数字电视地面广播系统中3780点IFFT算法的逻辑优化设计
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地面无线数字广播电视设计地面无线数字广播电视是指通过地面传输设备,将数字广播电视信号传送到用户接收设备的一种通信方式。
随着数字技术的发展,地面无线数字广播电视在数字化转型中扮演着重要的角色。
本文将探讨地面无线数字广播电视的设计原理、技术特点和未来发展趋势。
一、设计原理地面无线数字广播电视的设计原理主要涉及信号传输、调制解调和接收设备。
信号传输包括信号源的采集、编码和调制,调制解调则是将数字信号转换成适合传输的模拟信号,接收设备则是将地面无线数字广播电视信号接收并解调为数字信号。
整个设计原理主要包括信号采集、信号压缩编码、调制传输和解调接收四个环节。
二、技术特点1.高清晰度地面无线数字广播电视采用数字信号传输,不受模拟信号传输的限制,可以实现高清晰度的画质和高质量的声音,为用户提供更好的视听体验。
2.频谱利用率高数字信号具有宽带性质,可以更有效地利用频谱资源,提高频谱利用率,实现更多频道的传输和更高画质的节目。
3.节约能源数字信号传输相对于模拟信号传输具有更低的功耗和更高的传输效率,可以节约能源和减少对环境的影响。
4.多样化服务地面无线数字广播电视可以提供更多元化的服务,包括高清电视、互联网电视、交互式电视等,满足用户多样化的需求。
5.覆盖面广地面无线数字广播电视的传输距离和覆盖面积较大,可以覆盖城市和农村地区,为用户提供广泛的服务。
6.灵活编排数字广播电视可以根据用户需求进行灵活编排,实现个性化的节目服务,满足用户特定需求。
三、未来发展趋势1.高清化随着技术的不断进步,地面无线数字广播电视将会向更高清晰度的方向发展,提供更清晰、更真实的影像和声音。
2.互联网化地面无线数字广播电视将会与互联网技术相结合,提供更多互动性的节目和服务,满足用户对于互联网化的需求。
3.智能化未来地面无线数字广播电视将会注重智能化技术的应用,实现智能电视、智能家居等功能,为用户提供更便捷、更舒适的体验。
4.网络化地面无线数字广播电视将会与网络技术相结合,实现多屏互动、传输加速等功能,提高传输速度和用户体验。
地面无线数字广播电视设计地面无线数字广播电视(DTTB)是指利用地面发射台向用户提供数字电视和广播信号的技术。
相比传统的模拟电视和广播,DTTB具有更高的画质、更多的节目选择和更快的信号传输速度,因此在全球范围内得到了广泛的推广和应用。
本文将从DTTB的设计原理、技术特点、系统架构等方面进行详细介绍,力求为读者提供全面的了解。
一、DTTB的设计原理DTTB的设计原理主要包括信号源、信号调制和调制信号的发射三个环节。
信号源是指将来自摄像头、录音棚等信号源采集到的模拟信号转换成数字信号的设备,信号调制是指将数字信号转换成调制信号的过程,发射是指将调制过的信号通过天线发射出去。
信号源方面,DTTB采用了数字信号处理技术,将模拟信号经过A/D转换器转换成数字信号,再经过压缩编码技术对信号进行压缩,以便降低信号传输的带宽和提高信号传输的效率。
这样一来,用户所接收的节目画质和音质将会得到极大的提高。
信号调制方面,DTTB采用了OFDM(正交频分复用)技术。
OFDM技术是一种将信号划分成若干个子信道,每个子信道独立传输一部分数据的技术,通过这种方式可以显著减小信道传输过程中的干扰,并且提高了信道的利用率。
OFDM技术还可以克服传统调制技术在多径传输环境下的性能衰减问题,从而保证了信号的稳定传输。
发射方面,DTTB采用了地面发射方式,通过设置不同的发射台和相应的天线,可以将信号准确、稳定地传输到用户终端设备上,从而实现数字电视和广播信号的覆盖。
DTTB的设计原理主要包括采集模拟信号、将其转换为数字信号并经过处理和压缩、采用OFDM调制技术和地面发射方式。
