本文的主要研究?jī)?nèi)容是利用FPGA平臺(tái)實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)絡(luò)接口。 首先,對(duì)論文的大致內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)做了簡(jiǎn)要介紹,并且比較分析了目前比較流行的網(wǎng)絡(luò)接口實(shí)現(xiàn)的三種方法,并以此為基礎(chǔ)提出了本文中重點(diǎn)介紹的基于FPGA 的網(wǎng)絡(luò)接口實(shí)現(xiàn)方法。 其次,介紹采用以FPGA 做為主控芯片控制8019AS 網(wǎng)絡(luò)控制芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)從網(wǎng)絡(luò)上接收數(shù)據(jù)幀的功能。FPGA 需要在上電時(shí)完成對(duì)于8019AS的初始化設(shè)置。在接收和發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文時(shí),對(duì)相應(yīng)的寄存器進(jìn)行控制和操作以完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的接收。對(duì)FPGA 與8019AS 之間的接口實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的描述。 最后,介紹了在FPGA 內(nèi)部對(duì)于接收到的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行TCP/IP協(xié)議分析的具體過(guò)程和實(shí)現(xiàn)方法。分別詳細(xì)介紹了接收模塊、發(fā)送模塊以及其中子模塊具體功能和實(shí)現(xiàn)方法。說(shuō)明了模塊之間相互觸發(fā)的具體關(guān)系?,F(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)接口一般是采用MCU 或者ARM 等專用控制芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)的,而此次課題以FPGA 作為主控芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接口以及部分TCP/IP 協(xié)議分析是一個(gè)創(chuàng)意。而且由于FPGA 多管腳可以靈活配置,也使得系統(tǒng)的可擴(kuò)展性有了很大的提高。
標(biāo)簽: FPGA 以太網(wǎng)絡(luò) 接口的設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-06-09
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隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,傳統(tǒng)的電機(jī)已無(wú)法滿足當(dāng)前工程的要求,其作用也由過(guò)去簡(jiǎn)單的起停控制、提供動(dòng)力上升到要求對(duì)其速度、位置、轉(zhuǎn)矩等進(jìn)行精確的控制,并能實(shí)現(xiàn)快速加速、減速、反轉(zhuǎn)以及準(zhǔn)確停止等,使被驅(qū)動(dòng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)符合于集的要求。在集成電路、現(xiàn)代電子技術(shù)及控制理論飛速發(fā)展的今天,電機(jī)控制技術(shù)也得到了飛快的發(fā)展,電機(jī)控制器也由模擬分立元件構(gòu)成的電路向數(shù)?;旌稀⑷珨?shù)字方向發(fā)展。本論文主要研究了FPGA芯片在電機(jī)控制器中的應(yīng)用。 論文首先對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了綜合性論述。對(duì)系統(tǒng)的組成、及系統(tǒng)中主要部分:如位置傳感器、逆變器和功率器件、供電直流電源進(jìn)行了較詳細(xì)的說(shuō)明;并且提出了與本研究相關(guān)的控制機(jī)理和實(shí)施方案。 其次,論文對(duì)FPGA芯片的特點(diǎn)及配置電路、以及以FPGA-FLEX10K10為核心的控制器電路的組成進(jìn)行了較詳細(xì)的論述;同時(shí)對(duì)超高速集成電路硬件描述語(yǔ)言(VHDL)的特點(diǎn)和應(yīng)用進(jìn)行了研究;并提出了應(yīng)用FPGA芯片對(duì)電機(jī)速度進(jìn)行控制的系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理。 論文還對(duì)FPGA芯片與DSP芯片共同完成電機(jī)控制的方案進(jìn)行了論述,利用ALTERA公司的FPGA芯片完成了電機(jī)控制器的設(shè)計(jì)、制造和調(diào)試,并在此基礎(chǔ)上分析研究了利用此控制器對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制的方法;兩種控制器共同工作,組合方便、功能強(qiáng)大,適合在高精度、高效、寬變速控制的應(yīng)用場(chǎng)合下,可對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)精度更高、策略更復(fù)雜的控制。 論文最后還對(duì)在具體產(chǎn)品中的應(yīng)用效果及行了簡(jiǎn)單分析。
標(biāo)簽: FPGA 電機(jī)控制器 中的應(yīng)用
上傳時(shí)間: 2013-08-04
