基于一阶矩的卷积型运算快速算法及其硬件结构的研究

发布时间：2021-05-15 08:06

　　随着信息技术、电子技术及计算机的飞速发展,数字信号处理技术已经被广泛地应用于许多不同领域中。作为数字信号处理中的基本运算,循环卷积、离散傅里叶变换（DFT）和有限脉冲响应（FIR）滤波具有十分重要的研究价值。通过研究这些运算的快速算法和有效的硬件结构,能降低运算本身的复杂度并提高其实现效率,从而为这些运算的应用领域带来新的变革。由于循环卷积、DFT和FIR滤波的实质均为内积运算,相应的硬件结构中通常包含有大量的存储单元或资源消耗大、功耗高且速率受限的乘法器。为避免内积型运算的硬件结构对大量存储空间或乘法器的需求,Jianguo Liu等人提出了一系列基于一阶矩的快速算法和硬件结构。本文的研究工作主要是利用一阶矩的快速算法和硬件结构设计出用于实现循环卷积、素点数DFT和FIR滤波这三种卷积型运算的快速算法和高效的硬件结构。为此,本文首先从串行计算和并行计算两个角度分别提出了一种新的一阶矩计算结构。新结构占用的硬件资源更少,其中的并行计算结构具有更高的计算性能,在并行计算的应用中更具有优势。接着,通过将循环卷积转化成一阶矩的形式,利用快速一阶矩算法和提出的卷积核分解策略,提出了基于一阶矩的... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：132 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文的研究内容及章节安排
2 快速一阶矩算法及其硬件结构
    2.1 快速一阶矩算法
    2.2 一阶矩硬件结构
    2.3 一阶矩硬件结构的性能分析
    2.4 本章小结
3 基于一阶矩的快速循环卷积算法及其硬件结构
    3.1 基于一阶矩的快速循环卷积算法
    3.2 基于一阶矩的循环卷积硬件结构设计
    3.3 循环卷积硬件结构的性能分析
    3.4 循环卷积硬件结构的逻辑实现与分析
    3.5 本章小结
4 基于一阶矩的快速素点数DFT算法及其硬件结构
    4.1 基于一阶矩的快速素点数DFT算法
    4.2 基于一阶矩的素点数DFT硬件结构设计
    4.3 素点数DFT硬件结构的性能分析
    4.4 素点数DFT硬件结构的逻辑实现与分析
    4.5 本章小结
5 基于一阶矩的快速FIR滤波算法及其硬件结构
    5.1 基于一阶矩的快速FIR滤波算法
    5.2 基于一阶矩的FIR滤波硬件结构设计
    5.3 FIR滤波硬件结构的性能分析
    5.4 FIR滤波硬件结构的逻辑实现与分析
    5.5 本章小结
6 全文总结与研究展望
    6.1 本文工作总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的主要论文
附录2 公开发表的学术成果与博士学位论文的关系
附录3 博士生期间参与的课题研究情况



本文编号：3187281