这些技术手段的组合使得DTTB具备了高画质、高音质、高可靠性等特点,从而满足用户对数字电视和广播的需求。
二、DTTB的技术特点1.高清画质DTTB的数字传输和压缩技术可以使得传输的视频画面更加清晰,能够满足用户对高清晰度节目的需求。
与传统的模拟电视相比,DTTB的画质有了很大的提升,用户可以享受更加逼真的视听体验。
地面数字电视传输设施的信号处理与优化技术地面数字电视传输设施是现代电视广播的重要组成部分,它负责将广播信号传送到用户家中的电视机上。
为了确保用户能够获得高质量的电视节目,信号处理与优化技术在地面数字电视传输设施中起着至关重要的作用。
本文将探讨地面数字电视传输设施的信号处理与优化技术,旨在提供更好的观看体验和更高的传输效率。
首先,信号处理是地面数字电视传输设施中不可或缺的环节。
在信号处理的过程中,我们要保证信号的清晰度、稳定性和可靠性。
为了提高信号的清晰度,我们可以采用合适的编码算法和调制技术。
在数字电视中,常用的编码算法有MPEG-2和H.264等,它们能够将原始视频信号进行压缩,从而减小传输带宽。
另外,调制技术可以将数字信号转换成高频信号,以便在传输过程中减小信号的干扰和损耗。
通过合理选择和运用这些信号处理技术,我们可以提高信号的质量和可靠性,使用户能够享受到更好的观看体验。
其次,信号优化是地面数字电视传输设施中提升传输效率的重要手段。
信号优化的目标是尽可能提高信号的传输距离和传输速率,以满足用户对高清晰度和高码率的需求。
在信号优化的过程中,我们可以采用多径传输技术和自适应调制技术等方法。
多径传输技术可以利用多个传输路径将信号传送到用户家中,从而提高传输距离和信号稳定性。
自适应调制技术可以根据信道质量和用户需求动态调整传输速率,以达到最佳传输效果。
通过合理应用信号优化技术,我们可以提高传输效率,减少传输中的误码率和丢包率,从而保证用户能够获得高质量的电视节目。
除了信号处理和优化技术,地面数字电视传输设施还需要考虑信号传输过程中的各种干扰和损耗问题。
在数字电视传输过程中,信号会受到传输路径上的噪声、衰减和多径干扰等影响。
为了降低这些干扰和损耗对信号质量的影响,我们可以采用误码纠正技术和前向纠错技术。
误码纠正技术可以在接收端对接收到的信号进行纠正,从而恢复原始信号的完整性。
前向纠错技术则可以在发送端对信号进行编码,以便在传输过程中纠正部分错误。
地面无线数字广播电视设计地面无线数字广播电视(DTT)是一种新兴的数字广播技术,它使用基于地面的发射台将数字电视信号传输到广泛范围的接收设备上,使用户可以在任何地方观看高清电视节目。
地面无线数字广播电视技术的设计涉及到许多方面,包括信号传输、覆盖范围、接收设备等。
本文将介绍地面无线数字广播电视技术的设计要点,以及相关的技术原理和应用。
一、技术原理地面无线数字广播电视技术的设计基于数字信号传输技术和地面覆盖网络的建设。
数字电视信号通过编码和调制等技术处理成数字信号,并通过传输网传输至地面发射台。
接着,在地面发射台附近设置天线,将数字信号转换成无线信号并经由天线传输至用户接收设备。
用户接收设备再将无线信号解码成数字信号,以在电视机或其他显示设备上播放。
二、设计要点1. 信号传输技术设计在地面无线数字广播电视技术的设计中,信号传输技术是关键的一环。
目前,常用的数字电视信号传输技术主要包括地面数字电视传输(DVB-T)、地面数字多媒体广播(DMB-T)、地面数字电视复用(DVB-H)等。
这些技术都采用了先进的信号编码和调制技术,能够将高清电视信号传输到用户设备上。
在设计中要充分考虑信号传输的稳定性和高清画质,采用适当的编解码技术和调制技术,保证数字电视信号的传输质量。
2. 网络覆盖设计网络覆盖设计是地面无线数字广播电视技术设计中的另一个关键点。
在网络覆盖设计中,需要根据地理环境和地形特点来确定地面发射台的设置位置,以及安装天线的位置。
