fpga实现dspnew

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1、FPGA实现DSP北京理工大学雷达技术研究所陈禾本节内容öFPGA实现DSP的好处öFPGA实现DSP的结构特点öXilinx的DSP解决方案òXtremeDSPDSP48SliceòSystemGeneratoròAccelDSP数字信号处理技术发展状况名称主要课题工具算法离散信号和系统Z变换，离散富氏变换褶积，相关数字信号处理数字滤波器匹配滤波器FIR/IIR滤波器谱分析非参数化，随机信号功率谱协方差函数富氏变换自适应信号处理按观察信号/噪声最佳滤波RLS，LMS，格型，IIR滤波器现代信号处理高分辨率谱分析参数化ARMA，最大似然，熵谱估计信号时频分析非平稳信号时/频域

2、，特征分解小波变换，短时富氏变换，Gabor展开阵列信号处理实时、高性能信号处理Systolic阵列，波前阵列VLSI信号处理ASIC高速、实时通信、多媒体信号处理专用算FPGA复杂DSP系统的实现平台法基于嵌入处理器的最优硬/软件分割DSP技术发展趋势ö遵从摩尔定律的规则，半导体技术或集成电路的规模每18个月增长一倍，其结果促使数字信号处理（DSP）技术应用的成本大大降低，其结果带来两方面的变化ò由限于高额投资的军事应用向工业和消费等更广范围的应用方面发展；ò实现更高性能的DSP应用也成为可能，进一步推动数字技术的应用和发展。PerformanceRequirementsD

3、rivenbyBroadbandConventionalProgrammableDSPsFailtoKeepPace为什么用FPGA实现信号处理？为什么用FPGA实现信号处理？用FPGA实现DSP应用有五大好处为什么用FPGA实现信号处理？VirtexVirtex-4XtremeDSPHighestDSP-4XtremeDSPHighestDSP44ththGenerationGenerationBandwidthAvailableBandwidthAvailable256GMACs/s256GMACs/sDSPBandwidthGMACs/s25020033rdrdGene

4、rationGeneration111GMACs/s111GMACs/s15022ndndGenerationGeneration32GMACs/s32GMACs/s10011ststGenerationGeneration11GMACs/s11GMACs/s500Virtex-EVirtex-IIVirtex-IIProVirtex-4FPGA结构与资源FPGA在结构和资源上提供硬件实现DSP的能力ö查找表结构可实现组合逻辑、分布RAM和串行移位寄存器ö嵌入乘法器、进位链和乘法专用与门可加速乘法性能，ö块RAM的多种用途，与嵌入乘法器的配对使用öFPGA的丰富资源是并行处理

5、的天然引擎。通用DSP-单引擎乘法累加顺序处理限制数据的流量DataInReg分时共享的乘法累加器单元高的时钟频率产生难以满足的系统要求LoopMACAlgorithm256抽头FIR滤波器256timesunit每个数据采样运行256次乘法DataOut和累加（MAC）每256个时钟周期产生一个输出顺序处理限制系统性能SampleRate(MSamples/s)40Single300MHzProcessor35Two300MHzProcessor3025ChannelChannelFixedProcessorClockRateFixedProcessorClockRate=

6、MaxSampleRate=DensityDensity20NumberofoperaNumberofoperationspersampletionspersampleororSample15SampleRateRate105No.of24681624324048566472808896104coefficientsAlgorithmicComplexityAlgorithmicComplexityFPGA-多引擎乘法累加并行处理使数据流量最大化支持任意程度的并行性DataInReg0Reg1Reg2Reg255最佳的性能/成本取舍256FIR滤波器C0C1C2C255...

7、.每个数据采样运行256次乘法和累加（MAC）每个时钟周期一个输出All256MACoperationsinoneDataOut灵活的结构clockcycle分布的DSP资源（LUT，寄存器，乘法器，存储器）FPGA适合于DSP应用FPGA适合于DSP应用FPGA适合于DSP应用FPGA适合于DSP应用FPGA适合于DSP应用FPGA实现高性能DSPVirtex™-IIandVirtex-IIPro™devicesaremuchfasterthantheleadingDSPprocessorFuncti