[发明专利]基于FPGA的信号插值方法以及信号采集和回放方法

说明书

本申请涉及一种基于FPGA的信号插值方法和信号采集和回放方法。该基于FPGA的信号插值方法包括：获取输入的数字信号；将所述输入的数字信号复制为N个数字信号并输入N个基于FPGA的数字滤波模块，N是偶数，其中按照每两个滤波器的滤波器系数对称地构建的方式来构建所述N个基于FPGA的数字滤波模块；将滤波后的N个数字信号按照滤波器系数对称的每两个滤波器进行合并和差值处理以得到N个已处理的数字信号；以及，将N个已处理的数字信号进行并串转换以获得插值后的数字信号。这样，降低了FPGA的资源消耗。

技术领域

本申请总的来说涉及信号处理技术领域，更具体地涉及一种基于FPGA的信号插值方法、基于FPGA的信号采集和回放方法、电子设备和计算机可读存储介质。

背景技术

模拟信号指的是用连续变化的物理量所表达的信息，如温度、湿度、压力、长度、电流、电压等等，通常又把模拟信号称为连续信号，它在一定的时间范围内可以有无限多个不同的取值。而数字信号指的是在取值上是离散的、不连续的信号。

实际生产生活中的各种物理量，如摄相机摄下的图像、录音机录下的声音、车间控制室所记录的压力、流速、转速、湿度等都是模拟信号。数字信号是在模拟信号的基础上经过采样、量化和编码而形成的。具体地说，采样就是把输入的模拟信号按适当的时间间隔得到各个时刻的样本值，量化是把经采样测得的各个时刻的值用二进码制来表示，编码则是把量化生成的二进制数排列在一起形成顺序脉冲序列。

在模拟信号的信号处理的很多领域中，都需要用到模拟信号数字采集并插值后模拟回放的方案，并且，该方案可以基于FPGA(Field－Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)实现。

但是，在现有的基于FPGA实现的信号插值方法和信号采集和回放方法中，存在FPGA资源消耗大的问题。因此，期望提供一种改进的基于FPGA的信号插值方法和信号采集和回放方法。

发明内容

为了满足上述技术需求，提出了本申请。本申请的实施例提供了一种基于FPGA的信号插值方法和信号采集和回放方法，其通过按照每两个滤波器的滤波器系数对称地构建的方式来构建N个基于FPGA的数字滤波模块，并将滤波后的N个数字信号按照滤波器系数对称的每两个滤波器进行合并和差值处理，以降低FPGA的资源消耗。

根据本申请的一方面，提供了一种基于FPGA的信号插值方法，包括：

获取输入的数字信号；

将所述输入的数字信号复制为N个数字信号并输入N个基于FPGA的数字滤波模块，N是偶数，其中按照每两个滤波器的滤波器系数对称地构建的方式来构建所述N个基于FPGA的数字滤波模块；

将滤波后的N个数字信号按照滤波器系数对称的每两个滤波器进行合并和差值处理以得到N个已处理的数字信号；以及

将N个已处理的数字信号进行并串转换以获得插值后的数字信号。

在上述基于FPGA的信号插值方法中，N＝4。

在上述基于FPGA的信号插值方法中，将对应于所述输入的数字信号的原型滤波器系数拆分为第一子滤波器系数、第二子滤波器系数、第三子滤波器系数和第四子滤波器系数；以及，所述4个基于FPGA的数字滤波模块的滤波器系数分别为第一子滤波器系数与第二子滤波器系数之和，第一子滤波器系数与第二子滤波器系数之差，第三子滤波器系数与第四子滤波器系数之和，和第三子滤波器系数与第四子滤波器系数之差。