第一部分

介紹 DSP FPGA 硬件

Objective:?介紹 DSP 和 FPGA。理解基本的 FPGA 結構以及 FPGA 適用于 DSP 算法的原因。

·?從離散邏輯到 FPGA 的歷史

·?DSP 簡介

·?DSP 內核和處理器回顧

·?定制的和半定制的 ASIC

·?片上系統 (SOC)

·?FPGA 的靈活性和功能

·?FPGA 和可編程 DSP

線性系統 DSP 算法概覽

Objective:?回顧采樣定理，量化，傅立葉分析和數字濾波器設計的基本概念。

·?失真和重建濾波器

·?采樣率和字長

·?Z域的表示和基本分析

·?FIR 和 IIR 濾波器

·?數字濾波器設計和規范

·?過采樣技術 (sigma delta)

FPGA 技術

Objective:?了解不同的 Xilinx FPGA 家族和結構。介紹Spartan 3 和Virtex-5 FPGA。

·?FPGA 技術路線圖

·?時鐘速率，數據速率和采樣速率

·?FPGA 內存和寄存器

·?輸入輸出模塊和要求

·?比特，片和可調節邏輯模塊

·?可比 MIP 性能評分

·?FPGA 家族

FPGA 元素用于 DSP 算法

Objective:?理解 DSP 片，時鐘資源和功耗。

·?創建延遲線和移位寄存器

·?FPGA 上使用 RAM 內存

·?串行到并行和并行到串行

·?多路復用器進行通道選擇

·?全加器，進位邏輯和加法樹

·?乘法器：位移和相加；基于 ROM

·?高效乘法器的實現

DSP 算法本質

Objective:?理解定點二進制算法。Xilinx FPGA 硬件的算術操作。

·?二進制補碼定點算法

·?基本的加法器和乘法器陣列

·?除法和開方陣列…并不簡單!

·?字長問題和定點算法

·?飽和和折疊

·?上溢出和下溢出

信號流程圖 (SFG) 技術

Objective:?使用信號流程圖表示DSP算法。使用割集算法改進時間效率。實現并行和串行的FIR濾波器。

·?DSP/數字濾波器信號流程圖

·?延遲和反延遲!

·?割集和延遲縮放

·?轉置型 FIR

·?流水線操作和多通道結構

·?SFG 拓撲結構用于 FPGA

第二部分

頻域處理

Objective:?討論快速傅立葉變換的理論和 FPGA 實現。

·?DFT, FFT 和 IFFT

·?FFT FPGA 結構

·?FFT 字長增加和精確度

FPGA 多速率信號處理

Objective:?開發多相位結構來有效的實現多速率濾波器。使用 CIC 濾波器進行內插和抽取。

·?升采樣和內插濾波器

·?降采樣和抽取濾波器

·?實現的高效算法

·?積分器和微分器

·?半帶，移動平均和梳狀濾波器

·?級聯積分梳狀 (CIC) 濾波器(Hogenauer)

·?IIR 濾波的高效算法

CORDIC 技術

Objective:?介紹使用 CORDIC 算法來計算各種三角函數。

·?CORDIC 旋轉模式和向量模式

·?計算余弦和正弦函數

·?計算向量的長度和角度

·?FPGA 實現的結構

第三部分

自適應 DSP 算法和應用

Objective:?介紹 LMS 算法用于自適應信號處理。演示最小均方(RLS) 算法中的 QR 算法如何適用于FPGA 實現。

·?自適應應用 (均衡，波束成形)

·?LMS 算法和并行實現

·?非標準的 LMS 算法

·?線性代數；解線性系統方程組

·?QR 算法用于自適應信號處理

·?QR 處理的要求和數值問題

數字通信和 FPGA

Objective:?回顧正交調制和相位成形。討論數字控制振蕩器的實現。

·?四進制相移鍵控 (QPSK)

·?發送/接受濾波器 – 根升余弦

·?升采樣和數字下變頻

·?直接數字上變頻

·?數字IF 階段(和fs/4 系統)

·?數字控制振蕩器 (NCO)

·?FPGA 的數字劃分

定時和同步問題

Objective:?介紹符號定時恢復，載波相位恢復，載波頻率恢復和幀同步。

·?載波恢復，平方和 Costas 環， PLL

·?相位旋轉；采樣率轉換

·?符號定時恢復，早/晚閥門檢測

·?延遲鎖相環定時和同步