多功能車輛總線一類設備是一個在列車通信網(wǎng)(TCN，TrainCommunication Network)中普遍使用的網(wǎng)絡接口單元。目前我國的新式列車大多采用列車通信網(wǎng)傳輸列車中大量的控制和服務信息。但使用的列車通信網(wǎng)產品主要為國外進口，因此迫切需要研制具有自主知識產權的列車通信網(wǎng)產品。 論文以一類設備控制器的設計為核心，采取自頂向下的模塊設計方法。將設備控制器分為同步層和數(shù)據(jù)處理層來分別實現(xiàn)對幀的發(fā)送與接收處理和對幀數(shù)據(jù)的提取與存儲處理。 同步層包含幀的識別模塊、曼徹斯特譯碼模塊、曼徹斯特編碼與幀封裝三個模塊。幀識別模塊檢測幀的起始位并對幀類型進行判斷。譯碼模塊根據(jù)采集的樣本值來判斷曼徹斯特編碼的值，采樣的難點在于非理想信號帶來的采樣誤差，論文使用結合位同步的多點采樣法來提高采樣質量。幀分界符中的非數(shù)據(jù)符不需要進行曼徹斯特編碼，編碼時在非數(shù)據(jù)符位關閉編碼電路使非數(shù)據(jù)符保持原來的編碼輸出。 數(shù)據(jù)處理層以主控單元(MCU，Main Control Unit)和通信存儲器為設計核心。MCU是控制器的核心，對接收的主幀進行分析，判斷是從通信存儲器相應端口取出應答從幀并發(fā)送，還是準備接收從幀并存入通信存儲器。通信存儲器存儲設備的通信數(shù)據(jù)，合適的地址分配能簡化MCU的控制程序，論文固定了通信存儲器端口大小使MCU可以根據(jù)一個固定的公式進行端口的遍歷從而簡化了MCU程序的復雜度。數(shù)據(jù)在傳輸中由于受到干擾和沖突等問題而出現(xiàn)錯誤，論文采用循環(huán)冗余檢驗碼結合偶檢驗擴展來對傳輸數(shù)據(jù)進行差錯控制。 最后，使用FPGA和硬件描述語言Verilog HDL開發(fā)出了MVB一類設備。目前該一類設備已運用在SS4G電力機車的制動控制單元(BCU．Brake Control Unit)中并在鐵道科學研究院通過了TCN通信測試。一類設備的成功研制為列車通信網(wǎng)中總線管理器等高類設備的開發(fā)奠定了堅實的基礎。
上傳時間： 2013-07-27
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在過去的十幾年間，F(xiàn)PGA取得了驚人的發(fā)展：集成度已達到1000萬等效門、速度可達到400～500MHz。隨著FPGA的集成度不斷增大，在高密度FPGA中，芯片上時鐘的分布質量就變得越來越重要。時鐘延時和時鐘相位偏移已成為影響系統(tǒng)性能的重要因素。現(xiàn)在，解決時鐘延時問題主要使用時鐘延時補償電路。 為了消除FPGA芯片內的時鐘延時，減小時鐘偏差，本文設計了內置于FPGA芯片中的延遲鎖相環(huán)，采用一種全數(shù)字的電路結構，將傳統(tǒng)DLL中的用模擬方式實現(xiàn)的環(huán)路濾波器和壓控延遲鏈改進為數(shù)字方式實現(xiàn)的時鐘延遲測量電路，和延時補償調整電路，配合特定的控制邏輯電路，完成時鐘延時補償。在輸入時鐘頻率不變的情況下，只需一次調節(jié)過程即可完成輸入輸出時鐘的同步，鎖定時間較短，噪聲不會積累，抗干擾性好。 在Smic0.18um工藝下，設計出的時鐘延時補償電路工作頻率范圍從25MHz到300MHz，最大抖動時間為35ps，鎖定時間為13個輸入時鐘周期。另外，完成了時鐘相移電路的設計，實現(xiàn)可編程相移，為用戶提供與輸入時鐘同頻的相位差為90度，180度，270度的相移時鐘；時鐘占空比調節(jié)電路的設計，實現(xiàn)可編程占空比，可以提供占空比為50/50的時鐘信號；時鐘分頻電路的設計，實現(xiàn)頻率分頻，提供1.5，2，2.5，3，4，5，8，16分頻時鐘。
標簽： FPGA 應用于 全數(shù)字 鎖相環(huán)
上傳時間： 2013-07-06
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回波消除器廣泛應用于公用電話交換網(wǎng)(PSTN)、移動通信系統(tǒng)和視頻電話會議系統(tǒng)等多種語音通信領域。在PSTN系統(tǒng)中，由于線路阻抗不匹配，遠端語音信號通過混合線圈時產生一定泄漏，一部分信號又傳回遠端，產生線路回波，回波的存在會嚴重影響語音通信質量。本文主要針對線路回波進行研究，設計并實現(xiàn)了滿足實用要求的基于FPGA平臺的回波消除器。 首先，對回波產生原理和目前幾種常用回波消除算法進行了分析，在研究自適應回波消除器的各個模塊，特別是深入分析各種自適應濾波算法和雙講檢測算法，綜合考慮各種算法的運算復雜度和性能的情況下，這里采用NLMS算法實現(xiàn)自適應回波消除器。針對傳統(tǒng)雙講檢測算法在近端語音幅度較低情況下容易產生誤判的情況，給出一種基于子帶濾波器組的改進雙講檢測算法。 