离散小波变换硬件架构：理论改进与芯片实现

本文主要探讨了计算机后端领域的离散小波变换的硬件架构研究及其芯片实现，由上海大学研究生顾文军撰写，专业方向为电力电子与电力传动，指导教师为冉峰。小波变换在信号处理和通信等领域因其能同时捕捉信号的时间和频率特性而备受重视，然而其高计算复杂度和数据相关性使得硬件实现面临挑战。当前，业界正致力于开发高效的小波变换硬件方案和芯片设计。 文章首先从理论基础出发，深入研究了快速离散小波变换的Mallat算法，并对其进行了改进，以适应实时处理的需求。作者强调了硬件架构设计中的实时性、通用性、可参数化和片上实现（HLS）的重要性。为了提高硬件效率，文中提出了双缓冲存储系统结构，通过同址运算技术降低存储容量需求，同时采用4级流水线技术增强运算单元的处理速度，这特别适用于多媒体信号处理等实时应用场景。 文章还关注了小波变换在信号消噪方面的应用，为了兼顾硬件的可行性，选择了不定阈值方法进行噪声抑制。在芯片设计阶段，作者采用自顶向下（Top-Down）的设计策略，完成了离散小波变换硬件架构的逻辑功能设计，并通过FPGA仿真验证了设计方案的正确性和实现性。这些成果为后续深入研究奠定了坚实的基础，展示了离散小波变换在硬件上的实际应用潜力。 这篇论文不仅涵盖了小波变换理论，还包括了硬件架构选择、优化技术、流水线设计以及实际应用案例，是一篇将理论与实践相结合的有价值的学术研究。关键词包括小波变换、信号处理、硬件实现架构、FPGA仿真等，对于从事信号处理、集成电路设计等相关领域的研究人员来说，提供了重要的参考和实践指导。