【摘 要】
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为了利用相干激光测风雷达实时获得探测风场,设计了一种基于FPGA(Field Programmable Gate Array)的相干激光测风雷达实时信号处理器。对相应的信号处理算法进行了分析,提出
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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为了利用相干激光测风雷达实时获得探测风场,设计了一种基于FPGA(Field Programmable Gate Array)的相干激光测风雷达实时信号处理器。对相应的信号处理算法进行了分析,提出了利用Verilog硬件实现全部算法以及利用Verilog硬件和NiosⅡ CPU软件实现相结合的信号处理方法,指出了优化的快速傅里叶变换方法,用Verilog设计了频谱变换模块、累加平均模块和求取峰值模块等算法,对于求取峰值等对时间要求不苛刻的算法,还利用Altera公司提出的SOPC(System On a Programmable Chip)技术,通过集成NiosⅡ处理器以及自定义FIFO(First In First Out)外设等,用C语言实现了该算法,并对这两种实现方式进行了分析比较。实验结果表明,该信号处理器能够满足相干激光测风雷达对信号处理器的需要。利用FPGA实现整个信号处理算法,具有硬件容易升级,灵活度高等特点。
本论文详细的介绍了基于Verilog硬件描述语言实现的补零、快速傅里叶变换、累加平均等模块,同时还论述了基于SOPC builder的SOPC系统的设计,并介绍了相应的NiosⅡ CPU上软件的设计。
最后,还利用SignaITapⅡ嵌入式逻辑分析仪对系统进行了实时测试,实验结果表明,所设计的信号处理器达到了激光雷达信号处理的实时性要求。
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