本文關(guān)鍵詞：1024點(diǎn)浮點(diǎn)流水線型FFT IP核設(shè)計(jì)

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【摘要】：目前,隨著雷達(dá)、通信、圖像處理等領(lǐng)域的迅速發(fā)展,對(duì)信號(hào)處理技術(shù)的實(shí)時(shí)性、高速性、準(zhǔn)確性、大容量運(yùn)算等特性提出了更高的要求。而快速傅里葉變換(FFT)作為數(shù)字信號(hào)處理中最基本的變換,是數(shù)字信號(hào)處理的核心,如何設(shè)計(jì)高速、高精度的FFT IP核成為國內(nèi)外研究人員研究的重點(diǎn)。論文采用基22 SDF結(jié)構(gòu)完成了1024點(diǎn)32位浮點(diǎn)數(shù)FFT IP核的設(shè)計(jì)。首先利用Matlab驗(yàn)證了其結(jié)構(gòu)的可行性,接著采用Verilog HDL語言實(shí)現(xiàn)蝶形運(yùn)算單元和浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算單元的設(shè)計(jì),在保證各子模塊驗(yàn)證無誤的基礎(chǔ)上搭建頂層模塊,實(shí)現(xiàn)流水線型FFT IP核的設(shè)計(jì)。Model Sim與Matlab聯(lián)合仿真結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的FFT IP核功能正確。采用SMIC 0.18μm工藝對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)行性能評(píng)估,時(shí)鐘頻率預(yù)測(cè)達(dá)到150MHz,完成1輪1024點(diǎn)32位浮點(diǎn)數(shù)FFT運(yùn)算時(shí)間為7.167μs。為更進(jìn)一步評(píng)估該IP核,采用Xilinx全可編程ZYNQ系列XC7Z020CLG484芯片搭建了基于千兆以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了FPGA開發(fā)板與PC機(jī)的通信。上位機(jī)程序基于Socket網(wǎng)絡(luò)編程函數(shù),利用Visual Studio完成服務(wù)器端的設(shè)計(jì),下位機(jī)程序基于Lw IP輕量級(jí)TCP/IP協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)客戶端程序設(shè)計(jì)。對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,結(jié)果表明設(shè)計(jì)的FFT IP核功能正確。同時(shí)對(duì)所設(shè)計(jì)的FFT IP核處理結(jié)果進(jìn)行誤差分析,分析結(jié)果表明FFT IP核在設(shè)計(jì)精度方面滿足設(shè)計(jì)要求。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN911.72

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本文編號(hào)：1246736