同时还需要进行频率规划和功率控制,以确保数字电视信号的覆盖范围和覆盖强度能够满足用户需求。
还需要考虑到不同地区的用户需求和用户分布情况,进行合理的网络布局和覆盖范围设计。
3. 用户接收设备设计用户接收设备是地面无线数字广播电视技术的设计中的重要组成部分。
在设计中要充分考虑到用户接收设备的性能要求和用户体验,选择合适的解码器和收听设备,确保用户能够方便地收看高清电视节目。
同时还需要在设计中考虑到用户设备的互联性和智能化,例如与手机、平板电脑等设备的连接,以及智能家居中的应用等方面。
地面无线数字广播电视设计1. 引言1.1 背景介绍地面无线数字广播电视作为现代数字通信技术的重要应用领域,已经在广播电视行业得到广泛应用。
随着数字化技术的不断发展和普及,地面无线数字广播电视在传输质量、节目多样性、频谱利用效率等方面相比传统模拟广播电视有着明显的优势。
在数字化转型的浪潮中,地面无线数字广播电视正在成为广播电视产业的主流发展方向。
在信息时代,广播电视的传输方式逐渐向数字化和高清化的方向发展,地面无线数字广播电视技术的设计和研究具有重要的现实意义。
通过不断探索和创新,提高数字广播电视的技术水平和服务质量,将有助于提升广播电视媒体的行业竞争力,满足广大观众对高质量数字节目的需求。
本文将重点研究地面无线数字广播电视的设计原理、系统架构设计、传输技术和编解码技术、信号覆盖和频率规划、设备选型与部署等关键技术问题,旨在为广播电视行业的数字化转型提供有益的参考和指导。
通过深入研究并总结经验,希望为地面无线数字广播电视技术的发展和应用做出积极贡献。
1.2 研究意义研究地面无线数字广播电视设计不仅可以推动我国广播电视行业的数字化进程,提升广播电视传输质量和服务水平,还可以促进通信技术的发展和创新。
通过对地面无线数字广播电视的研究,可以提高数字信号传输的效率和稳定性,满足人们对高品质数字电视节目的需求,促进数字传输技术的发展。
地面无线数字广播电视也可以拓展广播电视业务的多样化和创新,为用户提供更加丰富、便捷的数字电视体验。
通过研究地面无线数字广播电视设计,可以为广播电视行业的数字化转型提供新的思路和技术支持,推动广播电视行业向数字化、智能化方向发展。
研究地面无线数字广播电视设计具有重要的现实意义和战略意义,对于我国广播电视行业的发展具有重要的推动作用。
2. 正文2.1 地面无线数字广播电视设计原理地面无线数字广播电视设计原理是指利用数字技术和无线传输技术将电视节目信号通过地面传输到用户家中的一种技术方案。
地面无线数字广播电视设计地面无线数字广播电视是一种使用数字信号进行广播和电视传输的技术,其设计需要考虑多个方面,如传输质量、编码方式、频率规划等。
设计地面无线数字广播电视系统需要考虑传输质量。
传输质量对广播和电视节目的接收效果有着直接影响,因此设计中需要合理选择调制解调器和传输方式。
调制解调器是将数字信号转换为模拟信号进行传输的设备,其稳定性和传输效率是设计中需要考虑的关键因素。
传输方式可以选择单频网络(SFN)或多频网络(MFN),根据地理环境和传输需求来确定合适的方式。
设计中需要选择适当的编码方式。
无线数字广播电视使用的编码方式会直接影响信号的传输效率和接收效果。
常用的编码方式有MPEG-2和MPEG-4,前者适合低码率传输,后者适合高码率传输。
还需要考虑错误纠正编码和解码算法,以提高传输的可靠性。
频率规划是设计中不可忽略的部分。
地面无线数字广播电视使用的频率需要根据地理位置和频谱资源来进行规划。
频率规划需要考虑到频道之间的干扰和频率复用的效率,确保广播和电视节目的无线传输能够同时进行而不造成冲突。
在地面无线数字广播电视的设计中,还需要考虑到接收设备的兼容性。
接收设备的兼容性决定了用户的接收体验,因此设计中需要选择广泛支持的接收设备标准,如DVB-T(数字视频广播 - 地面传播),以确保用户可以方便地接收到广播和电视节目。
