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啟發(fā)(fā)式研究

  • 基于CCSDS標(biāo)準(zhǔn)的幀同步算法研究及其FPGA實(shí)現(xiàn).rar

    隨著航天技術(shù)的發(fā)展,載人飛船、空間站等復(fù)雜航天器對(duì)空-地或空-空之間數(shù)據(jù)傳輸速率的要求越來(lái)越高。在此情況下,為了提高空間通信中數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕WC接收端分路系統(tǒng)能和發(fā)送端一致,必須要經(jīng)過(guò)幀同步。對(duì)衛(wèi)星基帶信號(hào)處理來(lái)說(shuō),幀同步是處理的第一步也是關(guān)鍵的一步。只有正確幀同步才能獲取正確的幀數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。因此,幀同步的效率,將直接影響到整個(gè)衛(wèi)星基帶信號(hào)處理的結(jié)果。 @@ 本設(shè)計(jì)在研究CCSDS標(biāo)準(zhǔn)及幀同步算法的基礎(chǔ)上,利用硬件描述語(yǔ)言及ISE9.2i開發(fā)平臺(tái)在基于FPGA的硬件平臺(tái)上設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了單路數(shù)據(jù)輸入及兩路合路數(shù)據(jù)輸入的幀同步算法,并解決了其中可能存在的幀滑動(dòng)及模糊度問(wèn)題。在此基礎(chǔ)之上,針對(duì)兩路合路輸入時(shí)可能存在的兩路輸入不同步或幀滑動(dòng)在兩路中分布不均勻問(wèn)題,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了兩路并行幀同步算法,并利用ModelSim SE 6.1f工具對(duì)上述算法進(jìn)行了前仿真和后仿真,仿真結(jié)果表明上述算法符合設(shè)計(jì)要求。 @@ 本論文首先介紹了課題研究的背景及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,其次介紹了與本課題相關(guān)的基礎(chǔ)理論及系統(tǒng)的軟硬件結(jié)構(gòu)。然后對(duì)單路數(shù)據(jù)輸入幀同步、兩路數(shù)據(jù)合路輸入幀同步和兩路并行幀同步算法的具體設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明,并給出了后仿真結(jié)果及結(jié)果分析。最后,對(duì)論文工作進(jìn)行了總結(jié)和展望,分析了其中存在的問(wèn)題及需要改進(jìn)的地方。 @@關(guān)鍵詞 FPGA;CCSDS;幀同步:模糊度;幀滑動(dòng)

    標(biāo)簽: CCSDS FPGA 標(biāo)準(zhǔn)

    上傳時(shí)間: 2013-06-11

    上傳用戶:liglechongchong

  • 基于USB和FPGA技術(shù)的激光打標(biāo)控制卡的研究與開發(fā).rar

    激光打標(biāo)是指利用高能量密度的激光束在物件表面作永久性標(biāo)刻。激光打標(biāo)以其“打標(biāo)速度快、性能穩(wěn)定、打標(biāo)質(zhì)量好”等優(yōu)勢(shì),獲得了日益廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的激光打標(biāo)系統(tǒng)一般是基于ISA總線或PCI總線的,運(yùn)動(dòng)控制卡必須插在計(jì)算機(jī)的PCI插槽內(nèi),且不支持熱捅拔,影響了控制卡的穩(wěn)定性;以單片機(jī)為主控制器的激光打標(biāo)控制卡雖然成本低、運(yùn)行可靠,但由于其運(yùn)算速度慢、存儲(chǔ)容量有限,限制了它的應(yīng)用范圍。 運(yùn)動(dòng)控制卡是激光打標(biāo)系統(tǒng)的核心組成部分。本文設(shè)計(jì)了一種新型的基于USB總線,以FPGA為主控單元的振鏡掃描式激光打標(biāo)控制卡,它利用了USB總線高速、穩(wěn)定、易用和FPGA資源豐富、處理能力強(qiáng)、易擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn),將PC機(jī)強(qiáng)大的信息處理能力與運(yùn)動(dòng)控制卡的運(yùn)動(dòng)控制能力相結(jié)合,具有信息處理能力強(qiáng)、開放程度高、使用方便的特點(diǎn)。 本文首先介紹了激光打標(biāo)的原理,激光打標(biāo)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及激光打標(biāo)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)。在對(duì)USB總線技術(shù)作了簡(jiǎn)要介紹后,詳細(xì)討論了激光打標(biāo)控制卡的硬件電路設(shè)計(jì),包括USB接口電路,F(xiàn)PGA主控單元電路,D/A單元電路,存儲(chǔ)器電路,I/O接口電路等。接著對(duì)USB接口單元的固件程序和FPGA中USB接口功能模塊、D/A寫控制功能模塊和SRAM讀寫控制功能模塊的程序做了詳細(xì)設(shè)計(jì),通過(guò)軟硬件調(diào)試,控制卡實(shí)現(xiàn)了USB通信,輸出兩路模擬信號(hào),SRAM數(shù)據(jù)讀寫,數(shù)字量輸入輸出等功能。

