一种实时系统中的信号处理实现
基于DSP+FPGA的实时信号采集系统设计与实现
基于DSP+FPGA的实时信号采集系统设计与实现周新淳【摘要】为了提高对实时信号采集的准确性和无偏性,提出一种基于DSP+FPGA 的实时信号采集系统设计方案.系统采用4个换能器基阵并联组成信号采集阵列单元,对采集的原始信号通过模拟信号预处理机进行放大滤波处理,采用TMS32010DSP芯片作为信号处理器核心芯片实现实时信号采集和处理,包括信号频谱分析和目标信息模拟,由DSP控制D/A转换器进行数/模转换,通过FPGA实现数据存储,在PC机上实时显示采样数据和DSP处理结果;通过仿真实验进行性能测试,结果表明,该信号采集系统能有效实现实时信号采集和处理,抗干扰能力较强.%In order to improve the accuracy and bias of real-time signal acquisition,a real-time signal acquisition system based on DSP +-FPGA is proposed.The system adopts 4 transducer array to build parallel array signal acquisition unit,the original signal acquisition amplification filtering through analog signal pretreatment,using TMS32010DSP chip as the core of signal processor chip to realize real-time signal acquisition andprocessing,including the signal spectrum analysis and target information simulation,controlled by DSP D/A converter DAC,through the realization of FPGA data storage,real-time display on the PC and DSP sampling data processing results.The performance of the system is tested by simulation.The results show that the signal acquisition system can effectively realize the real-time signal acquisition and processing,the anti-interference ability is strong.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2017(025)008【总页数】4页(P210-213)【关键词】DSP;FPGA;信号采集;系统设计【作者】周新淳【作者单位】宝鸡文理学院物理与光电技术学院,陕西宝鸡721016【正文语种】中文【中图分类】TN911实时信号采集是实现信号处理和数据分析的第一步，通过对信号发生源的实时信号采集，在军事和民用方面都具有广泛的用途。
通信系统中的信号处理方法与技巧
通信系统中的信号处理方法与技巧在当今信息化时代，通信系统已成为现代社会中不可或缺的基础设施。
随着科技的飞速发展，通信系统的处理方法和技巧也在不断地创新和优化。
其中，信号处理方法和技巧是通信系统中最为关键的一环。
一、数字信号处理数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）是现代通信系统中应用最为广泛的信号处理方法之一。
它通过对信号进行采样、量化、编码、滤波等数学操作，将信号从模拟域转换到数字域，从而实现对信号的数字化处理。
在通信系统中，常用的数字信号处理技术包括FFT、滤波、降噪、解调等。
其中，FFT（快速傅里叶变换）可以将信号从时域转换到频域，实现频谱分析；滤波技术可以去除信号中的噪声和干扰，提高信号的质量；降噪技术可以对信号进行去噪处理，提高信号的清晰度；解调技术可以将调制信号还原成原始信号，实现信息的传输。
二、自适应滤波在通信系统中，往往存在着各种干扰和噪声，这些干扰和噪声会对信号的质量产生不利影响。
