| [页数] 36 [字数] 16663 [目录] 第一章 绪 论 第二章 FFT算法 第三章 可编程ASIC器件及VHDL语言 第四章 结束语 参考文献 中文摘要 [原文] 第一章 绪 论 近些年来，由于集成电路的飞速发展，推动了电子技术的发展，也带来电子系统设计的不断变革。VLSI技术己从单纯的仿制走向了自行设计，并已经发展到了芯片集成系统(System on Chip)的时代。未来的芯片集成系统将是CPU. DSP、存储器和接口电路的融合，而这种集成系统性能的智能芯片应该是可编程的。 1.1 电子系统设计的新发展 电子系统设计的变革主要体现在构成电路的器件规模和所使用的设计方法上。 以FPGA和CPLD为代表的大规模可编程逻辑器件自八十年代中期问世以来取得了迅猛发展，并有逐渐把中、小规模集成电路驱逐出数字系统设计历史舞台之势。这类器件通常被称为可编程ASIC (Application SpecificIntegrated Circuit)。 利用可编程ASIC，电子系统设计师可在办公室或实验室中设计出所需的专用IC，实现系统的集成，从而大大缩短了产品的开发、上市时间，降低了产品的开发成本和设计风险。所设计的电子产品也具有多品种、小型化、集成化和高可靠性等优点 可编程ASIC具有静态可重复编程和在线组态重构特性。借助EDA开发工具使得系统内硬件功能可以像软件一样地通过编程来实现配置。这种被称之为“软”硬件的全新的系统设计概念，使新一代的电子系统具有极强的灵活性和适应性，它不仅使电子系统的设计和开发以及产品性能的改进和扩充变得十分简单和方便，而且使电子系统具有多功能性的适应能力，为实现许多复杂的信号出来和信息加工提供新的思路和方法。 一方面，当器件集成度达到十万以上时，原来采用原来图输入的方法就显得过于繁琐，因此其集成度的提高迫使电子设计师从原理图向硬件描述语言（HDL-Hardware Description Language）的实际和综合方法转变，以提高开发效率，增加已开发成果的可继承性，缩短开发周期，HDL语言是支持系统行为、功能描述和层次化设计思想的一种比较先进的硬件描述语言，但由于在最大限度地发挥器件性能方面还有一定的局限性 ，不能提供布局布线的优化和约束...... [摘要] 快速傅立叶变换〔FFT〕作为DSP的核心技术之一，其基本思想是将较长序列的离散傅立叶变换(DFT)运算逐次分解为较短序列的DFT运算的一种快速算法。它使离散傅立叶变换运算时间缩短了几个数量级。 本文的目的就是研究如何应用FPGA这种大规模可编程逻辑器件实现FFT的算法。 本设计主要采用先进的基4-DIT算法研制一个具有实用价值的FFT实时硬件处理器。在FFT实时硬件处理器的设计实现过程中，利用递归结构以及成组浮点制运算方式，解决了蝶形计算、数据传输和存储操作协调一致问题。合理地解决了位增长问题。同时，采用并行高密度乘法器和流水线(pipeline)工作方式，并将双端口RAM、只读ROM全部内置在FPGA芯片内部，使整个系统的数据交换和处理速度得以很大提高，实际合理地解决了资源和速度之间的相互制约问题。 [参考文献] [1]杨之廉，超大规模集成电路设计方法学导论，清华大学出版社，1990年12月第1版。 [2」杨莲兴、陆宏达，"ASIC与PLD各领风骚”，电子产品世界，1999年4月。 [3]崔炜，“高性能FPGA设计的必由之路一基于HDL语言的混合设计方法”，电子产品世界，1999年4月。 [4]孟宪元编著，可编程ASIC集成数子系统，电子工业出版社，1998年8月第1版。 [5]苏涛、吴顺君、廖晓群编著，高性能数字信号处理器与高速实时信号处理，1999年9月第1版。 [6]朱明程著，FPGA原理及应用技术，电子工业出版社，1994年5月第1版。 !7]赵雅兴著，FPGA原理、设计与应用，天津大学出版社，1999年4月第1版。 [8] Burs玲D, 1996.Low-Complexity Programmable Logic Delivers Top Speed. Electronic Design Vo1.44(15). [9] Xilinx Inc. Foundation Series User Guide. [10] Xilinx Inc. Data Book. [111 httn://www.xilinx.cotn/products. [12]胡广书著，数字信号处理一理论、算法与实现，清华大学出版社，1997年8月第1版，P133-149。 [13] LiuZhaoHui, HanYueqiu, Implementation of FFT in FPGA Technology. s98 ASIC ON PROCEEDINGS. [14]【美] R.E布莱赫特著，数字信号处理的快速算法，科学出版社，1992年4月第1版。 [15]〔美』L.R.拉宾纳、B.戈尔德著，数字信号处理原理与应用，国防工业出 版社，1982年2月第1版。 [16]周耀华、汪凯仁著，数字信号处理，复旦大学出版社，1992年6月，第1版。 [17]薛宏Re、边计年、苏明著，数字系统设计自动化，清华大学出版社，1996 年10月第1版。 [18]侯伯亨、顾新著，VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计，西安电子科技大学出版社，1999年1月第I版。 [19)[香港]张大鹏著，Parallel Computer Systems Design for Pattern Recognition&Image Processing，哈尔滨工业大学出版社，1998年3月第I版。 [20] Victor P. Nelson H. "Troy Nagle, Bill D. Carroll, J. David It-win, Digital Logic Circuit Analysis and Design Prentice-Hall International Inc. 1997年12月第1版。 [21]陈宝江、翟勇、张幽彤、杜庆柏著，MCS单片机应用系统实用指南，机械工业出版社，1997第1版。 [22]董绍平、王洋、陈世耕著，数字信号处理基础，哈尔滨工业大学出版社， 1989年11月第1版。 [原文截取] 第一章 绪 论 近些年来，由于集成电路的飞速发展，推动了电子技术的发展，也带来电子系统设计的不断变革。VLSI技术己从单纯的仿制走向了自行设计，并已经发展到了芯片集成系统(System on Chip)的时代。未来的芯片集成系统将是CPU. DSP、存储器和接口电路的融合，而这种集成系统性能的智能芯片应该是可编程的。 1.1 电子系统设计的新发展 电子系统设计的变革主要体现在构成电路的器件规模和所使用的设计方法上。 以FPGA和CPLD为代表的大规模可编程逻辑器件自八十年代中期问世以来取得了迅猛发展，并有逐渐把中、小规模集成电路驱逐出数字系统设计历史舞台之势。这类器件通常被称为可编程ASIC (Application SpecificIntegrated Circuit)。 利用可编程ASIC，电子系统设计师可在办公室或实验室中设计出所需的专用IC，实现系统的集成，从而大大缩短了产品的开发、上市时间，降低了产品的开发成本和设计风险。所设计的电子产品也具有多品种、小型化、集成化和高可靠性等优点 可编程ASIC具有静态可重复编程和在线组态重构特性。借助EDA开发工具使得系统内硬件功能可以像..... |
基于FPGA的FFT的设计与实现
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