基于NCO IP core的Chirp函數實(shí)現設計
IP就是知識產(chǎn)權核或者知識產(chǎn)權模塊的意思。在EDA技術(shù)和開(kāi)發(fā)領(lǐng)域具有十分重要的作用,在半導體產(chǎn)業(yè)中IP定義為用于A(yíng)SIC或FPGA/CPLD中預先設計好的電路功能模塊。IP可以分為軟IP,固IP和硬IP三種。
隨著(zhù)電子系統的越來(lái)越復雜,PLD設計的越來(lái)越龐大,這就增加了市場(chǎng)對IP核的需求,各大FPGA/CPLD廠(chǎng)商陸續推出了許多IP核。例如:FIR(有限沖擊響應)數字濾波器core;FFT(快速傅里葉變換)core,NCO(數控振蕩器)core等,在設計中如果使用了這些知識產(chǎn)權核可以大大簡(jiǎn)化FPGA/CPLD的設計,加速設計速度,縮短研發(fā)周期,并且較之于開(kāi)發(fā)者自己的設計程序,這些IP有更好的運算精度、速度、SFDR參數、SNR參數等,達到良好的效果!
由于電磁波在傳輸過(guò)程中,經(jīng)過(guò)色散介質(zhì),如不均勻的波導經(jīng)過(guò)高空電離層時(shí)會(huì )發(fā)生色散現象。Chirp函數在射電天文信號的消色散處理中發(fā)揮著(zhù)重要的作用,研究在FPGA中實(shí)現Chirp函數是基于FPGA的射電宇宙信號處理的重要組成部分。如圖1所示。
該設計就是通過(guò)實(shí)時(shí)的改變NCO IP core的輸入頻率控制字的辦法,數控頻率輸出的辦法實(shí)現Chirp函數。
1 系統總體設計
Chirp函數根據輸出頻率的遞變規律一般分為兩種:線(xiàn)性Chirp函數和非線(xiàn)性Chirp函數,以下是兩種Chirp函數在頻域上的表現如圖2,圖3所示。
從圖2,圖3可以看出Chirp函數的頻率輸出與時(shí)間的f-t關(guān)系可以總結為:
對于線(xiàn)性Chirp函數:
在連續域時(shí)間域內有關(guān)系式:
式中:k為常數;f0為初始輸出頻率;t為連續時(shí)間。
在離散時(shí)間域有關(guān)系式:
式中:k為常數;f0為初始輸出頻率;n為采樣點(diǎn)。
對于非線(xiàn)性Chirp函數:在連續域時(shí)間域內有關(guān)系式:
式中:f(t)為非線(xiàn)性函數;f0為初始輸出頻率;t為連續時(shí)間。
在離散時(shí)間域有關(guān)系式:
式中:f(n)為非線(xiàn)性函數f0為初始輸出頻率;n為采樣點(diǎn)。由上式可以看出Chirp函數在每一個(gè)時(shí)刻點(diǎn)具有不同的頻率輸出,而根據具體的頻率變化的需要在每一個(gè)時(shí)刻點(diǎn)實(shí)時(shí)的改變其頻率控制字是實(shí)現Chirp函數的關(guān)鍵。其算法框圖如圖4所示。
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