基于Systolic阵的IQRD-SMI算法的研究与FPGA优化实现

来源：计算机测量与控制杂志2016年第2期北京时间：

作者：刘禹韬,包志强,李龙龙,苏子昊

摘要：针对自适应波束形成系统中权值求解计算量大的问题,研究了基于LCMV的逆QR分解算法(IQRD-SMI算法) 及其传统脉动流水的GR-TSA实现结构,在Matlab中对算法以脉动阵搭建并进行算法仿真；分析了CORDIC技术的原理以及如何利用它在FPGA上实现Systolic阵中的处理单元；在此基础上,给出一种基于Systolic阵列的复用IQRD-SMI算法实现结构GR-ITSA,比较了它与已有文献中结构的异同；基于ISE软件,在Xilinx的xc7k325t型FPGA上实现了基于脉动阵列的IQRD-SMI算法的底层设计和硬件仿真,并将FPGA定点仿真数据回传Matlab与计算机浮点仿真数据对比,进而进行系统的性能与误差分析。

关键词：自适应波束形成算法;FPGA;Matlab;脉动阵;CORDIC技术;GR-ITSA

基金资助：国家自然科学基金资助项目(61271276)；陕西省自然科学基金资助项目(2012JQ8011)。