現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)是近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的新型可編程器件。隨著它的不斷應(yīng)用和發(fā)展，也使電子設(shè)計(jì)的規(guī)模和集成度不斷提高。同時(shí)也帶來(lái)了電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)思想的不斷推陳出新。 隨著數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理的理論和技術(shù)廣泛的應(yīng)用于通訊、語(yǔ)音處理、計(jì)算機(jī)和多媒體等領(lǐng)域。快速傅里葉變換(FFT)作為數(shù)字信號(hào)處理的核心技術(shù)之一，是離散傅里葉變換的運(yùn)算時(shí)間縮短了幾個(gè)數(shù)量級(jí)。FFT已經(jīng)成為現(xiàn)代信號(hào)處理的重要理論之一。 該文的目的就是研究如何應(yīng)用FPGA實(shí)現(xiàn)FFT算法，研制具有自己知識(shí)產(chǎn)權(quán)的FFT信號(hào)處理器具有重要的理論意義和實(shí)用意義。 設(shè)計(jì)采用基4算法設(shè)計(jì)了一個(gè)具有實(shí)用價(jià)值的FFT實(shí)時(shí)硬件處理器。其中使用了改進(jìn)的CORDIC流水線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了FFT的蝶型運(yùn)算單元，將硬件不易于實(shí)現(xiàn)、運(yùn)算緩慢的乘法單元轉(zhuǎn)換成硬件易于實(shí)現(xiàn)、運(yùn)算快捷的加法單元。并根據(jù)基4算法的尋址特點(diǎn)設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)單快速的地址發(fā)生器。整體采用流水線的工作方式，并將雙端口RAM、只讀ROM全部?jī)?nèi)置在FPGA芯片內(nèi)部，使整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和處理速度得以提高。 整個(gè)設(shè)計(jì)利用ALTERA公司提供的QUARTUSⅡ4.0開發(fā)軟件，采用先進(jìn)的層次化設(shè)計(jì)思想，使用一片F(xiàn)PGA芯片完成了整個(gè)FFT處理器的電路設(shè)計(jì)。整體設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)時(shí)序仿真和硬件仿真，運(yùn)行速度達(dá)到100MHz以上。
上傳時(shí)間： 2013-07-01
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隨著集成電路頻率的提高和多核時(shí)代的到來(lái)，傳統(tǒng)的高速電互連技術(shù)面臨著越來(lái)越嚴(yán)重的瓶頸問(wèn)題，而高速下的光互連具有電互連無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，成為未來(lái)電互連的理想替代者，也成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。目前，由OIF(Optical Intemetworking Forum，光網(wǎng)絡(luò)論壇)論壇提出的甚短距離光互連協(xié)議，主要面向主干網(wǎng)，其延遲、功耗、兼容性等都不能滿足板間、芯片間光互連的需要，因此，研究定制一種適用于板級(jí)、芯片級(jí)的光互連協(xié)議具有非常重要的研究意義。 本論文將協(xié)議功能分為數(shù)據(jù)鏈路層和物理層來(lái)設(shè)計(jì)，鏈路層功能包括了協(xié)議原語(yǔ)設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)幀格式和數(shù)據(jù)傳輸流程設(shè)計(jì)，流量控制機(jī)制設(shè)計(jì)，協(xié)議通道初始化設(shè)計(jì)，錯(cuò)誤檢測(cè)機(jī)制設(shè)計(jì)和空閑字符產(chǎn)生、時(shí)鐘補(bǔ)償方式設(shè)計(jì)；物理層功能包含了數(shù)據(jù)的串化和解串功能，多通道情況下的綁定功能，數(shù)據(jù)編解碼功能等。 然后，文章采用FPGA(Field Programmable Gate Array,現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了定制協(xié)議的單通道模式。重點(diǎn)是數(shù)據(jù)鏈路層的實(shí)現(xiàn)，物理層采用定制具備其功能的IP(Intellectual Property,知識(shí)產(chǎn)權(quán))——RocketIO來(lái)實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，采用了Xilinx公司的ISE(Integrated System Environment,集成開發(fā)環(huán)境)開發(fā)流程，使用的設(shè)計(jì)工具包括:ISE，ModelSim，Synplify Pro,ChipScope等。 最后，本文對(duì)實(shí)現(xiàn)的協(xié)議進(jìn)行了軟件仿真和上扳測(cè)試，訪真和測(cè)試結(jié)果表明，實(shí)現(xiàn)的單通道模式，支持的最高串行頻率達(dá)到3.5GHz，完全滿足了光互連驗(yàn)證系統(tǒng)初期的要求，同時(shí)由RocketIO的高速串行差分口得到的眼圖質(zhì)量良好，表明對(duì)物理層IP的定制是成功的。