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甚短距離傳輸(VSR)是一種用于短距離(約300 m~600m)內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓鈧鬏敿夹g(shù).它主要應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)、核心路由器(CR)、光交叉連接設(shè)備(OXC)、分插復(fù)用器(ADM)和波分復(fù)用(WDM)終端等不同層次設(shè)備之間的互連,具有構(gòu)建方便、性能穩(wěn)定和成本低等優(yōu)點(diǎn),是光通信技術(shù)發(fā)展的一個(gè)全新領(lǐng)域,逐漸成為國(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù),成為全光網(wǎng)的一個(gè)重要組成部分. 本文深入研究了VSR并行光傳輸系統(tǒng),完成了VSR技術(shù)的核心部分--轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),使用現(xiàn)場(chǎng)可編程陣列FPGA(Field Programmable GateArray)來(lái)完成轉(zhuǎn)換器電路的設(shè)計(jì)和功能實(shí)現(xiàn).深入研究現(xiàn)有VSR4-1.0和VSR4-3.0兩種并行傳輸標(biāo)準(zhǔn),在其技術(shù)原理的基礎(chǔ)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(tǒng)總吞吐量大的優(yōu)勢(shì),為將來(lái)向更高速率升級(jí)提供了依據(jù).根據(jù)萬(wàn)兆以太網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn)和傳輸要求,提出并設(shè)計(jì)了用VSR技術(shù)實(shí)現(xiàn)局域和廣域萬(wàn)兆以太網(wǎng)在較短距離上的高速互連的系統(tǒng)方案,成功地將VSR技術(shù)移植到萬(wàn)兆以太網(wǎng)上,實(shí)現(xiàn)低成本、構(gòu)建方便和性能穩(wěn)定的高速短距離傳輸. 本文所有的設(shè)計(jì)均在Altera Stratix GX系列FPGA的EP1SGX25F1020C7上實(shí)現(xiàn),采用Altera的Quartus Ⅱ開(kāi)發(fā)工具和 Verilog HDL硬件描述語(yǔ)言完成了VSR4-1.0轉(zhuǎn)換器集成電路和萬(wàn)兆以太網(wǎng)的SERDES的設(shè)計(jì)和仿真,并給出了各模塊的電路結(jié)構(gòu)和仿真結(jié)果.仿真的結(jié)果表明,所有的設(shè)計(jì)均能正確的實(shí)現(xiàn)各自的功能,完全能夠滿足10Gb/s高速并行傳輸系統(tǒng)的要求.
上傳時(shí)間: 2013-07-14
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本文分析了數(shù)字音頻處理技術(shù)中數(shù)字濾波器的各種傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)算法,尤其是研究了FIR數(shù)字濾波器的實(shí)現(xiàn)算法,在分析了數(shù)字濾波器的傳統(tǒng)算法的基礎(chǔ)上,針對(duì)家用和便攜式音頻處理系統(tǒng),提供一種基于FPGA的音頻處理器的實(shí)現(xiàn)方案,以適應(yīng)便攜式和家用設(shè)備對(duì)處理器體積和功耗小的發(fā)展要求.該方案對(duì)實(shí)現(xiàn)N階FIR數(shù)字濾波器的傳統(tǒng)算法進(jìn)行了改良,將濾波器的系數(shù)用浮點(diǎn)數(shù)表示法來(lái)表示,使得原本至少需要一個(gè)乘法器和一個(gè)加法器來(lái)實(shí)現(xiàn)濾波功能,現(xiàn)在僅需要若干次加法和移位運(yùn)算就可以實(shí)現(xiàn),很大程度降低了設(shè)計(jì)的復(fù)雜度和系統(tǒng)功耗,也減少了芯片的面積.同時(shí)采用硬件描述語(yǔ)言VHDL實(shí)現(xiàn)了音頻處理器各個(gè)模塊的設(shè)計(jì).
上傳時(shí)間: 2013-06-02
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本文主要闡述基于FPGA對(duì)IEEE802.3快速以太網(wǎng)MAC層功能的實(shí)現(xiàn).首先介紹了以太網(wǎng)協(xié)議以及快速以太網(wǎng)接入無(wú)源光網(wǎng)EPON的原理,然后重點(diǎn)闡述了MAC層的FPGA設(shè)計(jì)、仿真及測(cè)試.先總體介紹了對(duì)整個(gè)MAC系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、模塊劃分,再對(duì)各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的描述,接著介紹了開(kāi)發(fā)環(huán)境和驗(yàn)證工具,之后給出了測(cè)試方案,驗(yàn)證數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)結(jié)果及時(shí)序仿真波形圖.最后是對(duì)下一步將設(shè)計(jì)的MAC IP應(yīng)用于EPON的MAC層協(xié)議進(jìn)行了研究分析,通過(guò)數(shù)學(xué)推導(dǎo)和實(shí)例給出了MPCP的DBA算法,并討論了在MAC核中添加MPCP協(xié)議的實(shí)現(xiàn)方法.
