發光二極體(Light Emitting Diode, LED)為半導體發光之固態光源。它成為具省電、輕巧、壽命長、環保(不含汞)等優點之新世代照明光源。目前LED已開始應用於液晶顯示
上傳時間: 2013-04-24
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本文介紹了從人體采集到的脈搏波信號,由于脈搏波信號信噪比比較低,給后續參數的準確測量帶來了困難,所以對于噪聲干擾的去除是非常重要而必須的。其中脈搏波信號中常見的噪聲有工頻干擾、基線漂移、肢體抖
上傳時間: 2013-07-23
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用EDA 設計LED 漢字滾動顯示器原理 摘要:本文主要討論了使用EDA 工具設計漢字滾動顯示器的技術問題。文中首先描述了基于現場可編程門陣列(
上傳時間: 2013-04-24
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現代通信系統對帶寬和數據速率的要求越來越高,超寬帶(ultra-wideband,UWB)通信以其傳輸速率高、空間容量大、成本低、功耗低的優點,成為解決企業、家庭、公共場所等高速因特網接入的需求與越來越擁擠的頻率資源分配之間的矛盾的技術手段。 論文主要圍繞兩方面展開分析:一是介紹用于UWB無載波脈沖調制及直接序列碼分多址調制(DS-CDMA)的新型脈沖,即Hermite正交脈沖,并且分析了這種構建UWB多元通信和多用戶通信的系統性能。二是分析了UWB的多帶頻分復用物理層提案(MBOA)的調制技術,并在FPGA上實現了調制模塊。正交Hermite脈沖集被提出用于UWB的M元雙正交調制系統,獲得高數據速率。調整脈沖的脈寬因子和中心頻率能使脈沖滿足FCC的頻譜要求。M元雙正交調制的接收機需要M/2個相關器,遠比M元正交調制所需的相關器數量少。誤碼率一定時,維數M的增加可獲得高的比特率和低的信噪比。雖然高階的Hermite脈沖易受抖動時延的影響,但當抖動時延范圍小于0.02ns時,其影響較為不明顯。本文認為1~8階的Hermite脈沖皆可用,可構成16元雙正交系統。 正交Hermite脈沖集也可以構造UWB多用戶系統。各用戶的信息用不同的Hermite脈沖同時傳輸,其多用戶的誤比特率上限低于高斯單脈沖構成的PPM多用戶系統的誤比特率,所以其系統性能更優。正交Hermite脈沖還可以用于UWB的DS-CDMA調制,在8個脈沖可用的情況下,最多可容64個用戶同時通信。 基于MBOA提出的UWB物理層協議,本文用Verilog硬件語言實現了調制與解調結構,并用Modelsim做了時序驗證。用Verilog編程實現的輸出數據與Matlab生成的UWB建模的輸出結果一致。為了達到UWBMB-OFDM系統的FFT處理器的要求,一個混和基多通道流水線的FFT算法結構被提出。其有效的實現方法也被提出。這種結構采用多通道以獲得高的數據吞吐量。此外,它用于存儲和復數乘法器的硬件損耗相比其他的FFT處理器是最少的。高基的FFT蝶算減少了復數乘法器的數量。在132MHz的工作頻率下,整個128點FFT變換在此結構模式下只需要242.4ns,滿足了MBOA的要求。
上傳時間: 2013-07-29
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本文以數字信號處理系統為應用背景,圍繞基于FPGA的ⅡR數字濾波器的實現技術展開了研究。 首先以ⅡR數字濾波器的優化設計基本理論為依據,研究了在頻域上的最小均方誤差設計法和在時域上的最小平方誤差設計法。以四階和六階兩個ⅡR低通數字濾波器設計為例,利用Matlab軟件進行輔助設計,探討了濾波器的設計過程。 然后著重研究了FPGA的設計方法和設計流程,在設計中采用了層次化、模塊化的設計思想,將整個濾波器劃分為多個功能模塊,利用VHDL語言編程和原理圖兩種設計技術進行了ⅡR濾波器的各個功能模塊的設計,采用EPlCl2Q240器件實現了基于FPGA的二個二階節級聯型結構的四階ⅡR低通數字濾波器,并類推了設計六階ⅡR低通數字濾波器。最后用QuartusⅡ4.0軟件進行了綜合與仿真,用MATLAB7.0軟件對仿真結果進行了分析,最終在GW48-PK2開發系統中進行了硬件電路驗證,得出了實際濾波效果測試波形,驗證了所設計濾波器的正確性。 本設計對于用二階節級聯型結構構成的ⅡR數字濾波器硬件電路具有通用性,通過改變二階節級聯型結構的數量,可以構成任意偶數階的濾波器;同時,通過上模型中系數的變換,也可以構成相應階數的高通、帶通、帶阻等濾波器。
上傳時間: 2013-06-20