    標(biāo)簽: FPGA USB 激光打標(biāo)

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

    上傳用戶:prczsf

  • OFDM系統(tǒng)同步及解調(diào)的FPGA實(shí)現(xiàn).rar

    自20世紀(jì)80年代以來(lái),正交頻分復(fù)用技術(shù)不但在廣播式數(shù)字音頻和視頻領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,而且已經(jīng)成為無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)(例如IEEE802.11a和HiperLAN/2等)的一部分。OFDM由于其頻譜利用率高,成本低等原因越來(lái)越受到人們的關(guān)注。隨著人們對(duì)通信數(shù)據(jù)化、寬帶化、個(gè)人化和移動(dòng)化需求的增強(qiáng),OFDM技術(shù)在綜合無(wú)線接入領(lǐng)域?qū)?huì)獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。人們開始集中越來(lái)越多的精力開發(fā)OFDM技術(shù)在移動(dòng)通信領(lǐng)域的應(yīng)用,本文也是基于無(wú)線通信平臺(tái)上的OFDM技術(shù)的運(yùn)用。 本文的所有內(nèi)容都是建立在空地?cái)?shù)據(jù)無(wú)線通信系統(tǒng)下行鏈路FPGA實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)上的。本文作者的主要工作集中在鏈路接收端的FPGA實(shí)現(xiàn)和調(diào)試上。主要包括幀同步(時(shí)間同步)算法的研究與設(shè)計(jì)、OFDM頻率同步算法的研究與設(shè)計(jì)以及同步模塊、OFDM解調(diào)模塊、QAM解調(diào)模塊的FPGA實(shí)現(xiàn)。最終實(shí)現(xiàn)高速數(shù)字圖像傳輸系統(tǒng)下行鏈路在無(wú)線環(huán)境中連通。 對(duì)于無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)而言,多普勒頻移、收發(fā)設(shè)備的本地載頻偏差均可能破壞OFDM系統(tǒng)子載波之間的正交性,從而導(dǎo)致ICI,影響系統(tǒng)性能。另外,由于OFDM系統(tǒng)大多采用IFFT/FFT實(shí)現(xiàn)調(diào)制解調(diào),因此在接收方確定FFT的起點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)的正確解調(diào)也至關(guān)重要。同步技術(shù)即是針對(duì)系統(tǒng)中存在的定時(shí)偏差、頻率偏差進(jìn)行定時(shí)、頻偏的估計(jì)與補(bǔ)償,來(lái)減少各種同步偏差對(duì)系統(tǒng)性能的影響。在OFDM實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)中,同步技術(shù)是十分重要的一部分。本文花費(fèi)了三個(gè)章節(jié)闡述了同步技術(shù)的原理、算法和實(shí)現(xiàn)方法。 目前OFDM系統(tǒng)的載波同步方案,可以歸納為三大類:輔助數(shù)據(jù)類,盲估計(jì)類和基于循環(huán)前綴的半盲估計(jì)類。本文首先分析了各種載波同步方案的優(yōu)缺點(diǎn),并舉例說(shuō)明了各個(gè)載波同步方式的實(shí)現(xiàn)方法。然后具體闡述了本文在FPGA平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)的OFDM接收端同步的同步方式,包括其具體算法和FPGA實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)。本文所采用的幀同步和頻率同步方案都是采用輔助數(shù)據(jù)類的,在闡述其具體算法的同時(shí)對(duì)算法在不同參數(shù)和不同形式下的性能做出了仿真對(duì)比分析。 OFDM的解調(diào)采用FFT算法,在FPGA上的實(shí)現(xiàn)是十分方便的。本文主要闡述其實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu),重點(diǎn)放在提取有效數(shù)據(jù)部分有效數(shù)據(jù)位置的推導(dǎo)過(guò)程。最后介紹了本文實(shí)現(xiàn)QAM軟解調(diào)的解調(diào)方法。 本文闡述算法采用先提出原理,然后給出具體公式,再根據(jù)公式中的系數(shù)和變量分析算法性能的方式。在闡述實(shí)現(xiàn)方式時(shí)首先給出實(shí)現(xiàn)框圖,然后對(duì)框圖中比較重要或者復(fù)雜的部分進(jìn)行詳細(xì)闡述。在介紹完每個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)方式之后給出了仿真或者上板結(jié)果,最后再給出整體測(cè)試結(jié)果。

