湖南大学硕士论文:可编程通用数字下变频芯片设计与实现

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本文主要探讨了数字下变频芯片的前端设计,特别是在软件无线电背景下,这种技术在新一代无线通信中的核心地位。作者王宇峰,以湖南大学硕士的身份,选择了数字下变频(DDC)技术作为研究课题,该技术是软件无线电的关键组成部分,它能够接收宽带数字信号并从中提取窄带信号,实现下变频至零中频,并降低数据速率,以便于后续的数字信号处理(DSP)。 论文首先深入剖析了数字下变频的基本原理,如正交数字混频器的原理和数字滤波器组的设计理论。重点讲解了CORDIC算法,这是一种无乘法运算的算法,用于实现数控振荡器和混频器,显著简化了设计过程。此外,分布式DA算法也被提及,尤其是在FIR滤波器的设计中,通过改进结构减少了查找表的存储需求。 为了提高灵活性和可编程性,作者对专用数字下变频器进行了改进,使其成为可编程通用芯片,适应多种无线通信应用。通过Simulink仿真验证了算法的有效性和性能。在RTL(寄存器传输级)实现层面,文章详细描述了芯片的输入输出模块、数字混频模块以及滤波器组的优化结构,旨在提升芯片的效率和稳定性。 论文的最后部分,作者利用0.1um标准单元库在SMIC平台上完成了逻辑综合和FPGA综合,确保了数字下变频芯片设计的正确性和实际应用的可行性。通过验证和逻辑综合的结果,证明了设计的DDC芯片完全满足设计要求,具备良好的性能表现。 这篇论文不仅深入分析了数字下变频技术的关键要素,如CORDIC算法和DA算法,还展示了如何通过硬件和软件的结合,设计出具有高灵活性和性能的数字下变频芯片,对于理解并应用于无线通信系统具有重要的学术价值和实践意义。