基于FPGA的多通道校準(zhǔn)算法的同步實(shí)現(xiàn)

　　FPGA實(shí)現(xiàn)

　　在本設(shè)計(jì)中應(yīng)該綜合考慮各方面因素，選擇一種最佳模塊結(jié)構(gòu)和模塊規(guī)模。本設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)化層次是由一個(gè)頂層模塊和若干個(gè)子模塊組成，每個(gè)子模塊根據(jù)需要再包含自己的子模塊，以此類推，共5層，如圖2所示。

　　本設(shè)計(jì)中，整個(gè)通道失配校準(zhǔn)模塊共需要90個(gè)乘法器。這些乘法器如果采用FPGA的邏輯資源直接構(gòu)建，不僅難以保證理想的運(yùn)算速度，而且硬件開銷非常巨大。而FPGA芯片內(nèi)部已經(jīng)集成了18×18位的硬件乘法器模塊，其速度快，實(shí)現(xiàn)簡單，能有效節(jié)省FPGA的邏輯資源。由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)選用的FPGA芯片型號(hào)為Xilinx公司的xc2v8000ff1152-5，它集成了幾百個(gè)硬件乘法器，因此可以全部使用硬件乘法器來完成相應(yīng)的乘法運(yùn)算。

　　采用VHDL語言編寫實(shí)現(xiàn)程序，開發(fā)環(huán)境為ISE 8.2i，綜合工具為Synplify Pro v8.1，仿真工具為ModelSim SE 6.3f。圖3所示的是程序經(jīng)Synplify Pro v8.1綜合后得到的LMS自適應(yīng)校正濾波器頂層模塊RTL視圖。RTL視圖即寄存器傳輸級視圖，該圖高度抽象為模塊化結(jié)構(gòu)，它是在對源代碼編譯后再現(xiàn)設(shè)計(jì)的寄存器傳輸級原理圖。

　　所有算法模塊均在全局使能信號(hào)clk_en不同狀態(tài)的控制下進(jìn)行工作，從而使算法運(yùn)行達(dá)到8M周期，直至找到最佳權(quán)值，最終完成多通道校準(zhǔn)的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)通道的幅相一致性。

　　表1為多通道校準(zhǔn)算法的FPGA資源占用列表，從系統(tǒng)資源占用情況可以看出：多通道校準(zhǔn)算法FPGA實(shí)現(xiàn)過程中，如果再加上前后端處理程序一起編譯，則輸入輸出端口將減少，資源占用也將減少，并不影響系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。其它各種資源占用量都較少，完全符合FPGA設(shè)計(jì)要求。