FPGA在高速实时信号处理系统中的软件设计与实现

"高速实时信号处理系统的FPGA软件设计与实现" 高速实时信号处理系统是现代通信与信息处理领域的重要组成部分，特别是在软件无线电技术的发展中扮演着关键角色。软件无线电技术利用通用、标准化的硬件平台，将大部分无线通信和信号处理功能通过软件实现，从而简化系统开发，提高灵活性。随着DSP（数字信号处理器）和FPGA（现场可编程门阵列）性能的不断提升，这种技术得以广泛应用。 本文主要关注FPGA在高速实时信号处理系统中的软件设计与实现。FPGA因其可编程性、并行处理能力和高速接口能力，常用于处理复杂的前端算法和提供外部接口逻辑。作者选择的架构是DSP+FPGA，其中DSP负责系统通信和基带信号处理，而FPGA则承担预处理任务和接口逻辑。 具体来说，该系统采用了两片ADSP-TS201浮点DSP作为处理核心，以实现高速信号处理。Xilinx的Virtex-5系列XC5VLX50T FPGA被选中，因为它提供了高速Linkport接口连接DSP以及SPI、UART、SPORT等常用外设接口，满足了系统接口需求。为了增强系统的通用性，还引入了一片ADSP-BF533定点DSP，以支持音视频信号处理。 在FPGA的嵌入式系统设计方面，作者基于Xilinx的MicroBlaze软核处理器构建了一个嵌入式系统，该系统能够控制CF卡和DDR2 SDRAM的读写操作。通过集成的三态以太网MAC硬核模块，实现了与上位PC机的以太网通信，增强了系统的网络功能。为了提高系统的可扩展性和适应未来软件升级，作者还移植了嵌入式实时操作系统μC/OS-II到MicroBlaze处理器上。 这篇硕士论文详细探讨了如何利用FPGA进行高速实时信号处理系统的软件设计，包括系统架构、DSP与FPGA的协同工作、嵌入式系统设计以及实时操作系统移植。这样的研究对于理解现代通信系统中FPGA的角色以及如何优化其性能具有重要意义。