本篇将主要介绍数字信号处理的基本理论和FPGA实现方法。本篇共包括10章内容,即CORDIC算法的原理与实现、离散傅里叶变换的原理与实现、快速傅里叶变换的原理与实现、离散余弦变换的原理与实现、FIR滤波器和IIR滤波器的原理与实现、重定时信号流图的原理与实现、多速率信号处理的原理与实现、串行和并行-串行FIR滤波器的原理与实现、多通道FIR滤波器的原理与实现,以及其他类型数字滤波器的原理与实现。
(1)在第5章CORDIC算法的原理与实现中,主要介绍CORDIC算法原理、CORDIC循环和非循环结构硬件实现原理、向量幅度的计算、CORDIC算法性能分析、CORDIC算法的原理和实现方法、CORDIC子系统的设计、圆坐标系算术功能的设计、流水线技术的CORDIC实现,以及向量幅值精度的研究。
(2)在第6章离散傅里叶变换的原理与实现中,主要介绍模拟周期信号的分析——傅里叶级数、模拟非周期信号的分析——傅里叶变换、离散序列的分析——离散傅里叶变换、短时傅里叶变换、离散傅里叶变换的运算量,以及离散傅里叶算法的模型实现。
(3)在第7章快速傅里叶变换的原理与实现中,主要介绍快速傅里叶变换的发展、Danielson-Lanczos引理,按时间抽取的基2 FFT算法,按频率抽取的基2 FFT算法,Cooley-Tuckey算法,基4和基8的FFT算法,FFT计算中的字长,基于MATLAB的FFT分析,基于模型的FFT设计与实现,基于IP核的FFT实现,以及基于C和HLS的FFT建模与实现。
(4)在第8章离散余弦变换的原理与实现中,主要介绍DCT的定义、DCT-2和DFT的关系、DCT的应用、二维DCT,以及二维DCT的实现。
(5)在第9章FIR滤波器和IIR滤波器的原理与实现中,主要介绍模拟滤波器到数字滤波器的转换,数字滤波器的分类和应用,FIR滤波器的原理和结构,IIR滤波器的原理和结构,DA FIR滤波器的设计,MAC FIR滤波器的设计,FIR Compiler滤波器的设计,以及HLS FIR滤波器的设计。
(6)在第10章重定时信号流图的原理与实现中,主要介绍信号流图的基本概念,割集重定时及规则,不同形式的FIR滤波器,FIR滤波器构建块,以及标准形式和脉动形式的FIR滤波器的实现。
(7)在第11章多速率信号处理的原理与实现中,主要介绍多速率信号处理的一些需求、多速率操作、多速率信号处理的典型应用,以及多相FIR滤波器的原理与实现。
(8)在第12章串行和并行-串行FIR滤波器的原理与实现中,主要介绍串行FIR滤波器的原理与实现和并行-串行FIR滤波器的原理与实现。
(9)在第13章多通道FIR滤波器的原理与实现中,主要介绍割集重定时规则2、割集重定时规则2的应用和多通道滤波器的实现。
(10)在第14章其他类型数字滤波器的原理与实现中,主要介绍滑动平均滤波器的原理和结构、数字微分器和数字积分器的原理和特性、积分梳状滤波器的原理和特性、中频调制信号的产生和解调、CIC滤波器的实现方法、CIC滤波器位宽的确定、CIC滤波器的锐化、CIC滤波器的递归和非递归结构,以及CIC滤波器的实现。