    標(biāo)簽: OFDM FPGA

    上傳時(shí)間: 2013-06-26

    上傳用戶:希醬大魔王

  • 基于FPGA的任意波形發(fā)生器的研究與設(shè)計(jì).rar

    隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,電子測(cè)量技術(shù)被廣泛應(yīng)用在電子、機(jī)械、醫(yī)療、測(cè)控及航天等各個(gè)領(lǐng)域,而電子測(cè)量技術(shù)要用到各種形式的高質(zhì)量信號(hào)源,因此任意波形發(fā)生器的研制就具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文便是基于DDS(DirectDigitalSynthesis)技術(shù)進(jìn)行任意波形發(fā)生器研制的。要求可以產(chǎn)生正弦波、方波、三角波與鋸齒波等常規(guī)波形,而且能夠產(chǎn)生任意波形,從而滿足研究的需要。具體工作如下: (一)介紹國(guó)內(nèi)外關(guān)于任意波形發(fā)生器研究的發(fā)展情況,闡述頻率合成技術(shù)的各種方式與技術(shù)對(duì)比情況,并選定直接數(shù)字頻率合成技術(shù)進(jìn)行研制。 (二)介紹系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)構(gòu)成與功能實(shí)現(xiàn),并對(duì)系統(tǒng)部件進(jìn)行逐一細(xì)述。選用單片機(jī)作為控制模塊,使用FPGA實(shí)現(xiàn)DDS功能作為技術(shù)核心,并對(duì)外圍電路的設(shè)計(jì)與接口技術(shù)進(jìn)行分析。 (三)講述DDS的工作原理、工作特點(diǎn)與技術(shù)指標(biāo),并基于FPGA芯片EP1C3T144C8進(jìn)行設(shè)計(jì),通過(guò)使用相位累加器與波形ROM等模塊,實(shí)現(xiàn)DDS功能。同時(shí)輔以使能模塊與行列式鍵盤,實(shí)現(xiàn)各種波形的靈活輸出。 (四)給出系統(tǒng)產(chǎn)生的測(cè)試數(shù)據(jù),并對(duì)影響頻譜純度的雜散與噪聲產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析。

