線性調(diào)頻信號基于FPGA IP核的脈沖壓縮設(shè)計
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2．2．1 FFT運算
對于長度為N的時域序列X(n)的離散傅里葉變換為X(k)：
FFT算法主要是利用旋轉(zhuǎn)因子exp(-j2πnk／N)的周期性和對稱性的特點進行改進的算法，可以有效地減小運算量。Xilinx公司的FFT核利用Cooley-Tukey算法實現(xiàn)FFT／IFFT運算，最高支持216點長度的運算，可以實現(xiàn)流水線型、基4、基2三種結(jié)構(gòu)，蝶形運算后可選擇對數(shù)據(jù)順序輸出還是倒序輸出，對IP核進行不同的配置，可以實現(xiàn)資源和運算速度的最優(yōu)化。在此選用基4蝶形運算，對于1 024點數(shù)據(jù)，需要5級蝶形運算。
Xilinx公司的FFT核的參數(shù)通過GUI界面(見圖5)進行設(shè)置，可設(shè)置的參數(shù)包括FFT點數(shù)，運算實施方法，輸入數(shù)據(jù)位數(shù)等，設(shè)置完畢后點擊Generate可即時生成代碼。本文引用地址：http://2s4d.com/article/191135.htm
硬件描述語言采用VHDL，使用時程序中要對器件初始化并進行定義，F(xiàn)FT核的器件定義語句見圖6。
2．2．2 匹配濾波系數(shù)產(chǎn)生
根據(jù)匹配濾波理論，對于一個確定的輸入信號，匹配濾波系數(shù)就是這個輸入信號的頻譜的復(fù)共軛，系數(shù)可以通過Matlab預(yù)先計算出來并以二進制的文件格式進行存儲。此處計算時可以進行加權(quán)處理，在系數(shù)中乘以窗函數(shù)即可。
通過Xilinx公司的單口Block Memory核，可以把Matlab產(chǎn)生的存儲文件加載進去。當(dāng)程序運行時，根據(jù)使能控制信號，把匹配濾波系數(shù)數(shù)據(jù)(1 024點)依次讀取出來，送入乘法器進行后續(xù)運算。BlockMemory核的參數(shù)設(shè)置通過GUI界面進行，可即使生成代碼。
2．2．3 乘法運算
乘法運算部分完成FFT后數(shù)據(jù)與匹配濾波系數(shù)數(shù)據(jù)的復(fù)數(shù)乘法運算。根據(jù)復(fù)數(shù)的乘法規(guī)則。
(A+aj)(B+bj)=(AB-ab)+(Ab+aB)j
兩個復(fù)數(shù)的乘法運算實際上包括了4個實數(shù)的乘法運算，因此，此部分的設(shè)計用到了4個乘法器核。Xilinx公司的乘法器核支持補碼運算，可輸入A，B兩路數(shù)據(jù)，每路的輸入數(shù)據(jù)長度可達64 b。乘法器核的參數(shù)設(shè)置也是通過GUI界面進行，可即使生成代碼。
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