El ejemplo de diseño de filtro de preconfiguración de CIC con soporte de datos multicanal demuestra cómo utilizar la función CIC MegaCore para implementar la conversión de tasa de muestreo digital para múltiples fuentes de datos independientes.
Los sistemas de procesamiento de señal digital (DSP) a menudo necesitan trabajar con varios canales paralelos. Para las aplicaciones de conversión de velocidad de datos digitales descendentes o verticales (si diferentes canales tienen requisitos de cambio de velocidad idénticos), en lugar de duplicar el mismo hardware para cada canal de entrada, el uso compartido de tiempo de las secciones de hardware de baja velocidad puede proporcionar una reutilización significativa de los recursos. Este es el concepto de operación multicanal de la función MegaCore del filtro Cascaded-Integrator-Comb (CIC).
En este ejemplo, configuramos el compilador CIC para que admita varias interfaces de modo que podamos aprovechar el ahorro de recursos en el modo de entrada-múltiple-salida (SIMO) único para la hibernación. El diagrama general del sistema se muestra en la Figura 1. Para obtener más información sobre la compatibilidad multicanal de CIC, consulte la Guía del usuario del compilador CIC (PDF).
Funciones
Esta demostración tiene las siguientes características:
- El filtro CIC está configurado para tener dos interfaces independientes que admitan canales de datos de entrada paralelos. Esto permite que el filtro CIC comparta tiempo las secciones de filtro de peine de datos bajos para todos los canales de entrada.
- El compilador de respuesta a impulsos finitarios (FIR) está configurado para tener una respuesta inversa de frecuencia sinc para compensar el filtrado de CIC, que es la "yop".
- El compilador FIR utiliza la arquitectura de variable de ciclo múltiple (MCV), que reutiliza los multiplicadores y proporciona un ahorro adicional de recursos. Para obtener más información sobre la arquitectura MCV, consulte la Guía del usuario del compilador FIR (PDF).
- Se proporciona un filtro de compensación CIC para el diseño de script MATLAB para su referencia. El script utiliza el método de muestreo de frecuencia para diseñar un filtro FIR que tenga una respuesta inversa a la frecuencia sinc. La respuesta general del sistema se necesita para que verifique las especificaciones clave del sistema, como la ondulación de banda de paso y el efecto de descontinuación de banda.
- Avalon® Streaming Interface se utiliza para transferir datos de paquetes desde múltiples fuentes de datos entre las funciones de MegaCore. Para obtener más información sobre Avalon interfaz de transmisión, consulte la Especificación de interfaz de transmisión Avalon.
- Avalon Streaming Packet Format Converter se incluye para conectar correctamente varios canales de datos.
Modelo
Las entradas del ejemplo de diseño son dos fuentes de datos independientes. Una señal fuente es una ola sine y la otra es una ola de coseno. Ambas tienen una frecuencia portadora de 2,5 MHz. Parte de la señal de entrada está dañada por ruido aditivo de alta frecuencia. Las fuentes de datos generan datos continuos; por lo tanto, las señales startofpacket y endofpacket de la interfaz de transmisión Avalon están configuradas para indicar los datos de transmisión.
Las fuentes de datos de entrada generan una muestra válida cada 8 ciclos de reloj, que corresponde a una velocidad de datos equivalente de 10 MHz y utilización de buses al 12,5 por ciento. El convertidor de formato de paquete entrelaza las fuentes de datos y se duplica la utilización del bus. Un filtro FIR elimina el filtro CIC para proporcionar precondición a la frecuencia de filtro CIC y también mejorar el muestreo en 2. Su utilización del bus de salida se convierte en un 50 %. El filtro CIC implementa la mayor parte del cambio de velocidad, en este caso hasta 4 muestreos. Está configurado para tener la estructura SIMO, donde las señales de entrada entrelazadas comparten el tiempo de las secciones de filtro de comb cuando ingresan al filtro CIC. Se generan dos interfaces de salida independientes para dividir los datos de entrada entrelazados de varios canales. La velocidad de muestreo de salida del filtro CIC es de 80 MHz con una utilización del bus del 100 % para ambos canales de salida. Tenga en cuenta que la contrapresión de Avalon Interfaz de transmisión en esta cadena de conversión vertical no está activada y, en realidad, se puede optimizar lejos. Se puede demostrar que, sin contrapresión, el mismo diseño funcional puede funcionar a una velocidad más alta y utilizar menos recursos a costa de un control de señal de fuente ligeramente más complejo.
Descargue los archivos utilizados en este ejemplo:
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Parámetros
En las tablas 1 y 2, se indica la configuración de parámetros utilizada en el ejemplo de la configuración de la fábrica de valores.
Tabla 1. Parámetros para el compilador CIC
Parámetros CIC |
Valores |
|---|---|
Tipo de filtro |
Interpolación |
Cantidad de etapas |
4 |
Factor de cambio de tasa |
4 |
Demora diferencial |
2 |
Cantidad de interfaces |
2 |
Cantidad de canales por interfaz |
1 |
Ancho de datos de entrada |
16 |
Ancho de datos de salida |
16 |
Poda de Hogenlove |
- |
Rounding de salida |
Convergente |
Tabla 2. Parámetros para el compilador FIR
Parámetros FIR |
Valores |
|---|---|
Especificación de velocidad |
Imitación por 2 |
Canales de entrada |
2 |
Bitwidth de entrada |
Binario firmado 8 |
Bitwidth de salida |
Resolución completa |
Escalamiento de las funciones con alto desempeño |
Ninguno |
Familia de dispositivos |
Stratix® II |
Estructura |
MCV |
Nivel de canalización |
2 |
Almacenamiento de datos |
M4K |
Almacenamiento de almacenamiento de alto costo |
M512 |
Multiplicador |
Bloques DSP |
Relojes por datos de salida |
2 |
Entrada de opiniones |
Desde archivo |
Enlaces relacionados
Para obtener más información sobre las características relacionadas que se utilizan en este ejemplo de diseño en su proyecto, vaya a: