基于提升模式的离散小波变换单元的FPGA实现设计

在信号处理、通信等诸多工程应用领域中，小波变换以其能在时频两域内表征信号局部特性的能力，发挥着极其重要的作用。但因为它具有较高的计算复杂度和很强的数据关联度，所以硬件实现难度较大。现今的几种小波变换的硬件实现方案及芯片设计都正在探索研究之中，如何将小波理论应用于工程技术领域并设计出相应的实时处理芯片，是信号处理、数学、IC设计领域人士长期以来努力的目标。
本文首先介绍了小波变换的基本理论，其次介绍了FPGA设计与开发的基础知识，最后重点阐述了提升模式的离散小波变换单元的设计与实现，包括提升格式小波变换算法，系统中预测模块、更新模块和变换控制模块等模块的设计思想、VHDL/LPM源程序和有关仿真结果。
在提升模式的离散小波变换单元的结构设计中，采用了FIFO缓冲的存储系统结构，并通过对内部数据规律的进一步研究，提出了一种存储器优化技术——同址运算，降低了系统对存储容量的要求，提高了硬件资源的利用率。在运算单元设计过程中，通过运用FIFO缓存结构和流水线技术，进一步提高了系统实时处理数据的能力。

关键词：小波变换，提升算法，FPGA设计，VHDL，流水线技术

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