设计中还需要考虑地面无线数字广播电视的网络部署和管理。
网络部署涉及基站的设置和信号覆盖范围的规划,需要充分考虑地理环境和用户需求。
管理方面,需要建立相应的监控和维护系统,对传输设备和频率资源进行管理和维护,确保系统的稳定性和正常运行。
地面无线数字广播电视设计地面无线数字广播电视(简称DTV)是指利用地面无线电传输技术来传送数字化电视广播信号的一种技术。
它是传统模拟电视广播的升级替代品,具有更高的画质、更清晰的音画效果、更大的传输容量和更多的节目选择。
1. 合理规划频谱资源:地面无线数字广播电视的频谱资源是有限的,因此需要合理规划和分配频率,以充分利用频谱资源,满足用户的需求。
在设计中需要考虑到不同地区的频谱资源分布情况,并结合技术和经济因素进行频道分配和频谱规划。
2. 提升视频编码技术:地面无线数字广播电视的视频信号需要经过压缩和编码处理才能进行无线传输。
在设计中需要选用高效的视频编码算法,以提高视频信号的压缩比和画质。
目前常用的视频编码标准有MPEG-2和H.264等,设计中需要根据实际情况选择合适的编码标准。
3. 改进调制和传输技术:地面无线数字广播电视的调制和传输技术需要满足高带宽和大容量的需求。
在设计中需要考虑如何提高调制和传输效率,以提供更高的传输速率和更稳定的信号传输。
常用的调制和传输技术有OFDM和COFDM等,设计中需要根据实际情况选择合适的技术方案。
4. 完善接收设备和接收标准:地面无线数字广播电视的接收设备需要支持新的接收标准和技术,以接收和解码数字广播电视信号。
在设计中需要考虑接收设备的兼容性和可靠性,以保证用户能够正常收看数字广播电视节目。
设计中还需要考虑接收设备的用户界面和功能设计,以提供更好的用户体验。
5. 建设广播电视基础设施:地面无线数字广播电视的设计还需要考虑基础设施建设和覆盖范围问题。
在设计中需要考虑如何建设和优化广播电视传输网络,以提供稳定和高质量的信号覆盖。
同时还需要考虑如何合理规划和布设广播电视传输设备和发射台,以实现全面覆盖和无缝切换。
6. 加强频谱管理和监测:地面无线数字广播电视的频谱资源管理和监测是保证正常运行的重要环节。
在设计中需要考虑如何进行频谱资源的管理和分配,以及如何进行频谱监测和干扰处理。
地面无线数字广播电视设计无线数字广播电视是一种通过无线信号传输数字化的音频和视频内容的技术,它的出现使得广播电视的传输质量得到了极大的提高,观众也可以在较小的电视机上收看更加清晰的画面。
在地面无线数字广播电视设计中,有很多因素需要考虑,包括信号覆盖范围、传输质量、频谱利用率等等。
本文将探讨地面无线数字广播电视设计的一些重要方面。
地面无线数字广播电视设计的首要问题是信号覆盖范围。
无论是城市还是乡村,都需要有一个完善的广播电视信号覆盖系统,以满足市民收看电视的需求。
在城市中,由于建筑物的阻挡和电磁干扰较大,需要更多的基站来提供信号覆盖,而在乡村地区,由于地形起伏较大,也需要考虑如何在山区、丛林等特殊地形中进行信号覆盖,这对于地面无线数字广播电视设计来说都是一个挑战。
地面无线数字广播电视设计需要考虑传输质量的问题。
传统的模拟广播电视在传输过程中易受多种干扰影响,导致画面模糊、音质劣化等问题,而数字广播电视则能够通过信号纠错技术和编解码技术来提高传输质量,让观众在收看节目时可以获得更加清晰、流畅的画面和声音。
在设计地面无线数字广播电视系统时,需要充分考虑如何提高信号的稳定性和传输质量,以确保用户能够获得良好的观看体验。
地面无线数字广播电视设计也需要考虑频谱利用率的问题。
频谱资源是有限的,如何能够充分利用有限的频谱资源来为用户提供更多的节目选择,是地面无线数字广播电视设计的一个重要问题。
在这方面,技术人员需要结合实际情况,设计出合理的频谱分配方案,以最大限度地提高频谱利用率,确保用户能够获得更多的节目选择。
在地面无线数字广播电视设计中,还需要考虑安全和可靠性的问题。
