32位桶式移位寄存器FPGA实现

桶式移位寄存器是CPU中常用的一个部件,在集成电路设计中通常用晶体管实现。随着FPGA的性能的提高和推广,许多用户开始用FPGA实现微处理器的功能,其中桶式移位寄存器的设计对系统的性能有较大的影响。本文提出了三种桶式32移位寄存器的设计和实现方法,给出了实现结果。     

改进型CORDIC算法及FPGA的实现

传统CORDIC算法需要通过乘法器和查找表才能实现多种超越函数的计算,这会导致硬件电路实现复杂、运算速度降低。针对传统CORDIC算法的缺陷,提出了一种改进型CORDIC算法,并给出了FPGA实现方案。它不需要模校正因子和查找表,只需通过简单的加减和移位运算就能实现多种超越函数的计算,从而能够减少硬件的开销,提高运算的性能.     

NLMS自适应滤波器的FPGA实现

目的 采用FPGA芯片实现NLMS算法,从而生成高性能的自适应滤波器来滤除通信信号中时变、未知的干扰信号,得到高质量的通信信号.方法 通过对LMS及其改进算法的原理讨论及比较,确定适合于FPGA芯片上实现的NLMS算法,并对算法的具体实现方法进行论述.采用分段移位的方法实现除法运算,从而提高运算速度.结果 通过对输出信号的频谱分析,当信号带宽为200 kHz,频率偏离中心频率0.087 5 MHz时,衰减达到了99.21 dB.结论 本设计能高速度、高质量地滤除通信信道中的干扰信号,并很好地处理了FPGA的资源与速度的关系,能满足高速信号处理的要求.     

一种基于FPGA的硬件神经网络设计方法

在FPGA硬件神经网络设计中激活函数的实现和数据表示方式是两个难点。本文提出了用非线性函数和21位定点法相结合来实现激活函数的逼近算法,采用源码定点表示法实现数据的硬件表示,明显减少了FPGA的资源占用,降低了激活函数逼近算法的复杂性和实现难度,最后,给出实际FPGA硬件神经网络设计实例并进行了仿真验证。     

关于微分器数字处理的研究

微分运算是数学中最基本的运算之一，微分器是信号理论中实现微分运算功能的模拟系统。首先引进了与微分器等效的数字微分器；其次，由于微分器和数字微分器都是理想不可实现的系统，讨论了利用可实现的非递归数字系统通过最佳均方逼近和内插逼近两种方法对微分器进行数字逼近。     

视觉阵列处理器超越函数加速单元设计

由于在计算机视觉算法中涉及大量超越函数的运算,为了加快算法在视觉阵列处理器上的运行速度,满足视觉应用的实时性需求,提出了一种调整截距分段线性逼近算法,并基于此设计了一种定点运算系统和对数运算系统混合的超越函数硬件流水线结构．新算法实现了正余弦函数的近似计算,并通过对数/指数计算转换、采用对数运算系统实现了反正切、开平方根、指数运算、对数运算等超越函数的计算．通过数百个随机数据的仿真验证,表明该结构可有效地降低计算误差,提高吞吐率．基于SMIC 0.13μm CMOS集成电路工艺对混合计算系统进行了综合,电路工作频率达200MHz．     

基于FPGA的高斯滤波器的快速实现

为了降低高斯滤波器的结构复杂性,提高计算速度,提出基于FPGA的串联多级均值滤波器快速逼近高斯滤波器的方法,通过VHDL语言实现滤波器设计并给出在FPGA上的仿真实现结果.该方法简化了高斯滤波器的设计结构,提高了响应速度.实验结果表明：整个滤波器的实现时间可以跟FPGA的工作频率同步,满足了数据流实时性的要求.该设计可以应用到实时的信号处理过程中.     

基于FPGA的FIR滤波器设计与仿真

介绍了数字滤波器理论及其常见实现方法的基础,提出了一种基于FPGA的高效实现方案.该方案采用对称结构,加法、乘法运算和级联技术,利用FPGA芯片和Maxplus软件对该方案进行了仿真验证.结果表明基于FPGA的实现方案速度快、实时性好、节省硬件资源,具有重要的工程应用价值.     

流水线技术在用FPGA实现高速DSP运算中的应用

现代数字信号处理需要处理大量的数据，迫切需要高速DSP运算。随着超大规模可编程器件FPGA／CPLD和流水线技术的迅速发展，使得高速DSP运算的快速编程实现成为了可能。文章讲述了流水线技术的原理和结构，提出了在FPGA芯片中应用流水线技术，完成高速数字信号处理运算的思路、方法与具体实现。通过软件综合比较，测试数据表明应用流水线技术大大提高了DSP的运算速度。     

椭圆曲线加密算法的FPGA实现

提出一种基于FPGA的椭圆曲线加密算法的设计与实现,详细介绍了椭圆曲线加密的层次结构与框图设计,重点分析了模加/减运算与模乘法运算的计算原理,完成了核心算法的FPGA程序设计,并结合Modelism给出模加/减运算、模乘法运算的时序仿真结果,验证了算法设计的准确性。     