標(biāo)簽： FPGA 板級(jí) 光互連 協(xié)議研究
上傳時(shí)間： 2013-06-28
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隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的擴(kuò)展，電能的遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)、計(jì)算與收費(fèi)的方案逐步被采用，能源計(jì)量?jī)x表的數(shù)據(jù)自動(dòng)抄收及遠(yuǎn)傳系統(tǒng)的建設(shè)成為智能化住宅的基本配置之一。 本文針對(duì)校園的學(xué)生宿舍的電表收費(fèi)進(jìn)行了探討，到目前為止、按照收費(fèi)方式電子式電能表可以分為：接觸式和非接觸式的IC卡預(yù)付費(fèi)電表、復(fù)費(fèi)率電表、和分時(shí)預(yù)付費(fèi)的復(fù)費(fèi)率電表。針對(duì)這幾種電表的抄表方式也各不相同，預(yù)付費(fèi)電表主要是應(yīng)用IC卡充值的方法付費(fèi)、而復(fù)費(fèi)率的電表主要是采用人工抄表和布線抄表的方法、而分時(shí)預(yù)付費(fèi)復(fù)費(fèi)率的電表主要是使用IC卡充值之后，利用實(shí)時(shí)時(shí)鐘在用電峰谷時(shí)對(duì)存儲(chǔ)在電表能的金額進(jìn)行扣除。文中設(shè)計(jì)的自動(dòng)抄表系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)上述三種電表的抄錄工作，尤其是針對(duì)校園學(xué)生宿舍等應(yīng)用場(chǎng)所具用重要的意義。 文章提出了整體的方案設(shè)計(jì)，三級(jí)網(wǎng)絡(luò)分別應(yīng)用了無(wú)線傳輸和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆桨福鉀Q了遠(yuǎn)程電能計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的由集中器和采集器(采集終端)以及通信信道與抄表軟件組成的部分即：集中器到抄表中心的上行信道、集中器至采集器(采集終端)或水電氣表間的下行信道。在整體設(shè)計(jì)思路介紹之后，文章花主要篇幅分章節(jié)介紹了復(fù)費(fèi)率電能計(jì)量?jī)x表、基于arm和uclinux的無(wú)線收發(fā)集中控制器的軟硬件，上位機(jī)的主控界面的設(shè)計(jì)。其中電能表的開發(fā)分塊介紹了軟硬件的各個(gè)部分，集中控制器由于嵌入了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)uclinux，著重講述了基于操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序的開發(fā)，主站界面介紹了簡(jiǎn)單的測(cè)試程序。然后通過(guò)測(cè)試的結(jié)果說(shuō)明了課題設(shè)計(jì)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的基本采集和控制的情況，最后本文總結(jié)了研究的成果，并提出了改進(jìn)的方向。
標(biāo)簽： 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸 抄表系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程
上傳時(shí)間： 2013-07-04
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常模信號(hào)是一類非常重要的信號(hào)，而專門應(yīng)用于常模信號(hào)的常模算法[1]具有復(fù)雜度較低、實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較簡(jiǎn)單、對(duì)陣列模型的偏差不敏感等顯著的優(yōu)點(diǎn)。因此，常模算法引起了眾多學(xué)者的廣泛關(guān)注。近年來(lái)，常模算法在多用戶檢測(cè)領(lǐng)域[2]的研究越來(lái)越受到諸多學(xué)者的關(guān)注。不僅如此，常模算法在其他領(lǐng)域也是備受矚目，如常模算法在盲均衡以及波束形成等領(lǐng)域的應(yīng)用也是目前研究的熱點(diǎn)。除此之外，常模算法已經(jīng)不僅僅局限在應(yīng)用于常模信號(hào)，也可應(yīng)用于多模信號(hào)[3]等。 本文對(duì)常模算法在多用戶檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用以及FPGA[4]實(shí)現(xiàn)作了較多的研究工作，共分六章進(jìn)行闡述。