在传输过程中,信号可能会受到黑客攻击或者其他干扰,如何在设计中加强信号的安全性,确保用户能够收看到高质量的节目,是地面无线数字广播电视设计的一个重要方面。
地面无线数字广播电视系统还需要考虑如何提高系统的可靠性,避免系统出现故障或者停机,以确保用户能够随时收看电视节目。
地面数字广播电视接收设备的设计原则与优化方法探讨地面数字广播电视接收设备设计的原则与优化方法探讨地面数字广播电视接收设备是现代数字化广播电视技术的重要组成部分,它在广播电视信号的接收、解码、处理和传输等方面发挥着重要的作用。
本文将就地面数字广播电视接收设备的设计原则与优化方法展开讨论。
一、地面数字广播电视接收设备的设计原则地面数字广播电视接收设备的设计原则可以从以下几方面考虑:1. 系统性能稳定可靠地面数字广播电视接收设备在接收和传输广播电视信号时,应保证系统性能的稳定可靠。
这要求设备具备良好的抗干扰能力和稳定的工作性能,以应对电磁干扰、多径传播等环境因素引起的信号衰减和失真问题。
2. 视听质量优异地面数字广播电视接收设备的设计应追求优异的视听质量,以提供清晰、稳定、逼真的图像和声音。
这要求设备能够精确地解码和处理广播电视信号,保证图像的细节和颜色的准确再现,同时确保声音的清晰度和音调的准确性。
3. 网络互联能力随着互联网的普及和发展,地面数字广播电视接收设备需要具备良好的网络互联能力,以支持实时信息的获取和在线内容的播放。
这要求设备具备高速稳定的网络传输功能,并能够适应各种网络环境的需求。
4. 用户友好性和操作便利性地面数字广播电视接收设备应具备良好的用户友好性和操作便利性,以提升用户的使用体验。
这要求设备的用户界面设计简洁明了,操作流程简单易懂,同时配备适宜的遥控器或面板设备,以方便用户的操作和控制。
5. 节能环保地面数字广播电视接收设备的设计应符合节能环保的原则,以减少能源的消耗和对环境的污染。
这要求设备在设计上考虑到电源的利用效率和工作功耗的控制,同时采用环保材料,减少对环境的负面影响。
二、地面数字广播电视接收设备的优化方法探讨在地面数字广播电视接收设备的设计和优化过程中,可以采取以下方法来提升设备的性能和用户体验:1. 信号处理优化通过对广播电视信号的处理优化,可以提升地面数字广播电视接收设备的性能。
数字电视地面广播系统中3780点IFFT算法的逻辑优化设计【摘要】本论文主要针对数字电视地面广播系统国标中的多载波调制技术,实现其中3780点IFFT算法的逻辑设计及实现。
针对目前该算法的逻辑设计存在误码率较高的问题,分析定点制、浮点制和块浮点制数据的特点,本论文提出了四种优化方案,并完成了各种方案的逻辑设计。
【关键词】IFFT;溢出;定点;浮点;块浮点;FPGAAbstract:The main task of this paper is to complete logic design and implementation of 3780-point IFFT algorithm of OFDM in the national standard for digital television terrestrial broadcasting system. To slove the higher error rate of the logic for the current design,analyzing the data characteristics in fixed-point format、block floating-point format and floating-point format,this paper presents four optimization program,and completed the design of the program logic.Key words:IFFT;overflow;Fixed-point;Floating-point;Block Floating-point 数字电视地面广播系统是广播电视体系中的重要组成部分。
