一种ω-k算法的FPGA实现

发布时间：2022-01-15 06:34

　　为了提升合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）ω-k算法成像系统的运行速度,提出了一种基于数据循环存储的STOLT插值FPGA并行实现方法。该方法将经过"一致压缩"处理的数据进行循环存储;在数据存储结束之后,进行Stolt变换中的变量替换、插值位置计算以及插值系数;在同一时间完成插值系数以及相应的处理数据的获取,进行加权求和,获得插值结果。该方案结构清晰,易于实现,流水化插值处理,并对插值的长度以及点数没有限制,极大地提升了系统的可扩展性以及运行速度。该系统工作频率为142 MHz,可以在18 s以内完成实际数据为32 768*65 536点8 bit机载雷达数据处理,检测证实了该方法的有效性。 

【文章来源】：电子设计工程. 2020,28(22)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

ω-k算法流程

根据算法的原理以及实际设计的需求，需要在同一时间获取插值点处周围16个点数据（包含插值点本身）以及相对应的SINC插值系数。因此，当数据进入Stolt插值模块时，将数据按顺序循环存储到16个双口RAM中。由于插值点位置需要通过实时运算获取，为此，该文采用数据乒乓存储的方式避免在运算的过程中出现数据丢失的情况，提高了系统的稳定性。在数据存储32 768点之后，进行变量替换以及插值点运算。然后根据插值点位置，从16个RAM中读取数据，并同时进行16点SINC插值核系数计算。最后，将数据与插值核系数对应相乘累加，获得最终的Stolt变换结果。2.3.2 数据循环存储结构

该文采用两个RAM组对数据进行乒乓存储。当为偶数帧时，数据存储在RAM1中，奇数帧时，数据存储在RAM2中。每一帧包含32 768点数据。由于FPGA中一个RAM单元，只会例化一组数据收发接口。因此每个RAM组中包含了16个独立的子RAM。数据按照先后顺序依次循环存储到16个子RAM中。假设数据的坐标为Enter＿add∈[0:32767]，根据计算，其在RAM组中的存储位置为第sub＿datai=excel(Enter＿add/16）个数组的第floor(Enter＿add/16）个位置。此次设计单个RAM组数据存储示意图如图3所示。2.3.3 精度以及实时性分析

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3590100