FPGA数字接收机设计：基于Xilinx IP CORE的实现

“基于Xilinx IP CORE的数字接收机的设计和实现，主要研究了在近场安检成像系统中，由于采样信号速率过高导致FPGA无法实时处理的问题。通过采用数字下变频技术降低信号的采样率，实现了FPGA对高速信号的实时处理。文章提出了一种利用Xilinx FPGA的IP CORE快速构建数字下变频（DDC）系统的方法，通过调用预封装的IP CORE，减少了编写模块代码的工作，提高了设计效率和系统准确性。” 正文： 在现代电子系统中，尤其是在近场安检成像领域，高频率的采样信号处理是一项挑战。传统的处理方法往往受限于硬件的实时处理能力，特别是在FPGA（Field-Programmable Gate Array）中，当采样速率过高时，其内部资源可能无法有效应对。针对这一问题，本研究深入探讨了数字下变频（Digital Down Conversion，DDC）技术，这是一种将高频信号转换为较低频率信号的技术，通过降低采样率来适应FPGA的处理能力。 在本文中，作者陈国平、韦登宜和任义提出了一种基于Xilinx FPGA IP CORE的DDC设计方法。Xilinx FPGA因其灵活性和可编程性，常被用于高性能信号处理应用。IP CORE是预先设计并封装好的功能模块，可以直接集成到FPGA设计中，极大地简化了设计流程。在这种设计中，作者选择直接调用Xilinx提供的DDC IP CORE，而不是从头编写各个模块的程序代码。这种方法的优势在于，设计者只需专注于编写顶层文件的代码，就可以快速地构建出完整的系统，从而显著提升了设计效率。 数字下变频的核心包括数控振荡器（Numerically Controlled Oscillator，NCO）、积分梳状滤波器（CIC）和滤波器（如Hamming滤波器HB和FIR滤波器）。NCO用于生成所需的下变频参考信号，CIC则用于初步的下采样，降低信号速率，而后续的HB和FIR滤波器则进一步滤除噪声，改善信号质量。这些组件协同工作，确保了高速信号的准确实时处理。 通过这种方法实现的数字接收机在实际应用中表现出优越的性能。它不仅提高了处理速度，还能保证系统的准确性，这对于近场安检成像系统至关重要，因为这类系统通常需要在极短的时间内处理大量数据，以实现高效的安全检测。 基于Xilinx IP CORE的数字接收机设计是一种有效的解决方案，它优化了高采样率信号的处理，降低了系统的复杂性，并且提升了整体性能。这种设计思路对于其他类似需要高速信号处理的领域也有很高的参考价值。