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基于FPGA嵌入式的射电天文综合数字处理系统的

设计的开题报告

一、选题背景和意义

射电天文技术是研究宇宙的重要手段之一，涉及到频谱分析、信号

处理、数字成像等多个领域。近年来，射电天文技术得到了迅猛的发展，

现有的射电望远镜如FAST、SKA等都具有庞大的数据处理需求。

为了更好地实现射电天文数据的采集和处理，需要开发一种高效、

灵活、可扩展的综合数字处理系统。本课题旨在基于FPGA嵌入式技术，

设计一款针对射电天文综合数字处理的嵌入式系统，以满足对射电数据

处理的高效性和复杂性要求，进一步推动射电天文技术的进步和发展。

二、研究内容和方法

本课题的主要研究内容包括：

1.嵌入式系统硬件设计：基于FPGA芯片，设计高速数据采集、存

储、处理和输出功能，实现高效的数据处理。

2.嵌入式系统软件开发：采用Linux操作系统，编写C/C++程序，

实现数据处理算法和系统控制功能。

3.射电天文数据处理算法设计：研究射电天文数据处理算法，如

FFT、卷积等，利用FPGA并行运算能力进行优化。

研究方法主要包括：

1.文献调研：综合查阅国内外相关文献、论文和资料，了解目前射

电天文数据处理技术的最新发展情况和趋势，明确系统需求和设计目标。

2.硬件设计：选取合适的FPGA芯片，设计硬件电路，包括高速数

据采集模块、存储模块、数据处理模块等。选择合适的接口，实现与计

算机的数据传输。

3.软件开发：搭建开发环境，采用C/C++语言编写软件程序，实现

数据处理算法和系统控制功能。

4.系统测试：进行软、硬件联合测试，验证系统性能和稳定性。

三、进度计划

1.第一阶段（1周）：开题报告撰写和提交，确定选题和研究方法，

制定进度计划。

2.第二阶段（2周）：进行文献调研，了解射电天文数据处理的最

新研究进展，确定系统需求和设计目标。

3.第三阶段（4周）：进行系统硬件设计，包括选定FPGA芯片、

设计高速数据采集、存储和处理模块，实现与计算机的数据传输。

4.第四阶段（5周）：进行系统软件开发，搭建开发环境，采用

C/C++语言编写软件程序，实现射电天文数据处理算法和系统控制功能。

5.第五阶段（2周）：进行系统测试，验证系统性能和稳定性，修

改和优化系统及算法。

6.第六阶段（1周）：撰写论文和答辩准备。

四、预期成果

本课题预期达到以下成果：

1.设计出一款基于FPGA嵌入式的射电天文综合数字处理系统，包

括硬件设计和软件开发。

2.实现射电天文数据采集、存储、处理和输出功能，达到高效、灵

活、可扩展的要求。

3.研究射电天文数据处理算法，并利用FPGA并行运算能力进行优

化，提高数据处理效率和精度。

4.验证系统性能和稳定性，并撰写论文和准备答辩。