【摘 要】
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随着人类对海洋资源的勘探利用和国防事业的日益需要,水下通信网络成为各国研究的重点。水下通信网络需由电池供电且长时间处于无人值守状态,所以作为节点中核心部分的低功耗
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随着人类对海洋资源的勘探利用和国防事业的日益需要,水下通信网络成为各国研究的重点。水下通信网络需由电池供电且长时间处于无人值守状态,所以作为节点中核心部分的低功耗数字信号处理模块备受关注。本文深入研究、设计并实现了针对水声通信环境的低功耗嵌入式信号处理平台。论文主要内容涉及系统的硬件设计、嵌入式环境构建和低功耗算法的FPGA实现。本文根据技术要求,确定采用ARM+FPGA+DSP结构体系进行硬件电路平台设计。该平台主要包括电源模块,系统控制模块,数据采集模块和信号处理模块四个部分。论文从各个模块入手,对硬件电路设计进行了详细阐述。主要工作包括:主要芯片选型、主控芯片外围设计、接口设计等。系统软件部分主要分为嵌入式系统软件平台的建立和FPGA中低功耗算法的实现。本文采用ARM-Linux嵌入式操作系统作为系统的开发平台,主要工作包括:嵌入式交叉编译环境的建立,Bootloader、内核以及根文件系统的配置和移植。FPGA作为平台的数字信号处理器,主要对其功耗产生原因进行分析,给出低功耗算法实现的方法,并与程序设计进行结合,在FPGA实现OFDM算法,最后给出功耗分析结果。
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