一种基于HXDSP的移位器查找表技术

高性能信号处理应用的快速发展,对相应处理器的运算速度及吞吐效率提出了巨大挑战。移位器是数字信号处理器(DSP)上的重要部件,通过为移位器设计额外专用随机存取存储器(RAM)和查找表(LUT),并对其指令集及架构进行优化调整,从而达到提高处理器使用效率和传输速率的目的。此外,基于移位器与相应查找表指令,可在数据暂存的同时进行移位、提取、算术与逻辑运算处理,将部分数据运算的过程直接合并在对移位器RAM的数据存读取过程中,显著地提高了运算部件的使用效率。结果表明:基于移位器查找表的暂存技术可以达到与传输总线接近的吞吐率,对信号处理算法快速傅里叶变换(FFT)可以达到加速比约为1. 15~1. 20的性能提升效果。

基于LUT的高速低硬件开销SHA-3算法设计

通过对SHA-3算法和查找表(Look-Up-Table,LUT)方法的研究,提出一种高速低硬件开销SHA-3算法设计方案。首先,该方案利用状态机实现SHA-3算法核心置换函数的轮运算,并结合LUT方法处理每轮运算的数据交换和数据存储;然后,采用硬件模块并行处理和存储单元共用的方式,提高SHA-3算法的速度、降低硬件开销。最后,在SMIC 65nm CMOS工艺下设计SHA-3算法,DC综合后电路面积为65 833μm^2,在1.2V电压下最高工作频率可达到150MHz,功耗为2.5mW。

基于LUT的ATPG算法研究

随着科学技术尤其是半导体工艺与通信技术的快速发展,FPGA技术日趋成熟,采用FPGA的设计愈加广泛.随着系统设计的复杂化,其FPGA的验证在整个开发周期中占据的比重越来越大.针对以上背景,本文采用系统功能验证中常用的自动测试模式生成(ATPG)算法为基本框架的ATALANTA开源软件,研究基于FPGA的基本查找表(LUT)结构的ATPG验证技术,提出了一种基于LUT的ATPG验证算法和这种算法在ATALANTA软件中的实现方法,实验结果表明了这种方法的可行性.

FPGA芯片的链结构LUT自测试方法研究

基于内建自测试(BIST)思想的FPGA测试方法利用被测芯片中的资源来构建测试所需的TPG或ORA,以减少测试对输入输出引脚和外部ATE的需求。传统的FPGA芯片BIST方法仅考虑自测试结构内被配置为CUT的资源,从而需要进行多次组测试来完成整个芯片的测试。在现有LUT自测试链结构的基础上,通过合理选择TPG的电路结构及测试配置,能够在相同测试开销下增加TPG部分的故障覆盖率,提高测试效率。

基于FPGA CFGLUT5的可变FIR滤波器的实现

为实现系数可变FIR滤波器,以31阶FIR滤波器为例,在分布式算术结构的可变FIR滤波器基础上,利用FPGA可重构单元CFGLUT5的动态配置功能实现可重用结构共享,减少资源消耗,提高可变滤波器的硬件效率,在Xilinx Spartan6的器件上实现并验证了该可变FIR滤波器结构。结果表明,在满足工作模式切换性能的同时可以减少约25倍的占用资源(LUT),并明显提高了系统的速度。

基于分布式算法的线性相位滤波器设计及优化

设计了一种实现等波纹带通滤波的线性相位FIR滤波器,分布式算法被用于具体实现过程,并在此基础上进行优化。根据Ⅰ类线性相位滤波器的系数特点,对滤波器进行降阶。通过拆分查找表,减少查找表的规模,从而减小芯片面积。采用并行计算改进分布式算法体系结构,提高运算速度。最后,用Modelsim对不同频率正弦信号进行滤波仿真。

基于光照-反射模型的图像增强算法的FPGA设计

针对视频图像增强处理的应用需求及视频图像场景的多样化特点,给出了一种基于光照-反射模型的低照度图像增强算法及其硬件实现。首先,基于光照-反射模型将亮度图像分解为照度分量、反射分量,并对估计的照度分量进行非线性调节,合成新的亮度图像;然后,引入调整系数对光照估计进行场景补偿以适应不同的场景;最后,在现场可编程逻辑门阵列(FPGA)硬件上进行算法实现。在Altera EP4CE40F23C8 FPGA硬件上实现结果表明,图像增强算法的主、客观处理效果得到明显提升,可满足不同场景的低照度视频图像实时增强处理应用。

FPGA中反正弦函数的实现方法

描述了一种基于FPGA利用VHDL实现的反正弦函数计的优化算法。在数字信号处理领域,高速高精度的反正弦函数发生器有着广泛的应用。讨论了CORDIC算法和直接LUT查找表法缺点,提出一种新的优化LUT查找表算法。该算法能够在FPGA中实现,并且经软件仿真和硬件验证,达到了设计要求。

