FPGA实现的大规模快速卷积算法研究与设计

"这篇毕业论文主要探讨了基于System Generator的大规模快速卷积算法设计与实现，作者通过FPGA实现了一种适用于电子信息领域的高效卷积方案。论文内容包括分段线性卷积算法的提出，以及在雷达目标回波模拟器项目中的实际应用，涉及到FPGA设计、流水线优化和硬件资源评估等多个方面。" 在本文中，作者首先指出信号卷积在电子信息领域的重要性，特别是在信息技术日益发展的背景下，对卷积算法的性能和效率提出了更高的需求。传统的卷积方法往往存在实时性和资源消耗的矛盾，无法满足大规模卷积的需求。因此，作者提出了一种新的分段线性卷积算法，该算法适用于一路输入信号长度任意，而另一路信号相对较长的情况。通过将定长信号和系统函数分割成小段进行并行卷积计算，然后利用分段间卷积结果的循环分时叠加策略，实现了任意长输入信号卷积后的有序输出，从而提高了处理速度。 接着，作者将这一算法应用于雷达目标回波模拟器的开发项目中，利用FPGA作为核心处理器。设计了一个包括模块任务划分、流水线设计、多级截位设计和硬件资源评估在内的大规模快速卷积实现框架。具体地，使用System Generator工具进行FPGA设计，构建了包括输入信号控制、系统函数控制、分段存储、FFT、复乘、IFFT和叠加等模块，以实现任意长度输入信号的卷积功能。System Generator的使用增强了系统模块的可移植性和仿真测试的便利性。 在硬件优化方面，论文提到了多条流水线并行处理，这显著提升了系统的处理速度。同时，采用了4级截位技术来控制输出数据的位宽和计算精度，以平衡计算速度和资源消耗。这些设计策略不仅提高了卷积的效率，还有效地减少了硬件资源的占用。 这篇毕业论文详细介绍了基于System Generator的FPGA实现大规模快速卷积算法，通过创新的算法设计和硬件优化，解决了传统卷积方法的局限性，为电子信息领域提供了一种高效且灵活的解决方案。