本文首先使用C語言實現(xiàn)回波消除器的各個模塊，其中包括自適應濾波器、遠端檢測、雙講檢測、非線性處理和舒適噪聲產生模塊。經(jīng)過仿真測試，相關模塊算法能夠有效提高回波消除器性能。在此基礎上，本文使用硬件描述語言Veillog HDL，在QuartusⅡ和ModelSim軟件平臺上實現(xiàn)各功能模塊，并通過模塊級和系統(tǒng)級功能仿真以及時序仿真驗證，最終在現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Arrav，F(xiàn)PGA)平臺上實現(xiàn)回波消除系統(tǒng)。本文詳細闡述了基于FPGA的設計流程與設計方法，并描述了自適應濾波器、基于分布式算法FIR濾波器、除法器和有限狀態(tài)機的設計過程。 根據(jù)ITU-T G.168標準提出的測試要求，本文塒基于FPGA設計實現(xiàn)的自適應回波消除系統(tǒng)進行大量主客觀測試。經(jīng)過測試，各項性能指標均達到或超過G.168標準的要求，具有良好的回波消除效果。
上傳時間： 2013-06-18
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感應電機由于具有可靠性好、結構簡單、價格低廉和體積小等優(yōu)點，成為生產實踐中應用最廣泛的一種電動機。然而，感應電機是一個多變量、強耦合、非線性的時變系統(tǒng)，這使得感應電機的控制十分復雜，尤其是在對控制精度要求比較高的場合，設計出高精度的感應電機控制系統(tǒng)變得非常困難。 針對高精度感應電機控制較困難的問題，本文分析了感應電機的數(shù)學建模方法及電機控制策略問題。在對感應電機的數(shù)學模型進行了數(shù)學推導的基礎上，在Matlab/Simulink平臺上建立了感應電機的電機模型，提出了一種感應電機控制系統(tǒng)仿真建模的新方法。對常用的數(shù)字脈寬調制方法進行了數(shù)學推導及仿真研究，并將模糊控制理論應用于感應電機的變頻調速系統(tǒng)中，改善了傳統(tǒng)PI控制器超調較大、響應較慢、魯棒性差的缺點。仿真結果驗證模糊PI控制方案的優(yōu)越性。 在感應電機建模仿真的基礎上，根據(jù)高精度感應電機控制器的需求及FPGA的特點，本文提出感應電機控制器的的設計方案。按照FPGA模塊化設計思想，將整個系統(tǒng)進行了合理的劃分，對SVPWM、Park變換、模糊PI控制器、反饋速度測量等重要模塊的FPGA硬件實現(xiàn)算法進行了深入的研究。并在一些模塊算法的設計上提出了自己的思路。各模塊在Modelsim平臺上完成功能仿真后并下載到Spartan-3E開發(fā)板上完成硬件驗證。
上傳時間： 2013-04-24
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本文針對目前國內外基于FPGA實現(xiàn)模糊控制器的理論、EDA軟件工具的使用以及FPGA 技術的發(fā)展，對模糊控制器的設計作了有益的探索，并達到了預期的實驗效果。文章綜述了模糊控制理論的產生、發(fā)展、應用現(xiàn)狀以及今后的發(fā)展方向；介紹了模糊邏輯、模糊控制的基本原理和模糊控制器的結構；闡述了常規(guī)模糊控制器的設計過程。文章介紹了運用 VHDL語言進行模糊控制器的設計過程。對模糊控制過程中隸屬度函數(shù)的存儲采用了分段存儲法，其設計方法簡單，提高了運算速度和運算精度。采用了“最大－最小”函數(shù)法簡化了模糊控制規(guī)則的推理過程。運用“倒數(shù)相乘法”實現(xiàn)除法器的設計，能夠實現(xiàn)任意數(shù)的除法運算，且精度較高。并以模糊空調溫度控制器為例進行了理論說明和模糊設計，并給出了相應的VHDL代碼。整體設計及其各個模塊都在ALTERA公司的EDA 工具Quartus Ⅱ和Modelsim SE平臺上進行了邏輯綜合及功能時序仿真，綜合與仿真的結果表明，基于FPGA的模糊控制器芯片消耗較少的硬件資源，達到了較高的設計性能，在速度和資源利用率方面均達到了較優(yōu)的狀態(tài)，通過在 FPGA開發(fā)板上的驗證與測試，測試結果表明，所設計的模糊控制器可滿足實時模糊控制的要求。關鍵詞：模糊邏輯 模糊控制器 VHDL FPGA
上傳時間： 2013-04-24
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隨著數(shù)字信號處理技術和大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展以及軟件無線電技術的廣泛應用，中頻全數(shù)字解調技術得到了進一步的發(fā)展，在無線通信中得到了廣泛應用。論文簡要介紹了QPSK數(shù)字調制的基本原理，對QPSK中頻全數(shù)字解調器的...
