基于FPGA的FFT/IFFT处理器在EDA/PLD中的实现

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简介：
本研究探讨了基于FPGA技术的快速傅里叶变换（FFT）和逆快速傅里叶变换（IFFT）处理器的设计与实现，并分析其在电子设计自动化（EDA）及可编程逻辑器件（PLD）领域的应用价值。高速实时数字信号处理对系统性能有很高的要求，因此大多数通用DSP难以满足这些需求。可编程逻辑器件使设计人员能够利用并行处理技术实现高速信号处理算法，并且只需使用单个器件就能达到预期的性能水平。在数据通信等领域中，常常需要进行大规模、快速的FFT及其逆变换IFFT运算。当通用DSP无法提供足够的速度时，通常的做法是增加处理器的数量或者采用定制门阵列产品。随着微电子技术的进步，基于现场可编程门阵列（FPGA）的数字信号处理应用正在迅速发展。使用这种现场可编程器件不仅能够加速产品的上市时间，还能更好地满足高性能计算的需求。

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基于FPGA的FFT/IFFT处理器在EDA/PLD中的实现

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本研究探讨了基于FPGA技术的快速傅里叶变换（FFT）和逆快速傅里叶变换（IFFT）处理器的设计与实现，并分析其在电子设计自动化（EDA）及可编程逻辑器件（PLD）领域的应用价值。高速实时数字信号处理对系统性能有很高的要求，因此大多数通用DSP难以满足这些需求。可编程逻辑器件使设计人员能够利用并行处理技术实现高速信号处理算法，并且只需使用单个器件就能达到预期的性能水平。在数据通信等领域中，常常需要进行大规模、快速的FFT及其逆变换IFFT运算。当通用DSP无法提供足够的速度时，通常的做法是增加处理器的数量或者采用定制门阵列产品。随着微电子技术的进步，基于现场可编程门阵列（FPGA）的数字信号处理应用正在迅速发展。使用这种现场可编程器件不仅能够加速产品的上市时间，还能更好地满足高性能计算的需求。

基于FPGA的UART16550设计在EDA/PLD中的实现

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本研究探讨了在EDA/PLD环境中利用FPGA技术实现UART16550的设计与应用，旨在提升通信接口性能和灵活性。 ### 引言 UART（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）是一种用于控制CPU与串行设备通信的芯片，能够将由CPU传送过来的并行数据转换为输出的串行数据流，并且可以将系统外部来的串行数据转换为字节供内部使用。它能够在发送的数据中加入奇偶校验位和启停标记，在接收时进行相应的验证与处理。常见的UART型号包括INS8250、PC16450 和 PCI6550，其中PCI6550因其在发送和接收端均具备16字节深度的FIFO（先进先出）缓冲区而广受青睐。这种设计不仅提供了更大的速率匹配缓冲空间，还提高了CPU的使用效率，从而提升了系统性能。 UART16550的基本结构包括7个主要部分：CPU接口模块、波特率发生器、FIFO控制器、发送FIFO、接收FIFO、发送模块和接收模块。通过CPU接口模块配置参数，并利用波特率发生器设定通信速率。在数据传输过程中，发送模块负责将来自CPU的数据转换为串行格式后输出；而接收模块则监控输入端口并处理接收到的串行数据。 UART16550支持多种设置选项：如发送位数可选择从5到8位之间，奇偶校验方式可以选择无、奇或偶，并且停止位可以设定为1、1.5 或 2。波特率是衡量传输速度的重要指标，其计算公式为收发时钟频率 = N × 波特率（N通常设为16）。此外，FIFO控制器管理发送和接收缓冲区的读写操作，并在达到阈值时触发中断通知CPU进行处理。UART还包括多个寄存器用于配置与控制：如接收缓冲寄存器(RBR)、发送保持寄存器(THR)、中断使能寄存器(IER)等。基于FPGA实现UART16550设计需要考虑上述各个组件的逻辑设计，例如CPU接口模块处理指令解析和状态读取；波特率发生器确保可配置分频功能；以及智能管理发送与接收缓冲区以避免数据丢失或溢出。这些复杂的功能可以通过硬件描述语言（如VHDL 或 Verilog）进行定义，并通过EDA工具综合实现。总之，基于FPGA的UART16550设计涉及多个关键技术点，包括CPU接口、波特率控制和FIFO管理等，其高效集成与优化对于高速低延迟串行通信至关重要。这不仅有助于降低成本还能根据具体需求灵活调整功能配置。

基于FPGA的可配置FFT和IFFT处理器设计与实现

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本项目聚焦于开发一种基于FPGA的高效可配置FFT及IFFT处理器。通过灵活的设计架构，该处理器能够适应不同应用场景下的计算需求，显著提升信号处理速度和效率。我们设计并实现了一种用于P2P移动无线通信的手持终端产品。该设计方案采用了优化的单碟形4路并行结构，并兼容802.11g协议，支持64点、256点以及1,024点的FFT-IFFT处理器配置。硬件平台基于Xilinx公司Virtex-2系列XC22V500芯片构建。通过大量的实际信号和数据联合调试验证了设计的有效性和实用性。

基于FPGA的8PSK软解调在EDA/PLD中的研究与实现

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本研究探讨了基于FPGA技术实现8PSK信号软解调的方法和应用，详细分析了其在电子设计自动化（EDA）及可编程逻辑器件（PLD）领域内的实现过程和技术细节。摘要：首先探讨了8PSK的软解调原理，并鉴于最优对数似然比（LLR）运算复杂度较高的问题，选择了一种相对简化的最大值（MAX）算法作为实现于可编程逻辑门阵列(FPGA)硬件平台上的方案。随后，在QUARTUS II仿真平台上使用硬件描述语言(VHDL)设计并实现了8PSK软解调器，并通过功能仿真验证了其性能；再将该软解调器与LDPC译码模块级联，最终在Altera公司的Stratix II系列FPGA芯片上完成了测试。对比MATLAB仿真的结果，证实了简化后的8PSK软解调设计方案的正确性和可行性。 0 引言随着卫星通信服务业的进步，用户对服务质量的要求日益提高。2003年，卫星数字视频广播技术的应用促进了这一领域的快速发展。