基于DA算法的FIR数字滤波器的FPGA设计

凭借规整的内部逻辑块阵列和丰富的连线资源,FPGA特别适合细粒度和高并行度结构特点的数字信号处理任务。文章提出一种采用分布式算法实现16阶FIR低通滤波器的FPGA设计方法。通过MATLAB提取符合设计指标的参数,采用Verilog HDL描述数字逻辑设计过程,在QuartusⅡ集成开发环境下进行综合,并且在Modelsim中进行实验仿真和验证。

拆分粒度对FPGA可拆分逻辑结构性能的影响

可编程逻辑块是现场可编程门阵列(FPGA)的核心组成部分(主要由查找表(LUT)和寄存器构成),它的内部结构设计一直是研究的重要方向。可拆分逻辑结构给电路实现带来了灵活性。本文以6-LUT作为研究对象,从拆分粒度的角度出发,研究不同的可拆分因子(N=1,2,3,4)对电路性能带来的影响。仿真实验基于开源的FPGA CAD工具(ABC和VPR)和VPR测试电路集,实验结果表明:a)不同可拆分因子对电路关键路径延时影响不大;b)可拆分因子为2时,电路使用资源的面积和面积-延时积均最小,呈现更好的性能。

MPEG2视频芯片IDCT的一种VLSI实现方案

介绍了一种2-D × 8 8 IDCT处理器系统的ASIC架构,采用分布算法、并行结构、流水线设计。对于常用的ROM查找表实现方案,该文提出了一种以寄存器、加法器构建的替代电路的新方案,同样省去了乘法器,避免了使用ROM,且硬件代价与使用ROM相比还略有减小,最终提高了数据的吞吐量,达到2.4GB/s,满足了MP@HL标准的HDTV的108MHz的频率要求,而同样工艺条件下采用ROM查找表则只能达到90MHz的频率。

基于LMS算法的自适应数字预失真技术研究

文章研究了基于查找表LUT方法的功率放大器自适应数字预失真技术。针对传统的基于线性收敛算法的自适应收敛速度较慢的不足,文章根据自适应滤波理论中的LMS算法,推导并仿真验证了适用于功率放大器自适应数字预失真技术的LMS算法,并从功率放大器的传输特性、输出频谱等方面将此算法与线性收敛的Rascal算法进行比较,仿真结果表明了LMS算法收敛速度更快、预失真效果更好。

基于NLMS算法的功率放大器预失真算法研究

针对基于LMS算法的功率放大器自适应数字预失真技术收敛速度较慢的问题,文章提出了一种基于归一化LMS算法(NLMS)的数字预失真算法,用变步长方法来缩短其自适应收敛过程,能够有效地提高预失真收敛速度,加快表格更新速度。仿真结果表明NLMS算法相较于传统的LMS算法预失真效果更加理想。

浅谈PLD/FPGA器件在汽车电子中的应用

PLD/FPGA器件的开发软件和分类使用日益广泛,笔者结合我国在汽车电子方面的现状,详细分析了FPGA器件在诸如车用语音信号、图像、自适应处理等汽车电子方面的各种应用。

指数函数的fpga实现及算法优化

采用切比雪夫多项式逼近指数函数,并用modelsim进行仿真验证。针对“积之和”的函数形式,采用分布式算法对计算过程进行优化,提高运算速度。用流水线方式实现运算过程。通过缩小LUT设计规模,减小芯片面积,采用并行运算进一步提高运算速度。

基于无人机高光谱数据的多类型混合作物LAI反演及尺度效应分析

叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)作为表征不同作物生长状况的基本参数,是农业精细化管理及农田生态系统建模的关键。我国农田作物种植比较离散,受地表空间结构非均一性和反演模型非线性等因素影响,不同尺度遥感数据估算的作物LAI存在一定的差异,即农田作物LAI的遥感反演普遍存在尺度效应问题。以包头遥感综合验证场农业示范区为研究区,利用无人机高光谱数据结合PROSPECT+SAIL模型构建典型农作物区多类型作物的查找表(Look-Up-Table,LUT)反演农田LAI,研究查找表用于玉米、马铃薯、向日葵、瓜地等不同作物LAI反演的适用性和精度;通过无人机高光谱数据聚合获得多尺度遥感数据源,结合Taylor展开理论和计算几何模型,提出了一种既考虑类间差异又考虑类内异质性的尺度转换模型,定量描述多种作物混合的非均一地表LAI反演过程中的尺度效应特征。结果表明:基于分类和参数敏感性分析的LUT方法能很好地应用于包头典型农作物区多类型混合作物LAI反演,总估算精度为相关系数R^2=0.82、均方根误差RMSE=0.43m^2/m^2。随着反演尺度的增加,作物类间差异造成的反演偏差明显高于类内异质性,利用本文所提出的尺度转换模型均能较好纠正低分辨率LAI反演的尺度效应问题。