【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于信号频谱分析，特别是涉及一种基于fpga的多模式模板触发及再分析方法。
技术介绍
1、在现今错综复杂的电磁环境下，对信号处理提出了更高的要求，快速准确地识别和触发特定频率成分成为信号处理应用中的关键。现有技术可能在频率选择性、触发多样性、实时响应或准确性、灵活性方面存在限制。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于fpga的多模式模板触发及再分析方法，通过数据类型：确定频率模板数据的格式和精度。例如，数据可以是整数、定点数或浮点数使得操作者确定数据的格式和精度有助于优化fpga资源使用和计算精度。选择合适的数据类型（整数、定点数或浮点数）可以平衡计算精度和硬件资源需求，从而提升整体性能，解决了现有的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
3、本专利技术为一种基于fpga的多模式模板触发方法，包括以下步骤：
4、s1：频率模板存储模块：上位机配置量化后的频率模板数据，存储到blockram中。频率模板数据分为上模板数据和下模板数据；
5、s2：触发模块：针对一帧超长点数的频谱数据，采取多路并行的处理方式。配置选择不同的模板类型，分为上模板、下模板和上下模板三种。配置触发方式类型，分为模板内触发、模板外触发、离开模板触发、进入模板触发、离开模板再进入模板触发、进入模板再离开模板触发。总共可实现18种触发，配置完成以后，进行模板触发；
6、s3：iq数据存储模块：当触发发生
7、s4：fft处理模块和上位机模块：对iq触发数据的再分析。触发结束后，通过配置触发次数值，可以对该次触发数据存储的地址进行计算，并将数据从存储模块中读取，并送入fft模块进行处理，fft模块根据一帧数据的长度n，进行相应点数的fft计算，计算结果传输到上位机，进行处理，并展示触发时刻的频谱图。
8、本专利技术为一种基于fpga的多模式模板分析方法，包括以下步骤：
9、q1：需求分析设计：明确多模式模板分析的应用场景和需求。例如，模板匹配可能用于图像识别、信号处理等领域，确定要使用的模板模式以及它们的特征。这些模板将用于与输入数据进行匹配；
10、q2：特征提取：对输入数据进行预处理，如去噪、归一化等，以提高匹配精度和速度，从输入数据和模板中提取有用的特征。这可以包括边缘检测、角点检测、纹理分析等；
11、q3：模板匹配算法设计：根据应用需求选择合适的模板匹配算法。例如，常用的算法有相关性匹配、模板匹配、统计匹配等，针对fpga的特性，对算法进行优化，以确保高效的硬件实现。包括算法的并行化、流水线设计等；
12、q4：fpga设计和实现：使用hdl（如verilog或vhdl）编写模板匹配算法的硬件描述代码，将整个设计分解成多个模块，如特征提取模块、匹配模块、控制模块等。每个模块可以在fpga中独立实现，根据fpga的资源（如逻辑单元、内存、dsp块等）来分配硬件资源，以优化性能和功耗。
13、作为优选，所述s1进一步表示为：
14、s1.1：数据类型：确定频率模板数据的格式和精度。例如，数据可以是整数、定点数或浮点数；
15、s1.2：存储需求：了解存储的大小需求，包括模板的数量和每个模板的数据量；
16、s1.3：数据结构：可能需要分别为上模板数据和下模板数据设计不同的存储结构；
17、s1.4：数据量化：将频率模板数据量化为适合fpga存储格式的数据。例如，将浮点数转换为定点数；
18、s1.5：数据传输：上位机将量化后的模板数据传输到fpga。数据传输可以通过串口、并行接口或其他通信协议。
19、作为优选，所述s2进一步表示为：
20、s2.1：并行处理：由于数据量大，采用多路并行处理来加速数据分析。每条并行路径处理一个频谱数据子集；
21、s2.2：数据分割：将超长点数的频谱数据分成多个子块，每个子块由一个处理单元处理；
22、s2.3：数据接收模块：从数据源接收超长点数的频谱数据，并将其分发到多个处理单元；
23、s2.4：触发响应：根据触发事件执行相应的响应操作，如产生中断、更新状态等；
24、s2.5：实时监测：在实时信号监测系统中，使用多路并行处理来分析频谱数据，并根据配置的触发方式产生实时响应。
25、作为优选，所述s3进一步表示为：
26、s3.1：数据缓存：触发事件发生时，将同步的iq数据缓存到指定的存储介质中；
