基于FPGA的32位浮点FFT处理器的设计

介绍了一种基于FPGA的1024点32位浮点FFT处理器的设计。采用改进的蝶形运算单元,减小了系统的硬件消耗,改善了系统的性能。详细讨论了32位浮点加法器/减法器、乘法器的分级流水技术,提高了系统性能。浮点算法的采用使得系统具有较高的处理精度。     

基于FPGA的64点FFT处理器设计

采取基-4按频率抽取FFT算法,设计一种可在FPGA上实现的64点、32位长、定点复数FFT处理器.基-4堞形运算单元中采用六级流水线设计,并行处理4路输入/输出数据,能极大地提高FFT的处理速度.该设计采用VHDL描述的多个功能模块,经ModelSim对系统进行逻辑综合与时序仿真.实验证明,利用FPGA实现64点FFT,运算速度快,完全可以处理高速实时信号.     

基于FPGA高精度浮点运算器的FFT设计与仿真

基于IEEE浮点表示格式及FFT算法,提出一种基2FFT的FPGA方法,完成了基于FPGA高精度浮点运算器的FFT的设计。利用VHDL语言描述了蝶形运算过程及地址产生单元,其仿真波形基本能正确的表示输出结果     

一种精简结构的浮点蝶形运算单元设计

论述了一种结构精简且高效的浮点数蝶形运算单元设计,单元内部模块的使用效率接近100%。采用串行全流水线结构设计,与并行结构相比节省了75%的硬件资源消耗。利用按时间抽取(DIT)的快速傅里叶变换(FFT)算法,通过VHDL编程实现了以该蝶形单元为基础的1 024点浮点FFT处理器。QUARTUS II中的仿真结果证明了设计的正确性。该设计已成功应用于一种音频信号分析仪的信号处理部分。     

基于CORDIC算法的高速可配置FFT的FPGA实现

论述了一种用于星载合成孔径雷达(SAR)星上数据实时自主处理系统中的高性能FFT的FPGA实现.采用CORDIC算法实现复数乘法,降低了系统的复杂性,提高了运算速度,并提出一种新型便捷的旋转因子产生方法,无需额外的ROM资源.采用块浮点的数据类型,有效避免了大点数FFT的溢出问题.运算点数可配置,能够实现64～32k点,实部、虚部均为16bit数据的FFT运算.整体设计采用16点并行流水结构,提出了适用于16通道并行读写的无冲突地址产生方法.最高工作频率可达118.89MHz,100MHz频率下,1024点FFT的计算时间仅为4.48μs,完全满足高速实时的运算要求.     

基于FPGA的大时宽带宽积频域脉压设计

主要介绍基于Altera公司FPGA器件的高速实时FFT运算单元实现及频率域脉冲压缩处理的设计方法。在分析基8、按频率抽取FFT算法的基础上,采用多级同步流水线结构,利用现场可编程门阵列(FPGA)完成最大4 096点块浮点FFT。整个设计划分成多个功能模块,采用VHDL描述语言,并在Stratix器件上实现。结果表明,利用FPGA实现复杂的数字信号处理(DSP)算法是完全可行的。     

高吞吐率双模浮点可重构FFT处理器设计实现

高吞吐浮点可灵活重构的快速傅里叶变换(FFT)处理器可满足尖端雷达实时成像和高精度科学计算等多种应用需求。与定点FFT相比,浮点运算复杂度更高,使得浮点型FFT的运算吞吐率与其实现面积、功耗之间的矛盾问题尤为突出。鉴于此,为降低运算复杂度,首先将大点数FFT分解成若干个小点数基2k 级联子级实现,提出分别针对128/256/512/1024/2048点FFT的优化混合基算法。同时,结合所提出同时支持单通道单精度和双通道半精度两种浮点模式的新型融合加减与点乘运算单元,首次提出一款高吞吐率双模浮点可变点FFT处理器结构,并在28 nm标准CMOS工艺下进行设计并实现。实验结果表明,单通道单精度和双通道半精度浮点两种模式下的运算吞吐率和输出平均信号量化噪声比分别为3.478 GSample/s, 135 dB和6.957 GSample/s, 60 dB。归一化吞吐率面积比相比于现有其他浮点FFT实现可提高约12倍。     

基于FPGA的高速实时FFT处理器设计

结合高速、实时快速傅里叶变换(FFT)的实际需求,在分析了基4、按频率抽取(DIF)FFT算法的基础上,采用多级串行的同步流水线结构,利用现场可编程门阵列(FPGA)完成1 024点、16位复数点、块浮点FFT.整个设计划分成多个功能模块,全部采用Verilog HDL描述,并在Virtex-Ⅱ器件上实现.结果表明,利用FPGA实现复杂的数字信号处理(DSP)算法是完全可行的.     

三通道高速数据采集与脉冲压缩系统的实现

介绍了一种三通道高速数据采集与脉冲压缩系统的研究与实现。系统使用AD13465实现14位32MSPS数据采集，使用FPGA实现1024点和256点可变点数脉冲压缩。脉压模块采用双蝶形运算单元并行处理，其中的基4蝶形运算单元可同时完成FFT、复乘和IFFT运算，使硬件的规模减少到正常情况下的1／3。系统采用块浮点算法以提高动态范围。脉压结果使用32位IEEE754／854浮点格式输出。整个芯片完成1024点和256点脉压时间最快分别为57．70μs和12．65μs。     

向量浮点协处理器VFP-A的设计和验证

介绍了一种高性能浮点协处理器VFP-A的设计和验证.该设计结果符合ARM11协处理器接口规范.它兼容VFP11指令集,并提供可扩展指令,满足了用户的定制需求.在90 nmCMOS工艺下,该设计的时钟频率达到了600 MHz,具有高性能、低成本和面积小等特点.采用代码覆盖率驱动和功能覆盖率驱动相结合的验证方案,加快了验证进度,也进一步提高了验证的灵活性.经应用程序测试,其性能与ARM11内嵌的浮点协处理器VFP11一致.     

