VHDL, FPGA를 이용한 소리인식 스위치 (Matched Filter 사용)

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1 VHDL, FPGA를 이용한 소리인식 스위치 (Matched Filter 사용)
서상호, 정선민 전자정보공학부 정보통신공학전공

2 목 차 VHDL, FPGA 소개 Matched Filter 전체 구조 내부 구조 Simulation 결과 참고문헌

3 VHDL 소개 VHDL이란? VHDL의 장점 VHDL(VHSIC Hardware Description Language)
1980년대 초부터 미 국방성에 사용하기 시작한 새로운 HDL(Hardware Description Language)이다. 상위의 동작 레벨에서부터 하위의 게이트 레벨까지 하드웨어를 기술하고 설계하도록 하는 CAD 업계 및 IEEE 표준언어 VHDL의 장점 VHDL은 매우 넓은 범위의 Design을 가능하게 해 준다 . VHDL은 특정 Simulator, Technology, Manufacturing 및 Process 와 무관하다.

4 FPGA 소개 FPGA란? FPGA의 장점 FPGA(Field-Programmable Gate Array)
중간 개발물 형태의 집적 회로(IC) FPGA의 장점 사용 중 설계 사항이 바뀌면 새롭게 바뀐 논리 회로를 FPGA 소자에 입력하여, 바뀐 논리 회로로 작동 불확실한 미래의 설계 변경에 대비하는 회로 설계 방법

5 VHDL Modeling

6 Matched Filter Filter란? 특정한 주파수에 따른 필터 Matched Filter란? LPF, HPF, BPF
일반적인 필터와는 다른 특수한 목적에 맞는 필터 결과 값은 일반적으로 1 or 0 예) 기린 모양의 문은 기린만을 통과 시킨다.

7 Matched Filter Matched Filter의 출력

8 Matched Filter A matched filter is a linear filter designed to provide the maximum signal-to-noise power ratio at its output for a given transmitted symbol waveform. H (f) PSD=No/2

9 Matched Filter Thus

10 Matched Filter The equality holds if
; k -> constant * -> complex conjugate

11 Matched Filter Maximum holds or

12 Matched Filter Correlation realization of the Matched filter
Casual filter can be described in the time Domain as the convolution z(t)

13 전체 구조 Shift Register Module Filter Filter Out …. PXA255-FPGA LED
Signal in LED On A/D Converter 12 Shift Register Module Unit Delay Filter Adder and Multiplier Filter Out And Compare Clock 12000-Counter for 1KHz 12MHz 1KHz …. Yn Int ALTERA Cyclone EP1C6Q240C8 PXA255-FPGA Reset

14 내부 구조 Data Input과 Shift Register 및 Filtering Adder Yn
Shift Register Module Filter Module Filter Out Module Reg Coeff0 Coeff1 Coeff2 Coeff3 Coeff00 Data Adder Reset Matching Yes No Loop Led On Yn Clock

15 Simulation 결과

16 Simulation 결과(계속)

17 결론 및 고찰

18 참고 문헌 박 세 현, 『디지털 시스템 설계를 위한 VHDL 기본과 활용』, 도서출판 그린, 1998
이 재 민, 『VHDL과 PLD를 사용한 디지털 시스템 설계 실습』, 홍릉과학출판사, 2000 동 성 수․유 영 태․강 석 규, 『VHDL을 이용한 디지털 회로 설계』, 동일출판사, 2003 James H. McClellan․Ronald W.Schafer, Mark A.Yoder, 『Signal Processing First, Pearson Education International, 2000 FPGA design, VHDL development & FPGA』