上傳時間： 2013-05-30
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激光打標是一種利用高能量的激光束在打標物體表面刻下永久性標識的技術。與傳統(tǒng)的壓刻等方法相比，激光打標具有速度快、無污染、質量高、性能穩(wěn)定、不接觸物體表面等優(yōu)點。激光打標是目前工業(yè)產品標記的先進技術，是一種高效的標記方法。傳統(tǒng)的基于ISA總線、PCI總線或者USB總線的激光打標控制器增加了激光打標機的成本和體積。本文提出一種基于ARM+FPGA架構的嵌入式系統(tǒng)方案，主要的研究工作如下：首先，介紹了激光打標系統(tǒng)的組成，激光打標技術的發(fā)展現(xiàn)狀和激光打標機的原理。根據(jù)激光打標控制系統(tǒng)的功能要求和性能要求，提出了ARM+FPGA的總體設計，并簡要討論了ARM和FPGA的特點和優(yōu)勢。ARM處理器的主要功能是完成打標內容的輸入和變換處理，打標機參數(shù)的設置和控制打標。FPGA的作用是接收、存儲和轉換打標數(shù)據(jù)，然后產生控制信號去控制激光打標設備。然后，詳細討論了激光打標機控制器的硬件電路設計，包括ARM控制單元電路、FPGA控制單元電路和數(shù)模轉換模塊等。為了使控制器能夠長時間可靠穩(wěn)定地工作，還采取了隔離技術等許多抗干擾措施。完成了 FPGA中各個模塊的程序設計，利用Quartus Ⅱ軟件進行了仿真驗證，調試了控制器的功能。本文所設計的嵌入式激光打標控制器發(fā)揮了ARM和FPGA各自的優(yōu)勢。經(jīng)過在實際打標系統(tǒng)中的測試，證明本次設計的激光打標機控制器實現(xiàn)了預期的功能，取得了滿意的打標效果。關鍵詞：ARM，F(xiàn)PGA，激光打標，F(xiàn)IFO，CO2激光器，掃描振鏡系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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基于vhld的三層電梯控制器的設計，是關于EDA技術的，和CPLD也很相關。
上傳時間： 2013-06-26
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隨著各種通信系統(tǒng)數(shù)量的日益增多，為了充分地利用有限的頻譜資源，高頻譜利用率的調制技術不斷被應用。偏移正交相移鍵控(OQPSK: Offset QuadraturePhase Shift Keying)是一種恒包絡調制技術，具有較高的頻譜利用率和功率利用率，廣泛應用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)和地面移動通信系統(tǒng)。因此，對于OQPSK全數(shù)字解調技術的研究具有一定的理論價值。 本文以軟件無線電和全數(shù)字解調的相關理論為指導，成功設計并實現(xiàn)了基于FPGA的OQPSK全數(shù)字解調。論文介紹了OQPSK全數(shù)字接收解調原理和基于軟件無線電設計思想的全數(shù)字接收機的基本結構，詳細闡述了當今OQPSK數(shù)字解調中載波頻率同步、載波相位同步、時鐘同步和數(shù)據(jù)幀同步的一些常用算法，并選擇了相應算法構建了三種系統(tǒng)級的實現(xiàn)方案。通過MATLAB對解調方案的仿真和性能分析，確定了FPGA中的系統(tǒng)實現(xiàn)方案。在此基礎上，本文采用VerilogHDL硬件描述語言在Altera公司的Quartus II開發(fā)平臺上設計了同步解調系統(tǒng)中的各個模塊，還對各模塊和整個系統(tǒng)在ModelSim中進行了時序仿真驗證，并對設計中出現(xiàn)的問題進行了修正。最后，經(jīng)過FPGA調試工具嵌入式邏輯分析儀SignalTapⅡ的硬件實際測試，本文對系統(tǒng)方案進行了最終的改進與調整。 實際測試結果表明，本文的設計最終能夠達到了預期的指標和要求。本課題設計經(jīng)過時序和資源優(yōu)化后還可以向ASIC和系統(tǒng)級SOC轉化，以進一步縮小系統(tǒng)體積、降低成本和提高電路的可靠性，因此具有良好的實際應用價值。
上傳時間： 2013-07-14
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雷達是由許多具有不同功能的分立模塊組成作為一個非常復雜的系統(tǒng)，不同模塊之間必須按照一定的時序協(xié)調工作。雷達時序控制器以觸發(fā)脈沖的形式，為這些模塊提供工作所需的精確時序。現(xiàn)代雷達系統(tǒng)的時序控制主要采用MCU、 ...
上傳時間： 2013-07-05
上傳用戶：yhm_all
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