Ví dụ thiết kế bộ lọc Far trước đa kênh

author-image

Bởi

Ví dụ này trình bày cách sử dụng Intel® FPGA DSP Builder Advanced Blockset (DSPB-AB) để triển khai bộ lọc chuyển đổi tốc độ mẫu đa kênh dựa trên cấu trúc Farrow.

Chuyển đổi tỷ lệ mẫu có một loạt các ứng dụng như truyền thông không dây, hình ảnh y tế và các ứng dụng quân sự. Thay vì thực hiện phân hủy vùng thực bào, bộ lọc lấy lại mẫu Fariềm sử dụng các đa thức theo thứ tự thấp để nhận ra các chức năng tương tự, do đó tiết kiệm đáng kể chi phí logic. Nó đặc biệt hiệu quả để xử lý nhiều kênh hoặc nhiều đường dẫn dữ liệu song song, nơi mà tất cả các kênh hoặc đường dẫn dữ liệu yêu cầu cùng một bộ hệ số bộ lọc.

Trong ví dụ này, chúng tôi xây dựng bộ lọc chuyển đổi tỷ lệ mẫu Far nhau bằng cách sử dụng các khối nguyên thủy DSPB-AB. Cụ thể, chúng tôi chứng minh cách tận dụng tính năng gập của DSPB-AB. Tính năng gập của DSPB-AB tự động nhận ra việc chia sẻ tài nguyên và tái sử dụng phần cứng dựa trên các tham số hệ thống do người dùng chỉ định.

Biểu đồ khối chức năng của bộ lọc Farrow được hiển thị trong Hình 1. Tất cả các mô-đun đều được thiết kế sử dụng các khối nguyên thủy trong DSPB-AB.

Hình 1. Sơ đồ khối bộ lọc Farrow

Ký hiệu r được sử dụng để định lượng sự khác biệt pha lấy mẫu giữa đầu vào hiện tại và mẫu đầu ra mong muốn. Giá trị được chuẩn hóa từ 0 đến 1. Đối với mỗi mẫu đầu ra, bạn có thể tính r bằng công thức sau:

r = (Output_time – Input_time)* Input_Sampling_Frequency

Trong bản demo này, chúng tôi sử dụng thuật toán định kỳ để tính r cho mỗi mẫu đầu ra:

Công thức

trong đó n là số nguyên cho biết số lượng mẫu hoặc dấu thời gian rời. C1 được định nghĩa là phần phân đoạn của yếu tố thay đổi tốc độ in tứ

Tính năng

Minh họa này có các tính năng sau:

  • Hỗ trợ cả decimation và interpolation.
  • Hỗ trợ hầu hết các yếu tố thay đổi tốc độ mẫu hợp lý
  • Hỗ trợ lên đến 16 kênh, mặc dù bạn có thể dễ dàng thay đổi thiết kế để hỗ trợ nhiều kênh hơn
  • Hỗ trợ tham số hóa thông qua lệnh thiết lập
  • Hỗ trợ dễ dàng sửa đổi thứ tự bộ lọc lấy lại (đa năng) bằng cách mở rộng chiều dài của các đường trễ chạm
  • Cung cấp các lệnh khởi tạo và hậu mô phỏng để định cấu hình các tham số và so sánh và kiểm tra đầu ra
  • Hỗ trợ gập tự động, cho phép ghép nối phân chia thời gian trên các bội số, bộ bổ sung và các tài nguyên phần cứng khác

Lưu ý 1: Đối với phiên bản 9.1, thiết kế yêu cầu tốc độ đồng hồ FPGA là bội số của cả tốc độ mẫu đầu vào và tốc độ mẫu đầu ra. Trong các bản phát hành trong tương lai, tốc độ mẫu đầu ra không phải chia tỷ FPGA đồng hồ. Do đó, về mặt lý thuyết, nó cũng có thể hỗ trợ những thay đổi tỷ lệ lấy mẫu xuống không hợp lý. Không có thay đổi cấu trúc nào cho tốc độ mẫu khác nhau mà nó hỗ trợ.

Lưu ý 2: Tất cả các kênh nên được xử lý bởi một đường dẫn dữ liệu (ví dụ: một dây duy nhất trong thiết kế DSPB-AB). Nếu bạn có số lượng kênh lớn, bạn nên tăng tốc độ FPGA nhịp để bạn không phải chia các kênh dữ liệu thành nhiều đường dẫn dữ liệu song song. Để hỗ trợ nhiều dây hoặc nhiều đường dẫn dữ liệu, bạn cần sửa đổi khối căn chỉnh dữ liệu, không được đề cập trong ví dụ này.

Để biết thêm thông tin về thiết kế bộ lọc lấy lại mẫu trong DSPB-AB, vui lòng tham khảo AN 623: Sử dụng DSP Builder Advanced Blockset đểtriển khai Bộ lọc lấy lại mẫu (PDF) .

Tải xuống các tệp được sử dụng trong ví dụ này:

Các tệp trong tệp tải xuống .zip bao gồm:

  • farrowm.mdl —Tệpthiết kế DSPB-AB cho bộ lọc thay đổi tốc độ mẫu Far giấy đa kênh
  • setup_farrowm.m—KỊCH BẢN MATLAB* để định cấu hình khởi tạo và các tham số của farrow.mdl
  • stop_farrowm,m —Kịchbản MATLAB để phân tích đầu ra bộ lọc lấy lại mẫu Farrow và so sánh nó với dạng sóng đầu vào

Để biết thêm thông tin về các tính năng liên quan được sử dụng trong ví dụ thiết kế này, hãy truy cập:

Liên kết liên quan

Nội dung gốc bằng tiếng Anh trên trang này vừa do con người vừa do máy dịch. Nội dung này chỉ để cung cấp thông tin chung và giúp quý vị thuận tiện. Quý vị không nên tin đây là thông tin hoàn chỉnh hoặc chính xác. Nếu có bất kỳ mâu thuẫn nào giữa bản tiếng Anh và bản dịch của trang này, thì bản tiếng Anh sẽ chi phối và kiểm soát. Xem phiên bản tiếng Anh của trang này.