信号处理的个研究点。鉴于这种趋势，作者将给予的设计与实现作为研究课题进行研究。算法的发展现状快速傅里叶变换作为离散傅里叶变换的种快速算法，他并不是种新的变换。由于直接计算时，的计算量和变换区间长度的平方成正比，因此当较大时，计算量也会变得很大，所以在出现之前，直接用算法进行实时处理是很不切实际的。直到年美国库利和图基提出快速算法，这种情况才得到了相应的解决，自算法突出到现在也已有四十多年的历史，已有了多种算法，其算法理论也已经非常成熟。从算法理论的发展上看，主要有两个方向组合数算法，针对变换点数等于的整数次幂，如基算法基算法基算法实因子算法分裂基算法及任何组合因子算法，二〇〇八年十二月二十六日星期五利用系数的周期性和对称性，使长序列的分解成更小点数的，从而大大减少了运算的工作量。不等于的整数次幂的算法，以维诺格兰德为代表类傅里叶变换算法，利用下标映射和数论以及近代数学的只是，去掉级间的旋转因子，从而减少运算量。处理器的发展现状处理器是算法的硬件实现，针对其硬件实现方案，主要有三种途径利用通用数字信号处理芯片来实现处理器针对般数字信号处理算法的实现，采用通过可编程硬件处理器技术来实现。这种方法具有软件设计的多用性的优点，能够适用于各种需要运算来进行信号处理的应用场合，灵活方便。但是，通用处理器构成的处理机采用循环编码算法，程序量小，但存在大量的冗余运算需要许多的跳转操作，处理速度较慢，因此难以满足现代数字信号处理高速实时性和大规模的要求。利用专用的芯片或用户定制的专用的集成电路来实现针对的特有算法，用专用的硬件组成专用的芯片来实现。在些特殊功能上表现的相当好，这种实现方式速度快，可靠性高，非常符合实时处理和可靠性要求高的信号处理系统，但专用的芯片不能重新组态，且可编程能力有处理器的实现电子工程师袁俊泉数字系统设计及其应用西安西安电子科技大学出版社，李秋云，王佳设计实践与指导北京机械工工业出版社，薛年喜在数字信号处理中的应用北京清华大学出版社，梁虹，梁洁等信号与系统分析及实现北京电子工业出版社，二〇〇八年十二月二十六日星期五南京邮电大学通达学院毕业设计论文题目基于的算法设计与实现专业通信工程学生姓名班级学号指导教师指导单位通信与信息工程学院日期年月日至年月日二〇〇八年十二月二十六日星期五声明本人呈交的毕业设计论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。签名日期年月日二〇〇八年十二月二十六日星期五摘要随着科学技术的飞速发展，数字信号处理技术已广泛应用于通信，卫星定位，图像处理等多个领域。快速傅里叶变换作为离散傅里叶变换的种快速算法，它是以为基础的，并且使的运算时间缩短了几个数量级，使得数字信号处理的实现和运用变得更加的容易。现场可编程门阵列是近年来出现的种新的可编程逻辑器件，它具有运行速度快，储存容量大，管脚多等特点。本文主要研究如何利用实现处理器，包括算法背景介绍算法研究系统结构及各个模块设计实现和测试。设计采用基按时间抽取算法，利用描述的方式对系统进行了设计仿真测试等工作。仿真结果表明其计算结果达到了定的精度，运算速度可以满足般实时信号处理的要求。关键词现场可编程门阵列，快速傅里叶变换蝶形算法二〇〇八年十二月二十六日星期五，现场可编程门阵列技术器件简介的原理及优点的基本结构第三章算法设计与硬件实现结构基于的系统的开发硬件描述语言的硬件实现结构提高运算速度和精度的方法提高处理速度的方法运算精度提高的方法第四章处理器的设计与实现处理器的设计结构与工作过程蝶形运算的设计与实现乘法器设计蝶形运算单元设计蝶形运算单元实现块浮点单元的结构原理和实现块浮点的结构实现运算误差的分析地址产生单元设计蝶形运算数据的地址设计倒序输出地址设计二〇〇八年十二月二十六日星期五输入与输出的模块设计蝶形运算的数据切换模块的设计旋转因子的模块设计旋转因子的计算设计减少旋转因子的读取操作时序控制单元设计数字时钟管理器的设计的系统实现快速傅里叶变换和逆变换的实现第五章系统的联合仿真系统的性能分析系统的资源利用情况系统的速度运行情况联合仿真验证仿真测试结果及分析结束语致谢参考文献二〇〇八年十二月二十六日星期五第章绪论课题研究背景及意义随着数字技术电子集成电路技术等各方面技术的全面发展，数字信号处理技术已深入到各个科学领域并得到广泛的运用，将信号处理的发展发展到了个新的高度。