利用RAM构建平滑窗口滤波方法

Allevi

利用RAM构建平滑窗口滤波方法

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2 f' S; a: |( l1 N) u3 P% Y8 i8 G滑动窗口滤波是一种很好滤波方法。这种方法不影响数据的实效性，每个数据都与前面一段数据相关联，这样瞬间峰值或毛刺对下一个数据影响较小。

  在FPGA数据处理中，如果大量数据需要进行滑动滤波，如果定义寄存器来设计上面的算法，务必消耗大量的逻辑资源，影响FPGA中其他逻辑功能的实现。为了节省逻辑资源，考虑使用RAM来进行数据存储和移动，是一种不错的的方法。

  利用RAM完成平滑窗口滤波，需要考虑RAM的消耗的时间，在数据处理中，我们通常需要延迟最小，数据越实时越好。RAM 读写过程中，读通常耗时较多，一个读数据操作通常需要4个时钟来完成，而一个写操作仅需要一个时钟完成。为了节省时间，考虑使用流水线方法来处理数据，仅对RAM所有数据操作一次完成数据平滑。

$ _1 e: U& F0 l8 J* w程序如下:

. M1 F; p, x) p6 l-----RAM 调用
4 `* W7 n6 N, s" u6 S4 hSvg_Vol_Ins: lpm_Ram4096_16
PORT MAP
(
  clock=>In_Clkmain,
% U8 U6 M. e- t& {/ C  data=>Svg_Vol_Wr_Data16,
  rdaddress_a=>Svg_Vol_Rd_Addr12,
4 V$ `% w# m7 t" H, {4 @0 Q  rdaddress_b=>x"000",
  wraddress=>Svg_Vol_Wr_Addr12,
  wren=>'1',
. h0 D: o0 I0 e. @: [  qa=>Svg_Vol_Rd_Data16
  --qb  : OUT STD_LOGIC_VECTOR (15 DOWNTO 0)
);
1 v8 g% q# G, w2 K8 {
: E" x' ?+ |& d0 ` if (D_Temp=x"01") then  
9 k. a  |- I9 Q9 \$ {       D_Update<='0';
  R: R. x) E, ]" \       D_Updata<='0';
7 w% b+ J, q5 {3 h       if (M_State='1') then               
; h8 q2 d( k& \( ?: h, v         D_Temp<=x"02";
-------RAM 地址初始化-------------------------   
         D_Svg_Vol<=Svg_Vol_Cal(15 downto 0);
7 V" r, _# Y5 M# b- i2 r         Svg_Vol_Rd_Addr12<=x"1fe";
         Svg_Vol_Wr_Addr12<=x"200";
  n! H9 [9 }6 ?1 ]) @6 U4 s  Q         Svg_Vol_Sum<=(others=>'0');
       end if;   
1 C  K* B! z2 n! H0 [elsif (D_Temp=x"02") then
--------移动数据到RAM 地址从次高位到最高位------
0 N9 n5 L" R) O, `2 L& }, F       Svg_Vol_Rd_Addr12<=Svg_Vol_Rd_Addr12-'1';
       D_Temp<=x"03";               
3 E6 Z( c; j0 Y: @& ~% D7 _* M* Zelsif (D_Temp=x"03") then
--------移动数据到RAM 地址从次高位到最高位------
' G4 @3 X" \3 x0 o5 x2 x       Svg_Vol_Rd_Addr12<=Svg_Vol_Rd_Addr12-'1';
: v" J/ O/ G& f4 ~# n! V       D_Temp<=x"04";        
elsif (D_Temp=x"04") then   
9 p- P( B% m* G5 y% k7 m" D- F" n6 e0 b8 |-------数据流水线操作----------------------------     
: J0 S* Y! g4 B2 ]1 a% F        Svg_Vol_Rd_Addr12<=Svg_Vol_Rd_Addr12-'1';         
: \+ E' u0 ^# |' c* X6 k0 _6 A        Svg_Vol_Wr_Data16<=Svg_Vol_Rd_Data16;
+ J0 q) M9 {" U, f8 d! i) z/ C        Svg_Vol_Sum<=Svg_Vol_Sum+Svg_Vol_Rd_Data16;
3 C* ]! v' R# E3 Q7 }8 w# _        Svg_Vol_Wr_Addr12<=Svg_Vol_Wr_Addr12-'1';  
        if (D_Cnt=x"01fe") then        
! a. d8 V2 B: q& @" ?: c( B/ t            D_Temp<=x"07";  
        else
: f; z6 U$ `0 }7 t' g            D_Cnt<=D_Cnt+'1';                                    
/ m- r  u; a# f& a       end if;
" X8 Q6 Z1 J$ a; ]& Nelsif (D_Temp=x"07") then
      Svg_Vol_Wr_Data16<=Svg_Vol_Cal(15 downto 0);
: D- o; }9 _8 C$ A! J, P      Svg_Vol_Sum<=Svg_Vol_Sum+Svg_Vol_Cal(15 downto 0);
      Svg_Vol_Wr_Addr12<=Svg_Vol_Wr_Addr12-'1';
) k" n+ [# E# q0 S: Z/ @      D_Temp<=x"08";
0 m  E, E8 ?- T. w9 ~  Oelsif (D_Temp=x"08") then   
      D_Svg_V_M(29 downto 0)<=Svg_Vol_Sum(26 downto 9)*x"6ee";
1 M1 j6 V, z% G9 @3 G# r      D_Temp<=x"01";
. _  ^; q+ R; P0 Q7 v% Y% Welse
      D_Temp<=x"00";
2 q2 j0 T' b% i* Qend if;

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有代码就很棒