前端信号处理板：FPGA与DSP协作的多抽样率信号调理设计

前端信号处理板硬件连接框图-加速度信号调理电路设计及仿真 本文主要探讨了前端信号处理板的设计，该板的核心组件包括3片数字信号处理器(DSP)和1片现场可编程门阵列(FPGA)。FPGA的选择是Stratix II系列的EP2s60，工作频率为40MHz。ADCs负责接收机传来的目标回波信号，进行中频采样并转化为14位数字信号。FPGA在这个过程中起到关键作用，它不仅作为数据的收发中心，还负责数字下变频(DDC)处理和低通滤波，将每个通道的数据以160MHz的DDR方式分发给对应的DSP。 DSPs执行一系列高级信号处理任务，如数字脉冲压缩、动目标检测和恒虚警检测。其中，DSP0和DSP2将处理结果发送给DSPI，DSPI再进行汇总处理，最终结果由FPGA进行并串转换，送回给定后一体板。这种设计采用链路口技术，简化了各处理芯片间的通信线路，提高了通信速度，同时也节省了FPGA的I/O资源。 FPGA的主要功能包括时钟管理、模式字处理（包括接收模式字的解码和发送）、DSP控制、DDC处理、数据链路传输、并串转换以及内部数据源和时序管理。具体来说，它负责复位控制DSP、发送模式字、处理ADC采样数据、接收处理结果并进行并串转换，以及信号处理的模拟验证等。 论文中特别关注了多抽样率信号处理，这是信号处理领域的重要分支，通过滤波器优化系统性能。作者分析了通用滤波器设计方法，重点研究了积分梳状滤波器和半带滤波器在多抽样率系统中的应用。利用这些滤波器结构，设计出可编程的2-256倍抽取器，展示了多相结构在内插器设计中的优势。 最后，论文详细介绍了特定型号雷达信号处理机的硬件设计，以及FPGA的具体实现，包括多抽样率信号处理算法的集成，滤波器的硬件实现，以及整个系统如何通过FPGA协调各个模块的工作，确保高效、稳定的数据处理流程。 关键词：多抽样率信号处理、抽取、内插、多相滤波、积分梳状滤波器、半带滤波器。通过这篇论文，读者不仅能了解到前端信号处理板的硬件构成，还能深入了解多抽样率信号处理技术在实际应用中的设计策略和技术挑战。