跟踪门限,证明矢量跟踪环可以处理高动态微弱信号.通过 Monte Carlo 仿真验证了理论分析结果的正确性.     

双基机载雷达GMTI的参数自适应匹配滤波器性能分析与定阶方法研究

在双基机载雷达的地面动目标检测中,参数自适应匹配滤波器（PAMF）方法是一种很有效的方法。该文从矩阵扰动的角度分析出了PAMF方法性能较好的本质原因,并为PAMF方法的阶数确定给出了依据。该文内容将有助于双基机载雷达系统中关于PAMF方法的研究。     

一种超小型AES专用处理器的FPGA实现

提出一种基于FPGA的专用处理器设计.它是用于高级加密标准的超小面积设计,支持密钥扩展(现在设计为128位密钥),加密和解密.这个设计采用了完全的8位数据路径宽度,创新的字节替换电路和乘累加器结构,在最小规模的Xilinx Spartan II FPGA芯片XC2S15上实现了一个高级加密标准AES的专用处理器,使用了不到60%的资源.当时钟为70MHz时,可以达到平均加密解密吞吐量2.1Mb/s.主要应用在把低资源占用,低功耗作优先考虑的场合.     

基于模糊核聚类和支持向量机的鲁棒协同推荐算法

该文针对现有推荐算法在面对托攻击时鲁棒性不高的问题,提出一种基于模糊核聚类和支持向量机的鲁棒推荐算法。首先,根据攻击概貌间高度相关的特性,利用模糊核聚类方法在高维特征空间对用户概貌进行聚类,实现攻击概貌的第1阶段检测。然后,利用支持向量机分类器对含有攻击概貌的聚类进行分类,实现攻击概貌的第2阶段检测。最后,基于攻击概貌检测结果,通过构造指示函数排除攻击概貌在推荐过程中产生的影响,并引入矩阵分解技术设计相应的鲁棒协同推荐算法。实验结果表明,与现有的基于矩阵分解模型的推荐算法相比,所提算法不但具有很好的鲁棒性,而且准确性也有提高。     

水下小孔径阵列自适应匹配滤波检测方法

为了解决水下小孔径阵列有色噪声场中目标检测问题,该文提出了一种基于目标方位似然估计的自适应匹配滤波器(ML-AMF)方法,该方法采用似然方法估计目标方位,并使用预先估计的方位信息进行能量检测,通过推导得到检验统计量。该方法克服了自适应匹配滤波器(AMF)目标方位失配带来的影响。仿真和实测数据的结果均验证了该方法在水下色噪声场中的有效性。8元均匀小孔径线列阵湖试数据的仿真结果表明,ML-AMF的检测性能优于MVDR 1~5 dB,优于CBF 12~17 dB。     

FPGA硬核处理器系统加速数字电路功能验证的方法

为了缩短专用集成电路和片上系统的功能验证周期,该文提出FPGA硬核处理器系统加速数字电路功能验证的方法。所提方法综合软件仿真功能验证和现场可编程门阵列原型验证的优点,利用集成在片上系统现场可编程门阵列器件中的硬核处理器系统作为验证激励发生单元和功能验证覆盖率分析单元,解决了验证速度和灵活性不能统一的问题。与软件仿真验证相比,所提方法可以有效缩短数字电路的功能验证时间;在功能验证效率和验证知识产权可重用方面表现优于现有的FPGA原型验证技术。