第一章為緒論，介紹了論文相關(guān)背景和本文的結(jié)構(gòu)；第二章首先對(duì)常模算法作了理論分析，并改進(jìn)了傳統(tǒng)的2-2型常模算法，我們稱之為M2-2CMA，它在誤碼率性能上有一些改善；之后在MATLAB平臺(tái)上搭建了仿真平臺(tái)，分析了常模算法在多用戶檢測(cè)中的應(yīng)用；第三章研究了相關(guān)文獻(xiàn)，簡(jiǎn)單介紹了FPGA概念及其設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)方法，并對(duì)VerilogHDL以及Quartus軟件做了簡(jiǎn)要介紹；第四章則詳細(xì)介紹了常模算法的FPGA實(shí)現(xiàn)，用一種基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的方法確定了數(shù)據(jù)位長(zhǎng)及精度，提出了其實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)框圖，并詳細(xì)闡述了各主要模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，同時(shí)給出了最后的報(bào)告文件以及最高數(shù)據(jù)處理速度；第五章則在MATLAB平臺(tái)和QuartuslI的基礎(chǔ)上搭建了一個(gè)仿真平臺(tái)，借助于平臺(tái)分析了2-2型常模算法移植到FPGA平臺(tái)后的性能，對(duì)不同的精度對(duì)系統(tǒng)性能的影響做了討論，也統(tǒng)計(jì)了不同信噪比、多址干擾下的誤碼率性能。最后一章是對(duì)全文的總結(jié)和對(duì)未來(lái)的展望。
上傳時(shí)間： 2013-06-23
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近些年來(lái)，F(xiàn)PGA已經(jīng)成為現(xiàn)代電子、半導(dǎo)體行業(yè)的最重要組成部分之一，針對(duì)FPGA的綜合技術(shù)的研究是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的重要研究方向。邏輯綜合是FPGA綜合的重要步驟，它包括邏輯優(yōu)化和工藝映射。本文主要研究了針對(duì)一種新型ALM(Adaptive Logic Model)結(jié)構(gòu)FPGA的工藝映射算法。 論文首先對(duì)已有FPGA邏輯綜合技術(shù)進(jìn)行了全面的總結(jié)，從邏輯優(yōu)化和工藝映射兩個(gè)方面分析了傳統(tǒng)算法對(duì)ALM結(jié)構(gòu)FPGA的適應(yīng)性，通過(guò)分析我們得出結(jié)論，傳統(tǒng)的邏輯優(yōu)化算法仍然能夠適用于ALM結(jié)構(gòu)FPGA的邏輯綜合，而工藝映射算法則需要進(jìn)行改進(jìn)。 在以上分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)ALM結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，論文提出了一種以面積優(yōu)化為主，同時(shí)考慮延遲的針對(duì)ALM結(jié)構(gòu)FPGA的工藝映射算法——ALMmap。該算法包括幾個(gè)子算法，遞減迭代裝箱算法能夠很好的適應(yīng)ALM結(jié)構(gòu)的靈活性；通過(guò)ALM裝箱算法并加入共享輸入處理，將多個(gè)LUT裝入一個(gè)ALM結(jié)構(gòu)中；再匯聚路徑的處理有助于提高效率和減少面積；算法在已有的多級(jí)分解算法基礎(chǔ)上考慮了延遲因素，在不降低面積優(yōu)化效果的同時(shí)降低了延遲；通過(guò)全局優(yōu)化從全局范圍對(duì)面積進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化。 最后，我們對(duì)ALMmap算法與傳統(tǒng)算法進(jìn)行了測(cè)試與比較，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，ALMmap能夠很好的發(fā)揮ALM結(jié)構(gòu)的靈活性，考慮延遲的多級(jí)分解算法能夠很好的降低延遲，與傳統(tǒng)基于K-LUT的工藝映射算法相比，具有更好的面積與延遲綜合性能。
上傳時(shí)間： 2013-06-24
上傳用戶：hechao3225
如今IC設(shè)計(jì)進(jìn)入了SOC(System-on-chip)設(shè)計(jì)時(shí)代。SOC是指在單一芯片上集成了微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器、I/O接口等，可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、處理等功能的芯片。SOC設(shè)計(jì)是基于IP可重用性的設(shè)計(jì)過(guò)程。現(xiàn)在已有不少公司成功地開發(fā)了各種SOC總線規(guī)范，以便于IP核的可復(fù)用性設(shè)計(jì)。其中，ARM公司開發(fā)的AMBA(Advanced Microcontroller Bus Arehitecture)規(guī)范已經(jīng)成為嵌入式應(yīng)用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。