【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于fpga中的流水相位解模糊方法。
技術(shù)介紹
1、隨著工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步以及社會(huì)需求的不斷增加，現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)在信息通信、航空航天、工業(yè)控制、智能車輛等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越深入。fpga以其高靈活性、高并行性和可重配置性成為數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域的重要工具。在fpga中進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理時(shí)，常常需要進(jìn)行三角函數(shù)運(yùn)算，特別是相位計(jì)算。然而，許多fpga芯片，如xilinx公司的v7/k7系列，其官方提供的開發(fā)環(huán)境vivado中的cordic?ip核雖然可以直接進(jìn)行三角函數(shù)運(yùn)算，但在進(jìn)行這些運(yùn)算時(shí)，對(duì)輸入相位有特定的要求，即輸入相位必須滿足一定的條件才能確保運(yùn)算的準(zhǔn)確性和效率。
2、由于實(shí)際應(yīng)用中輸入的相位數(shù)據(jù)往往是多樣化的，不一定直接滿足cordic?ip核的輸入要求，因此需要對(duì)輸入相位進(jìn)行解模糊處理，以確保其滿足cordic?ip核的運(yùn)算條件。流水相位解模糊方法的研究就是為了在fpga中高效地實(shí)現(xiàn)這一功能，從而確保數(shù)字信號(hào)處理的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。
3、在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)使用fpga進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理并調(diào)用cordic等ip核進(jìn)行三角函數(shù)運(yùn)算時(shí)，面臨的主要技術(shù)問題是輸入相位的模糊性問題。具體來說：
4、cordic?ip核要求輸入相位必須滿足特定的條件(如相位范圍、步進(jìn)等)，而實(shí)際應(yīng)用中輸入的相位數(shù)據(jù)并不直接滿足這些條件，導(dǎo)致無法進(jìn)行準(zhǔn)確的三角函數(shù)運(yùn)算。如果不對(duì)輸入相位進(jìn)行解模糊處理，而直接進(jìn)行三角函數(shù)運(yùn)算，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)算結(jié)果不準(zhǔn)確，甚至引發(fā)錯(cuò)誤。這要求在
5、傳統(tǒng)的解模糊方法需要大量的邏輯資源和計(jì)算時(shí)間，這對(duì)于資源有限的fpga來說是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。如何在保證解模糊效果的同時(shí)，設(shè)計(jì)一種應(yīng)用于fpga中的流水相位解模糊方法，降低資源占用和提高處理速度，成為亟待解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本專利技術(shù)提出一種應(yīng)用于fpga中的流水相位解模糊方法。本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案是：
2、一種應(yīng)用于fpga中的流水相位解模糊方法，其包括：
3、步驟1：設(shè)定解模糊系數(shù)n1與n2，將解模糊系數(shù)n1與n2初始化設(shè)置為0；
4、步驟2：輸入待解模糊相位并進(jìn)行判決；
5、步驟2.1：若輸入相位滿足條件(1)
6、
7、則跳轉(zhuǎn)到步驟3；
8、步驟2.2：若輸入相位不滿足條件(1)則跳轉(zhuǎn)到步驟4；
9、步驟3：對(duì)輸入相位進(jìn)行判決；
10、步驟3.1：若輸入相位滿足條件(2)
11、
12、則輸出無模糊相位
13、步驟3.2：若輸入相位不滿足條件(2)則跳轉(zhuǎn)到步驟5；
14、步驟4：對(duì)輸入相位進(jìn)行判決；
15、步驟4.1：若輸入相位滿足條件(3)
16、
17、則令解模糊系數(shù)n2＝n2+1，令相位加減因子sub＝1，得到解模糊中間值跳轉(zhuǎn)到步驟2；
18、步驟4.2：若輸入相位不滿足條件(3)，則令解模糊系數(shù)n1＝n1+1，令相位加減因子sub＝0，得到解模糊中間值跳轉(zhuǎn)到步驟2；
19、步驟5：對(duì)相位加減因子sub進(jìn)行相位加減判決；
20、步驟5.1：若相位加減因子滿足條件(4)
21、sub＝1?????????????????????????????????(4)
22、則輸出無模糊相位
23、步驟5.2：若相位加減因子不滿足條件(4)，則輸出無模糊相位
24、進(jìn)一步地，所述方法基于三段式狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)，其中狀態(tài)機(jī)包括以下狀態(tài)：
25、idle空閑狀態(tài)：等待開始信號(hào)，接收到開始信號(hào)后跳轉(zhuǎn)到?jīng)Q定狀態(tài)decide；
26、decide判決狀態(tài)：進(jìn)行相位加/減狀態(tài)等待，進(jìn)行加減判決，并更新相位加減系數(shù)n；
27、ditto同上狀態(tài)：按照前一個(gè)相位的解模糊過程進(jìn)行解模糊；
28、add相位加狀態(tài)：執(zhí)行相位加n*2π操作；
29、add_w相位加等待狀態(tài)：輸出相位加n*2π的結(jié)果；
