線(xiàn)性調頻信號基于FPGA IP核的脈沖壓縮設計
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2．2．1 FFT運算
對于長(cháng)度為N的時(shí)域序列X(n)的離散傅里葉變換為X(k)：
FFT算法主要是利用旋轉因子exp(-j2πnk／N)的周期性和對稱(chēng)性的特點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)的算法，可以有效地減小運算量。Xilinx公司的FFT核利用Cooley-Tukey算法實(shí)現FFT／IFFT運算，最高支持216點(diǎn)長(cháng)度的運算，可以實(shí)現流水線(xiàn)型、基4、基2三種結構，蝶形運算后可選擇對數據順序輸出還是倒序輸出，對IP核進(jìn)行不同的配置，可以實(shí)現資源和運算速度的最優(yōu)化。在此選用基4蝶形運算，對于1 024點(diǎn)數據，需要5級蝶形運算。
Xilinx公司的FFT核的參數通過(guò)GUI界面(見(jiàn)圖5)進(jìn)行設置，可設置的參數包括FFT點(diǎn)數，運算實(shí)施方法，輸入數據位數等，設置完畢后點(diǎn)擊Generate可即時(shí)生成代碼。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/191135.htm
硬件描述語(yǔ)言采用VHDL，使用時(shí)程序中要對器件初始化并進(jìn)行定義，FFT核的器件定義語(yǔ)句見(jiàn)圖6。
2．2．2 匹配濾波系數產(chǎn)生
根據匹配濾波理論，對于一個(gè)確定的輸入信號，匹配濾波系數就是這個(gè)輸入信號的頻譜的復共軛，系數可以通過(guò)Matlab預先計算出來(lái)并以二進(jìn)制的文件格式進(jìn)行存儲。此處計算時(shí)可以進(jìn)行加權處理，在系數中乘以窗函數即可。
通過(guò)Xilinx公司的單口Block Memory核，可以把Matlab產(chǎn)生的存儲文件加載進(jìn)去。當程序運行時(shí)，根據使能控制信號，把匹配濾波系數數據(1 024點(diǎn))依次讀取出來(lái)，送入乘法器進(jìn)行后續運算。BlockMemory核的參數設置通過(guò)GUI界面進(jìn)行，可即使生成代碼。
2．2．3 乘法運算
乘法運算部分完成FFT后數據與匹配濾波系數數據的復數乘法運算。根據復數的乘法規則。
(A+aj)(B+bj)=(AB-ab)+(Ab+aB)j
兩個(gè)復數的乘法運算實(shí)際上包括了4個(gè)實(shí)數的乘法運算，因此，此部分的設計用到了4個(gè)乘法器核。Xilinx公司的乘法器核支持補碼運算，可輸入A，B兩路數據，每路的輸入數據長(cháng)度可達64 b。乘法器核的參數設置也是通過(guò)GUI界面進(jìn)行，可即使生成代碼。
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