    標(biāo)簽: FPGA 任意波形發(fā)生器

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

    上傳用戶:diets

  • 基于FPGA的軟件無(wú)線電數(shù)字接收機(jī)的研究.rar

    在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中,數(shù)字化已經(jīng)成為發(fā)展的必然趨勢(shì),接收機(jī)數(shù)字化是電子系統(tǒng)數(shù)字化中的一項(xiàng)重要內(nèi)容,對(duì)數(shù)字化接收機(jī)的研究具有重要的意義。隨著數(shù)字化理論和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展,高速的中頻數(shù)字化接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)已經(jīng)成為可能。本文研究了一種基于FPGA的軟件無(wú)線電數(shù)字接收平臺(tái)的設(shè)計(jì),并著重研究了其中數(shù)字中頻處理單元的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。FPGA器件具有設(shè)計(jì)靈活、開發(fā)周期短和開發(fā)成本低等優(yōu)點(diǎn),所以廣泛應(yīng)用于各種通信系統(tǒng)中。相比于傳統(tǒng)的DSP串行結(jié)構(gòu),F(xiàn)PGA能夠進(jìn)行流水線性設(shè)計(jì),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行并行處理,所以FPGA在進(jìn)行數(shù)據(jù)量大,要求實(shí)時(shí)處理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)有很大的優(yōu)勢(shì)。 本文首先首先分析了軟件無(wú)線電當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)及技術(shù)現(xiàn)狀,針對(duì)存在的處理速度跟不上的DSP瓶頸問(wèn)題,提出了中頻軟件無(wú)線電的FPGA實(shí)現(xiàn)方案。本文以FPGA實(shí)現(xiàn)為重點(diǎn),在深入分析軟件無(wú)線電相關(guān)理論的基礎(chǔ)上,著重研究和完成了中頻軟件無(wú)線電數(shù)字接收平臺(tái)兩大模塊的FPGA實(shí)現(xiàn):數(shù)字下變頻相關(guān)模塊和數(shù)字調(diào)制解調(diào)模塊。其中,在深入研究數(shù)字下變頻實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,首先對(duì)數(shù)字下變頻模塊的數(shù)控振蕩器(NCO)采用了直接頻率合成技術(shù)(DDS)實(shí)現(xiàn),其頻率分辨率高,靈活,易于實(shí)現(xiàn);高效抽取濾波器組由積分梳狀濾波器(CIC),半帶濾波器(HB),F(xiàn)IR濾波器組成。對(duì)積分梳狀濾波器(CIC)本文采用了Hogenaur“剪除”理論對(duì)內(nèi)部寄存器的位寬進(jìn)行改進(jìn),極大地節(jié)約了資源,提高了運(yùn)行速率。對(duì)FIR濾波器和半帶濾波器采用了(DA)分布式算法,它的運(yùn)行速度只與數(shù)據(jù)的寬度有關(guān),只有加減法運(yùn)算和二進(jìn)制除法,既縮減了系統(tǒng)資源又大大節(jié)省了運(yùn)算時(shí)間,實(shí)現(xiàn)了高效的實(shí)時(shí)處理。對(duì)數(shù)字調(diào)制解調(diào)模塊,重點(diǎn)研究和完成了2ASK和2FSK的調(diào)制解調(diào)的FPGA實(shí)現(xiàn),模塊有很好的通用性,能方便地移植到其它的系統(tǒng)中。在文章的最后還對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了Matlab仿真,驗(yàn)證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想的正確性。在系統(tǒng)各個(gè)關(guān)鍵模塊的設(shè)計(jì)過(guò)程中,都是先依據(jù)一定的設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行verilog編程,然后再在Quartus軟件中編譯,時(shí)序仿真測(cè)試,并與Matlab仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性。

    標(biāo)簽: FPGA 軟件無(wú)線電 數(shù)字接收機(jī)

