軟件無線電技術(shù)自20世紀(jì)90年代提出以后,在許多通信系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。本文研究了一種軟件無線電數(shù)字通信系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì),并著重研究了其中中頻處理單元的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。針對實(shí)際應(yīng)用,本文提出了一個(gè)基于FPGA和DSP的軟件無線電中頻/基帶數(shù)字化處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是所有的中頻信號處理算法全部由軟件實(shí)現(xiàn),它主要包括高速A/D、超大規(guī)模FPGA芯片、高速DSP芯片和外部存儲器等,其中超大規(guī)模FPGA芯片和高速的DSP芯片是系統(tǒng)的核心。DSP芯片采用的是TI公司的C6416,F(xiàn)PGA芯片采用的是Xilinx公司的XC2V2000FG676,既兼顧速度和靈活性,又具有較強(qiáng)的通用性。 本文根據(jù)“基于FPGA的中頻數(shù)字化處理平臺的建立及若干關(guān)鍵算法的實(shí)現(xiàn)”研究課題,主要完成了軟件無線電通信系統(tǒng)中頻數(shù)字化若干關(guān)鍵算法實(shí)現(xiàn)的任務(wù),具體包括通用數(shù)字中頻板的設(shè)計(jì)、中頻板上FPGA和DSP、D/A的接口設(shè)計(jì)、各種數(shù)字通信關(guān)鍵技術(shù)(數(shù)字上/下變頻、調(diào)制解調(diào)、信道編譯碼、交織解交織等)的FPGA實(shí)現(xiàn)。本文研究的系統(tǒng)分別在Matlab、ISE、Modelsim、Visual DSP++、ChipScope Pro等軟件中進(jìn)行了仿真和驗(yàn)證,并已交付使用。結(jié)果表明,本文提出的方案正確可行,達(dá)到了預(yù)定要求。本文的工作對其它軟件無線電系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)也具有較大的參考價(jià)值。
標(biāo)簽: FPGA 中頻數(shù)字化 關(guān)鍵算法
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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基于單片機(jī)的數(shù)控電流源 很好的文章 我是為了積分下東西的 對不起了
標(biāo)簽: 單片機(jī) 數(shù)控電流源
上傳時(shí)間: 2013-07-06
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本文進(jìn)行了基于FPGA的GPS直序偽碼擴(kuò)頻接收機(jī)的設(shè)計(jì)和數(shù)字化硬件實(shí)現(xiàn)。論文首先對GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)進(jìn)行了分析,并對與數(shù)字化接收機(jī)直接相關(guān)聯(lián)的GPS信號中頻部分結(jié)合實(shí)際系統(tǒng)要求進(jìn)行了設(shè)計(jì)和分析,由此確定了數(shù)字化偽碼捕獲跟蹤接收機(jī)研制的具體要求,之后完成了接收機(jī)中頻數(shù)字化方案設(shè)計(jì)。同時(shí)對偽碼捕獲跟蹤后端的載波捕獲跟蹤的實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行了描述和分析。最后利用EDA工具在FPGA芯片上實(shí)現(xiàn)了GPS數(shù)字化接收機(jī)的偽碼捕獲跟蹤。 受工作環(huán)境的制約,GPS衛(wèi)星接收機(jī)系統(tǒng)首先表現(xiàn)為功率受限系統(tǒng),接收機(jī)必須滿足在低信噪比條件下工作。同時(shí)接收機(jī)與衛(wèi)星間高動態(tài)產(chǎn)生的多普勒頻率,給接收機(jī)實(shí)現(xiàn)快速捕獲帶來了難度。通過仿真分析,綜合了實(shí)現(xiàn)難度和性能兩方面因素,針對小信噪比工作條件提出了改進(jìn)型的序貫偽碼捕獲實(shí)施方案。同時(shí)按照捕獲概率和時(shí)間的要求,對接收機(jī)偏壓、上、下門限、NCO增益等進(jìn)行了設(shè)計(jì)和仿真分析,確定了捕獲的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)方案,偽碼跟蹤采用超前滯后環(huán)方案。捕獲完成后可使本地偽碼與接收偽碼的相對誤差保持在±1/4碼元范圍內(nèi),而跟蹤環(huán)路的跟蹤范圍為±4/3碼元,保證了捕獲到跟蹤的可靠銜接,同時(shí)采用可變環(huán)路帶寬措施解決了跟蹤速度和精度的矛盾。 在數(shù)字化實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)中,給出了詳細(xì)的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)方案和分析,這樣在保證工作精度的同時(shí)盡量減少硬件資源的開銷,利用EDA工具,采用Veilog設(shè)計(jì)語言在Xilinx的VirtexII系列的XC2V500fg256的FPGA上完成數(shù)字化接收機(jī)偽碼捕獲跟蹤的實(shí)現(xiàn),并在其開發(fā)平臺上對數(shù)字化接收機(jī)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,在給定的工作條件下達(dá)到了設(shè)計(jì)性能和指標(biāo)要求。
