Title of article :
Design and Implementation of Digital Demodulator For Frequency Modulated CW Radar
Author/Authors :
Mandal, A School of Information and Communication Technology - Gautam Buddha University, Greater Noida, India , Mishra, R School of Information and Communication Technology - Gautam Buddha University, Greater Noida, India
Abstract :
Radar Signal Processing has been an interesting area of research for realization of programmable
digital signal processor using VLSI design techniques. Digital Signal Processing (DSP) algorithms
have been an integral design methodology for implementation of high speed application specific realtime
systems especially for high resolution radar. In recent times, CORDIC algorithm is turned out to
be a huge researched outcome for its easy realizability in on-chip design in the field of vector rotated
DSP applications. In this paper, we propose a pipelined CORDIC architecture for digital demodulation
in high performance, low power frequency modulated CW Radar. A complex Digital Phase Locked
Loop (DPLL) has been used for digital demodulation with pipelined CORDIC module as its core
processing element. The FPGA implementation of CORDIC based design has been chosen because of
its inherent high throughput of system due to its pipelined architecture where latency is reduced in each
of the pipelined stage. Substantial amount of resource utilization has been reduced in proposed design.
For better loop performance of first order complex DPLL during demodulation, the convergence of the
CORDIC architecture is also optimized. Multiplierless BOXCAR filter has been incorporated at the
final stage of the design for better information recovery from narrow samples with little energy signal
and easy realization. Hardware synthesized result using Cadence design tools are presented.
Farsi abstract :
فرايند سيگنال رادار، زمينه تحقيقاتي جالبي براي درك فرايند سيگنال ديجيتال قابل برنامه ريزي شده با استفاده از روش طراحي VLSI مي باشد. الگوريتم هاي فرايند سيگنال ديجيتال (DSP) يك روش طراحي انتگرالي براي اجراي سيستم هاي ويژه سرعت بالا با زمان واقعي مخصوصا براي رادار با وضوح بالا را دارد. در زمان هاي اخير، الگوريتم CORDIC به دليل آسان بودن درك آن در طراحي روي تراشه(on-chip) در زمينه كاربردهاي DSP بردار چرخشي به نتيجه تحقيقاتي بزرگي تبديل شده است. در اين مقاله، ما معماري CORDIC خط لوله اي را براي كشف رمز ديجيتالي در رادار CW با عملكرد بالا و بسامد توان پايين پيشنهاد مي كنيم. يك حلقه قفل شده فاز ديجيتالي پيچيده براي كشف رمز ديجيتالي با ماژول CORDIC خط لوله اي به عنوان جزئ فرايندي هسته اي استفاده شده است. اجراي FPGA براي طراحي بر پايه CORDIC به علت توان ذاتي بالاي سيستم به دليل معماري خط لوله اي آن انتخاب شده است، جايي كه زمان تاخير در هر مرحله خط لوله كاهش مي يابد. ميزان قابل توجهي از استفاده از منابع در طرح پيشنهادي كاهش مي يابد. براي عملكرد بهترDPLL پيچيده درجه اول در مدت كشف رمز، همگرايي معماري CORDIC نيز بهينه شده است. فيلتر BOXCAR در مرحله نهايي طرح براي بازيافت اطلاعات از نمونه هاي باريك با سيگنال كم انرژي و فهم آسان تركيب شده است. نتيجه سنتز سخت افزاري با استفاده از ابزارهاي طرح Cadence ارائه شده است.
Keywords :
FMCW Radar , CORDIC , FPGA , DSP , Loop performance , DPLL
Journal title :
Astroparticle Physics