FPGA实现

采用MATLAB与VHDL语言，阐述数字调制解调技术FPGA实现原理、结构、方法和仿真测试。涵盖数字信号处理基础、ASK、PSK、FSK、QAM调制解调以及扩频通信设计与实现。内容清晰流畅，注重工程实践指导。章节包括：数字通信及FPGA概述、设计语言及环境介绍、FPGA实现数字信号处理基础、滤波器实现、调制解调技术实现和扩频调制解调实现。

介绍了利用Matlab和FPGA联合编写实现膨胀算法的源程序代码。

利用HDL编码器在FPGA平台上实现了形态梯度运算，用于灰度图像的边缘检测。该设计通过ModelSim和Xilinx ISE进行了仿真与综合验证。算法核心是从膨胀图像中减去腐蚀图像，提取出图像边缘信息，可应用于后续图像处理任务。

该文介绍了FPGA实现软件无线电的Matlab程序，主要涉及带通滤波器、NCO（数控振荡器）等关键模块的Matlab简单实现。以下是各个模块的简要描述： 带通滤波器：该模块用于频率选择性地过滤信号。通过设定中心频率和带宽，确保只允许特定频率范围的信号通过，适用于无线通信中的信号处理。 NCO（数控振荡器）：用于生成精准的频率信号，广泛应用于信号频率的调制与解调。在Matlab中，可以通过设定频率步进来模拟振荡器的工作原理。 软件无线电架构：通过FPGA的硬件加速与Matlab的灵活性，搭建一个高效、灵活的无线通信平台，支持多种调制解调方式、频率合成及信号处理任务。 这套程序可以为FPGA开发者提供实现软件无线电相关功能的参考框架，并展示如何将算法从Matlab移植到硬件中进行实现。

我利用HDL编码器成功实现了基于FPGA的Sobel颜色边缘检测器。此设计已在配备VGA接口的Spartan3E板上进行了有效测试。我的动机是为了克服灰度图像Sobel边缘检测的限制。

MATLAB矩阵共轭代码一Pulsar-FPGA XUP 2021项目：基于FPGA的脉冲星相干解散算法与硬件协同设计。1项目介绍1.1脉冲星消色散背景脉冲星信号在星际空间传播中受星际介质影响而发生色散效应，需要进行消色散处理以还原原始信号。标准的脉冲星搜索方法1.2消色散算法星际介质的色散效应类似于移相器，传递函数H(f)表示为：其中，f0为本振频率；f1为中频频率，D为色散常量，DM为色散值。通过复共轭传递函数H(-f)可以实现完全的消色散，消除整个观测带宽内的色散效应。相干解散步骤：（1）FFT：对基带数据进行FFT，得到频域数据；（2）计算色散函数：根据基带信号频率信息计算复共轭色散函数H(-f)。

使用FPGA JTAG功能捕获.ila文件，并在MATLAB中导入分析数据。

在Simulink中，您可以设计信号处理算法，如IIR滤波器和FIR滤波器。本示例展示了如何设计浮点型IIR滤波器并将其转换为定点模型。通过Fixed Point Designer的数据类型优化功能，系统会自动选择最小的异构数据类型，同时满足行为约束。通过优化位宽，选择可以满足用户指定的量化噪声容限的最小数据类型。这个资源包含一个使用浮点数据类型的IIR滤波器和一个使用数据类型优化转换为最佳定点设计的脚本。详细信息请参阅相关文档链接和视频演示。

此存储库包含我和我的队友Debosmit在UCSD CSE237A课程中完成的项目。在Ryan Kastner教授、Dinesh Bharadia教授和TA Alireza教授的指导下，我们在Vivado HLS中实现了无线通信模块，包括FIR滤波器、CORDIC和相位检测器、DFT优化、FFT优化以及OFDM接收器。项目的最终部分涵盖了Polar代码解码器和MATLAB代码。

数字AGC在数字信道系统中起到关键作用：当信号强度变化时，自动调整增益以保持信号稳定性。本研究结合MATLAB仿真与Quartus FPGA硬件实现，探讨了其在实际应用中的效果与优化。附件包含详细的研究图片和答辩PPT，供进一步参考。