嵌入式SOC芯片廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子產(chǎn)品中，近年來(lái)隨著彩屏手機(jī)、PDA等移動(dòng)終端的普及，液晶電視等平板顯示器件的推廣，液晶顯示器已經(jīng)逐漸取代CRT成為主流的顯示器件。LCD Driver IC作為液晶顯示器的重要部件，需求量也日益增大。嵌入式液晶顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是當(dāng)今SOC設(shè)計(jì)中不可缺少的部分，而基于AMBA總線規(guī)范的LCD顯示系統(tǒng)更是具備良好的性能和較大的潛力。 本文提出了一種基于AMBA總線規(guī)范的彩色TFT-LCD數(shù)字圖像顯示解決方案，硬件設(shè)計(jì)上包括APB存儲(chǔ)接口模塊、LCD控制模塊，并用VHDL硬件描述語(yǔ)言進(jìn)行了功能仿真，采用Mentor公司Modelsim5.8完成了系統(tǒng)功能驗(yàn)證；軟件設(shè)計(jì)上完成了基于SAMSUNG公司S6D0110 TFT-LCD驅(qū)動(dòng)芯片的測(cè)試程序的編寫和系統(tǒng)測(cè)試。本設(shè)計(jì)不需要掌握TFT-LCD內(nèi)部構(gòu)造，復(fù)雜的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)原理，只需要掌握AMBA總線規(guī)范和LCD的MPU并行接口時(shí)序，采用本課題設(shè)計(jì)出的LCD顯示控制模塊簡(jiǎn)單實(shí)用，便于推廣應(yīng)用。 本課題基于Xilinx公司的VirtexⅡ FF1152 PROTO開發(fā)平臺(tái)完成了軟件調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了TFT-LCD圖像顯示。調(diào)試結(jié)果表明硬件和軟件設(shè)計(jì)正確且取得了較為滿意的結(jié)果。
標(biāo)簽： TFTLCD 顯示系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-02
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隨著社會(huì)的進(jìn)步及移動(dòng)用戶的迅猛增長(zhǎng)，第三代移動(dòng)通信越來(lái)越受到各界的重視。多用戶檢測(cè)技術(shù)是第三代移動(dòng)通信中重要的技術(shù)之一；常規(guī)CDMA接收機(jī)采用匹配濾波器的結(jié)構(gòu)，但是這種結(jié)構(gòu)的接收機(jī)并沒(méi)有考慮到信道中多址干擾的存在，使彼此間影響減少來(lái)提高系統(tǒng)容量；而功控的方法也沒(méi)有從接收信號(hào)中真正去除多址干擾，只能緩解這種矛盾，不能從根本上解決問(wèn)題。要想真正消除干擾，大幅度提高系統(tǒng)容量，必須通過(guò)多址對(duì)消和多用戶檢測(cè)技術(shù)。 本文首先介紹了CDMA的基本原理和多用戶檢測(cè)的基本原理。然后重點(diǎn)介紹和分析各種多用戶檢測(cè)的原理，然后依據(jù)多用戶檢測(cè)的四個(gè)技術(shù)指標(biāo)對(duì)各種多用戶檢測(cè)的方法進(jìn)行比較，從中選擇實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，性能優(yōu)越的解相關(guān)檢測(cè)器來(lái)作為實(shí)現(xiàn)的標(biāo)的算法。 然后，本文重點(diǎn)研究分析解相關(guān)檢測(cè)器的原理，給出了實(shí)現(xiàn)解相關(guān)檢測(cè)器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程，其中包括硬件電路的搭建和軟件實(shí)現(xiàn)的方法。硬件電路是基于DSP(TI公司的TMS320C5402)和FPGA(Altera公司的EP1K10Q208-3)來(lái)完成。軟件部分主要采用C語(yǔ)言來(lái)完成。 本文系統(tǒng)研究了多用戶檢測(cè)技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)了解相關(guān)算法，在理論研究和實(shí)際應(yīng)用方面都有一定的價(jià)值。
上傳時(shí)間： 2013-07-29
上傳用戶：anpa
