基于FPGA的通用实时信号处理系统设计与高速接口详解

本篇硕士学位论文主要探讨了基于FPGA的通用实时信号处理系统的硬件设计与实现。作者刘李明，专业背景为电路与系统，针对FPGA技术在信号处理领域的快速发展，提出了一种创新设计。FPGA以其小型化、低功耗、高可靠性和灵活性，逐渐取代ASIC在信号处理中的地位，尤其是其内置DSP模块和强大的信号并行处理能力，使得FPGA成为理想的信号处理核心。 系统核心采用4片XC3SD1800A作为处理单元，结合DDR2SDRAM进行高速数据存储，以实现实时数据处理。设计中强调了核心板、底板和应用板的分离架构，使得系统可以根据实际需求进行灵活配置。为了确保高速数据传输的稳定性，作者采用了LVD（低电压差分信号）技术来连接核心板之间，优化了信号完整性设计。 电源完整性是系统设计的关键，论文中详细探讨了如何解决此问题，以确保系统的正常运行。此外，论文还着重于FPGA芯片的选择和验证，以及LVD高速数据通道接口和DDR2存储器接口的设计，这些都直接影响到系统的性能。视频图像采集、USB、音频、LCD和LED矩阵模块的接口设计也得到了深入研究，部分接口进行了逻辑验证。 经过实际测试，该系统展现出良好的实时性、通用性、扩展性和重构能力，能满足现代信号处理系统对于高速、实时处理的需求，适用于各种实时信号处理场景。论文的研究成果为后续通用、实时信号处理系统的设计提供了有价值的基础。 关键词：FPGA、通用实时信号处理、系统设计、高速数据传输、接口设计、电源完整性。这篇论文不仅是一次硬件设计实践，也是FPGA技术在信号处理领域应用的深度探究，为相关领域的研究者和技术人员提供了宝贵的学习和参考资源。