2020年中国研究生数学建模竞赛A题（ASIC芯片上的载波恢复DSP算法设计与实现）

武帅

2020年中国研究生数学建模竞赛A题（ASIC芯片上的载波恢复DSP算法设计与实现）


摘要：光数字信号处理（DSP）芯片是光传输领域里的“心脏”，这种芯片往往是基于专用集成电路（ASIC）实现的。例如，采用7nm芯片工艺制造的光传输芯片容量可以达到800Gbps，相当于单光纤可实现48Tbps的容量，保障了网络流量的爆发型增长。ASIC芯片的DSP算法设计通常包含两个主要步骤，第一步是根据信道损伤的物理模型设计补偿算法，此时只需要考虑浮点计算；第二步是根据芯片资源和功耗约束，将算法改造成ASIC芯片可实现的定点形式，此时需要将算法细化为芯片上最基本的乘、加等运算，并考虑定点量化噪声的影响。怎样权衡性能和资源，实现具体场景下的最优设计，是DSP芯片算法工程领域持久不变的课题。本题以oDSP中一种关键的载波恢复算法为例，探讨算法与芯片的最优工程设计。
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