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活水平的逐步提高，購(gòu)置房屋和車輛的人越來(lái)越多，但安全問(wèn)題也給人們帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。與此同時(shí)，相應(yīng)的安全防盜系統(tǒng)也應(yīng)運(yùn)而生。目前市場(chǎng)上，低端的方案是利用單片機(jī)和通訊單元相結(jié)合構(gòu)成系統(tǒng)。這種系統(tǒng)雖然價(jià)格便宜，實(shí)現(xiàn)起來(lái)也相對(duì)簡(jiǎn)單，但是功能不夠完善，不能實(shí)現(xiàn)正真的影、音、像圖文全方位監(jiān)控。而高端的方案則使用專用集成電路，雖然功能強(qiáng)大，但是價(jià)格昂貴，并且對(duì)于新的接口標(biāo)準(zhǔn)存在兼容性問(wèn)題，而且也不易升級(jí)。 基于FPGA的安全監(jiān)控系統(tǒng)，是FPGA和通訊單元相結(jié)合的產(chǎn)物。其核心FPGA可多次配置，靈活性強(qiáng)，在性能和價(jià)格中找到一個(gè)很好的平衡。其易于維護(hù)和升級(jí)，以滿足市場(chǎng)上不斷推陳出的新的接口標(biāo)準(zhǔn)。 整個(gè)系統(tǒng)將是對(duì)視頻圖像處理、圖像加密技術(shù)、傳感器、PIC總線通訊等諸多技術(shù)的整合。而本文將側(cè)重于論述該系統(tǒng)中視頻圖像處理、控制接口和視頻傳送部分的內(nèi)容。全文分為五個(gè)章節(jié)，第一章簡(jiǎn)要介紹了視頻信號(hào)處理的原理和結(jié)構(gòu)，對(duì)一些專業(yè)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行介紹，并展示了通用的視頻處理過(guò)程。第二章針對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的案例，對(duì)視頻信號(hào)處理模塊的解決方案進(jìn)行論述，將實(shí)際的視頻信號(hào)處理劃分為轉(zhuǎn)換、計(jì)算和傳送三個(gè)子模塊，并且分別進(jìn)行功能介紹。第三章著重介紹視頻轉(zhuǎn)換和視頻計(jì)算兩大模塊，對(duì)相應(yīng)的接口配置和模塊主要代碼實(shí)現(xiàn)作了深入分析。第四章將論述視頻處理中的重要課題：數(shù)字圖像的壓縮技術(shù)，并對(duì)相應(yīng)的重要模塊和關(guān)鍵步驟作實(shí)際建模分析。第五章將探討視頻傳送的相關(guān)技術(shù)，介紹傳統(tǒng)的Camera-Link標(biāo)準(zhǔn)和最新的千兆以太網(wǎng)傳送標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)可行性應(yīng)用進(jìn)行了比較。
標(biāo)簽： FPGA 安全監(jiān)控 數(shù)字
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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波前處理機(jī)是自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)中實(shí)時(shí)信號(hào)處理和運(yùn)算的核心，隨著自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)得發(fā)展，波前傳感器的采樣頻率越來(lái)越高，這就要求波前處理機(jī)必須有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力以保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。在整個(gè)波前處理機(jī)的工作流程中，對(duì)CCD傳來(lái)的實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理是第一步，也是十分重要的一步。如果不能保證圖像處理的實(shí)時(shí)性，那么后續(xù)的處理過(guò)程都無(wú)從談起。因此，研制高性能的圖像處理平臺(tái)，對(duì)波前處理機(jī)性能的提高具有十分重要的意義。 論文介紹了本研究課題的背景以及國(guó)內(nèi)外圖像處理技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展?fàn)顩r，接著介紹了傳統(tǒng)的專用和通用圖像處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和模型，并通過(guò)分析DSP芯片以及DSP系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出了基于DSP和FPGA芯片的實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)基于PC機(jī)模式的圖像處理系統(tǒng)，發(fā)揮了DSP和FPGA兩者的優(yōu)勢(shì)，能更好地提高圖像處理系統(tǒng)實(shí)時(shí)性能，同時(shí)也最大可能地降低成本。 論文根據(jù)圖像處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的、應(yīng)用需求確定了器件的選型。介紹了主要的器件，接著從系統(tǒng)架構(gòu)、邏輯結(jié)構(gòu)、硬件各功能模塊組成等方面詳細(xì)介紹了DSP+FPGA圖像處理系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，并分析了包括各種參數(shù)指標(biāo)選擇、連接方式在內(nèi)的具體設(shè)計(jì)方法以及應(yīng)該注意的問(wèn)題。 