    上傳時(shí)間: 2013-05-18

    上傳用戶:450976175

  • DVB系統(tǒng)信道編碼的研究與FPGA實(shí)現(xiàn).rar

    數(shù)字圖像通信的最廣泛的應(yīng)用就是數(shù)字電視廣播系統(tǒng),與以往的模擬電視業(yè)務(wù)相比,數(shù)字電視在節(jié)省頻譜資源、提高節(jié)目質(zhì)量方面帶來(lái)了一場(chǎng)新的革命,而與此對(duì)應(yīng)的DVB(Digital Video Broadcasting)標(biāo)準(zhǔn)的建立更是加速了數(shù)字電視廣播系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用。DVB標(biāo)準(zhǔn)選定MPEG—2標(biāo)準(zhǔn)作為音頻及視頻的編碼壓縮方式,隨后對(duì)MPEG—2碼流進(jìn)行打包形成TS流(transport stream),進(jìn)行多個(gè)傳輸流復(fù)用,最后通過(guò)不同媒介進(jìn)行傳輸。在DVB標(biāo)準(zhǔn)的傳輸系統(tǒng)中,無(wú)論是衛(wèi)星傳輸,電纜傳輸還是地面?zhèn)鬏敚瑸榱吮U蠄D像質(zhì)量,使數(shù)字節(jié)目在傳輸過(guò)程中避免出現(xiàn)因受到各種信道噪聲干擾而出現(xiàn)失真的現(xiàn)象,都采用了信道編碼的方式來(lái)保護(hù)傳輸數(shù)據(jù)。信道編碼是數(shù)字通信系統(tǒng)中一個(gè)必需的、重要的環(huán)節(jié)。 信道編碼設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣決定了DVB系統(tǒng)的成功與否,本文重點(diǎn)研究了DVB系統(tǒng)中的信道編碼算法及其FPGA實(shí)現(xiàn)方案,主要進(jìn)行了如下幾項(xiàng)工作: 1)介紹了DVB系統(tǒng)信道編碼的基本概念及特點(diǎn),深入研究了DVB標(biāo)準(zhǔn)中信道編碼部分的關(guān)鍵技術(shù),并針對(duì)每個(gè)信道編碼模塊進(jìn)行工作原理分析、算法分析。 2)根據(jù)DVB信道編碼的特點(diǎn),重點(diǎn)對(duì)信道編碼中四個(gè)模塊,包括擾碼、RS編碼、卷積交織編碼和卷積編碼的FPGA硬件實(shí)現(xiàn)算法進(jìn)行了比較詳細(xì)的分析,并闡述了每個(gè)模塊及QPSK調(diào)制的設(shè)計(jì)方案及實(shí)現(xiàn)模塊功能的程序流程。 3)在RS(204,188)編碼過(guò)程中,利用有限域常數(shù)乘法器的特點(diǎn),對(duì)編碼器進(jìn)行了優(yōu)化,在很大程度上提高了編碼效率,卷積交織器部分采用RAM移位法,實(shí)現(xiàn)起來(lái)更為簡(jiǎn)單且節(jié)省了FPGA器件內(nèi)部資源。 4)設(shè)計(jì)以Altera公司的QuartusⅡ?yàn)殚_發(fā)平臺(tái),利用FPGA芯片EP1C6Q240C8完成了信道編碼各模塊及QPSK調(diào)制的硬件實(shí)現(xiàn),通過(guò)Verilog HDL描述和時(shí)序仿真來(lái)驗(yàn)證算法的可行性,并給出系統(tǒng)設(shè)計(jì)中減少毛刺的方法,使系統(tǒng)更為穩(wěn)定。最終的系統(tǒng)仿真結(jié)果表明該系統(tǒng)工作穩(wěn)定,達(dá)到了DVB系統(tǒng)信道編碼設(shè)計(jì)的要求。

    標(biāo)簽: FPGA DVB

    上傳時(shí)間: 2013-06-26

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  • 基于FPGA的3D頭盔顯示設(shè)備研究.rar