自适应滤波（Adaptive Filtering）技术就是通过对干扰和噪声进行识别和估计，对信号进行滤波处理，从而提高信号的抗干扰能力和抗干扰性。
自适应滤波技术主要包括LMS算法（最小均方算法）和RLS 算法（递归最小二乘算法）等。
LMS算法是一种基于梯度下降的最小均方算法，它通过对信号进行加权运算，实现对干扰和噪声的消除；RLS算法是一种递归最小二乘算法，它通过对信号进行递推运算，实现对信号的实时滤波处理。
三、多路复用技术多路复用（Multiplexing）技术是一种将多个信号合并在同一传输信道中传输的技术。
在通信系统中，常用的多路复用技术包括时分多路复用（TDM）、频分多路复用（FDM）和码分多路复用（CDM）等。
其中，TDM技术将多个信号按照时间间隔进行分割，将分割后的信号按照顺序发送到接收端，从而实现多路复用；FDM技术将多个信号按照频率进行分割，将分割后的信号按照频域隔离发送到接收端，从而实现多路复用；CDM技术则是通过将每个信号转换成特定的码序列，将所有信号合并在同一频率上进行传输，从而实现多路复用。
一种雷达信号处理模块的设计和实现
一种雷达信号处理模块的设计和实现一种雷达信号处理模块的设计和实现现代雷达特别是机载雷达数字信号处理机的特点是输入数据多，工作模式复杂，信息处理量大。
因此，在一个实时信号处理系统中，雷达信号处理系统要同时进行高速数据分配、处理和大量的数据交换.而传统的雷达信号处理系统的设计思想是基于任务，设计者针对应用背景确定算法流程，确定相应的系统结构，再将结构划分为模块进行电路设计。
这种方法存在一定的局限性。
首先，硬件平台的确定会使算法的升级受到制约，由此带来运算量加大、数据存储量增加甚至控制流程变化等问题。
此外，雷达信号处理系统的任务往往不是单一的，目前很多原来由模拟电路完成的功能转由数字器件来处理。
系统在不同工作阶段的处理任务不同，需要兼顾多种功能。
这些问题都对通用性提出了进一步要求[2].随着大规模集成电路技术、高速串行处理及各种先进算法的飞速发展，利用高速DSP和FPGA相结合的系统结构是解决上述问题的有效途径。
1雷达信号处理机方案设计1.1雷达信号处理的目的现代机载雷达信号处理的任务繁重，主要功能是在空空方式下将AD 数据录取后进行数字脉压处理、数据格式转换和重排、加权降低频谱副瓣电平，然后进行匹配滤波或相参积累（FFT或DFT）、根据重复频率的方式进行一维或二维CFAR处理、跟踪时测角等运算后提取出点迹目标送给数据处理机。
空地方式下还要进行地图（如RBM和SAR）等相关图像成像处理，最后坐标转换成显示数据送给显控处理机。
上述任务需要基于百万门级可编程逻辑器件FPGA与高性能DSP芯片作为信号处理模块，以充分满足系统的实时性要求，同时为了缩短机载雷达系统的研制周期和减少开发经费，设计的基本指导思想是通用化的信号处理模块，可以根据不同要求，通过软件自由修改参数，方便用户使用。
1.2系统模块化设计方案的功能模块，除了信号处理所必需的脉冲压缩模块、为MTD模块作准备的数据重排模块、FIR滤波器组模块、求模模块、恒虚警处理模块和显示数据存储模块外，还包括雷达同步信号和内部处理同步产生模块、自检数据产生模块以及不同测试点测试数据采样存储模块。
一种基于GPU的主动声纳宽带信号处理实时系统
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一
种基 于 Ｇ Ｕ的主动声纳宽带信号处理实时系统 术 Ｐ
李 晓敏 ， 侯朝焕 ， 鄢社锋
（ 中国科学 院声学研ຫໍສະໝຸດ 所声学 智能制导实验室 ， 北京 １０９ ） ０ １０
缺点 。
关 键词 ： 宽带阵列信号处理 ； 主动声纳； 实时性；Ｐ ＧＵ
中图分 类号 ： Ｎ １ ．２ Ｔ ９ １７
文献 标识码 ： Ａ
文 章编 号 ：０ ４ １ ９ （ ０ １ ０ — ２ ９ ０ １ ０ — ６ ９ ２ １ ）９ １ ７ － ５
传统 意 义上 的 Ｇ Ｕ主 要 针 对 图形 图像 处 理 和 Ｐ 游 戏加 速 ， 功 能 受 到 一 定 限制 。Ｎ ＩＩ 公 司 于 其 ＶＤＡ ２０ ０ ７年 发布 了 Ｃ Ｄ Ｕ Ａ以及 相应 的 Ｇ Ｕ 版本 。这 类 Ｐ Ｇ Ｕ 内核有 很多 流处 理 器 ， Ｐ 每个 流处 理 器 内包 含 相