30、sub相位減狀態(tài)：執(zhí)行相位減n*2π操作；
31、sub_w相位減等待狀態(tài)：輸出相位減n*2π的結(jié)果；
32、default默認(rèn)狀態(tài)：在特定條件下跳轉(zhuǎn)到?jīng)Q定狀態(tài)decide；
33、所述狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件包括：
34、start_i解模糊開始信號(hào)：當(dāng)start_i等于1時(shí)，從空閑狀態(tài)idle跳轉(zhuǎn)到?jīng)Q定狀態(tài)decide；
35、delay延遲等待信號(hào)：在相位加/減操作完成后即延遲大于等于3個(gè)時(shí)鐘周期，跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的輸出狀態(tài)add_w或sub_w；
36、phi解模糊相位中間值：根據(jù)相位中間值決定跳轉(zhuǎn)到相位加狀態(tài)add、相位減狀態(tài)sub或同上狀態(tài)ditto；
37、相位加/減有效信號(hào)：當(dāng)有效信號(hào)為1時(shí)，從相位加狀態(tài)add或相位減狀態(tài)sub跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的輸出狀態(tài)add_w或sub_w；否則保持當(dāng)前狀態(tài)不變。
38、本專利技術(shù)所達(dá)到的有益效果為：
39、第一，本專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)了流水解模糊處理，即能夠在處理當(dāng)前輸入相位的同時(shí)，為下一個(gè)輸入相位做好準(zhǔn)備，顯著提高了運(yùn)算效率，減少了延遲。在解模糊過程中，本專利技術(shù)根據(jù)輸入相位的值和解模糊過程中的中間結(jié)果，動(dòng)態(tài)調(diào)整解模糊系數(shù)n1、n2和相位加減因子；這種動(dòng)態(tài)調(diào)整確保了解模糊過程的靈活性和準(zhǔn)確性。
40、第二，本專利技術(shù)采用三段式狀態(tài)機(jī)來實(shí)現(xiàn)流水相位解模糊。狀態(tài)機(jī)包括多個(gè)狀態(tài)，使?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)移邏輯更加清晰和易于管理。本專利技術(shù)通過多個(gè)條件判斷condition(2)、condition(3)、condition(4)和condition(5)來確定輸入相位的解模糊策略。這些條件判斷基于輸入相位的值和解模糊過程中的中間結(jié)果，確保相位解模糊的準(zhǔn)確性和高效性。利用三段式狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)流水解模糊，通過狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移和條件判斷，高效處理輸入相位數(shù)據(jù)。在一定延遲后輸出無模糊相位，確保運(yùn)算的準(zhǔn)確性。相比于傳統(tǒng)的解模糊方法，本專利技術(shù)在資源占用方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。通過優(yōu)化狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)和狀態(tài)轉(zhuǎn)移邏輯，降低fpga資源的占用，對(duì)資源有限的fpga芯片具有重要價(jià)值。
41、第三，本專利技術(shù)通過引入流水相位解模糊方法，有效解決了在調(diào)用cordic等ip核進(jìn)行三角函數(shù)運(yùn)算時(shí)遇到的輸入相位模糊問題。確保輸入相位滿足cordic?ip核的運(yùn)算要求，避免運(yùn)算錯(cuò)誤或不準(zhǔn)確。
42、第四，本專利技術(shù)采用模塊化設(shè)計(jì)，易于與其他功能模塊集成，適用于輸入待解模糊相位為遞增或遞減數(shù)列的情況，提高了數(shù)字信號(hào)處理的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，提高了運(yùn)算效率和降低資源占用提高了系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性。
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1.一種應(yīng)用于FPGA中的流水相位解模糊方法，其特征在于，其包括如下的步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求一所述的一種應(yīng)用于FPGA中的流水相位解模糊方法，其特征在于：所述方法基于三段式狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)，其中狀態(tài)機(jī)包括以下狀態(tài)：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種應(yīng)用于fpga中的流水相位解模糊方法，其特征在于，其包括如下的步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求一所述...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：呂冬滿，王帥，丁瑞，張晶晶，牟書輝，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：山東航天電子技術(shù)研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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