    圖像顯示器是人類接受外部信息的重要手段之一。而立體顯示則能再現(xiàn)場(chǎng)景的三維信息,提供場(chǎng)景更為全面、詳實(shí)的信息,在醫(yī)學(xué)、軍事、娛樂(lè)具有廣泛的應(yīng)用前景。而現(xiàn)有的3D立體顯示設(shè)備價(jià)格都比較貴,基于此,本人研究了基于SDRAM存儲(chǔ)器和FPGA處理器的3D頭盔顯示設(shè)備并且設(shè)計(jì)出硬件和軟件系統(tǒng)。該系統(tǒng)圖像效果好,并且價(jià)格成本便宜,從而具有更大的實(shí)用性。本文完成的主要工作有三點(diǎn): 1.設(shè)計(jì)了基于FPGA處理器和SDRAM存儲(chǔ)器的3D頭盔顯示器。該方案有別于現(xiàn)有的基于MCU、DSP和其它處理芯片的方案。本方案能通過(guò)線性插值算法把1024×768的分辨率變成800×600的分辨率,并能實(shí)現(xiàn)120HZ圖像刷新率,采用SDRAM作為高速存儲(chǔ)器,并且采用乒乓操作,有別于其它的開關(guān)左右眼視頻實(shí)現(xiàn)立體圖像。在本方案中每時(shí)每刻都是左右眼視頻同時(shí)輸出,使得使用者感覺(jué)不到視頻圖像有任何閃爍,減輕眼睛疲勞。本方案還實(shí)現(xiàn)了圖像對(duì)比對(duì)度調(diào)節(jié),液晶前照光調(diào)節(jié)(調(diào)節(jié)輸出脈沖的占空比),立體圖像源自動(dòng)識(shí)別,還有人性化的操作界面(OSD)功能。 2.完成了該系統(tǒng)的硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。從便攜性角度考慮,盡量減小PCB板面積,給出了它們?cè)敿?xì)的硬件設(shè)計(jì)電路圖。完成了FPGA系統(tǒng)的設(shè)計(jì),包括系統(tǒng)整體分析,各個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)原理和具體實(shí)現(xiàn)的方法。完成了單片機(jī)對(duì)AD9883的配置設(shè)計(jì)。 3.完成了本方案的各項(xiàng)測(cè)試和調(diào)試工作,主要包括:數(shù)據(jù)采集部分測(cè)試、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分測(cè)試、FPGA器件工作狀態(tài)測(cè)試、以電腦顯示器作為顯示器的聯(lián)機(jī)調(diào)試和以HX7015A作為顯示器的聯(lián)機(jī)調(diào)試,并且最終調(diào)試通過(guò),各項(xiàng)功能都滿足預(yù)期設(shè)計(jì)的要求。實(shí)驗(yàn)和分析結(jié)果論證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性和使用價(jià)值。 本文的研究與實(shí)現(xiàn)工作通過(guò)實(shí)驗(yàn)和分析得到了驗(yàn)證。結(jié)果表明,本文提出的由FPGA和SDRAM組成的3D頭盔顯示系統(tǒng)完全可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的立體視覺(jué)效果,從而可以將該廉價(jià)的3D頭盔顯示系統(tǒng)用于我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)中所需要的領(lǐng)域。

    標(biāo)簽: FPGA 顯示設(shè)備

    上傳時(shí)間: 2013-07-16

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  • 基于FPGA動(dòng)態(tài)重構(gòu)的故障容錯(cuò)技術(shù).rar

    可重構(gòu)計(jì)算技術(shù)兼具通用處理器(General-Purpose Processor,GPP)和專用集成電路(Application Specific Integr—ated Circuits,ASIC)的特點(diǎn),既可以提供硬件高速的特性,又具有軟件可以重新配置的特性。而動(dòng)態(tài)部分可重構(gòu)技術(shù)是可重構(gòu)計(jì)算技術(shù)的最新進(jìn)展之一。該技術(shù)的要點(diǎn)就是在系統(tǒng)正常工作的情況下,修改部分模塊的功能,而系統(tǒng)其它模塊能夠照常運(yùn)行,這樣既節(jié)約硬件資源,又增強(qiáng)了系統(tǒng)靈活性。 可重構(gòu)SoC既可以在處理器上進(jìn)行編程又可以改變FPGA內(nèi)部的硬件結(jié)構(gòu),這使得SoC系統(tǒng)既具有處理器善于控制和運(yùn)算的特點(diǎn),又具FPGA靈活的重構(gòu)特點(diǎn);由于處理器和FPGA硬件是在同一塊硅片上,使得它們之間的通信寬帶大大提高,這種平臺(tái)很適合于容錯(cuò)算法的實(shí)現(xiàn)。 本文基于863計(jì)劃項(xiàng)目;動(dòng)態(tài)重構(gòu)計(jì)算機(jī)的可信實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù),重點(diǎn)研究應(yīng)用于惡劣環(huán)境中FPGA自我容錯(cuò)的體系結(jié)構(gòu),提出了一套完整的SoC系統(tǒng)的容錯(cuò)設(shè)計(jì)方案,并研究其實(shí)現(xiàn)技術(shù),設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的硬件平臺(tái)和軟件算法,并驗(yàn)證成功。 論文取得了如下的創(chuàng)新性研究成果: 1、設(shè)計(jì)了實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)重構(gòu)技術(shù)的硬件平臺(tái),包括高性能的FPGA(內(nèi)含入式處理器PowcrPC)、PROM、SRAM、FLASH、串口通信等硬件模塊。 2、說(shuō)明了動(dòng)態(tài)重構(gòu)技術(shù)的設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)流程,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)重構(gòu)技術(shù)。 3、提出了一種基于動(dòng)態(tài)重構(gòu)實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)的方法,不需要外部處理器干預(yù),由嵌入式處理器負(fù)責(zé)管理整個(gè)過(guò)程。 4、設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了嵌入式處理器運(yùn)行時(shí)需要的軟件,主要有兩個(gè)功能,首先是從CF卡中讀入重構(gòu)所需的配置文件,并將配置文件寫進(jìn)FPGA內(nèi)部的配置存儲(chǔ)器中,改變FPGA內(nèi)部的功能。其次,是實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)技術(shù)的算法。