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一种雷达组网融合实时处理系统设计与实现
交互。
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作 者 简 介 ： 科技 （ ９ ７ ） 男 ， 南洛 阳人 ， 士研 究 生 。研 究 方 向 ： 杨 １８ 一 ， 河 硕 雷达 信 号 处理 。 １０ ３－
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实时系统中的实时多媒体处理与应用(六)
实时系统中的实时多媒体处理与应用前言：随着科技的不断进步，多媒体技术在我们的生活和工作中发挥着越来越重要的作用。
然而，在处理多媒体数据时，我们面临着一个巨大的挑战：如何实现实时的多媒体处理？本文将针对这一问题展开讨论，并探究实时多媒体处理的应用。
一、实时多媒体处理的挑战实时多媒体处理是指需要在严格的时间限制下对多媒体数据进行处理和传输的过程。
在这个过程中，存在着一系列的挑战。
首先，多媒体数据的实时处理需要快速高效的计算能力。
例如，视频数据的解码和编码过程需要大量的计算资源来完成，而音频数据的处理则要求更低的延迟时间。
因此，如何在保证质量的同时提高处理速度，成为了实时多媒体处理的难点。
其次，实时多媒体处理对数据传输的稳定性和可靠性提出了更高的要求。
多媒体数据通常很大，传输过程中需要保证数据的完整性和顺序的一致性。
网络传输的延迟和抖动可能导致数据的丢失和损坏，进而影响多媒体数据的播放效果。
最后，实时多媒体处理需要根据用户的需求提供个性化的服务。
例如，在视频会议中，用户可能需要选择不同的视频质量和分辨率；在流媒体服务中，用户可能需要随时切换不同的媒体内容。
因此，如何根据用户的需求实现个性化的实时多媒体处理，是一个亟待解决的问题。
二、实时多媒体处理的技术原理为了解决上述问题，实时多媒体处理采用了一系列的技术原理。
首先，实时多媒体处理通常使用并行计算技术来提高处理速度。
通过将任务划分成多个子任务，并在多个处理单元上同时进行计算，可以有效地提高处理效率。
此外，还可以利用硬件加速技术，如图形处理器（GPU）和数字信号处理器（DSP），来加快多媒体数据的处理速度。
其次，实时多媒体处理采用了流式传输技术来保证数据的稳定性和可靠性。
流式传输将多媒体数据分割成小的数据包，并通过网络按照一定的顺序传输。
在接收端，通过缓冲和流控制等技术手段，可以实现对多媒体数据的实时解码和播放。
最后，实时多媒体处理借助于智能算法和机器学习技术，实现了个性化的服务。
两序列时域卷积的傅里叶变换是其各自傅里叶变换的乘积
傅里叶变换是信号处理中常用的一种数学工具，它可以将信号从时域转换到频域。
在信号处理领域中，时域卷积是一种常见的操作，而时域卷积的傅里叶变换具有一些特殊的性质。
本文将从理论和实际应用两个方面来探讨两序列时域卷积的傅里叶变换，分析其数学原理以及在实际工程中的应用。
一、理论分析1. 时域卷积的定义时域卷积是指两个信号进行卷积操作，得到一个新的信号。
假设有两个信号x(n)和h(n)，它们的卷积为y(n) = x(n) * h(n) = Σx(k)h(n-k)其中，k为卷积的变量。
2. 时域卷积的傅里叶变换假设有两个信号X(ω)和H(ω)，它们的傅里叶变换为x(n)和h(n)，则它们的卷积的傅里叶变换可以表示为Y(ω) = X(ω) * H(ω)其中，*表示傅里叶变换的乘积。
3. 证明通过对时域卷积的公式进行傅里叶变换的推导和展开，可以得到它们的傅里叶变换为乘积的形式。
具体证明可以通过对傅里叶变换的定义和性质进行推导，这里不再赘述。
二、实际应用1. 通信系统中的应用在通信系统中，时域卷积的傅里叶变换经常被用来分析系统的频率响应，特别是在频率选择性信道下。
通过对信号经过信道后的卷积进行傅里叶变换，可以得到信道的频率响应，进而进行系统建模和信号恢复。
2. 图像处理中的应用在图像处理中，时域卷积的傅里叶变换被广泛应用于图像滤波和增强等领域。
通过对图像进行傅里叶变换，然后在频域进行滤波操作，最后再进行逆傅里叶变换，可以实现对图像的去噪和锐化等处理，提高图像质量和对比度。
结论：两序列时域卷积的傅里叶变换是其各自傅里叶变换的乘积，这一性质在信号处理领域有着重要的理论和实际应用。
通过对其数学原理和实际应用进行分析，可以更好地理解时域卷积的傅里叶变换，在工程和科研中发挥其作用。
