希尔伯特变换(Hilbert transform,HT)是数字信号处理(digital signalprocessing,DSP)的基本变换。HT在正交信号的调制与解调、带通采样和瞬时频率估计等方面应用广泛。在这些应用中HT通常用于构造实信号的解析信号,在许多信号处理的应用中,解析信号比原信号更易于处理,物理意义更明确。通过对离散HT进行硬件加速,可以缩短解析信号的生成时间,从而提升数字信号系统的分析和处理数据的能力。因此离散HT的硬件加速具有十分重要的应用价值和现实意义。
目前通用的硬件设计流程是先对设计对象进行算法模型设计,再在该算法模型基础上进行适用于硬件设计的算法优化,最后把优化的算法用寄存器传输级(RTL)实现。为了获得较高精度和动态范围,算法模型设计一般采用浮点数表示。但是在硬件实现中,为了速度、面积、功耗等的最佳结果,信号通常使用定点数表示。在保证满足系统输出精度,实现最优的面积、功耗或速度的前提下,我们将浮点数表示的算法转换成用定点数表示。把浮点数转化成定点数的过程被称为位宽优化。位宽优化的目标是在保证满足系统输出精度的前提下,实现最优的面积、功耗或速度。
本发明解决的技术问题是:本发明涉及一种流水线型离散希尔伯特变换电路结构及定点化方法,此结构可有效减少电路实现过程中的加法和乘法运算,所提出的定点化方法对电路进行了进一步的优化。
评价单位:“科创中国”黑龙江科技服务团 (黑龙江省科学技术协会)
评价时间:2023-11-11
鹿泽光
中科国鼎数据科学研究院(北京)有限公司
副院长
综合评价
技术前景广阔,具备技术成果转移转化要求。
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评价单位:“科创中国”黑龙江科技服务团 (黑龙江省科学技术协会)
评价时间:2023-02-16
综合评价
1.数据存储方式
在16点的离散希尔伯特计算式中对输入数据的利用总是两两一组,所有对应位置的寄存器自上而下升序排列,电路中涉及的数据存储方式见附图3,每组两个寄存器,可分别对应算法中两两相减的寄存器的值。在经过一次计算之后,寄存器的值根据特定的流向进行流动,自然写入下一次两两相减计算所需的数据。
电路涉及的数据存储方式(附图3所示),偶数项的输出只与奇数项的输入有关,奇数项的输出只与偶数项输入有关,奇数项和偶数项的输入分开存放用于并行计算。图3中给出了计算前两个输出的数据初始存储顺序。在经过一次计算之后,寄存器组的值将朝指定的方向流动,用于计算后两个输出。
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