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基于FPGA矢量协处理器架构的信号处理机研究

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基于FPGA矢量协处理器架构的信号处理机研究

作者：黄亚晴中国舰船研究院

学位级别：硕士

高速实时信号处理是当代雷达信号处理的一个显著要求,其中往往涉及大量同类型数据相同操作的运算,对此,本文提出采用矢量处理技术和协处理器方式,实现此类数据的并行处理,具体来讲,主要进行了以下研究:首先,通过介绍雷达信号处理流程提... 详细信息

高速实时信号处理是当代雷达信号处理的一个显著要求,其中往往涉及大量同类型数据相同操作的运算,对此,本文提出采用矢量处理技术和协处理器方式,实现此类数据的并行处理,具体来讲,主要进行了以下研究:首先,通过介绍雷达信号处理流程提取基本处理算法,在对比分析现有雷达信号处理技术的基础上,提出基于矢量协处理器架构的信号处理结构,主要包括取指译码单元、矢量寄存器单元、矢量运算单元、加载存储单元、指令数据Cache单元以及存储管理单元、总线接口单元等。其次,鉴于FPGA技术的特点和矢量处理的优势,在研究分析Alti Vec技术的基础上,利用FPGA设计实现了矢量协处理器,实现了整数型数据和单精度浮点型数据两种类型数据的矢量运算单元的设计以及相关单元的设计。其中,针对浮点运算过程中不可忽视的异常操作问题,结合IEEE 754浮点标准,提出采用带有两位标志位的自定义浮点数据格式,完成了浮点运算模块的设计和仿真。利用设计的基本运算单元可实现矢量处理单元的并行加、减、乘以及矢量乘加,乘和运算等。最后,运用矢量处理的思想,对矩阵乘法、FIR滤波和FFT算法进行了矢量处理分析,并采用矢量指令完成FPGA仿真,并与Matlab输出数据进行对比,证明结果正确,最后采用上述方法完成线性调频信号的脉冲压缩仿真。

关键词： FPGA 矢量处理协处理器

横波源三维地震资料矢量横波四分量旋转和快慢波分离技术

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石油地球物理勘探 2022年第5期57卷 1028-1034,I0001-I0002页

作者：公亭王兆磊罗文山王永生岳媛媛顾小弟东方地球物理公司研究院河北涿州072750 青海油田勘探事业部甘肃敦煌736202 东方地球物理公司物探技术研发中心河北涿州072750

横波勘探在解决气云区构造成像、岩性油气藏储层精细描述等问题上具有明显优势。为解决柴达木盆地三湖地区纵波资料品质差的难题,首次开展了可控震源纵、横波联合激发的三维多波勘探探索试验,获得了九个分量三维地震资料。文中对横波源... 详细信息

横波勘探在解决气云区构造成像、岩性油气藏储层精细描述等问题上具有明显优势。为解决柴达木盆地三湖地区纵波资料品质差的难题,首次开展了可控震源纵、横波联合激发的三维多波勘探探索试验,获得了九个分量三维地震资料。文中对横波源激发、检波器水平分量接收到的四个分量地震数据开展研究。横波不同于纵波,有着明显的矢量特性,而以往横波处理技术的研究,局限于二维横波处理或者建立在三维转换波地震资料处理基础上,对横波三维空间上复杂波场的矢量关系考虑不足,无法应用于三维横波地震资料。通过不断地研究与探索,初步形成了以四分量旋转和快、慢波分离技术为核心的矢量横波四分量配套处理技术,包括:横波四分量的矢量旋转、静校正、叠前道集处理、裂缝方位角求取、快慢波分离、速度分析及叠前偏移成像技术。应用该配套技术有效解决了横波勘探的矢量处理难题,获得了与纵波信噪比相当的高品质横波成像结果,在气云区构造成像、微小断裂识别等方面具有明显优势,对三湖地区岩性储层预测至关重要。

关键词：横波震源矢量处理四分量横波分裂快慢波分离

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用于无冲突矢量寻址的一种新存贮图

华南理工大学学报（自然科学版） 1993年第3期21卷 28-36页

作者：尹俊勋林健文华南理工大学无线电与自动控制研究所香港理工学院电子工程系

在用于矢量处理的并行存贮系统中,数据存贮图(storage schemc)的研究一直专注于低阶交错存贮图(low-order interleaved scheme)、平移存贮图(Skewed scheme)与异或存贮图(XOR-scheme)。本文提出一种 K 行交错存贮图(K-row interlcaved s... 详细信息

