第一部分

介紹 DSP FPGA 硬件

Objective:?介紹 DSP 和 FPGA。理解基本的 FPGA 結(jié)構(gòu)以及 FPGA 適用于 DSP 算法的原因。

·?從離散邏輯到 FPGA 的歷史

·?DSP 簡(jiǎn)介

·?DSP 內(nèi)核和處理器回顧

·?定制的和半定制的 ASIC

·?片上系統(tǒng) (SOC)

·?FPGA 的靈活性和功能

·?FPGA 和可編程 DSP

線性系統(tǒng) DSP 算法概覽

Objective:?回顧采樣定理，量化，傅立葉分析和數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)的基本概念。

·?失真和重建濾波器

·?采樣率和字長(zhǎng)

·?Z域的表示和基本分析

·?FIR 和 IIR 濾波器

·?數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)和規(guī)范

·?過(guò)采樣技術(shù) (sigma delta)

FPGA 技術(shù)

Objective:?了解不同的 Xilinx FPGA 家族和結(jié)構(gòu)。介紹Spartan 3 和Virtex-5 FPGA。

·?FPGA 技術(shù)路線圖

·?時(shí)鐘速率，數(shù)據(jù)速率和采樣速率

·?FPGA 內(nèi)存和寄存器

·?輸入輸出模塊和要求

·?比特，片和可調(diào)節(jié)邏輯模塊

·?可比 MIP 性能評(píng)分

·?FPGA 家族

FPGA 元素用于 DSP 算法

Objective:?理解 DSP 片，時(shí)鐘資源和功耗。

·?創(chuàng)建延遲線和移位寄存器

·?FPGA 上使用 RAM 內(nèi)存

·?串行到并行和并行到串行

·?多路復(fù)用器進(jìn)行通道選擇

·?全加器，進(jìn)位邏輯和加法樹

·?乘法器：位移和相加；基于 ROM

·?高效乘法器的實(shí)現(xiàn)

DSP 算法本質(zhì)

Objective:?理解定點(diǎn)二進(jìn)制算法。Xilinx FPGA 硬件的算術(shù)操作。

·?二進(jìn)制補(bǔ)碼定點(diǎn)算法

·?基本的加法器和乘法器陣列

·?除法和開方陣列…并不簡(jiǎn)單!

·?字長(zhǎng)問題和定點(diǎn)算法

·?飽和和折疊

·?上溢出和下溢出

信號(hào)流程圖 (SFG) 技術(shù)

Objective:?使用信號(hào)流程圖表示DSP算法。使用割集算法改進(jìn)時(shí)間效率。實(shí)現(xiàn)并行和串行的FIR濾波器。

·?DSP/數(shù)字濾波器信號(hào)流程圖

·?延遲和反延遲!

·?割集和延遲縮放

·?轉(zhuǎn)置型 FIR

·?流水線操作和多通道結(jié)構(gòu)

·?SFG 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)用于 FPGA

第二部分

頻域處理

Objective:?討論快速傅立葉變換的理論和 FPGA 實(shí)現(xiàn)。

·?DFT, FFT 和 IFFT

·?FFT FPGA 結(jié)構(gòu)

·?FFT 字長(zhǎng)增加和精確度

FPGA 多速率信號(hào)處理

Objective:?開發(fā)多相位結(jié)構(gòu)來(lái)有效的實(shí)現(xiàn)多速率濾波器。使用 CIC 濾波器進(jìn)行內(nèi)插和抽取。

·?升采樣和內(nèi)插濾波器

·?降采樣和抽取濾波器

·?實(shí)現(xiàn)的高效算法

·?積分器和微分器

·?半帶，移動(dòng)平均和梳狀濾波器

·?級(jí)聯(lián)積分梳狀 (CIC) 濾波器(Hogenauer)

·?IIR 濾波的高效算法

CORDIC 技術(shù)

Objective:?介紹使用 CORDIC 算法來(lái)計(jì)算各種三角函數(shù)。

·?CORDIC 旋轉(zhuǎn)模式和向量模式

·?計(jì)算余弦和正弦函數(shù)

·?計(jì)算向量的長(zhǎng)度和角度

·?FPGA 實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)

第三部分

自適應(yīng) DSP 算法和應(yīng)用

Objective:?介紹 LMS 算法用于自適應(yīng)信號(hào)處理。演示最小均方(RLS) 算法中的 QR 算法如何適用于FPGA 實(shí)現(xiàn)。

·?自適應(yīng)應(yīng)用 (均衡，波束成形)

·?LMS 算法和并行實(shí)現(xiàn)

·?非標(biāo)準(zhǔn)的 LMS 算法

·?線性代數(shù)；解線性系統(tǒng)方程組

·?QR 算法用于自適應(yīng)信號(hào)處理

·?QR 處理的要求和數(shù)值問題

數(shù)字通信和 FPGA

Objective:?回顧正交調(diào)制和相位成形。討論數(shù)字控制振蕩器的實(shí)現(xiàn)。

·?四進(jìn)制相移鍵控 (QPSK)

·?發(fā)送/接受濾波器 – 根升余弦

·?升采樣和數(shù)字下變頻

·?直接數(shù)字上變頻

·?數(shù)字IF 階段(和fs/4 系統(tǒng))

·?數(shù)字控制振蕩器 (NCO)

·?FPGA 的數(shù)字劃分

定時(shí)和同步問題

Objective:?介紹符號(hào)定時(shí)恢復(fù)，載波相位恢復(fù)，載波頻率恢復(fù)和幀同步。

·?載波恢復(fù)，平方和 Costas 環(huán)， PLL

·?相位旋轉(zhuǎn)；采樣率轉(zhuǎn)換

·?符號(hào)定時(shí)恢復(fù)，早/晚閥門檢測(cè)

·?延遲鎖相環(huán)定時(shí)和同步