標(biāo)簽: 802.3 FPGA MAC 快速以太網(wǎng)
上傳時(shí)間: 2013-06-10
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隨著國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不斷豐富,Intenret已經(jīng)從最初以學(xué)術(shù)交流為目的而演變?yōu)樯虡I(yè)行為,網(wǎng)絡(luò)安全性需求日益增加,高速網(wǎng)絡(luò)安全保密成為關(guān)注的焦點(diǎn),在安全得到保障的情況下,為了滿足網(wǎng)速無(wú)限制的追求,高速網(wǎng)絡(luò)硬件加密設(shè)備也必將成為需求熱點(diǎn)。另一方面,IPSec協(xié)議被廣泛的應(yīng)用于防火墻和安全網(wǎng)關(guān)中,但對(duì)IPSec協(xié)議的處理會(huì)大大增加網(wǎng)關(guān)的負(fù)載,成為千兆網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的瓶頸。本文便是針對(duì)上述現(xiàn)狀,研究基于高性能FPGA實(shí)現(xiàn)千兆IPSec協(xié)議的設(shè)計(jì)技術(shù)。 目前,國(guó)外IPSec協(xié)議實(shí)現(xiàn)已經(jīng)芯片化,達(dá)到幾千兆的速率,但是國(guó)內(nèi)產(chǎn)品多以軟件實(shí)現(xiàn),速度難以提高。本文采用的基于FPGA的IPSec技術(shù)方案,采用硬件實(shí)現(xiàn)隧道模式下的IPSec協(xié)議,為IP分組及其上層協(xié)議數(shù)據(jù)提供機(jī)密性、數(shù)據(jù)完整性驗(yàn)證以及數(shù)據(jù)源驗(yàn)證等安全服務(wù)。在以VPN為實(shí)施方案的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了以KDIPSec為設(shè)備原型以IPSec協(xié)議為出發(fā)點(diǎn)的千兆網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)環(huán)境模型,從硬件體系結(jié)構(gòu)到各個(gè)模塊的劃分以及各個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)的功能這幾個(gè)方面描述了KDIPSec實(shí)現(xiàn)技術(shù),最后描述了一些關(guān)鍵模塊的FPGA設(shè)計(jì)和和仿真。所有處理模塊均在Xilinx公司的FPGA芯片中實(shí)現(xiàn),處理速率超過(guò)1Gb/s。
標(biāo)簽: IPSec FPGA 協(xié)議 實(shí)現(xiàn)技術(shù)
上傳時(shí)間: 2013-07-03
上傳用戶:wfl_yy
本文提出了一種基于FPGA的細(xì)胞圖像識(shí)別系統(tǒng)方案,該系統(tǒng)中FPGA處于核心地位,F(xiàn)PGA采用Altera公司的EP1K100QC208-1芯片,構(gòu)造專用處理功能,實(shí)現(xiàn)彩色圖像灰度化、灰度變換、中值濾波、低通濾波、灰度圖像二值化等算法。這部分處理的數(shù)據(jù)量非常大,由于采用FPGA處理,產(chǎn)生的時(shí)延變得很?。蛔詈笙到y(tǒng)機(jī)進(jìn)行識(shí)別處理的是二值圖像,數(shù)據(jù)量也很小。所進(jìn)行的仿真實(shí)驗(yàn)取得了良好的效果,給出了部分源代碼和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。設(shè)計(jì)采用VHDL語(yǔ)言描述,并使用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)工具進(jìn)行了模擬和驗(yàn)證。
標(biāo)簽: FPGA 圖像識(shí)別 預(yù)處理 硬件
上傳時(shí)間: 2013-04-24
上傳用戶:xwd2010
本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種基于FPGA的DES加密系統(tǒng)。 概括起來(lái),本文主要完成了以下幾方面的主要工作:完成了DES加密系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)包括DES加密核心模塊,UART通信接口模塊和BLOCKRAM存儲(chǔ)模塊。以EITS2003開(kāi)發(fā)板為硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái),ISEwebpack為開(kāi)發(fā)軟件,用Verilog硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)并且實(shí)現(xiàn)了三大模塊的具體功能及整體連接。用PC,串口調(diào)試工具,UART通信接口和EITS2003開(kāi)發(fā)板測(cè)試并驗(yàn)證了整個(gè)系統(tǒng)的功能。探討了DES加密系統(tǒng)在軍事通信總站內(nèi)的應(yīng)用。
標(biāo)簽: FPGA DES 加密 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-06-14
上傳用戶:dancnc
本文研究數(shù)字音頻無(wú)線傳輸中的前向糾錯(cuò)(FEC)算法和電路的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn).在本文中介紹了一種基于Altera公司的FPGA Cyclone芯片的實(shí)現(xiàn)方案.文章首先介紹了本前向糾錯(cuò)系統(tǒng)采用的方案,然后從總體規(guī)劃的角度介紹了整個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、模塊劃分及所采用的設(shè)計(jì)方法和編程風(fēng)格.之后對(duì)各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的描述,并給出了測(cè)試數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)結(jié)果及時(shí)序仿真波形圖,并對(duì)設(shè)計(jì)的硬件下載驗(yàn)證進(jìn)行了詳細(xì)描述.本文對(duì)FEC中的主要功能模塊,諸如Reed-Solomon編解碼,交織與解交織,以及與外圍的接口電路等給出了基本算法以及基于FPGA及硬件描述語(yǔ)言的解決方法.