在用于矢量处理的并行存贮系统中,数据存贮图(storage schemc)的研究一直专注于低阶交错存贮图(low-order interleaved scheme)、平移存贮图(Skewed scheme)与异或存贮图(XOR-scheme)。本文提出一种 K 行交错存贮图(K-row interlcaved scheme)。该存贮图有更高的平均总线利用率。特别在用于动态存贮获得矢量无冲突寻址时,其地址产生比文献[6] 、[8] 提出的方法更加简单。文章给出了该存贮图的物理地址映射函数,并对其用于动态贮存时的性能进行了分析。

关键词：存储器动态存贮图矢量处理

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石油勘探开发中的矢量机与矢量运算

石油勘探与开发 1986年第1期 68-75页

作者：吕志良石油工业部石油勘探开发科学研究院

近年来,石油勘探和油田开发数据的迅速增加要求计算机有更大的内存,更高的处理速度,而高速发展的现代计算机技术提供了这一问题的解决办法,超级机就是一种进行矢量操作的新式高速计算机(或称矢量机)。为了开发超级机的能力,人们必须对... 详细信息

近年来,石油勘探和油田开发数据的迅速增加要求计算机有更大的内存,更高的处理速度,而高速发展的现代计算机技术提供了这一问题的解决办法,超级机就是一种进行矢量操作的新式高速计算机(或称矢量机)。为了开发超级机的能力,人们必须对超级机本身及编写程序的工作进行大量的调研。本文提出了应用超级机中应注意之点,例如超级机的系统特征、存储容量、数据传输率、矢量运算速度、标量运算速度、矢量运算速度和标量运算速度之比、程序和算法、矢量和标量运算部分之比和系统开销等等。结论还着重提到使用超级机的实际效益还应该用实际的和通用的标准考机作业来测定。

关键词：矢量处理标量勘探开发矢量运算运算速度石油勘探

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多信号通信期望信号与入侵信号特征分离仿真

计算机仿真 2014年第8期31卷 321-325页

作者：刘敏娟于景茹程杰郑州成功财经学院信息工程系河南郑州451200 郑州升达经贸管理学院信息工程系河南郑州451191

研究多信号通信中入侵信号与通信信号的准确分离技术。多信号通信过程中,不同信号遵守不同的通信协议,带有不同的信号特征。遭到入侵后,信号之间形成不可约束的纠缠,入侵信号与通信信号极化域的特征差异大幅缩小。传统的信号分离技术工... 详细信息

研究多信号通信中入侵信号与通信信号的准确分离技术。多信号通信过程中,不同信号遵守不同的通信协议,带有不同的信号特征。遭到入侵后,信号之间形成不可约束的纠缠,入侵信号与通信信号极化域的特征差异大幅缩小。传统的信号分离技术工作于单极化方式,无法利用多通信信号与入侵信号之间在极化域的特征差异,造成在极化区域内,两者无法分离,限制了在信号处理层面进行抗入侵的能力。为了解决上述问题,建立了一种正交极化阵列入侵信号分类模型,通过入侵极化改变信号损失特征这一特征,实现极化区域内期望信号与干扰信号的特征分离,对分离后的信号进行抗干扰性能进行了仿真分析,证明了采取上述矢量信号处理的方式不仅扩展了多信号通信中入侵信号处理的能力,并且能够显著的提高多信号网络通信系统的抗干扰性能。

关键词：矢量处理入侵信号信号分离

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水下信息网络节点通信算法研究与实现

水下信息网络节点通信算法研究与实现

作者：李慧哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

水下信息网络节点是水下信息网的主要组成部分，节点间稳定可靠的通信是组网的前提。正交频分复用即OFDM技术因其高频带利用率及强抗多途能力而被水声通信领域广泛研究。本论文主要研究实现水下信息网络Modem节点物理层信号处理板上... 详细信息

