引 言
   　 確定性信號的不同時刻取值一般都具有較強的相關(guān)性；而干擾噪聲的隨機性較強，其不同時刻取值的相關(guān)性較差，利用這一差異可以把確定性信號和干擾噪聲區(qū)分開來。對于疊加了噪聲的信號x(t)，當其自相關(guān)函數(shù)Rx(τ)的延時τ較大時，隨機噪聲對Rx(τ)的貢獻很小，這時的Rx(τ)主要表現(xiàn)x(t)中包含的確定性信號的特征，例如直流分量，周期性分量的幅度和頻率等。而對于非周期性的隨機噪聲，當延時τ較大時，噪聲項的自相關(guān)函數(shù)趨向于零，這就從噪聲中把有用信號提取出來了。
    　利用FPGA強大的并行運算功能和其內(nèi)核中豐富的存儲器資源，很容易實現(xiàn)一些在分立元器件中難以實現(xiàn)的功能，例如高速的并行乘積運算，向存儲器儲存和調(diào)用數(shù)據(jù)等。利用這個優(yōu)勢可以將一些本來復雜的運算和數(shù)字邏輯大大的簡化在一塊芯片之中。
    　SoC(System on Chip)是20世紀90年代提出的概念，它是將多個功能模塊集成在一塊硅片上，提高芯片的集成度并減少了外設(shè)芯片的數(shù)量和相互之間在PCB上的連接，同時系統(tǒng)性能和功能都有很大的提高。隨著FPGA芯片工藝的不斷發(fā)展，設(shè)計人員在FPGA中嵌入軟核處理器成為可能，Altera和Xilinx公司相繼推出了SoPC(System on a Programmable Chip)的解決方案，它是指在FPGA內(nèi)部嵌入包括CPU在內(nèi)的各種IP組成一個完整的系統(tǒng)，在單片F(xiàn)PGA中實現(xiàn)一個完整得系統(tǒng)功能。
   　 與SoC相比，SoPC具有更高的靈活性，F(xiàn)PGA的可編程特性使之可以根據(jù)需要任意定制SoPC系統(tǒng)；與ASIC相比，SoPC具有設(shè)計周期短，設(shè)計成本低的優(yōu)勢同時開發(fā)難度也大大降低。

1 相關(guān)算法的分析及系統(tǒng)總體設(shè)計
1．1 相關(guān)算法
    隨機信號x(t)的自相關(guān)函數(shù)Rx(t1，t2)是其在時域特性的平均度量，它反應(yīng)同一隨機噪聲x(t)在不同時刻t1和t2取值的相關(guān)程度，其定義為：
   
    對于各態(tài)遍歷的平穩(wěn)隨機噪聲，其統(tǒng)計特征量與時間起點無關(guān)。令t1=t，t2=t-τ，則Rx(t1，tz)=Rx(t，t-r)，簡記為Rx(τ)：
   
    在連續(xù)域中自相關(guān)函數(shù)可以用積分表示為：
   
    在離散域中自相關(guān)函數(shù)的表現(xiàn)為數(shù)字累加和，即：
   
式中：N為累加平均的次數(shù)；k為延時序號。因為在FPGA等數(shù)字器件中自相關(guān)計算都是建立在數(shù)字離散域基礎(chǔ)上的。其中x(n)與x(n-k)時間的相隔即式(2)中τ的值為采樣時間間隔△t乘以延時數(shù)k，τ=△tk，在數(shù)字離散處理系統(tǒng)中τ的取值只能為△t的整數(shù)倍。根據(jù)數(shù)字相關(guān)量化噪聲導致的SNR的退化比的定義：
   　 D=模擬相關(guān)的SNR／數(shù)字相關(guān)的SNR (5)
  　  數(shù)字相關(guān)的SNR=6．02n+1．76(dB)，
  　  n=A／D轉(zhuǎn)換器的量化位數(shù) (6)
    　從上式可見，在保持模擬相關(guān)的SNR參數(shù)不變的情況下，有效地提高A／D轉(zhuǎn)換器的量化位數(shù)可以很好地減小SNR的退化比。
    　該設(shè)計的基本算法思想是：首先將A／D(Analogeto Digital)轉(zhuǎn)化得到的數(shù)字信號通過“乒乓”RAM進行緩沖，然后將數(shù)據(jù)送人乘法器中進行乘法運算，計算得到x(n)與x(n-k)的乘積，將N次乘積送入累加器相加得到以后，乘以1／N或者除以N即可得到式(4)。其具體流程圖如圖1所示。

1．2 總體實現(xiàn)思路
   　 相關(guān)算法整體設(shè)計思路如圖2所示。

   　 FLASH芯片 用于保存NiosⅡ中運行的程序代碼和FPGA中的配置數(shù)據(jù)。在SoPC Builder中定制NiosⅡ系統(tǒng)時集成了CFI(通用FLASH接口)控制器。這樣就可以很方便地使用FLASH芯片；SDRAM通常用于需要大量易失性存儲器且成本要求高的的應(yīng)用系統(tǒng)。SDRAM比較便宜，但需要實現(xiàn)刷新操作、行列管理、不同延遲和命令序列等邏輯。NiosⅡ系統(tǒng)中集成的SDRAM芯片接口能夠處理所有的SDRAM協(xié)議要求，使SDRAM的使用方便。