論文在闡述傳輸線理論的基礎(chǔ)上，在制作PCB電路板的過(guò)程中，針對(duì)高速電路設(shè)計(jì)中易出現(xiàn)的問(wèn)題，詳細(xì)分析了高速PCB設(shè)計(jì)中的信號(hào)完整性問(wèn)題，包括反射、串?dāng)_等，說(shuō)明了高速PCB的信號(hào)完整性、電源完整性和電磁兼容性問(wèn)題及其解決方法，進(jìn)行了一定的理論和技術(shù)探討和研究。 論文還介紹了基于FPGA的邏輯設(shè)計(jì)，包括了圖像采集模塊的工作原理、設(shè)計(jì)方案和SDRAM控制器的設(shè)計(jì)，介紹了SDRAM的基本操作和工作時(shí)序，重點(diǎn)闡述系統(tǒng)中可編程器件內(nèi)部模塊化SDRAM控制器的設(shè)計(jì)及仿真結(jié)果。 論文最后描述了硬件系統(tǒng)的測(cè)試及調(diào)試流程，并給出了部分的調(diào)試結(jié)果。 該系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)有：實(shí)時(shí)性、高速性。硬件設(shè)計(jì)的執(zhí)行速度，在高速DSP和FPGA中實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理算法程序，保證了系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的實(shí)現(xiàn)；性價(jià)比高。自行研究設(shè)計(jì)的電路及硬件系統(tǒng)比較好的解決了高速實(shí)時(shí)圖像處理的需求。
標(biāo)簽： DSPFPGA 圖像處理 電路板 硬件設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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LAMOST(Large Sky Area Multi-Obiect Fiber Spectroscopy Telescope，大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡)需要對(duì)焦而上的4 000個(gè)光纖定位單元進(jìn)行精確定位，一個(gè)光纖定位單元需要兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)，即需要對(duì)8 000個(gè)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。如何對(duì)這8 000個(gè)電機(jī)進(jìn)行有效的控制，是本文主要的研究?jī)?nèi)容。 本義引入EDA(Electronic Design Automation)，技術(shù)，以FPGA和CAN總線為硬件載體來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。FPGA相比較于DSP，單片機(jī)而言，具有10管腳多，資源豐富，使用靈活等優(yōu)點(diǎn)，可以存片內(nèi)集成多個(gè)電機(jī)的摔制，這樣對(duì)于提高系統(tǒng)的集成度，節(jié)約成本無(wú)疑有著很大的幫助。 在電機(jī)的控制當(dāng)中，其失步和過(guò)沖會(huì)直接影響到系統(tǒng)的精度，所以需要對(duì)電機(jī)脈沖頻率加以控制，對(duì)于在平穩(wěn)狀態(tài)下能正常工作的電機(jī)，失步往往發(fā)生在啟動(dòng)停止等脈沖頻率突然發(fā)生改變的時(shí)刻。具體實(shí)現(xiàn)方法是通過(guò)實(shí)驗(yàn)找出一條理想的加減速曲線，再將曲線離散化，并把離散化后的加減速分頻系數(shù)存儲(chǔ)在FPGA片內(nèi)ROM里而，當(dāng)電機(jī)運(yùn)行到對(duì)應(yīng)的步數(shù)時(shí)，取出分頻系數(shù)來(lái)獲取對(duì)應(yīng)的運(yùn)行頻率。 在LAMOST觀測(cè)中，光纖定位單元的零位是個(gè)很重要的基準(zhǔn)，在每次觀測(cè)之前，電機(jī)都要回零，理論上電氣零位和機(jī)械零位在同一點(diǎn)上，如果電氣檢測(cè)到達(dá)零位則認(rèn)為已經(jīng)到達(dá)機(jī)械零位位置。但是實(shí)際中由于裝配等一些原因，可能會(huì)出現(xiàn)零位短路和零位斷路的情況。零位斷路是指電機(jī)處于機(jī)械零位，但是電氣不能檢測(cè)到；零位短路是指電機(jī)不在機(jī)械零位，但是電氣已經(jīng)檢測(cè)到處于零位。這兩種情況會(huì)造成越界和機(jī)械零位一直被擠壓的后果，有可能會(huì)損壞光纖定位單元，為了防止這些情況出現(xiàn)，軟件程序中加入了計(jì)數(shù)器，從而從有效地保護(hù)了光纖定位單元，同時(shí)將這些狀況向上反饋，以便維護(hù)和檢修。 在本文完成之時(shí)，能夠控制驅(qū)動(dòng)336個(gè)光纖定位單元的小系統(tǒng)已經(jīng)在北京天文臺(tái)興隆觀測(cè)站實(shí)際投入運(yùn)行，并于2007年5月28日獲得首條光譜，取得了不錯(cuò)的效果。
標(biāo)簽： 步進(jìn)電機(jī)控制 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
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