水下信息网络节点是水下信息网的主要组成部分，节点间稳定可靠的通信是组网的前提。正交频分复用即OFDM技术因其高频带利用率及强抗多途能力而被水声通信领域广泛研究。本论文主要研究实现水下信息网络Modem节点物理层信号处理板上的OFDM通信算法，并与Modem节点的数据链路层完成数据传输工作。Modem节点物理层的信号处理平台以TI公司生产的TMS320C6455高性能单核定点DSP为主处理器，结合Xilinx公司X4系列FPGA实现灵活的逻辑控制以及数据处理。Modem节点的接收单元可以选择传统的声压换能器也可以采用矢量传感器。为了提高通信质量，Modem节点围绕OFDM算法，加入了信道编码，分集合并技术，矢量信号处理，信道估计与均衡，多普勒估计与补偿等算法。在程序开发过程中，为了实现与链路层的数据传输，研究开发了基于NDK的网络通信;为了能高效的实现性能，研究了TMS320C6455采用的C64x+内核的信号处理方法、外设驱动配置及片上集成的用于编码的TCP/VCP协处理器，并对相应的理论算法进行了改进，改进后的通信系统在处理能力及通信效果方面都有了较大的提高。节点物理层的OFDM通信系统软件开发是基于DSP/BIOS实时操作系统，包括网络通信线程，OFDM调制线程和OFDM解调线程，网络通信线程主要负责接收上位机命令及需调制的数据并向数据链路层传输原始数据和解调结果;OFDM调制线程的主要任务是把上位机传来的数据进行调制，生成可以发送的成帧OFDM信号;OFDM解调线程则要对接收到的声压信号或三路矢量信号进行处理并解调以恢复出原始发送数据。合理搭建系统框架，安排各个线程，实现对接收数据的实时处理。节点在哈尔滨工程大学水声工程学院信道水池，吉林市松花湖及大连王家岛附近海域进行了实验，实验结果表明节点工作稳定可靠，达到预期要求。

关键词： Modem节点 OFDM 水声通信矢量处理 DSP

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世界上最快的计算机

中文信息 1998年第6期 107-115页

作者： Tom Thompson,宁元中孟菲斯大学电气工程学士

实用、超值、高速,一颗新星脱颖而出。它摈弃冷战,共求发展,是新一代的巨型计算机。

关键词：计算机结构体系处理器矢量处理并行处理系统 RISC 数据仓库应用软件应用程序软件工程

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工程图纸扫描识别与再设计技术

智能建筑与城市信息 1995年第4期 27-29页

作者：胡明园冶金部马鞍山钢铁设计研究院RR课题组

一、引言R＆R系统全称是工程图扫描识别与再设计系统（Recogni－zition&Re－designSystemofEngineeringDrawings）。系统的功能是把设计参考图（二底图、白图、蓝图等）通过电子图像扫描仪输入转化成计算机的光栅图，再通过矢量化等处... 详细信息

一、引言R＆R系统全称是工程图扫描识别与再设计系统（Recogni－zition&Re－designSystemofEngineeringDrawings）。系统的功能是把设计参考图（二底图、白图、蓝图等）通过电子图像扫描仪输入转化成计算机的光栅图，再通过矢量化等处理转变为Allt0CAD环境下矢量图形．并进而以光栅、矢量、光栅矢量混合操作的方式，由用户进行图形修改，最后由喷墨绘图机绘成满足工程设计要求的工程图纸。据有关资料统计，在我国由于设计院，工厂的行业化，几乎7O％以上的设计是在原有设计的基础上进行的，只有3O％不到的设计是全新的设计。目前，我国SO％以上的原有设计是表示在图纸上的，实现计算机化的不到20X。因此．如果利用表示在图纸上的原有设计，高效地产生新设计，对工程设计CAD具有极大的实用价值。R巳R系统是我们在不断跟踪和综合国内外近二十家相近系统的功能应用与技术特色，不断研究和解决利用原图进行再设计中所出现的新情况与新问题的基础上，开发出来的工程图识别与再设计系统，它具有技术密集合理，实用化程度高，易于普及推广等特点。本文扼要介绍这一系统的功能结构与开发应用。——系统的目的在于应用，R乙R系统的开...

关键词：再设计工程图纸扫描识别矢量化光栅矢量成品图计算机辅助 CAD系统光栅处理矢量处理

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海外新闻

电子设计技术 1996年第7期 20-22+24页

韩国存储器厂商将赌注放在SDRAM上鉴于在EDO(扩展式数据输出)DRAM上下赌注将会失去其在市场上的立足点,韩国的存储器厂商正在加快实施高速SDRAM(同步DRAM)的研发和生产计划。 Samsung Electronic(三星电子)公司与日本的NEC已同意统一16M... 详细信息

韩国存储器厂商将赌注放在SDRAM上鉴于在EDO(扩展式数据输出)DRAM上下赌注将会失去其在市场上的立足点,韩国的存储器厂商正在加快实施高速SDRAM(同步DRAM)的研发和生产计划。 Samsung Electronic(三星电子)公司与日本的NEC已同意统一16M位SDRAM的规范。该契约覆盖约30条规范,包括引脚、电流和电压以及定

关键词： DRAM SGS 快擦写存储器托罗拉无线通信系统美元本位币控制子系统游戏机游艺机玩具 VESA EDB 海外新闻微处理器可编程逻辑器件合资企业合资经营企业三资企业矢量处理出口