基于FPGA矢量协处理器架构的信号处理机研究
高速实时信号处理是当代雷达信号处理的一个显著要求,其中往往涉及大量同类型数据相同操作的运算,对此,本文提出采用矢量处理技术和协处理器方式,实现此类数据的并行处理,具体来讲,主要进行了以下研究:首先,通过介绍雷达信号处理流程提取基本处理算法,在对比分析现有雷达信号处理技术的基础上,提出基于矢量协处理器架构的信号处理结构,主要包括取指译码单元、矢量寄存器单元、矢量运算单元、加载存储单元、指令数据Cache单元以及存储管理单元、总线接口单元等.其次,鉴于FPGA技术的特点和矢量处理的优势,在研究分析Alti Vec技术的基础上,利用FPGA设计实现了矢量协处理器,实现了整数型数据和单精度浮点型数据两种类型数据的矢量运算单元的设计以及相关单元的设计.其中,针对浮点运算过程中不可忽视的异常操作问题,结合IEEE 754浮点标准,提出采用带有两位标志位的自定义浮点数据格式,完成了浮点运算模块的设计和仿真.利用设计的基本运算单元可实现矢量处理单元的并行加、减、乘以及矢量乘加,乘和运算等.最后,运用矢量处理的思想,对矩阵乘法、FIR滤波和FFT算法进行了矢量处理分析,并采用矢量指令完成FPGA仿真,并与Matlab输出数据进行对比,证明结果正确,最后采用上述方法完成线性调频信号的脉冲压缩仿真.
- 作者：
- 黄亚晴
- 学位授予单位：
- 中国舰船研究院
- 专业名称：
- 信号与信息处理
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2015年
- 导师姓名：
- 徐朝阳
- 中图分类号：
- TN957.51
- 关键词：
- FPGA；矢量处理；协处理器
- FPGA； vector processing； co-processor