MATLAB在FPGA设计中的应用

FPGA在数字设计领域的应用越来越广泛,而MATLAB强大的数学计算功能则可以充分保证FPGA的设计的正确性.使用MATLAB的fixed-point toolbox完成bit-true的硬件实现模型的方法,并介绍了使用该方法完成的一个大点数的FFT算法的FPGA设计.使用MATLAB产生的bit-true硬件模型可以很好的完成定点算法的开发和实现,以及面向硬件实现的算法调整.文中还介绍了如何利用MATLAB强大的数学功能产生大量的测试激励以保证FPGA设计的功能正确性.     

基于AMBA总线的雷达信号处理IP的设计与实现

针对实现片上雷达的关键技术--基于标准片内总线的IP设计与复用,研究并设计实现了符合AMBA2.0 AHB Lite协议的用于数字下变频和数字脉冲压缩处理雷达信号处理IP.介绍了IP的总体结构和各子模块的设计,并使用ARM Versatile平台进行了原型验证.验证结果表明,协议实现正确,可以在73.31μs和15.84μs内分别完成1024点和256点数字脉冲压缩,脉压结果以块浮点格式或32bit标准IEEE754浮点格式输出.该技术可用于快速构建高速雷达信号处理系统芯片.     

基于AMBA总线的雷达信号处理IP的设计与实现

针对实现片上雷达的关键技术———基于标准片内总线的IP设计与复用,研究并设计实现了符合AM-BA2.0 AHB Lite协议的用于数字下变频和数字脉冲压缩处理雷达信号处理IP.介绍了IP的总体结构和各子模块的设计,并使用ARM Versatile平台进行了原型验证.验证结果表明,协议实现正确,可以在73.31μs和15.84μs内分别完成1 024点和256点数字脉冲压缩,脉压结果以块浮点格式或32 bit标准IEEE754浮点格式输出.该技术可用于快速构建高速雷达信号处理系统芯片.     

一种EW接收机信号处理系统的设计与实现方法

设计了一种基于FFT/IFFT、全FPGA实现、环形结构的电子战数字接收机信号处理系统,它由4片FPGA分别实现高速数据传输接口、FFT/IFFT运算及信号的时/频域检测。该系统可完成1~1024 K点的FFT运算及1~64 K点的IFFT运算,可检测出4个同时到达的脉冲雷达信号的脉冲描述字参数。系统中FPGA以分布式、多总线、并行、流水方式工作,当采用256 K点的FFT变换3、2 K点的IFFT变换时,检测出4个信号的典型用时约20 ms。     

实时可重配置FFT处理器的ASIC设计

设计一种能够完成4,16,64,256或1 024点复数快速傅里叶变换(FFT)处理器芯片.16,64点运算采用基-4级联流水线结构,256,1 024点采用二维运算结构,数据采用块浮点表示.使用Synopsys公司的综合及布局布线工具在SMIC CMOS 0.18 μm工艺上进行ASIC实现.该处理器芯片在100 MHz时钟频率连续工作时,处理一组1 024点FFT序列需要24.8 μs,每隔10.24 μs输出一组1 024点运算结果.该处理器芯片已应用于某宽带数字接收机中.     

并行数据FFT/IFFT处理器的设计

针对采用快速傅里叶变换(FFT)技术的多种应用场合,在分析基-2及基-4按时域抽取Cooley-Turkey算法特点的基础上,提出一种高性能FFT/IFFT处理器的硬件设计架构.通过改进基-4蝶形单元,可进行形如2的幂次方点数的FFT/IFFT运算.该结构能够并行地从4个存储器中读取蝶形运算所需操作数.仿真结果表明,该结构可以运用于对面积和速度要求较高的应用场合.     

一种新的连通域标记算法

提出一种新的连通域标记算法.与其它适合硬件实现的算法相比,增加了虚警剔除部分,并将一维数组和游程码的结构结合成二维数组的形式进行操作,使新算法在速度、资源占用率、性能上更有优势.算法的Matlab和现场可编程门阵列(FPGA)仿真结果表明,新算法可以完备记录标记和参数信息;应用于要求快速得到准确参数信息的工程时,相比较其他算法,时间减少约50%,且控制逻辑的复杂性减小.     

合成孔径雷达定点CS算法量化噪声分析

为了实现星载合成孔径雷达(synthetic apertureradar,SAR)成像处理器小型化和实时信号处理,该文重点研究定点运算和有限字长存储引入的量化噪声。根据chirpscaling (CS)成像算法,建立了CS算法定点运算的量化误差模型,分析了处理流程中的量化噪声,推导了系统输出噪信比与系统字长、FFT长度等参数之间的关系。采用不同系统字长对Radarsat-I数据成像,图像质量分析与所述理论一致,结果表明:通过计算处理流程的噪信比,可实现定点SAR成像处理器系统字长等关键参数的设计。     

结合卡尔曼滤波和Mean Shift的抗遮挡跟踪算法

针对卡尔曼滤波和Mean Shift算法结合后对严重遮挡和遮挡后复出失效且实时性差的问题,提出一种基于卡尔曼滤波和Mean Shift动态结合的改进算法. 通过在算法中加入Bhattacharyya系数进行遮挡程度判断,并根据遮挡系数的阈值选择使用卡尔曼滤波或线性预测法更新Mean Shift迭代起点. 实验结果表明,该方法能成功实现大范围连续遮挡和目标复出情况下红外目标的跟踪,并且迭代次数和跟踪时间分别减少了9.68%和17.58%,提高了跟踪的鲁棒性和实时性.      

一种基于子图特征的快速图像配准算法

针对大面积图像配准鲁棒性和实时性差的问题,提出一种基于子图特征的快速图像配准算法. 提取对比度强、 结构清晰的子图,依次采用改进的Harris检测算法提取角点,4阶梯度向量对角点进行描述,欧氏距离进行特征向量相似性度量,并利用最小二乘法进行变换参数估计,采用双线性插值法重建待配准图像. 实验结果表明,子图法不但比大图法的配准精度高,配准速度快,而且这种思想可以推广到FMT和MI配准法等其他配准算法.