三、工程领域中的应用1. 数字滤波器设计在数字信号处理中，数字滤波器是一种常见的工程应用，用于处理数字信号中的噪声和干扰。
而时域卷积的傅里叶变换的乘积性质，为数字滤波器的设计提供了重要的理论基础。
实时系统中的时钟同步与时钟漂移校正方法(六)
实时系统中的时钟同步与时钟漂移校正方法一、引言实时系统是指需要严格按照预定时间要求进行任务处理的系统。
而时钟同步与时钟漂移校正是实时系统中的重要课题。
时钟同步是指多个时钟间的时间差在可接受的范围内，而时钟漂移校正则是为了消除时钟频率的误差。
本文将深入探讨实时系统中的时钟同步与时钟漂移校正方法。
二、时钟同步方法1. 基于物理信号的同步方法基于物理信号的同步方法是通过利用硬件电路或者传感器来实现时钟同步。
比如GPS信号可以提供高精度的时间信息。
实时系统可以通过接收GPS信号来校正本地时钟，保证系统中各个节点的时钟一致性。
另外，无线局域网（WLAN）或者蓝牙技术也可以作为时钟同步的手段，通过接收网络中的时间同步信息来实现。
2. 基于网络协议的同步方法基于网络协议的同步方法是通过网络协议来实现时钟同步。
其中，最常用的是NTP（网络时间协议）和PTP（精确时间协议）。
NTP是一种分层的同步机制，通过分布式算法实现时钟同步。
PTP则是一种更高精度的同步方法，采用计算往返时间（Round-trip delay）来实现时钟同步。
三、时钟漂移校正方法1. 软件校正方法软件校正方法是通过对时钟漂移进行校正来实现时间精确性。
比如，使用时钟中断来测量与参考时钟的时间差，并对漂移进行补偿。
另外，通过对时钟频率的实时测量，根据测量结果来校正时钟漂移。
2. 硬件校正方法硬件校正方法是通过改变硬件电路来校正时钟漂移。
其中，最常用的方法是使用温度传感器来监测芯片温度，并根据温度的变化来调整时钟频率。
另外，还可以采用电流自校准的方法，通过对电流的调节来达到时钟漂移的校正。
四、时钟同步与时钟漂移校正的挑战实时系统中时钟同步与时钟漂移校正面临着一些挑战。
首先，分布式系统中的时钟同步需要考虑网络延迟和通信速度等因素，以保证同步的精度。
其次，时钟漂移校正需要对时钟频率进行实时测量和调整，对系统性能和资源消耗都有一定的要求。
此外，传感器的精度和环境的变化也会影响时钟漂移校正的效果。
滤波器的实时信号处理和滤波算法
滤波器的实时信号处理和滤波算法滤波器是信号处理中常用的工具，可以对信号进行去噪、频率调整等操作，广泛应用于音频、图像、通信等领域。
本文将探讨滤波器的实时信号处理和滤波算法，介绍几种常见的滤波器以及它们的应用和特点。
一、滤波器简介滤波器是一种能够改变信号频谱特性的装置或算法，可以通过选择性地传递或抑制特定频率分量来实现信号处理的目的。
主要分为模拟滤波器和数字滤波器两种类型。
模拟滤波器是基于电子元件的物理性质对信号进行处理的，常见的模拟滤波器有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
模拟滤波器在音频放大器、射频电路等领域有着广泛的应用。
数字滤波器则是利用数字信号处理算法实现的滤波器，它能够对数字信号进行高效、实时的处理。
数字滤波器具有灵活性高、易于实现、设计自由度大等优点，因此在数字通信、图像处理等领域得到了广泛应用。
二、实时信号处理实时信号处理是指对信号进行实时处理的过程，要求处理速度快，并且需要尽量减小延迟。
在滤波器中，实时信号处理起着重要的作用，特别是在实时音频处理、实时图像处理等领域。
为了实现实时信号处理，需要考虑滤波器的处理速度和延迟。
处理速度取决于滤波算法的复杂度和计算能力，可以通过优化算法或增加计算资源等方法提高处理速度。
延迟则是指信号经过滤波器后的时间延迟，对于实时应用，需要尽量减小延迟。
实时信号处理中的滤波器经常需要应对实时信号中的噪声，因此对于滤波器的性能和稳定性要求较高。
通过合适的滤波算法和参数配置，可以实现对噪声的有效抑制和信号的保留。
三、常见的滤波算法1. Butterworth滤波算法Butterworth滤波器是一种常见的模拟滤波器，具有平坦的通频特性和相对较小的幅频特性波动。
它的滤波特性由阶数和截止频率决定，阶数越高，滤波器对于非截止频率分量的抑制越大。
Butterworth滤波器适用于需要平坦幅频特性和较低阶数的应用场景。