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建立在數據率轉換技術之上的寬帶數字偵察接收機要求能夠實現高截獲概率、高靈敏度、近乎實時的信號處理能力。雙信號數據率轉換技術是寬帶數字偵察接收機關鍵技術之一,是解決寬帶數字接收機中前端高速ADC采樣的高速數據流與后端DSP處理速度之間瓶頸問題的可行方案。測頻技術以及帶通濾波,即寬帶數字下變頻技術,是實現數據率轉換系統的關鍵技術。本文首先介紹了寬帶數字偵察接收關鍵技術之一的數據率轉換技術,著重研究了快速、高精度雙信號測頻算法以及實驗系統硬件實現。論文主要工作如下: (1)分析了現代電子偵察環境下的信號特征,指出寬帶數字接收機必須滿足寬監視帶寬、流水作業以及近實時的響應時間。給出了一種頻率引導式的數字接收機方案,簡要介紹這種接收機的關鍵技術——快速、高精度頻率估計以及高效的數據率轉換。 (2)介紹了FFT技術在測頻算法中的應用,比較了FFT專用芯片及其優點和缺點,指出為了滿足實時處理要求,必須選用FPGA設計FFT模塊。 (3)在分析常規的插值算法基礎上,提出了一種單信號的快速插值頻率估計方法,只需三個FFT變換系數的實部構造頻率修正項,計算量低。該方法具有精度高、測頻速率快的特點。 (4)基于DFT理論和自相關理論,提出了結合FFT和自相關的雙信號頻率估計算法。該方法先用DFT估計其中一個信號的頻率和幅度,以此頻率對信號解調并對消該頻率成分,最后利用自相關理論估計出另一個信號的頻率。 (5)基于DFT理論和FFT技術,研究了信號平方與FFT結合的雙信號頻率估計算法。根據信號中兩頻率分量的幅度比,只需一次一維平方信號譜峰搜索,就可以得到雙信號的和頻與差頻分量的估計值,并利用插值技術提高測頻精度。該算法能夠精確地估計頻率間隔小的雙信號頻率,且容易地擴展到復信號,FPGA硬件實現容易。 (6)基于現代譜分析理論,研究了基于AR(2)模型的雙信號頻率估計算法。方法在利用AR(2)模型系數估計雙正弦信號頻率之和的同時,利用FFT快速測頻算法估計其中強信號分量的頻率值。算法仿真驗證和性能分析表明了提出的算法能快速高精度地估計雙信號頻率。 (7)給出了基于頻譜重心算法的雷達雙信號頻率估計的FPGA硬件實現架構,并進行了時序仿真。 (8)討論了雙信號帶寬匹配接收系統的硬件設計方案,給出了快速測頻及帶寬估計模塊設計。
上傳時間: 2013-06-02
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自適應濾波器的硬件實現一直是自適應信號處理領域研究的熱點。隨著電子技術的發展,數字系統功能越來越強大,對器件的響應速度也提出更高的要求。 本文針對用通用DSP 芯片實現的自適應濾波器處理速度低和用HDL語言編寫底層代碼用FPGA實現的自適應濾波器開發效率低的缺點,提出了一種基于DSP Builder系統建模的設計方法。以隨機2FSK信號作為研究對象,首先在matlab上編寫了LMS去噪自適應濾波器的點M文件,改變自適應參數,進行了一系列的仿真,對算法迭代步長、濾波器的階數與收斂速度和濾波精度進行了研究,得出了最佳自適應參數,即迭代步長μ=0.0057,濾波器階數m=8,為硬件實現提供了參考。 然后,利用最新DSP Builder工具建立了基于LMS算法的8階2FSK信號去噪自適應濾波器的模型,結合多種EDA工具,在EPFlOKl00EQC208-1器件上設計出了最高數據處理速度為36.63MHz的8階LMS自適應濾波器,其速度是文獻[3]通過編寫底層VHDL代碼設計的8階自適應濾波器數據處理速度7倍多,是文獻[50]采用DSP通用處理器TMS320C54X設計的8階自適應濾波器處理速度25倍多,開發效率和器件性能都得到了大大地提高,這種全新的設計理念與設計方法是EDA技術的前沿與發展方向。 最后,采用異步FIFO技術,設計了高速采樣自適應濾波系統,完成了對雙通道AD器件AD9238與自適應濾波器的高速匹配控制,在QuartusⅡ上進行了仿真,給出了系統硬件實現的原理框圖,并將采樣濾波控制器與異步FIF0集成到同一芯片上,既能有效降低高頻可能引起的干擾又降低了系統的成本。
上傳時間: 2013-06-01
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甚短距離傳輸(VSR)是一種用于短距離(約300 m~600m)內進行數據傳輸的光傳輸技術.它主要應用于網絡中的交換機、核心路由器(CR)、光交叉連接設備(OXC)、分插復用器(ADM)和波分復用(WDM)終端等不同層次設備之間的互連,具有構建方便、性能穩定和成本低等優點,是光通信技術發展的一個全新領域,逐漸成為國際通用的標準技術,成為全光網的一個重要組成部分. 本文深入研究了VSR并行光傳輸系統,完成了VSR技術的核心部分--轉換器子系統的設計與實現,使用現場可編程陣列FPGA(Field Programmable GateArray)來完成轉換器電路的設計和功能實現.深入研究現有VSR4-1.0和VSR4-3.0兩種并行傳輸標準,在其技術原理的基礎上,提出新的VSR并行方案,提高了多模光纖帶的信道利用率,充分利用系統總吞吐量大的優勢,為將來向更高速率升級提供了依據.根據萬兆以太網的技術特點和傳輸要求,提出并設計了用VSR技術實現局域和廣域萬兆以太網在較短距離上的高速互連的系統方案,成功地將VSR技術移植到萬兆以太網上,實現低成本、構建方便和性能穩定的高速短距離傳輸. 本文所有的設計均在Altera Stratix GX系列FPGA的EP1SGX25F1020C7上實現,采用Altera的Quartus Ⅱ開發工具和 Verilog HDL硬件描述語言完成了VSR4-1.0轉換器集成電路和萬兆以太網的SERDES的設計和仿真,并給出了各模塊的電路結構和仿真結果.仿真的結果表明,所有的設計均能正確的實現各自的功能,完全能夠滿足10Gb/s高速并行傳輸系統的要求.