宽带数字下变频器的一种新的高效实现结构

宽带数字下变频器是数字接收机的关键技术之一。将多相滤波应用到数字下变频器中,提出一种新的高效的实现结构。在这个结构中,抽取被移到混频和滤波之前,而内插位于最后。这种结构减少了硬件开销,降低了运算复杂性,提高了效率,同时还实现了对输入信号的带宽匹配接收。最后对该方法进行了仿真分析,结果表明:该方法计算复杂度低,非常适用于FPGA实现,有利于接收机的软件化。     

基于FPGA时域有限差分算法的设计与实现

以时域有限差分法的二维形式为例,用Verilog HDL语言加以实现.采用32位单精度浮点数进行加减法和乘法运算,以保证计算的精度.通过modelsim软件仿真,以Altera FPGA的硬件实现来确保设计的正确性.实验结果显示,基于FPGA的时域有限差分法硬件实现方法对提高速度效果明显,是提高算法性能的有效途径.     

大数幂剩余的二进制冗余数Montgomery算法

介绍了大数幂剩余的Montgomery算法,提出了基于二进制冗余数的大数幂剩余Montgomery算法模型。理论分析表明,采用二进制冗余数可减少乘法的进位传播,同时使算法的迭代步数减少17.2%。进一步提高了大数幂剩余的运算速度。     

利用中国剩余定理改进大数模平方计算研究

一般大数模幂运算可以分解成若干次模平方和模乘运算,所以加快模平方运算的速度就可以提高大数模幂计算的效率,从而解决公钥密码体系加解密速度比较慢的问题.该文介绍了一种利用中国剩余定理来改进模平方算法的方法,同时在该算法基础上利用广义中国剩余定理和剩余系的转换来进一步提高模平方的效率.并对不同算法适用环境进行了比较.     

Implimentations of SIMD machine using programmable gate array

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＳｉｎｇｌｅＩｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＤａｔａＳＩＭＤａｒｒａｙｓａｒｅｅｍ ｐｌｏｙｅｄｔｏｒｅａｌｉｚｅｈｉｇｈｔｈｒｏｕｇｈｔｐｕｔｏｎｍａｎｙｒｅｇｕｌａｒ,ｃｏｍ ｐｕｔａｔｉｏｎａｌｌｙｉｎｔｅｎｓｉｖｅｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ .Ａｎａｒ ｒａｙｏｆｓｉｍｐｌｅ ,ｆｉｎｅｇｒａｉｎｅｄｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｕｎｉｔｓｍａｋｅｓｕｐｍｏｓｔＳＩＭＤａｒｒａｙｓ .Ｔｙｐｉｃａｌｌｙ ,ｔｈｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｕｎｉ…     

北斗信号捕获相位相干算法的设计与实现

针对北斗二号卫星导航系统信号捕获运算量大的问题,提出一种利用相位相干算法搜索起始码相位的方法,并给出基于现场可编程门阵列(FPGA)的相位相干算法的具体实现方案,算法中关于旋转因子运算的问题主要借助坐标旋转数字计算方法和查找表方法得以解决。编译综合及仿真结果皆表明,与传统快速傅里叶变化(FFT)算法相比,新方法只需用到复数加法,运算量小,且能正确捕获信号。     

防范边信道攻击的等功耗编码实现算法

介绍了边信道攻击的概念和研究背景,以及幂剩余算法和公钥密码体制抗边信道攻击的主要思路;指出目前公钥密码边信道攻击防范方法的主要问题是以牺牲算法效率为代价。针对目前存在的问题,以消除运算单元之间的功耗差异为目的,提出幂剩余运算的等功耗编码实现算法;通过对新方法的论证,证明等功耗编码实现算法已达到了抗计时和能量攻击的预期目标;通过进一步分析,得到提高算法抗攻击能力不必以牺牲算法效率为代价的结论。     

有关中国剩余定理在多个素数的RSA解密运算中的加速公式的论证以及加速效率的估算

RSA算法在公钥密码体制中占有重要的地位,它的计算效率与模幂运算的实现效率有着直接关联。本实验在基于使用中国剩余定理简化的RSA解密算法的条件下,给出多个素数情况下的解密通用公式,通过减少大量的模幂运算,迅速简单地恢复出原文。并给出了效率提升估算公式,通过估算求出加速效率,为确定使用多少个素数最为合适提供依据。     

结合用户约束文件的高效多FPGA系统分割方法

针对单个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)可配置逻辑模块(ConfigurableLogic Block,CLB)和输入/输出(I/O)数目受限难以满足大规模复杂电路系统设计需要的问题,提出了一种结合用户约束文件(User Constraint File,UCF)和单个FPGA的EDA(Electronic Design Automation)设计流程,通过部分人为干涉,对多FPGA(multi-FPGA)系统进行分割的方法.应用这种分割方法,可以提高multi-FPGA系统的划分效率,简化设计的复杂度.结果表明:基于这种分割方法的分割工具,结合multi-FPGA系统的硬件结构,可实现一个最多为9芯片multi-FPGA系统的设计和配置.     

基于FPGA的UART模块设计与实现

介绍了UART的基本特点，提出了一种UART收发器的FPGA实现方法，实现了FPGA与其他数字系统的直接通信，测试结果表明用该UART模块实现的串行通信高速、稳定、可靠．