但是数字信号处理基本上是运用时域和频域两种方法来解决信号处理的问题，时域方法即为数字滤波，而频域方法即为频域分析，他们同时处理的任务可分为三类变换卷积和相关。其中，的快速算法快速傅里叶变换就变成了数字信号处理的最基本的技术之，它通过将长序列的分解为多个短序列的进行计算，从而可以使运算量大大减少，并且把的运算速度提升了个数量级，使得数字信号处理技术在应用于各种信号的实时处理时变得更加的效率。因此，对及其实现方式的研究很有意义。目前，已广泛运用在图像处理语音识别雷达处理遥感遥测数字通信频谱分析等众多领域，在不通的应用场合中，需要不同性能要求的处理器。在很多应用领域都要求处理器具有高精度高速度容量大和实时处理的性能。因此，使变得更迅捷更灵活也变得越来越重要。近年来，现场可编程门列阵以其高性能高灵活性友好的开发环境在线可编程等特点，使得基于的设计可以实时满足数字信号处理的要求，在市场竞争中具有很大的优势。这也使得采用并行度更大速度更快的芯片来实现，二〇〇八年十二月二十六日星期五目录第章绪论课题研究背景及意义算法的发展现状处理器的发展现状实现的优越性本文研究的主要内容及主要工作第二章算法研究和技术算法基本原理代码中申明个，将所有测试激励作为个二进制文件单独保存，在功能验证运行时，将此文件读入到此中，然后由测试模块提供正确的时序信息，将此的内容提供给待测模块的接口。这样将测试激励与时序明显分开，便于编写，也便于修改。仿真测试结果及分析信号在中的处理，。系统的输入函数为，点数，采样频率为，即采样间隔为，采样的时间长度为。在中实现处理的程序描述如下该正弦信号通过点的处理结果如图所示，其中，上图表示原信号，中图表示序列通过处理后的实部值，下图表示序列通过处理后的虚二〇〇八年十二月二十六日星期五部值。图正弦信号点在中实部与虚部结果信号在中的处理在平台下编写波形测试文件，先将输入的原始数据存储在文件数据以补码二进制形式存储中，作为测试激励文件，在波形仿真时调用该文件即可完成输入。点的计算结果分别以文本文件和模拟波形文件形式输出。部分描述如下经过仿真运行，计算结果的实部和虚部分别存储到，文本文件中。图所示图为正弦信号输出结果的总体仿真图。二〇〇八年十二月二十六日星期五图在中仿真丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，将使我受益终生。在与导师和前辈相处的每天都很快乐，很留恋与你们相处的每天。对老师和前辈的感激之情是无法用言语表达的。愿老师身体健康，工作顺利，生活幸福,感谢我的父母，父母的养育之恩无以为报，他们是我求学路上力量的源泉，二〇〇八年十二月二十六日星期五在我迷失方向的时候给我指明道路，为我排忧解难。谢谢你们的鼓励，我会更加努力。在即将告别母校之际，我要真诚地感谢这里的每位老师，每个同学。因为你们的出现，我的大学生活才会这样丰富多彩，也正是你们的出现，让我的这份有关青春梦想的回忆更加珍贵。由于本人水平有限，虽经多次修改和校对，本文无论从深度还是广度上还较肤浅，仍有很多不完善和考虑欠妥之处，恳请各位老师和同学批评指正，本人将不胜感激。谢谢,参考文献王旭东，靳雁霞及其在中的应用第二版北京国防工业出版社，刘泉，厥大顺数字信号处理的原理及实现北京电子工业出版社，植强种基于的阵列处理器电子对抗技术孙志坚，刘学梅用实现实时信号处理的进步研究电子技术应用，张超基于的的算法设计和实现西安西安电子科技大学，褚振勇，翁木云设计及应用西安西安电子科技大学出版社，杨恒，李爱国，王辉等最新实用技术指南北京清华大学出版社，袁立波，张皓，唐振中应用开发从实践到提高北京中国电二〇〇八年十二月二十六日星期五力出版社，任晓东，文博高级应用开发指南北京电子工业出版社，数字系统设计综合测试平台与验证第二版李广军，陈亦欧，李林，译北京电子工业出版社，程佩青数字信号