上傳時間: 2013-07-14
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近年來微光、紅外、X光圖像傳感器在軍事、科研、工農業生產、醫療衛生等領域的應用越來越為廣泛,但由于這些成像器件自身的物理缺陷,視覺效果很不理想,往往需要對圖像進行適當的處理,以得到適合人眼觀察或機器識別的圖像。因此,市場急需大量高效的實時圖像處理器能夠在傳感器后端對這類圖像進行處理。而FPGA的出現,恰恰解決了這個問題。 近十年來,隨著FPGA(現場可編程門陣列)技術的突飛猛進,FPGA也逐漸進入數字信號處理領域,尤其在實時圖像處理方面。Xilinx的研究表明,在2000年主要用于DSP應用的FPGA的發貨量,增長了50%;而常規的DSP大約增長了40%。由于FPGA可無比擬的并行處理能力,使得FPGA在圖像處理領域的應用持續上升,國內外,越來越多的實時圖像處理應用都轉向了FPGA平臺。與PDSP相比,FPGA將在未來統治更多前端(如傳感器)應用,而PDSP將會側重于復雜算法的應用領域。可以說,FPGA是數字信號處理的一次重大變革。 算法是圖像處理應用的靈魂,是硬件得以發揮其強大功能的根本。”共軛變換”圖像處理方法是一種新型的圖像處理算法,由鄭智捷博士上個世紀90年代初提出。這種算法使用基元形狀(meta-shape)技術,而這種技術的特征正好具備幾何與拓撲的雙重特性,使得大量不同的基于形態的灰度圖像處理濾波器可用這種方法實現。該種算法在空域進行圖像處理,無需進行大量復雜的算術運算,算法簡單、快速、高效,易于硬件實現。通過十多年來的實驗與實踐證明,在微光圖像,紅外圖像,X光圖像處理領域,”共軛變換”圖像處理方法確實有其獨特的優異性能。本篇論文就針對”共軛變換”圖像處理方法在微光圖像處理領域的應用,就如何在FPGA上實現”共軛變換”圖像處理方法展開研究。首先在Matlab環境下,對常用的圖像增強算法和”共軛變換”圖像處理方法進行了比較,并且在設計制作“FPGA視頻處理開發平臺”的基礎上,用VHDL實現了”共軛變換”圖像處理方法的基本內核并進行了算法的硬件實現與效果驗證。此外,本文還詳細地討論了視頻流的采集及其編碼解碼問題以及I2C總線的FPGA實現。
上傳時間: 2013-04-24
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本文將電路接口技術與硬件可編程技術相結合,提出了用可編程芯片來控制IDE硬盤進行高速數據記錄,能夠滿足機載數據記錄設備重量輕、容量大、速度快的要求。 論文對硬盤ATA接口標準進行了研究,對VHDL語言、現場可編程門陣列器件(FPGA)實現硬件電路的原理和方法進行了深入分析,在此基礎上完成了基于FPGA的數據記錄控制器的設計。文中選擇了具有低功耗、低成本、高性能的FPGA芯片(型號為CycloneEP1C3T144C8),將各功能模塊級聯成系統在該芯片上完成了控制器系統級的設計與仿真驗證,驗證結果表明了用FPGA實現高速數據記錄控制器的可行性。所設計的VHDL代碼經QuartusⅡ綜合、布局布線、管腳分配后,在FPGA內部可以達到104.46Mhz的電路工作速度,FPGA與硬盤之間采用ATA接口的UltraDMA模式2傳輸方式,可以達到33.3MByte/s的突發數據傳輸率。文中對所用到的FPGA設計技術給予了詳細說明,對各功能模塊的設計給予了詳細闡述,對關鍵設計給出了VHDL源代碼,還討論了FPGA設計中時序約束的作用,給出了本文所做時序約束的方法。 本文中所論述的工作對以后機載數據記錄系統的設計具有重要的鋪墊作用。文中在總結所做工作的同時,還對下一步工作提出了有益的建議。
上傳時間: 2013-08-05
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