標(biāo)簽: FPGA 前向糾錯(cuò) 算法 電路設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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隨著移動(dòng)終端、多媒體、Internet網(wǎng)絡(luò)、通信,圖像掃描技術(shù)的發(fā)展,以及人們對(duì)圖象分辨率,質(zhì)量要求的不斷提高,用軟件壓縮難以達(dá)到實(shí)時(shí)性要求,而且會(huì)帶來(lái)因傳輸大量原始圖象數(shù)據(jù)帶來(lái)的帶寬要求,因此采用硬件實(shí)現(xiàn)圖象壓縮已成為一種必然趨勢(shì)。而熵編碼單元作為圖像變換,量化后的處理環(huán)節(jié),是圖像壓縮中必不可少的部分。研究熵編解碼器的硬件實(shí)現(xiàn),具有廣闊的應(yīng)用背景。本文以星載視頻圖像壓縮的硬件實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目為背景,對(duì)熵編碼器和解碼器的硬件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行探討,給出了并行熵編碼和解碼器的實(shí)現(xiàn)方案。熵編解碼器中的難點(diǎn)是huffman編解碼器的實(shí)現(xiàn)。在設(shè)計(jì)并行huffman編碼方案時(shí)通過(guò)改善Huffman編碼器中變長(zhǎng)碼流向定長(zhǎng)碼流轉(zhuǎn)換時(shí)的控制邏輯,避免了因數(shù)據(jù)處理不及時(shí)造成數(shù)據(jù)丟失的可能性,從而保證了編碼的正確性。而在實(shí)現(xiàn)并行的huffman解碼器時(shí),解碼算法充分利用了規(guī)則化碼書(shū)帶來(lái)的碼字的單調(diào)性,及在特定長(zhǎng)度碼字集內(nèi)碼字變化的連續(xù)性,將并行解碼由模式匹配轉(zhuǎn)換為算術(shù)運(yùn)算,提高了存儲(chǔ)器的利用率、系統(tǒng)的解碼效率和速度。在實(shí)現(xiàn)并行huffman編碼的基礎(chǔ)上,結(jié)合針對(duì)DC子帶的預(yù)測(cè)編碼,針對(duì)直流子帶的游程編碼,能夠?qū)D像壓縮系統(tǒng)中經(jīng)過(guò)DWT變換,量化,掃描后的數(shù)據(jù)進(jìn)行正確的編碼。同時(shí),在并行huffman解碼基礎(chǔ)上的熵解碼器也可以解碼出正確的數(shù)據(jù)提供給解碼系統(tǒng)的后續(xù)反量化模塊,進(jìn)一步處理。在本文介紹的設(shè)計(jì)方案中,按照自頂向下的設(shè)計(jì)方法,對(duì)星載圖像壓縮系統(tǒng)中的熵編解碼器進(jìn)行分析,進(jìn)而進(jìn)行邏輯功能分割及模塊劃分,然后分別實(shí)現(xiàn)各子模塊,并最終完成整個(gè)系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,用高級(jí)硬件描述語(yǔ)言verilogHDL進(jìn)行RTL級(jí)描述。利用了Altera公司的QuartusII開(kāi)發(fā)平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)輸入、編譯、仿真,同時(shí)還采用modelsim仿真工具和symplicity的綜合工具,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性。通過(guò)系統(tǒng)波形仿真和下板驗(yàn)證熵編碼器最高頻率可以達(dá)到127M,在62.5M的情況下工作正常。而熵解碼器也可正常工作在62.5M,吞吐量可達(dá)到2500Mbps,也能滿足性能要求。仿真驗(yàn)證的結(jié)果表明:設(shè)計(jì)能夠滿足性能要求,并具有一定的使用價(jià)值。
上傳時(shí)間: 2013-05-19
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