27、s3.2：ddr存储实现：将iq数据写入ddr，通过dma控制器或axi接口进行高效数据传输；
28、s3.3：计数器设计：设计计数器记录每次触发，并将其存储在指定的寄存器或内存位置；
29、s3.4：存储优化：根据应用需求优化ddr或bram的使用，以平衡存储容量和访问速度；
30、s3.5：系统维护：监控和维护数据存储模块，处理可能出现的故障或性能问题。
31、作为优选，所述s4进一步表示为：
32、s4.1：计算方法：根据触发次数和每次触发存储的数据长度，计算出数据在存储模块中的起始地址，以上下模板进入模板再离开模板触发方式为例，以帧为单位，相应频点数据进行比较，当频谱数据大于上模板或者小于下模板时，比较输出信号compare_out[i]值为1，否则为0；
33、s4.2：fft算法：实现fft算法，计算频谱数据，此时会产生i路的比较值输出，将比较输出值取位或，得到compare_bit_out信号，以帧为单位进行检测，当一帧中存在compare_bit_out信号值为1，则该帧判决为离开模板，sign_out信号取值为“1”，否则该帧判决为进入模板，sign_out信号取值为“0”；
34、s4.3：点数n：fft处理的点数，根据数据帧的长度设定。例如，若数据帧长度为1024点，则进行1024点fft计算；
35、s4.4：数据格式：处理结果的数据格式应适配后续传输和展示的需求（如频谱图的格式）；
36、s4.5：性能测试：测试系统的实时处理能力和数据传输速度，确保系统能够在规定的时间内完成所有处理任务。
37、作为优选，所述q1进一步表示为：
38、q1.1：动态模式模板：根据输入数据自动生成或调整的模板，如自适应滤波器、动态特征匹配等；
39、q1.2：复合模式模板：由多个模板组合而成，用于复杂的匹配任务，如多层次特征提取；
40、q1.3：适应性：模本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于FPGA的多模式模板触发方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.一种基于FPGA的多模式模板分析方法，其特征在于：包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的多模式模板触发及再分析方法，其特征在于，所述S1进一步表示为：
4.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的多模式模板触发及再分析方法，其特征在于，所述S2进一步表示为：
5.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的多模式模板触发及再分析方法，其特征在于，所述S3进一步表示为：
6.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的多模式模板触发及再分析方法，其特征在于，所述S4进一步表示为：
7.根据权利要求2所述的一种基于FPGA的多模式模板触发及再分析方法，其特征在于，所述Q1进一步表示为：
8.根据权利要求2所述的一种基于FPGA的多模式模板触发及再分析方法，其特征在于，所述Q2进一步表示为：
9.根据权利要求2所述的一种基于FPGA的多模式模板触发及再分析方法，其特征在于，所述Q3进一步表示为：
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...【技术特征摘要】
1.一种基于fpga的多模式模板触发方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.一种基于fpga的多模式模板分析方法，其特征在于：包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种基于fpga的多模式模板触发及再分析方法，其特征在于，所述s1进一步表示为：
4.根据权利要求1所述的一种基于fpga的多模式模板触发及再分析方法，其特征在于，所述s2进一步表示为：
5.根据权利要求1所述的一种基于fpga的多模式模板触发及再分析方法，其特征在于，所述s3进一步表示为：
6.根据权利要求1所述的一种基...
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