MỤC LỤC

BẢNG KÝ HIỆU VIẾT TẮT 2

LỜI MỞ ĐẦU 3

CHƯƠNG 1 3

TỔNG QUAN VỀ FPGA VÀ NGÔN NGỮ VHDL 3

1.1. TỔNG QUAN VỀ FPGA 3

1.1.1. Lịch sử ra đời của FPGA 3

1.1.2. Khái niệm cơ bản và cấu trúc của FPGA 3

1.1.3. Các ứng dụng của FPGA 3

1.2. TỔNG QUAN VỀ NGÔN NGỮ VHDL 3

1.2.1. Giới thiệu về ngôn ngữ mô tả phần cứng VHDL 3

1.2.2. Cấu trúc một mô hình hệ thống mô tả bằng ngôn ngữ VHDL 3

CHƯƠNG 2 3

BỘ LỌC FIR 3

2.1. BỘ LỌC FIR TRUYỀN THỐNG 3

2.2. BỘ LỌC FIR SỬ DỤNG KIẾN TRÚC SYSTOLIC ARRAY 3

2.2.1. Tổng quan về systolic array 3

2.2.2. Bộ lọc FIR thực hiện theo kiến trúc systolic array một chiều 3

CHƯƠNG 3 3

BỘ LỌC FIR THÍCH NGHI DÙNG THUẬT TOÁN LMS 3

3.1. ĐẶT VẤN ĐỀ 3

3.2. CẤU TRÚC CỦA MẠCH LỌC THÍCH NGHI 3

3.3. MẠCH LỌC WIENER FIR 3

3.4. CÁC THUẬT TOÁN THÍCH NGHI VÀ ỨNG DỤNG 3

3.4.1. Phương pháp giảm bước nhanh nhất 3

3.4.2. Thuật toán toàn phương trung bình tối thiểu (LMS) 3

CHƯƠNG 4 3

HỆ THỐNG SỐ BÙ HAI VÀ CÁC PHÉP TOÁN 3

4.1. BIỂU DIỄN SỐ ÂM TRONG HỆ THỐNG SỐ BÙ HAI 3

4.2. THỰC HIỆN CÁC PHÉP TÍNH TRONG HỆ THỐNG SỐ BÙ HAI 3

4.2.1. Thực hiện phép cộng trong hệ thống số bù hai 3

4.2.2. Thực hiện phép trừ trong hệ thống số bù hai 3

4.2.3. Hiện tượng tràn số 3

4.2.4. Thực hiện phép nhân trong số bù hai 3

CHƯƠNG 5 3

THỰC NGHIỆM 3

5.1. MÔ TẢ PHẦN CỨNG CỦA KIT VIRTEX-II PRO 3

5.2. KẾT QUẢ THU ĐƯỢC VỚI BỘ LỌC FIR TRUYỀN THỐNG 3

5.3. KẾT QUẢ THU ĐƯỢC VỚI BỘ LỌC FIR THEO KIẾN TRÚC SYSTOLIC 3

5.4. KẾT QUẢ THU ĐƯỢC VỚI BỘ LỌC FIR THÍCH NGHI 3

KẾT LUẬN 3

TÀI LIỆU THAM KHẢO 3

PHỤ LỤC 3

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, xử lý tín hiệu và lọc số là một ngành phát triển hết sức mạnh mẽ, các công nghệ, thuật toán ngày càng được đổi mới và tối ưu hoá nhằm nâng cao tính hiệu quả của nó. Tuy nhiên, công nghệ phát triển càng cao thì đòi hỏi phần cứng phải đủ nhanh để xử lý. Các mạch lọc tương tự trước đây không còn đủ khả năng để đáp ứng yêu cầu đó nữa. Vì vậy, FPGA đã ra đời như một giải pháp cung cấp môi trường làm việc hiệu quả cho các ứng dụng thực tế. Tính linh động cao trong quá trình thiết kế cho phép FPGA giải quyết những bài toán phức tạp mà trước kia chỉ thực hiện nhờ phần mềm máy tính. Ngoài ra, nhờ mật độ cổng logic cao, FPGA được ứng dụng cho những bài toán đòi hỏi khối lượng tính toán lớn và dùng trong các hệ thống làm việc theo thời gian thực. Những ứng dụng trong thực tế của FPGA rất rộng rãi, bao gồm: các hệ thống hàng không, vũ trụ, quốc phòng, tiền thiết kế mẫu ASIC(ASIC prototyping), các hệ thống điều khiển trực quan, phân tích nhận dạng ảnh, nhận dạng tiếng nói, mật mã học, mô hình phần cứng máy tính...Đặc biệt, với khả năng tái lập trình, người sử dụng có thể thay đổi lại thiết kế của mình chỉ trong vài giờ.

Chính vì tính thiết thực mà FPGA đã mang lại, em quyết định chọn FPGA làm hướng nghiên cứu của mình. Trong bài khoá luận này, em xin trình bày một ứng dụng cụ thể của FPGA trong xử lý tín hiệu số đó là “Thực hiện bộ lọc FIR thích nghi dùng thuật toán LMS”. Đề tài được thực hiện tại phòng thí nghiệm mục tiêu “Các hệ tích hợp thông minh ( SIS LAB)” trực thuộc trường Đại học Công nghệ - ĐHQG HN.

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đặc biệt là PGS.TS Trần Quang Vinh và Th.S Nguyễn Kiêm Hùng đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em để hoàn thành bản luận văn này một cách tốt đẹp.

Do thời gian và kiến thức có hạn nên công trình này không thể tránh khỏi sai sót, vì vậy em rất mong nhận được các ý kiến đóng góp của các thầy cô và các bạn.

Em xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, Ngày 27 Tháng 3 Năm 2008

Nguyễn Anh Cường