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自适应滤波器的VLSI实现

顾巨峰  
【摘要】: 随着现代通信、多媒体和高速网络互联技术的融合与发展,引发了宽带革命的到来。宽度技术需要处理的模拟和数字数据量呈指数型增长。虽然摩尔定律仍适用于目前最快的DSP,但需要的性能水平与实际DSP器件所提供性能水平间的差距仍在不断增大。因此,为满足宽带技术带来的挑战,必须寻求新的数据处理方法。 在数据吞吐量大,并行度高,算法比较简单,状态较少,流程比较简单和对时延要求较高的场合,应用FPGA非常适合。 本文在深入研究各类硬件有效算法的基础上,以FPGA为平台完成了自适应滤波器的设计。主要完成的工作如下: (1)使用不同方法,在FPGA上实现了多种乘法器结构的硬件描述,并给出了这些方法的优缺点和适用范围。在此基础之上,提出一些优化、改进措施。 (2)对DA算法进行了较为深入的研究。在阐述算法原理基础上,用硬件形式对DA算法进行描述。针对以性能为最终目标和以系统资源利用率为最终目标这两种情况,提出相应的优化方案,并给出了这些优化方案的硬件描述。 (3)对CORDIC算法以及两种工作模式,进行了较为深入和系统的研究。基于FPGA,实现了高资源利用率的迭代结构CORDIC处理器和高性能的在线式CORDIC处理器。对于CORDIC旋转带来的增益问题,提出了自己的改进方法。 (4)对自适应数字滤波器进行了较为系统的研究,归纳了各类自适应算法在具体实现过程中的共同点。在此基础上,完成了自适应滤波器(基本模型)的设计,并给出了该设计的硬件描述。


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