2. Chebyshev滤波算法Chebyshev滤波器是一种模拟滤波器，具有尖锐的通频特性和较大的幅频特性波动。
实时系统中的实时信号检测与实时信号处理技术
实时系统中的实时信号检测与实时信号处理技术引言：在当今的科技发展中，实时系统扮演着至关重要的角色。
无论是航空航天、交通运输、医疗健康还是智能家居等领域，实时系统的应用越来越广泛。
实时信号的检测与处理技术在其中起到了至关重要的作用。
本文将着重讨论实时系统中的实时信号检测与实时信号处理技术，探讨其原理、方法和应用。
一、实时信号检测技术实时信号检测技术是实时系统中的一个重要领域。
它的主要目标是对输入信号进行准确和高效的检测与分析。
在实时信号检测中，常用的方法包括阈值检测、滑动窗口检测和模式匹配等。
阈值检测是最常见的实时信号检测方法之一。
它通过设定一个合适的阈值，将信号与该阈值进行比较来决定信号的是否出现。
该方法适用于信号的幅值变化较大且较为稳定的情况。
但是，在信号噪声较大或者信号幅值变化较小的情况下，阈值检测方法的准确性和可靠性会受到一定的限制。
滑动窗口检测是一种常用的基于时间序列的实时信号检测方法。
它通过设定一个窗口大小，在每个时间窗口内对信号进行分析和处理。
该方法可以提高信号的检测灵敏度，尤其适用于对信号的时序特征进行分析的场景。
然而，窗口大小的设定和窗口的滑动策略对检测效果有着重要的影响。
模式匹配是一种基于模式识别的实时信号检测方法。
它主要通过建立信号模型和已知模式进行匹配判断，以实现检测的目的。
模式匹配方法可以对信号的特征进行综合分析和判断，非常适用于信号的复杂性较高的场景。
但是，模式匹配方法的计算复杂度较高，需要较多的计算资源和时间。
二、实时信号处理技术实时信号处理技术是将实时系统中的信号进行分析和处理的重要手段。
它的主要目标是提取出有效的信息和特征，并对信号进行优化和改进。
在实时信号处理技术中，常用的方法包括滤波、降噪和特征提取等。
滤波是一种常用的利用数学模型进行信号处理的方法。
它可以通过选择合适的滤波器来去除信号中的噪声和干扰，使得处理后的信号更加平滑和可靠。
滤波方法的选择和参数的调整对信号处理的效果有着重要的影响。
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脉 冲 渡 的 时 域 频 域 信 息 ， 已测 试 成 功 。 并
关键词 ： Ｓ 高 速 数 据 处 理 系统 ； 号 处 理 Ｄ Ｐ； 信
中图分类号 ： ＴＮ９ １ ７ ｌ ． 文献标志码 ： Ａ
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第 ３ 卷 第 ３期 （ ７ 总第 １ ５期 ） ４ ２０ ０ ８年 ９月
文 章 编 号 ：０ ８ ８ ５ （０ ８ ０ —０ ９ ０ １０ — ６２２０）３ ７— ４
火 控 雷 达 技 术
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一
种 实 时 系 统 中的信 号 处 理 实 现
吴 令 宇 罗 丰 吴 顺 君
（ 安 电 子 科 技 大 学 西 安 西 ７ ０７ ） １ ０ １
【 要】 近年 来 ， 摘 实时信 号 处理 系统 的要 求越 来越 高 ， 用 系统要 具 有 处理 大量数 据 的 能 力 ， 所
这就要 求 系统硬 件 要 达到很 高的 运 算 速 度 ， 且 软 件 处 理程 序 也 尽 可 能优 化 ， 并 以保 证 系统 的 实时
性 。基 于 某 重 点 工 程 项 目 ， 用 Ａｌｅａ公 司 的 现 场 可 编 程 门 阵 列 （ ＧＡ） ＡＤ 公 司 的 ＡＤＳ — 采 ｔｒ ＦＰ 和 Ｐ
ＴＳ ０ Ｓ 系统 ， 于 高速 实 时 并行 处 理 进 行 研 究 ， 绍 一 种 高 速 数 据 并 行 处 理 系统 ， 详 细 说 明 了 １１ 对 介 并
ＤＳ 中信 号 处理程 序 的操 作 流程 。该 系统 能 对输入 信 号 的频谱 进行 分 析 ， 时输 出连 续 波频 谱 或 Ｐ 实
ｓ ｔ ｍ ，ｓ ｅ ｔ ｕ ｏｆｃ ｎｔｎｕ ｓ ｗａ ｅ （ ｙｓ ｅ ｐ ｃ ｒ ｍ ｏ ｉ ｏｕ ｖ ＣＷ ）ｏｒ ｔｍｅ ｄｏ ｉ ｎ ｒ ｑｕ ｎｃ — ｍａ ｎ ｉ ｆ ｒ ａ ｉ ｎ ｏ ｌｅ ｉ — ｍａ ｎ ａ ｄ ｆ ｅ ｅ ｙ ｄｏ ｉ ｎ ｏ ｍ ｔｏ ｆ ｐｕ ｓ ｄ