基于脈動陣列的離散希爾伯特變換的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、1895年倫琴發(fā)現(xiàn)了X射線，伴隨這個19世紀最偉大的發(fā)現(xiàn)的誕生，使人們可以利用X射線透視設(shè)備來探查物體的內(nèi)部信息。上世紀80年代后，隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的飛速發(fā)展，醫(yī)療三維圖像重建技術(shù)在近年來得到高度重視和快速發(fā)展，而作為醫(yī)療三維圖像重建系統(tǒng)中起濾波作用的希爾伯特變換單元也是研究的重點，其性能的優(yōu)劣直接影響醫(yī)療設(shè)備的功能和速度。而脈動陣列處理器是隨著VLSI技術(shù)的發(fā)展出現(xiàn)的一種新型的快速的并行處理的陣列結(jié)構(gòu)。它由大量結(jié)構(gòu)和功能相同的處理單元

2、,以近鄰互連方式構(gòu)成規(guī)則的陣列，便于用VLSI技術(shù)實現(xiàn)。從本質(zhì)上看，這種陣列結(jié)構(gòu)是一個能有節(jié)奏地進行計算和通過系統(tǒng)內(nèi)部傳送數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)處理系統(tǒng)。課題中用來實現(xiàn)濾波功能的離散希爾伯特變換單元正是基于脈動陣列設(shè)計出來的。
　　本文研究內(nèi)容主要包含四個部分：首先，針對目前國內(nèi)外已有的離散希爾伯特硬件實現(xiàn)方法進行了分析對比，闡述了選取脈動陣列實現(xiàn)離散希爾伯特變換的理由。其次，在充分理解脈動結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上提出了Systolic結(jié)構(gòu)。采用Veri

3、log設(shè)計語言，在現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array，簡稱FPGA)上通過脈動陣列算法實現(xiàn)了離散希爾伯特變換。并且設(shè)計了包括浮點運算單元、PE運算單元、能夠計算128個加數(shù)的浮點加法器等用以組成Systolic結(jié)構(gòu)的各個模塊。在設(shè)計完成了所有模塊的RTL級代碼之后，我們使用CHARTERED.18工藝，通過Synopsys公司的綜合工具Design Compiler對整個系統(tǒng)模塊進行了綜合。PE