FPGA算法实现与优化技术高级培训

培训对象：         课程适合于使用FPGA器件进行科研、教学和产品开发的工程技术人员，也适合于电子信息类相关专业领域的教师和研究生。同时，模拟、射频、DSPs以及ASIC工程师，如果对FPGA算法实现及优化技术和方法感兴趣，也能够从本课程中获益。 学习目标：         本课程衔接信号处理算法的基本理论和工程实践，学习从源头创新的方法，并能将其真正在FPGA芯片上实现。学员将学会从算法和架构层面解决系统设计问题，而不仅仅从电路角度思考问题。学习后，学者将在以下几方面取得重要收获： 理解掌握基于FPGA进行数字信号处理的基本原理和关键技术； 理解掌握常用算法在FPGA上实现的原理和结构； 理解掌握常用算法的FPGA实现架构的高效变换原理和方法； 理解掌握FPGA-DSP系统的系统级设计方法和实现技术。 课程基本内容： FPGA-DSP系统的本质及其实现技术 基本DSP算法的FPGA实现 基本滤波器的FPGA实现及高级滤波器的FPGA实现技术 采样率变换技术的FPGA实现 调制解调技术的FPGA实现 离散傅立叶变换及其FPGA实现 FPGA-DSP系统级设计技术 基础实验：基本算法和滤波器的设计实现 综合实验：数字上/下变频和8 通道多相信道收发机的设计实现 课程安排  第1章.FPGA-DSP系统的本质及其实现技术 第2章．基本DSP算法的FPGA实现 实验1: 使用System Generator,、ISE和ChipScope工具进行DSP设计 在Mathworks Simulink环境下使用Xilinx System Generator设计实现简单的乘、加和延迟电路，后台调用ISE流程完成综合、布局布线和比特流生成，并下载到FPGA开发板上运行。 实验2: 乘法器、加法器、除法器和CORDIC的设计实现 不同种类乘法器的设计与实现：DSP48、constant coefficient、distributed、shift and add。除法器的设计与实现。使用CORDIC算法完成各种三角计算。 第3章.基本滤波器的FPGA实现 第4章 基于FPGA的采样率变换技术 实验3: 数字滤波器设计与实现 在Mathworks Simulink环境下使用Xilinx System Generator设计实现各类滤波器：并行和串行、流水线、多通道、低成本、插值、抽取、音频滤波器等。 实验4: CIC滤波器的设计与实现 设计实现CIC滤波器，利用CICI滤波器实现抽取和下采样。 实验5: 数控振荡器（NCO）的设计与实现 使用查找表原理设计实现一个数控振荡器，设计合适的无杂散动态范围（SFDR）和频率精度。包括使用NCO核、DDS核、CORDIC法和IIR法。 第5章.高级滤波器的FPGA实现技术 第6章.离散傅立叶变换及其FPGA实现 第7章 FPGA-DSP系统级设计技术 实验6（综合性）：数字上变频的设计与实现 在Mathworks Simulink环境下使用Xilinx System Generator设计数字上变频系统。包括数字调制、采样率变换、多率滤波器、CIC滤波器和数控振荡器。 实验7（综合性）：数字下变频的设计与实现 在Mathworks Simulink环境下使用Xilinx System Generator设计数字下变频系统。包括数字解调、采样率变换、多率滤波器、CIC滤波器和数控振荡器。 实验8（综合性）：8通道信道收发机的设计与实现 在Mathworks Simulink环境下使用Xilinx System Generator设计实现无线通信中经常用到的8通道多相信道发射机和接收机，包括FIR模块和FFT模块等。在发射机中，该系统将8个独立基带信道调制生成一个频分复用信道。在接收机中，该系统将频分复用信道解调到8个独立的基带信道。