طراحی وپیاده سازی کارآمد فیلتر دیجیتال وفقی LMS بر روی تراشه FPGA

فیلترهای وفقی بخش مهمی در بسیاری از سامانه های پردازش سیگنال دیجیتال هستند و در کاربردهای متنوعی از جمله حذف اکو، حذف نویز، سیستم های رادار، سونار و ... مورد استفاده قرار می گیرند. تحقق سخت افزاری سیستم های پردازش سیگنال دارای مزایایی از قبیل سرعت و بازدهی بالاتر، امکان مجتمع سازی و قابلیت پردازش موازی در مقایسه با تحقق نرم افزاری آن می باشد. امروزه تراشه های FPGA به دلیل دارا بودن ویژگی هایی از قبیل پردازش موازی اطلاعات، انعطاف معماری ... به طور عمده برای تحقق سخت-افزاری سیستم های دیجیتال مورد استفاده قرار می گیرند. پیاده سازی کارآمد فیلترهای وفقی بر روی تراشه های FPGA امری مهم و در عین حال چالش برانگیز است زیرا این فیلترها بر خلاف فیلترهای غیرتطبیقی نیازمند تکرار محاسبات برای رسیدن به وزن های بهینه هستند. در این مقاله یک تحقق سخت افزاری کارآمد الگوریتم حداقل میانگین مربعات موسوم به LMS ارائه شده که در مقایسه با پیاده سازی گزارش شده در ادبیات مربوطه، دارای فرکانس کاری بالاتر و سطح اشغالی کمتر بر روی تراشه می باشد. صحت نتایج به-دست آمده از طریق مقایسه نتایج پیاده سازی با نتایج به دست آمده از شبیه سازی یک فیلتر تطبیقی LMS حذف نویز تصدیق شده است. از آنجا که جمع آوری و پردازش دائمی اطلاعات و علائم محیطی و معنی دار از جمله ارکان مهم در چرخه مدیریت و جلوگیری از بحران از قبیل سامانه های هشدار دهنده و نیز پدافند غیرعامل می باشد لذا طراحی ارائه شده، می تواند به خوبی در ابزار و ادوات سخت-افزاری مرتبط با این مقوله به کار گرفته شود.

Keywords:

شفافیت , فیلتر تطبیقی , الگوریتم LMS , تحقق سخت افزاری , تراشه برنامه پذیر FPGA