它与卫星数字电视广播系统和有线数字电视广播系统以及其它辅助系统一起相互协同提供全面的受众覆盖,是我国广播电视综合覆盖网中重要的部分。
1.数字电视广播系统概述目前,己为国际电信联盟接纳的数字电视地面广播传输标准有三种:第一种是以美国为首的ATSC(Advanced Television System Committee)标准;第二种是以欧洲为中心DVB-T(Digital Video Broadcasting Terrestrial)标准;第三种是日本推出的ISDB-T(Integrated Service Digital Broadcasting Terrestrial)标准。
我国于2006年8月公布了满足光电应用要求的数字电视地面广播传输融合方案——GB20600-2006《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》,并在2007年8月开始强制实施,拉开了我国数字电视地面广播的新篇章。
数字电视地面广播传输系统主要是由信道编/解码和调制/解调两部分技术所构成。
该系统的前向纠错编码部分可分为两种模式:电视模式和多媒体模式;而信道调制部分也可分为两种模式:多载波调制模式和单载波调制模式。
数字电视地面广播传输系统发送端完成从输入数据码流到地面电视信道传输信号的转换。
输入数据码流经过扰码器(随机化)、前向纠错编码(FEC),然后进行从比特流到符号流的星座映射,再进行交织后形成基本数据块。
基本数据块与系统信息组合(复用)后,经过帧体数据处理形成帧体。
而帧体与相应的帧头(PN序列)复接为信号帧(组帧),经过基带后处理转换为基带输出信号(8MHz带宽内)。
2.IFFT算法原理在数字电视地面广播标准中规定的多载波数目是3780,即将QAM映射后的星座符号调制到3780个有效的子载波上。
下面详细讲解3780点IFFT算法的推导过程及其Matlab仿真验证结果。
2.1 3780点IFFT公式推导在数字电视广播系统中经过IFFT的OFDM符号表示为:N=3780=r1*r2*r3*r4*r5*r6*r7=3*3*3*2*2*5*7由式1可知,IFFT可通过FFT的共轭变换得到,所以IFFT和FFT的实现原理是相同的。
2.2 Matlab验证结果及分析使用Matlab对该3780点IFFT算法进行验证。
经过该3780点IFFT算法计算的结果为f1,直接调用Matlab里的IFFT函数计算的结果为f2,二者之间的最大误差为:e=max(abs(f1-f2))=2.0097e-14。
由以上结果可知,该3780点IFFT 算法理论上是正确的。
f1和f2的波形图如图1所示。
3.IFFT算法的FPGA设计及实现本论文所采用的FPGA开发工具包括:Modelsim SE6.6和Quartus II9.0。
选用的FPGA芯片是ALTERA公司Cyclone III系列的EP3C80U484C8芯片,包括81264个LE、2745Kbits的RAM总容量、488个9bits×9bits嵌入式乘法器、4个PLL等。
本章主要介绍该IFFT算法的基本逻辑设计思想及其现有的逻辑实现方法,并针对现有的逻辑设计存在的问题提出优化的逻辑设计方案,完成各种优化方案的逻辑代码编写、综合、仿真及后期的板级验证。
3.1 逻辑设计基本思路由公式1可知,可以通过计算法输入数据的共轭FFT得到其IFFT计算结果,即先将输入数据去共轭,求其3780点FFT,计算完成后将结果取共轭并除以即为3780点IFFT的计算结果,在本设计中没有在最后除以3780,而是在对7点、5点、2点和3点的I矩阵量化的过程中分别除以、、、。
