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基于多级FPGA的可扩展DBF模块研究的任务书
一、研究背景
随着现代数字信号处理技术的快速发展，数字信号处理器的性能指标也越来越高。作为数字信号处理器中的一个重要组成部分--滤波器，其在数字信号处理中扮演着至关重要的角色。数字信号处理中最常使用的滤波器则是数字滤波器。
随着信号处理的发展，数字滤波器的种类也越来越多，其中一种常用的数字滤波器即是数字波束形成（DigitalBeamforming）滤波器。数字波束形成技术是指通过利用阵列天线对接收到的信号进行抽样和处理，使得波束在某个方向上幅度最大，从而实现对某个方向上的信号的增强。数字波束形成技术具有方向选择性强、抗干扰能力高等特点，在雷达、无线通信、声纳等领域得到了广泛应用。
数字波束形成滤波器能够对接收到的信号进行有力控制，已成为众多领域应用中的一个重要环节。然而由于数字滤波器计算的复杂度往往比较大，这就对滤波器的硬件要求提出了更高的要求。面对现在的硬件资源有限的情况，如何在保证数字滤波器计算能力的同时降低硬件资源消耗，成为了数字滤波器设计中亟需研究和探索的一个课题。
二、研究意义
本课题旨在基于多级FPGA的可扩展DBF模块研究，解决数字滤波器计算能力与硬件资源消耗之间的矛盾，提高数字波束形成技术的应用效果。
本研究的意义主要体现在以下几个方面：
1、提高数字波束形成技术的性能，提高其在各个领域内的应用水平。
2、在硬件资源紧缺的情况下，实现数字滤波器计算能力的提升，提高硬件资源利用率。
3、通过本研究，充分发挥数字滤波器的功能，实现对接收的信号进行快速、准确、高效的处理，有利于提高信号处理的可靠性和精度。
三、研究目标
本研究的目标是基于多级FPGA的可扩展DBF模块研究，解决数字滤波器计算能力无法满足要求的问题，实现数字波束形成技术性能的提高。
具体研究目标如下：
1、结合数字波束形成技术的特点，详细分析数字波束形成滤波器的结构和原理。
2、基于FPGA硬件平台，实现数字波束形成滤波器的设计方案，进行原型系统的实现与调试。
3、研究多级FPGA技术，实现数字波束形成滤波器的可扩展性设计，提高滤波器的硬件资源利用率。
4、对数字波束形成滤波器的性能进行测试和分析，评价设计的可行性和实用性。
四、研究步骤
1、分析数字波束形成滤波器的结构和原理。对基础的滤波器算法进行研究，了解数字波束形成滤波器的基本原理和结构。
2、设计数字波束形成滤波器的硬件平台方案。根据数字波束形成滤波器的特点，设计相应的硬件平台方案，并建立硬件平台的开发环境。
3、实现数字波束形成滤波器的原型系统。根据设计方案，利用FPGA进行数字波束形成滤波器的原型系统的设计与实现，并进行初步的测试与验证。
4、研究多级FPGA技术，实现数字波束形成滤波器的可扩展性设计。研究多级FPGA技术的原理和应用场景，结合数字波束形成滤波器的特点，提出可扩展的设计方案，并利用FPGA进行实现。
5、对数字波束形成滤波器的性能进行测试和分析。利用数字信号处理平台对数字波束形成滤波器的性能进行测试和评估，评价设计的可行性和实用性。
五、预期成果
1、数字波束形成滤波器的硬件平台方案，包括基础的滤波器算法和硬件平台的设计；
2、数字波束形成滤波器的原型系统，基于FPGA硬件平台，具备滤波器的基本功能，可进行初步测试和验证；
3、数字波束形成滤波器的可扩展设计方案，利用多级FPGA技术，实现数字波束形成滤波器的可扩展性设计；
4、数字波束形成滤波器的测试与验证结果，展示数字波束形成滤波器的性能和实用性。
六、研究设计的重点与难点
1、数字波束形成滤波器的结构和原理分析，为后续设计奠定基础。
2、数字波束形成滤波器硬件平台方案的设计，要充分考虑滤波器计算的复杂度和硬件资源限制，保证计算的效率和结果的准确性。
3、研究多级FPGA技术的应用，并结合数字波束形成滤波器的特点，实现数字波束形成滤波器的可扩展性设计。
4、对数字波束形成滤波器的性能进行测试和分析，评价设计的可行性和实用性。
总之，本研究将基于多级FPGA的可扩展DBF模块研究，实现数字波束形成技术的性能提升，在数字信号处理等领域具有较大的应用前景和研究价值。