基于FPGA的基-6FFT算法的设计与实现

介绍了一种基于FPGA的FFT算法的实现——以Altera公司的FLEX10K系列产品为硬件平台,用VHDL语言和电路图完成系统设计描述,用MAX plusⅡ软件进行编译、综合和下载,实现了6点实序列DFT算法,并给出了仿真测试的结果。在FPGA芯片上运行的FFT算法具有速度快且抗干扰能力强的硬件实现的优点,用VHDL语言实现的基于IP核FFT算法具有很好的可移植性,可以重复使用,大大提高了设计效率。     

用FPGA实现快速傅立叶变换

介绍了一种基于FPGA的FFT算法的实现方法。用VHDL语言完成系统设计描述，经过编译、综合和下载，给出了仿真测试的结果。在FPGA芯片上运行的兀叩算法具有速度快和抗干扰能力强的硬件实现的优点；用VHDL语言实现的基于FPGA的FFT算法具有很好的可移植性，可以重复使用，从而大大提高了设计效率。     

一种FFT蝶形处理器中的乘法器实现

讨论了一种FFT结构中乘法器实现。该结构采用基于流水线结构和快速并行乘法器的蝶形处理器。乘法器采用改进的Booth算法,简化了部分积符号扩展,使用改进的Wallace树型和4-2压缩器对部分积归约。以8点复点FFT为实例设计相应的控制电路。使用VHDL语言完成设计,并综合到FPGA中。     

Fast co-verification of HDL models

This paper presents a method for functional verification of HDL models of digital circuits. The method is based on a co-operation between a simulator and an emulator and utilizes the advantages of both simulation-based and emulation-based verification to form a fast co-verification approach. This is done by verifying the intensive time-consuming part of the circuit in the emulator and the non-synthesizable part as well as the part of the circuit that needs intensive redesign process during the early steps of the design phase in the simulator. To demonstrate the co-verification approach, a tool was developed, which supports Verilog, VHDL, and mixed Verilog-VHDL models. Three benchmarks including a simple 32-bit processor (DP32), a 16-bit arithmetic RISC processor, and a 256-point FFT unit were used in the experiments. The experimental results show that the co-verification approach gives up to 15,000 times speedup for gate-level and up to 100 times speedup for RTL abstractions as compared with the simulation-based verification. Finally, an analytical study on the speedups of the co-verification approach is also presented, which supports the experimental speedups results.     

基于FPGA的积分型数字锁相环的设计与实现

位同步时钟信号的提取是通信系统中的关键部分,应用数字锁相环可以准确地从输入码流中提取出位同步信号.本文简要介绍了数字锁相环的基本原理,在详细介绍了积分型超前—滞后数字锁相环的工作原理的基础上,利用VHDL语言对该系统进行了设计,给出了数字锁相环路主要模块的设计方法及仿真结果,得到了该系统的顶层电路,其中重点分析了积分型数字鉴相器的原理,给出了设计过程；并根据系统的参数进行了性能分析,最后给出了整个系统的功能仿真结果.具有一定的工程实用价值.     

基于DSP开发系统设计与实现

为了设计一个性能稳定的DSP开发系统,利用TI公司最新推出的TMS320F28335作为微处理器,该芯片为32位浮点型DSP。在采用浮点DSP设计系统时,不需要考虑处理的动态范围和精度,比定点DSP在软件编写方面更容易,更适合采用高级语言编程。外围电路主要包含电源电路、RAM扩展电路、晶振电路和复位电路,用来辅助DSP的工作。利用电源管理芯片设计电源电路,可以有效解决其他型号的DSP对上电顺序的要求;扩展的外部RAM可以使程序的调试与下载更加方便。利用外部时钟源作为时钟输入,使其输入时钟更加稳定的同时,也可为具有相同时钟的多个DSP使用。利用三端监控芯片来实现系统的手动复位和自动复位,使系统的稳定性大大提高。     

浮点运算中前导0/1计算的设计方法

总结浮点运算中前导0/1问题的解决办法,阐述各种方法的原理和实现方法,用VHDL硬件描述语言描述,并进行仿真和综合。在实际中采用一种便于实现的高性能前导0/1的设计方法,兼顾速度和面积2方面因素。此方法已作为一个模块,应用到某32位浮点复数运算的IP核设计中,收到良好效果。     

高速64点FFT芯片设计技术

针对高速64点FFT(快速傅里叶变换)处理芯片的实现,分析了FFT运算原理,并根据FFT算法原理介绍了改进的FFT运算流图。介绍了FFT处理器系统的各模块的功能划分,并根据FFT处理器结构及其特殊寻址方式,采用Verilog HDL对处理器系统的控制器、双数据缓存、地址生成器、蝶形运算单元以及I/O控制等模块进行了RTL(寄存器传输级)设计,并在ModelSim中对各模块以及整个系统进行功能仿真和验证,给出了部分关键模块的仿真波形图。设计中,注重从硬件实现以及电路的可综合性等角度进行RTL电路设计,以确保得到与期望性能相符的硬件电路。