Устройства и системы передачи, приема и обработки сигналов

ASIC implementation of high-speed vector magnitude & arctangent approximator

[Реализация интегральной схемы специального назначения высокоскоростного аппроксиматора для величины и арктангенса векторов]

A. A. Assim

Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University

Аннотация: Методы квадратурной обработки, используемые в спектральном анализе, компьютерной графике и цифровой связи, постоянно требуют высокоскоростного вычисления величины комплексного числа (вектора V) с учетом его действительной и мнимой частей. Рассмотрен цифровой сигнальный процессор (DSP) для аппроксимации величины и арктангенса (фазы) векторов (и / или комплексных чисел). Работу можно разделить на три основных этапа. Сначала в Simulink создаётся математическая модель, затем с её помощью формируется код описания Verilog, используемый для выполнения логического синтеза (преобразования кода описания в логические элементы) с применением полупроводниковой технологии XT018 (180 нм BCD-on-SOI) от X-FAB. Наконец, из логических вентилей создаётся ASIC (специализированная интегральная схема). Входы и выходы устройства представляют собой числа с фиксированной точкой, их длина равна 16 битам, а дробная длина – 8 бит. Предлагаемая система может рассчитывать амплитуду и фазу с погрешностью менее 1 и 0,35 % соответственно.

Ключевые слова: алгоритм альфа макс плюс бета мин, приближение арктангенса, быстрое приближение величины, цифровая обработка сигналов, цифровой сигнальный процессор, ЦСП.

УДК: 621.3.049.774

Поступила в редакцию: 01.09.2021

Язык публикации: английский

DOI: 10.18721/JCSTCS.14401