[发明专利]一种基于FPGA的N阶数据拟合方法及N阶数据拟合器

说明书

技术领域

    本发明属于数据处理领域，尤其涉及一种基于FPGA的N阶数据拟合方法及N阶数据拟合器。

背景技术

随着电子科学技术的飞速发展，现代电子产品几乎渗透到社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高。尤其是FPGA的出现，给数字系统的设计带来了很大的灵活性，传统的数字系统设计只能对电路板进行设计，通过设计及制作硬件电路来实现系统功能，而新的设计方法利用EDA工具，采用可编程器件，通过软件程序设计芯片来实现系统功能，以软件代替硬件。这样不仅可以通过芯片设计来实现多种数字逻辑系统功能，而且由于管脚定义的灵活性，大大减轻了电路设计和电路板设计的工作量和难度，从而有效地增强了设计。

在各个领域的实验中，实验和勘测常常会产生大量的数据。当然，想要知其变化的规律，就需要对这些测量数据进行曲线拟合。曲线拟合，俗称拉曲线，是一种把现有数据透过数学方法来代入一条数式的表示方式。科学和工程问题可以通过诸如采样、实验等方法获得若干离散的数据，根据这些数据，人们往往希望得到一个连续的函数（也就是曲线）或者更加密集的离散方程与已知数据相吻合，这过程就叫做数据拟合。数据拟合与数据插值的概念不同，它所处理的数据量大而且不能保证每一个数据点都没有误差，所以要求某一个拟合得到的函数严格通过每一个数据点是不合理的，而插值函数则必须通过每一个数据点。在实际问题中，通过观测数据能否正确揭示某些变量之间的关系，进而正确认识事物的内在规律和本质属性，所以采用数据拟合更加有现实意义，人们对其研究也在不断的深入。

现在，对实验数据值进行函数拟合观测其变化规律以获得信息模型是许多工程领域的一个核心问题。此外，为了适应这个多元化的世界中，为了满足各种各样的应用领域的要求，针对各种拟合方法的改进和研究也从未停止过。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于FPGA的N阶数据拟合方法，以解决对N阶拟合系数求解的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于FPGA的N阶数据拟合方法，包括如下步骤：

步骤S100，定义两个一维数组。

步骤S200，对两个一维数组中的存放信号分别初始化。

步骤S300，根据两个一维数组计算出N阶矩阵。

步骤S400，通过N阶矩阵计算出拟合系数。

优选的，所述步骤S100中定义两个一维数组的方法包括：对两个一维数组X和Y分别进行定义，同时还定义用于在N阶矩阵中各元素暂时存放的若干中间信号。

优选的，所述步骤S200中对一维数组中的信号初始化的方法包括：对用于在N阶矩阵中的存放信号的元素赋予初始值，以及对两个一维数组中的X和Y中的各元素赋予一定的数值。

优选的，所述步骤S300中根据两个一维数组计算出N阶矩阵的方法包括：根据所述两个一维数组X和Y计算出N阶矩阵中的各元素，以获得N阶矩阵，即将所述两个一维数组X和Y的计算结果分别赋于相应中间信号。

优选的，所述步骤S400中通过N阶矩阵计算出拟合系数的方法包括：所述N阶矩阵通过除法计算出拟合系数。

优选的，所述数据拟合方法还包括：步骤S500，根据拟合系数通过最小二乘法获得N阶数据拟合曲线。

优选的，所述数据拟合方法还包括：步骤S600，对获得的拟合曲线进行仿真测试，以检测拟合的精确度。

优选的，所述N阶数据拟合为一阶数据拟合，该一阶数据拟合的方法，即

所述步骤S100中定义用于在一阶矩阵中各元素暂时存放的若干中间信号；以及所述步骤S200中信号初始化的方法包括：步骤S210，设置二阶矩阵，并对用于存放该二阶矩阵中的元素进行赋予初始值；步骤S220，对两个一维数组中的X的Y中的8个元素赋予一定的数值；且所述步骤S300获得一阶矩阵，以及所述步骤S400为一阶矩阵通过除法计算出拟合系数。

优选的，所述N阶数据拟合为二阶数据拟合，该二阶数据拟合的方法，即所述步骤S100中定义用于在二阶矩阵中各元素暂时存放的若干中间信号；以及所述步骤S200中信号初始化的方法包括：步骤S210’，设置三阶矩阵，并对用于存放该三阶矩阵中的元素进行赋予初始值；步骤S220’，对两个一维数组中的X和Y中的6个元素赋予一定的数值；且所述步骤S300获得二阶矩阵，以及所述步骤S400为二阶矩阵通过除法计算出拟合系数。

又一方面，本发明还提供了一种基于FPGA的N阶数据拟合器，以解决N阶数据进行拟合的技术问题。

为了解决上述技术问题，一种基于FPGA的N阶数据拟合器，包括：