基于FPGA的判决反馈均衡器在EDA/PLD中的设计与实现

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本研究探讨了基于FPGA技术的判决反馈均衡器的设计和实现过程，并分析其在电子设计自动化（EDA）及可编程逻辑器件（PLD）应用中的性能表现。在移动通信与高速无线数据传输领域，多径效应、信道带宽的局限性以及信道特性的不完善会导致不可避免地出现码间干扰，这是影响通信质量的主要因素之一。通过使用信道均衡技术可以消除这种干扰和噪声，并降低误码率。其中一种非常有效且广泛应用的方法是判决反馈均衡器（DFE）。目前，实现DFE主要有以下几种方式：1）采用多片通用数字滤波器集成电路级联的方式，但由于这种方法会导致体积增大和功耗增加，在实际应用中并不常见；2）使用DSP进行实现，例如Motorola SC140单片可编程均衡器就是通过软件来执行算法的解决方案。然而，由于硬件功能限制的原因，在实时性要求极高的情况下这种方案可能无法满足需求；3）采用可编程逻辑器件来进行实现。

FFT-Test.zip：基于FPGA的信号FFT与IFFT仿真实现

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本项目为一个在FPGA平台上实现快速傅里叶变换（FFT）及逆变换（IFFT）的仿真测试工程，提供了一种高效的数字信号处理方法。 FFT_Test.zip，使用Vivado2018.3软件在FPGA上实现信号的快速傅里叶变换（FFT）和逆快速傅里叶变换（IFFT）。该设计文件包括仿真文件以及用于生成测试数据的Matlab代码。功能说明：输入待处理的信号，输出经过FFT后的频域表示，并且可以通过IFFT将这些频域信号还原回时域。此实现使用了Vivado中的FFT IP核进行操作。参数设置为1024点、16位精度的数据输入以及采样率为50MHz的混合正弦波（包含5MHz和8MHz频率成分）作为测试信号。为了运行仿真，需要将读取内存数据文件的路径修改到本地存储位置：$readmemb(D:Vivado_Exp00_TestFFT_Testfft_data.txt, memory)。此命令用于指定测试数据的位置。

基于FPGA的等精度频率计在EDA/PLD中的设计与实现

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本研究探讨了利用FPGA技术进行等精度频率计的设计和实现，重点分析其在电子设计自动化(EDA)及可编程逻辑器件(PLD)领域内的应用价值和技术优势。摘要：基于等精度测量原理，采用FPGA并通过VHDL编程设计了一款数字式频率计，其工作范围为DC～100 MHz，并提供了实现代码及仿真波形。该设计方案具有较高的实用性和可靠性。关键词：FPGA；等精度；频率计；VHDL 现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array, FPGA）属于专用集成电路产品的一种，通过软件编程可以对目标器件的结构和工作方式进行重构，从而能够随时调整设计内容。它具备集成度高、灵活性强、开发周期短以及快速可靠等优点，在数字电路的设计中得到了广泛应用。本段落介绍了一种利用FPGA来实现DC～100 MHz自动切换量程的数字式等精度频率计的方法，并详细描述了其具体实施过程。

基于CPLD/FPGA的出租车计费器系统在EDA/PLD中的设计与实现

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本研究探讨了利用CPLD/FPGA技术设计和实施出租车计费系统的创新方法，优化了电子设计自动化(EDA)过程，并针对可编程逻辑器件(PLD)的应用提出解决方案。随着EDA技术的发展及大规模可编程逻辑器件CPLD/FPGA的出现，电子系统的设计技术和工具发生了巨大的变化。通过EDA技术对CPLD/FPGA进行编程开发的产品不仅成本低、周期短、可靠性高，而且可以随时在系统中修改其逻辑功能。本段落介绍了一种以Altera公司可编程逻辑器件EP1K30TC144-3为控制核心，并附加一定外围电路组成的出租车计费器系统。基于CPLD的出租车计费器由多个部分组成。信号输入模块接收车轮传感器传送的脉冲信号，对其进行计数（每转一圈发送一个脉冲），同时模拟出租汽车启动、停止、暂停和加速按钮的功能。数据转换模块负责将接收到的数据进行必要的格式化或转换处理。该系统设计旨在利用CPLD/FPGA的优势来提高出租车计费器的工作效率与灵活性，并确保其可靠性和成本效益。

基于FPGA的可调信号发生器在EDA/PLD中的应用

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本项目介绍了一种基于FPGA技术开发的可调信号发生器的设计与实现，并探讨了其在电子设计自动化（EDA）和现场可编程逻辑器件（PLD）领域内的多种应用场景。摘要：本设计基于FPGA技术，使用Altera公司DE2-70开发板中的CycloneⅡ系列EP2C70芯片作为核心器件，创建了一种新型可调信号发生器。通过QuartusⅡ软件及Vetilog HDL编程语言设计了LPM_ROM模块以定制数据ROM，并利用地址指针读取不同区域的数据，根据不同的读取间隔来调整频率功能。该系统能够产生正弦波、方波、三角波和锯齿波四种类型的信号，并且使用嵌入式逻辑分析仪对产生的各种信号进行实时测试。实验结果表明，此可调信号发生器系统的软件模拟数据与理论定制的波形一致。传统信号发生器大多由模拟电路构成，存在连线复杂、调试繁琐及可靠性较差等缺点。