基於FPGA的數位訊號處理

基於FPGA的數位訊號處理

本書是一本有關如何在FPGA上實現數位訊號處理的著作。以Xilinx高端FPGA作為開發平台,以數位訊號處理理論為基礎,結合當前的FPGA技術,深入探討了基於FPGA實現各種數位訊號處理算法的工程方法。本書將理論與實踐相結合,給出了相應算法的硬體結構,並配有時序圖,以幫助讀者深入理解設計思路。

基本信息

圖書目錄

第1章 現場可程式邏輯門陣列(FPGA)技術現狀 1.1 FPGA已進入超大規模積體電路領域
1.1.1 FPGA在大規模積體電路中的定位
1.1.2 FPGA功能的演變
1.1.3 Xilinx的Virtex-6架構分析
1.2 FPGA使數字系統設計理念發生變革
1.3 FPGA使數字系統設計方法發生變革
1.3.1 數字系統設計方法的演變
1.3.2 XilinxFPGA開發環境
1.4 FPGA使數字系統調試方法發生變革
參考文獻

第2章 數位訊號處理與FPGA

2.1 數位訊號處理研究的內容
2.2 數位訊號處理系統架構分析
2.3 基於FPGA的數位訊號處理的相關問題
2.3.1 基於FPGA的數位訊號處理系統設計流程
2.3.2 定點數與浮點數
參考文獻

第3章 數位訊號處理中的基本運算

3.1 定點數的表示
3.1.1 二進制數的原碼與補碼
3.1.2 定點數的字長問題
3.2 加法運算
3.2.1 一位全加器
3.2.2 加法原理與多位加法器
3.2.3 複數加法
3.2.4 加法樹與加法鏈
3.3 累加運算
3.3.1 累加原理
3.3.2 順序累加器
3.3.3 滑動累加器
3.4 乘法運算
3.4.1 乘法原理
3.4.2 基於移位相加的乘法器
3.4.3 基於ROM的乘法器
3.4.4 與固定數相乘的乘法器(KCM)
3.4.5 複數乘法
3.5 乘累加運算
3.5.1 基於常規算法的乘累加器
3.5.2 基於分散式算法的乘累加器
3.6 除法運算
3.7 開平方運算
3.8 比較運算
3.9 CORDIC算法
3.9.1 CORDIC算法的基本理論
3.9.2 CORDIC算法的硬體實現
參考文獻

第4章 FIR數字濾波器

4.1 FIR濾波器基本理論
4.1.1 直接型結構的FIR濾波器
4.1.2 轉置型結構的FIR濾波器
4.1.3 線性相位FIR濾波器
4.1.4 快速卷積型結構的FIR濾波器
4.2 串列FIR濾波器
4.2.1 基於移位暫存器的串列FIR濾波器
4.2.2 基於雙口RAM的串列FIR濾波器
4.2.3 係數對稱的串列FIR濾波器的設計
4.2.4 兩種串列結構的FIR濾波器性能比較
4.3 全並行FIR濾波器
4.3.1 基於直接型結構的全並行FIR濾波器
4.3.2 基於轉置型結構的全並行FIR濾波器
4.3.3 基於脈動結構的全並行FIR濾波器
4.3.4 3種全並行結構的FIR濾波器性能比較
4.4 半並行FIR濾波器
4.4.1 基於移位暫存器的半並行FIR濾波器
4.4.2 基於多片單口RAM的半並行FIR濾波器
4.4.3 基於單片單口RAM的半並行FIR濾波器
4.4.4 3種半並行結構的FIR濾波器性能比較
4.5 分散式FIR濾波器
4.5.1 串列分散式FIR濾波器
4.5.2 全並行分散式FIR濾波器
4.5.3 半並行分散式FIR濾波器
4.5.4 3種分散式FIR濾波器性能比較
4.6 多頻響FIR濾波器
4.7 多通道FIR濾波器
4.8 總體性能分析
參考文獻

第5章 直接數字頻率合成

5.1 基於IIR濾波器的DDS
5.2 基於LUT的DDS
5.3 基於CORDIC算法的DDS
5.4 3種實現方法的比較
參考文獻

第6章 多速率信號處理

6.1 抽取和抽取濾波器
6.2 插值和插值濾波器
6.3 分數速率的轉換
6.4 6個恆等式及其典型套用
6.4.1 與抽取操作有關的恆等式
6.4.2 與插值操作有關的恆等式
6.4.3 典型套用
6.5 多相濾波
6.5.1 多相抽取濾波器的基本理論
6.5.2 多相抽取濾波器的硬體實現
6.5.3 多相插值濾波器的基本理論
6.5.4 多相插值濾波器的硬體實現
6.6 CIC濾波器
6.6.1 CIC濾波器的基本理論
6.6.2 CIC濾波器的比特增長問題
6.6.3 CIC濾波器套用於抽取系統中
6.6.4 CIC濾波器套用於插值系統中
參考文獻

第7章 快速傅立葉變換

7.1 從DFT說起
7.2 基2FFT算法
7.3 基2算法特徵分析
7.4 基於原位運算的FFT處理器
7.5 陣列結構的FFT處理器
7.6 流水結構的FFT處理器
7.6.1 基於SDF流水結構的FFT處理器
7.6.2 基於MDC流水結構的FFT處理器
7.7 IFFT與FFT的關係
參考文獻

第8章 一些細節問題

8.1 LUT不只是邏輯函式發生器
8.2 BRAM不只是數據存儲器
8.2.1 BRAM的配置方式
8.2.2 BRAM的套用案例
8.3 DSP48E1不只是乘法器
8.3.1 DSP48E1的基本結構
8.3.2 DSP48E1的套用案例
參考文獻

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