fpga单脉冲技术:算法设计
这个例子展示了上半年工作流的一部分开发一个单脉冲技术在信号降频转换器使用数字downconversion (DDC)。模型在这个例子适用于FPGA上的实现。这个例子主要关注的设计单脉冲技术来估计物体的方位和仰角。
第二部分的例子,fpga单脉冲技术:代码生成,展示了如何生成HDL代码的实现模型,并验证所生成的HDL代码产生正确的结果相比,行为模型。整个算法设计使用定点数据类型。
这个例子展示了如何设计一个FPGA-ready单脉冲技术来匹配相应的行为模型在仿真软件®使用相控阵系统工具箱™,DSP HDL工具箱™,定点设计师™。金宝app验证实现模型,比较了模拟输出示例的实现模型和行为模型的输出。
相控阵系统工具箱提供了单脉冲技术作为一个浮点行为模型phased.MonopulseFeed系统对象™。DSP HDL工具箱提供了冷杉过滤器downconversion必不可少的过滤。
定点设计师提供数据类型和工具发展中定点和单精确算法优化性能在嵌入式硬件。Bit-true模拟可以观察执行有限的范围和精度的影响没有实现硬件的设计。
单脉冲技术,接收到的回声从不同元素的天线是用来估计到达方向(DOA)的一个信号。这个方向可以帮助评估对象的位置。本例使用DSP HDL工具箱和定点设计师设计算法。这种技术使用四光束测量目标的角位置。同时生成的四梁和方位和仰角的区别是在单个脉冲,因此,单脉冲的名称。
设计子系统
该算法通过仿真软件实现®支持HDL代码生成的块。金宝app金宝app该模型假定从第4单元均匀矩形阵列接收信号(URA所言),因此,该模型有4个正弦信号作为输入。假设第4单元URA所言,该模型由4接收通道的每个元素。一旦信号转换为数字领域,如DDC块确保接收信号的频率降低,减少采样率进行处理。框图所示由以下模块组成的子系统。
多通道输入信号
数字下变频
单脉冲和差通道和
modelname =“金宝appSimulinkDDCMonopulseHDLWorkflowExample”;open_system (modelname);%确保模型是可见的范围,而不是阻碍。集(allchild (0)“可见”,“关闭”);
仿真软件金宝app模型有两个分支。顶端分支的行为浮点模型单脉冲技术和数字downconversion算法和底部分支的功能与使用块定点版本支持HDL代码生成。金宝app除了策划的输出两个分支比较两个,和通道之间的区别,或错误,输出也被计算和绘制。
行为模型的输出有一个延迟(
)块。这延迟是必需的,因为实现算法使用220延迟,使管道产生延迟,需要占。这种延迟是必要time-align输出之间的行为模型和实现模型。
数字DownConversion (DDC)
的监护系统和单脉冲高密度脂蛋白子系统显示接收到的信号采样在80 MHz和近15 MHz载波频率是基带降频转换器通过DDC然后传递给单脉冲和差的子系统。监护系统模块的组合是一个数控振荡器(NCO)和一组低通滤波器。以区域块提供了混合和解调的信号传入的信号。
open_system ([modelname/监护系统和单脉冲高密度脂蛋白]);
215毫秒的延迟的总和和差分输出转向向量在实现子系统的延迟补偿downconversion链。
监护系统还包含一组低通滤波器如图。一旦混合,混合信号的低通滤波需要消除高频组件。这个示例使用一个过滤器链级联低通滤波。NCO生成高精度的正弦信号混合器。NCO的块有一个延迟6周期。这个信号与输入信号,混合从更高的频率相对较低的频率转换过程中通过过滤阶段。
open_system ([modelname' /监护系统和单脉冲高密度脂蛋白/ HDL_DDC ']);
在本例中,输入信号的载波频率15 MHz,采样80 MHz。downconversion过程带来的采样信号几千赫。低通FIR滤波器的系数设计使用filterBuilder。系数值必须满足所需的通频带选择标准。
一旦生成,系数是用于配置冷杉过滤器块。
单脉冲和差通道和
单脉冲的算法还必须为不同的元素生成一个转向向量。指导向量生成的入射角方位30度和海拔20度。指导向量是通过数字比较器提供所需的金额和差通道输出。然后乘降频转换器信号的共轭向量图所示。通过处理和不同渠道,可以找到接收信号的DOA。数字比较器,比较了操舵向量不同元素的天线阵。
open_system ([modelname/监护系统和单脉冲高密度脂蛋白/数字比较器的]);
在图中,数字比较器需要转向向量和计算总和,区别不同的转向向量上海广电、sVB,分别sVC和圣言。你也可以通过计算转向向量phased.SteeringVector系统对象或您可以生成使用方法类似于一所示fpga仿真软件中波束形成:算法设计金宝app。一旦总和和区别各种转向向量对应的数组的每个元素已经完成,总和的计算和不同渠道执行相应的方位角和高度角。从3和差单脉冲和子系统,信号,即之和,方位不同,高差。整个算法在执行定点数据类型。打开单脉冲和差通道子系统和使用这个命令。
open_system ([modelname' /监护系统和单脉冲高密度脂蛋白/单脉冲和差通道的]);
比较结果行为模型的实现模型
比较的结果实现模型和行为模型,运行显示创建的模型结果。您可以运行仿真软件模型通过单击播金宝app放按钮或调用MATLAB®命令行上的sim命令。使用范围块比较输出帧。
sim (modelname);
图显示的输出和和差通道。这些渠道可以喂给一个估计量来表示物体的角/方向。
总结
这个案例展示了如何设计一个FPGA-ready算法,自动生成HDL代码,验证仿真软件中的HDL代码。金宝app示例说明了DDC仿真软件的设计模型和单脉冲系统,并验证结果与一个等价的行为模型从金宝app相控阵系统工具箱黄金参考。除了行为模型,示例演示如何创建一个使用仿真软件模块子系统的实现支持HDL代码生成。金宝app金宝app还比较了实现模型的输出相应的输出行为模型来验证两种算法在功能上是等同的。
一旦实现算法功能验证是相当于黄金参考,高密度脂蛋白编码器™可以用于仿真软件生成和高密度脂蛋白HDL代码可以使用验证器™金宝app生成Cosimulation模型(高密度脂蛋白编码器)试验台。
本系列的第2部分展示了如何生成HDL代码的实现模型,并验证所生成的HDL代码产生相同的结果作为浮点行为模型以及定点实现模型。