    標(biāo)簽: FPGA 動(dòng)態(tài) 容錯(cuò)技術(shù)

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

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  • 基于FPGA的小型CPU中通信協(xié)議的研究及IPCore的開發(fā).rar

    FPGA作為新一代集成電路的出現(xiàn),引起了數(shù)字電路設(shè)計(jì)的巨大變革。隨著FPGA工藝的不斷更新與改善,越來(lái)越多的用戶與設(shè)計(jì)公司開始使用FPGA進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā),因此,PFAG的市場(chǎng)需求也越來(lái)越高,從而使得FPGA的集成電路板的工藝發(fā)展也越來(lái)越先進(jìn),在如此良性循環(huán)下,不久的將來(lái),F(xiàn)PGA可以主領(lǐng)集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域。正是由于FPGA有著如此巨大的發(fā)展前景與市場(chǎng)吸引力,因此,本文采用FPGA作為電路設(shè)計(jì)的首選。 @@ 隨著FPGA的開發(fā)技術(shù)日趨簡(jiǎn)單化、軟件化,從面向硬件語(yǔ)言的VHDL、VerilogHDL設(shè)計(jì)語(yǔ)言,到現(xiàn)在面向?qū)ο蟮腟ystem Verilog、SystemC設(shè)計(jì)語(yǔ)言,硬件設(shè)計(jì)語(yǔ)言開始向高級(jí)語(yǔ)言發(fā)展。作為一個(gè)軟件設(shè)計(jì)人員,會(huì)很容易接受面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言。現(xiàn)在軟件的設(shè)計(jì)中,算法處理的瓶頸就是速度的問(wèn)題,如果采用專用的硬件電路,可以解決這個(gè)問(wèn)題,本文在第一章第二節(jié)詳細(xì)介紹了軟硬結(jié)合的開發(fā)優(yōu)勢(shì)。另外,在第一章中還介紹了知識(shí)產(chǎn)權(quán)核心(IP Core)的發(fā)展與前景,特別是IP Core中軟核的設(shè)計(jì)與開發(fā),許多FGPA的開發(fā)公司開始爭(zhēng)奪軟核的開發(fā)市場(chǎng)。 @@ 數(shù)字電路設(shè)計(jì)中最長(zhǎng)遇到的就是通信的問(wèn)題,而每一種通信方式都有自己的協(xié)議規(guī)范。在CPU的設(shè)計(jì)中,由于需要高速的處理速度,因此其內(nèi)部都是用并行總線進(jìn)行通信,但是由于集成電路資源的問(wèn)題,不可能所有的外部設(shè)備都要用并行總線進(jìn)行通信,因此其外部通信就需要進(jìn)行串行傳輸。又因?yàn)樾枰B接的外部設(shè)備的不同,因此就需要使用不同的串行通信接口。本文主要介紹了小型CPU中常用的三種通信協(xié)議,那就是SPI、I2C、UART。除了分別論述了各自的通信原理外,本文還特別介紹了一個(gè)小型CPU的內(nèi)部構(gòu)造,以及這三個(gè)通信協(xié)議在CPU中所處的位置。 @@ 在硬件的設(shè)計(jì)開發(fā)中,由于集成電路本身的特殊性,其開發(fā)流程也相對(duì)的復(fù)雜。本文由于篇幅的問(wèn)題,只對(duì)總的開發(fā)流程作了簡(jiǎn)要的介紹,并且將其中最復(fù)雜但是又很重要的靜態(tài)時(shí)序分析進(jìn)行了詳細(xì)的論述。在通信協(xié)議的開發(fā)中,需要注意接口的設(shè)計(jì)、時(shí)序的分析、驗(yàn)證環(huán)境的搭建等,因此,本文以SPI數(shù)據(jù)通信協(xié)議的設(shè)計(jì)作為一個(gè)開發(fā)范例,從協(xié)議功能的研究到最后的驗(yàn)證測(cè)試,將FPGA 的開發(fā)流程與關(guān)鍵技術(shù)等以實(shí)例的方式進(jìn)行了詳細(xì)的論述。在SPI通信協(xié)議的開發(fā)中,不僅對(duì)協(xié)議進(jìn)行了詳細(xì)的功能分析,而且對(duì)架構(gòu)中的每個(gè)模塊的設(shè)計(jì)都進(jìn)行了詳細(xì)的論述。@@關(guān)鍵詞:FPGA;SPI;I2C;UART;靜態(tài)時(shí)序分析;驗(yàn)證環(huán)境