本设计以WFTA算法为逻辑实现基础,WFTA是一种计算小N的DFT算法,该算法可以计算N=2,3,4,5,7,8,9,16八种长度的DFT,其核心思想是通过矩阵的降阶,减少DFT的加减及乘除法的次数。
以WFTA算法为基础的3780点FFT算法结构图如图2所示。
3.2 优化的逻辑设计方案针对目前的逻辑设计方法存在较频繁的数据溢出的问题,本论文提出了几种可以优化此问题的方案。
方案一:在现有的定点运算基础上,对溢出数据进行溢出控制,上溢时输出最大值,下溢时输出最小值;方案二:将7位输入数据扩展为32位数据进行处理,最后截取拼接成22位数据输出;方案三:将输入的数据转换成32位的单精度浮点数进行处理,最后再转化为22位定点数输出;方案四:自定义一种25bits的浮点数,最后转化为22位定点数输出。
3.2.1 方案一逻辑设计方法分别在ACC模块、multa模块和multb模块加入溢出控制语句:当上溢时输出最大值,下溢时输出最小值。
其逻辑资源消耗情况如图3.1所示。
由图3.1可知,这三个模块均有较频繁的数据溢出,而数据溢出可能导致较高的数据误码率。
3.2.2 方案二逻辑设计方法将7位输入数据扩展为32位定点数据:2位符号位+20位整数位+10位小数位,其它数据处理过程同3.2.1,最后将32位数据截取成22位输出。
其逻辑资源消耗情况如图3.3所示。
存在问题:板级验证无数据。
解决方法:因所有的数据是有符号的二进制补码数,所以过程中使用的乘法器应该是有符号的。
将IP核的乘法器改成signed后,功能正常有数据。
板级验证:结果正确,平均功率39%以上,达到了性能指标。
3.2.3 方案三逻辑设计方法将输入的7位定点数转换成32位单精度浮点数:1位符号位+8位指数+23位尾数,最后再将32位浮点数结果转换成22位定点数输出,中间的数据处理全部都是浮点数运算。
浮点数累加器可以自己写也可以直接调用ALTERA的IP核,由于IP核里的代码输出至少有5个时钟的延时,不符合本论文中累加器的设计要求,所以采用自己设计的累加器代码,与主程序共用一个时钟,不占用额外的时钟。
浮点数乘法器直接调用IP核。
其逻辑资源消耗情况如图3.4所示。
存在问题:由图3.4可知,此方案占用的逻辑资源太多,且运算速度较慢,在目前的芯片上无法验证。
3.2.4 方案四逻辑设计方法针对方案三存在的消耗的逻辑资源过多的问题,自定义了一种25bits的浮点数:1位符号位+8位指数+16位尾数,最后再将25位浮点数结果转换成22位定点数输出,中间的数据处理全部都是浮点数运算。
将7位定点数转换成25位浮点数的方法与将25位浮点数转换成22位定点数的方法同方案三。
25位浮点数累加器和乘法器均需重新设计,无法调用IP核。
自定制浮点数累加器的设计步骤如下:1)对阶处理:比较两个指数大小,将指数较小的浮点数的尾数右移,使得两个尾数具有相同的指数;2)将对阶后的两个尾数相加;3)对相加后的结果规格化处理:对相加后的结果进行小数点定位处理,将加法结果转换为内部自定制浮点数格式。
自定制浮点数乘法器的设计步骤如下:1)符号位相异或:相同为0,相异为1;2)指数位相加;3)尾数相乘;4)规格化处理:将结果转换成自定制浮点数格式。
其逻辑资源消耗情况如图3.5。
存在问题:由图3.5可知,此方案占用的逻辑资源依旧较多,运算速度也较慢,也无法在目前的芯片上验证。
4.结论针对数字电视地面广播系统中的多载波调制技术,完成3780点IFFT算法的理论推导及分析过程,针对现有的逻辑设计存在误码率较高的缺陷,经分析及仿真和板级验证可得知:误码率较高可能是数据溢出造成的。
数据信号处理系统可分为定点制、浮点制和块浮点制,根据各种数据处理方法的优缺点,结合本论文IFFT算法的特性,提出了四种优化的逻辑设计方案,并完成了四种方案的逻辑设计和仿真,评估了各种方案的逻辑资源消耗情况。
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