信号处理系统的FPGA实现
出版时间：2017年版
内容简介
本书从数字信号处理技术、定点、浮点的运算到微处理器技术、FPGA技术的演进过程出发，以结构原理为基础，讨论了各种典型FPGA系列的特点，为器件选型提供指导。同时，详细讲解了FPGA的DSP快速设计流程、先进的综合工具、性能测试分析工具、性能优化技术、低功耗设计及可重配置技术。本书还提供了诸如自适应波束形成器等大量详实的FPGA实现DSP的复杂实例，为开发者提供便利。全书共14章，涵盖了DSP基础知识、DSP处理器的发展、各系列FPGA介绍、FPGA实现DSP的方法、IRIS综合技术、IP核技术、异构FPGA模型化设计、自适应波束形成器、低功耗技术及可重配置技术。全面展现了FPGA的特点及各种主流开发技术。
目录
译者序
原书序
致谢
第1章FPGA概述1
11引言1
111FPGA1
112可编程能力和DSP3
12芯片发展简介4
121技术特点6
13可编程能力的影响7
14FPGA面临的挑战9
参考文献10
第2章DSP基础11
21引言11
22DSP系统基础12
23DSP系统定义13
231采样速率14
232时延和流水线15
24DSP变换17
241快速傅里叶变换17
242离散余弦变换18
243小波变换19
244离散小波变换19
25滤波器结构21
251有限冲激响应滤波器21
252相关23
253无限冲激响应滤波器23
254波形数字滤波器25
26自适应滤波27
27自适应滤波基础27
271自适应滤波器的应用28
272自适应算法30
273LMS算法31
274RLS算法32
28总结34
参考文献34
第3章算术运算基础36
31引言36
32数字系统37
321数字表示37
33定点和浮点40
331浮点表示40
34算术运算41
341加法器和减法器42
342乘法器44
343除法46
344二次方根47
35定点和浮点的比较51
36总结53
参考文献54
第4章FPGA技术概述56
41引言56
42架构和可编程能力57
43DSP功能特点58
44处理器分类60
45微处理器60
451ARM微处理器架构系列62
46DSP微处理器62
461DSP微运算65
47并行机66
471脉动阵列66
472SIMD架构68
473MIMD架构72
48专用ASIC和FPGA解决方案73
49总结74
参考文献74
第5章当前的FPGA技术76
51引言76
52FPGA的发展77
521FPGA的早期结构79
53Altera的FPGA技术80
531MAX7000 FPGA技术81
532Stratix Ⅲ FPGA系列83
533Hardcopy结构化ASIC系列91
54XilinxFPGA技术92
541Xilinx VirtexTM5 FPGA技术94
55Lattice FPGA系列102
551Latticeisp XPLD5000MX系列102
56Actel FPGA技术105
561ActelPro ASICPLUSFPGA技术105
562Actel 反熔丝SXFPGA技术106
57AtmelFPGA技术108
571AtmelAT40KFPGA技术108
572AtmelAT40KFPGA的重构技术109
58FPGA技术上的总思考109
参考文献110
第6章FPGA实现详解111
61引言111
62LUT的各种形式112
63可用的几种存储器115
64固定系数设计技术117
65分布式体系结构117
66折减系数乘法器120
661RCM的设计过程122
662FPGA的乘法器综述125
67总结125
参考文献126
第7章FPGA的快速DSP系统设计工具和流程127
71引言127
72FPGA系统设计的革新128
721时代一：定制胶合逻辑128
722时代二：中密度逻辑128
723时代三：分层级的SoC129
73FPGA DSP设计方法的必要条件129
74系统详述131
741Petri网131
742进程网络和数据流131
743嵌入式多处理器软件综合132
744GEDAE133
75FPGA的IP核生成工具134
751图解IP核发展途径134
752Synplify DSP135
753基于C语言的迅速IP核设计136
754基于MATLAB的快速IP核设计136
755其他快速IP核设计137
76FPGA的系统级设计工具138
761Compaan138
762ESPAM138
763Daedalus140
764Koski140
77总结141
参考文献142
第8章基于FPGA的DSP系统的架构由来144
81引言144
82DSP算法特点145
821算法特点的进一步描述146
83DSP算法的表示149
831SFG的描述149
832DFG的描述150
84FPGA上映射DSP系统的基础151
841重定时152
842割集定理155
843延迟比例的应用156
844流水线周期的计算158
85并行运算162
86硬件共享164
861不折叠164
862折叠166
87FPGA中的应用170
88总结170
参考文献171
第9章IRIS行为综合工具172
91行为综合工具的介绍172
92IRIS行为综合工具174
921模块化设计过程175
93IRIS重定时177
931IRIS中重定时程序的实现178
94分层的设计方法181
941白盒分层的设计方法182
942从以前的综合架构中提取处理器模型的自动化实现183
943IRIS中分层的电路实现187
944分层电路中流水线周期的计算188
945分层电路中的重定时技术190
95RIS硬件共享(调度算法)的实现193
96实例研究：自适应时延最小均方的实现201
961高速实现202
962按具体性能要求的硬件共享设计207
97总结210
参考文献210
第10章FPGA的复杂DSP核的设计213
101可重用设计的动机214
102IP核215
103IP核的演变217
1031运算库218
1032基本DSP功能220
1033复杂的DSP功能221
1034IP核的未来221
104可参数化（软）IP核221
1041适合IP开发的识别设计组件224
1042确定IP核参数225
1043针对FPGA技术的参数化特性的发展227
1044简单的FIR滤波器应用229
105IP核集成231
1051设计问题232
1052接口标准化和质量控制指标233
106ADPCM IP核的例子235
107FPGA的IP核239
108总结241
参考文献241
第11章基于模型的异构FP