    標(biāo)簽: IPCore FPGA CPU

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

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  • 基于DSPFPGA的1553B總線接口通訊模塊的研究和應(yīng)用.rar

    隨著我國(guó)國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程的不斷深化,MIL-STD-1553B標(biāo)準(zhǔn)總線已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種軍事應(yīng)用領(lǐng)域。MIL-STD-1553B標(biāo)準(zhǔn)總線是我國(guó)上世紀(jì)八十年代引進(jìn)的一種現(xiàn)代化通訊總線,國(guó)內(nèi)稱為GJB289A-97。該總線技術(shù)以其高穩(wěn)定性和使用靈活等特點(diǎn)成為現(xiàn)代航空電子綜合系統(tǒng)所廣泛采用的通訊總線技術(shù)。 1553B總線接口模塊作為總線通訊的基本單元,其性能成為影響航電綜合系統(tǒng)整體性能的一個(gè)關(guān)鍵因素。目前國(guó)內(nèi)關(guān)于1553B總線通訊模塊的對(duì)外接口類型較多,而基于嵌入式處理芯片的接口設(shè)計(jì)并不多見。嵌入式設(shè)備具有體積小、重量輕、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、功耗小、穩(wěn)定性好以及接口方便等優(yōu)點(diǎn)。 基于以上考慮,論文中提出了以DSP+FPGA為平臺(tái)實(shí)現(xiàn)MIL-STD-1553B總線的收發(fā)控制,通過(guò)收發(fā)控制器和變壓器實(shí)現(xiàn)MIL-STD-1553B總線的電氣連接。根據(jù)項(xiàng)目需求,設(shè)計(jì)分為硬件和軟件兩部分完成。在對(duì)MIL-STD-1553B總線協(xié)議進(jìn)行詳細(xì)研究后提出了總體設(shè)計(jì)方案原理圖。再根據(jù)方案需求設(shè)計(jì)各功能模塊。使用硬件描述語(yǔ)言VHDL對(duì)各功能模塊進(jìn)行邏輯和行為描述,最終實(shí)現(xiàn)在FPGA中,使其能夠完成1553B數(shù)據(jù)碼的接受、發(fā)送、轉(zhuǎn)換和與處理器的信息交換等功能。DSP部分采用的是TI公司的TMS320F2812,使用C語(yǔ)言進(jìn)行軟件的編譯,使其實(shí)現(xiàn)總體控制和通訊的調(diào)度等功能。 該方案經(jīng)過(guò)實(shí)際參與1553B總線通訊系統(tǒng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),證明各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到預(yù)定的目標(biāo),可以投入實(shí)際應(yīng)用。

    標(biāo)簽: DSPFPGA 1553B 總線接口

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

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