標(biāo)簽: FPGA GPS 中頻 數(shù)字接收機(jī)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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隨著多媒體編碼技術(shù)的發(fā)展,視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)在很多領(lǐng)域都得到了成功應(yīng)用,如視頻會議(H.263)、DVD(MPEG-2)、機(jī)頂盒(MPEG-2)等等,而網(wǎng)絡(luò)帶寬的不斷提升和高效視頻壓縮技術(shù)的發(fā)展使人們逐漸把關(guān)注的焦點(diǎn)轉(zhuǎn)移到了寬帶網(wǎng)絡(luò)數(shù)字電視(IPTV)、流媒體等基于傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)上來。帶寬的增加為流式媒體的發(fā)展鋪平了道路,而高效的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)的出臺則是流媒體技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。H.264/AVC是由國際電信聯(lián)合會和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織共同發(fā)展的下一代視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)之一。新標(biāo)準(zhǔn)中采用了新的視頻壓縮技術(shù),如多模式幀間預(yù)測、1/4像素精度預(yù)測、整數(shù)DCT變換、變塊尺寸運(yùn)動補(bǔ)償、基于上下文的二元算術(shù)編碼(CABAC)、基于上下文的變長編碼(CAVLC)等等,這些技術(shù)的采用大大提高了視頻壓縮的效率,更有利于寬帶網(wǎng)絡(luò)數(shù)字電視(IPTV)、流媒體等基于傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)。 本文主要根據(jù)視頻會議應(yīng)用的需要對JM8.6代碼進(jìn)行優(yōu)化,目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)基于Baseline的低復(fù)雜度的CIF編碼器,并對部分功能模塊進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)方法上采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法,首先對H.264編碼器的C代碼和算法進(jìn)行優(yōu)化,并對優(yōu)化后的結(jié)果進(jìn)行測試比較,結(jié)果顯示在圖像質(zhì)量沒有明顯降低的情況下,H.264編碼器編碼CIF格式視頻每秒達(dá)到15幀以上,滿足了視頻會議應(yīng)用的實(shí)時(shí)性要求。然后,以C模型為參考對H.264編碼器的部分功能模塊電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用Verilog HDL實(shí)現(xiàn)了這些模塊,并在Quartus Ⅱ中進(jìn)行了綜合、仿真、驗(yàn)證。主要完成了Zig-zag掃描和CAVLC模塊的設(shè)計(jì),詳細(xì)說明模塊的工作原理和過程,然后進(jìn)行多組的仿真測試,結(jié)果與C模型相應(yīng)部分的結(jié)果一致,證明了設(shè)計(jì)的正確性。
上傳時(shí)間: 2013-06-11
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一般由信源發(fā)出的數(shù)字基帶信號含有豐富的低頻分量,甚至直流分量,這些信號往往不宜直接用于傳輸,易產(chǎn)生碼間干擾進(jìn)而直接影響傳輸?shù)目煽啃裕蚨獙ζ溥M(jìn)行編碼以便傳輸。傳統(tǒng)的井下信號在傳輸過程中普遍采用曼徹斯特碼的編解碼方式,而該方式的地面解碼電路復(fù)雜。FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)作為一種新興的可編程邏輯器件,具有較高的集成度,能將編解碼電路集成在一片芯片上,而HDB3碼(三階高密度雙極性碼)具有解碼規(guī)則簡單,無直流,低頻成份少,可打破長連0和提取同步方便等優(yōu)點(diǎn)。基于上述情況,本文提出了基于FPGA的}tDB3編譯碼設(shè)計(jì)方案。 該研究的總體設(shè)計(jì)方案包括用MATLAB進(jìn)行HDB3編譯碼算法的驗(yàn)證,基于FPGA的HDB3碼編譯碼設(shè)計(jì)與仿真,結(jié)果分析與比較三大部分。為了保證該設(shè)計(jì)的可靠性,首先是進(jìn)行編譯碼的算法驗(yàn)證;其次通過在FPGA的集成設(shè)計(jì)環(huán)境QuartusⅡ軟件中完成HDB3碼的編譯、綜合、仿真等步驟,通過下載電纜下載到特定的FPGA芯片上,用邏輯分析儀進(jìn)行時(shí)序仿真;最后將算法驗(yàn)證結(jié)果與仿真結(jié)果作一對比,分析該研究的可行性與可靠性。 研究表明,基于FPGA的HDB3編譯碼設(shè)計(jì)具有體積小,譯碼簡單,編程靈活,集成度高,可靠等優(yōu)點(diǎn)。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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使用Java語言有非常多的好處,如安全的對象引用、語言級支持多線程和跨平臺等特性。但是嵌入式系統(tǒng)中Java語言的應(yīng)用卻很少見,這是由于Java如下兩方面的不足: (1)Java虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)需要大量的硬件資源;(2)Java語言的運(yùn)行時(shí)間不可預(yù)測。 為此,本論文將實(shí)現(xiàn)一個(gè)能夠應(yīng)用在低端FPGA器件的實(shí)時(shí)Java虛擬機(jī)。論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下: 1.使用基于堆棧的RISC模型處理器實(shí)現(xiàn)CISC模型的JVM; 2.處理器微指令無任何相關(guān)性; 3.所設(shè)計(jì)的JVM能使Java程序擁有足夠的底層訪問能力。 論文的主要內(nèi)容和工作如下: 1.制定基于堆棧的RISC結(jié)構(gòu)處理器各級結(jié)構(gòu)。 2.設(shè)計(jì)簡潔高效的處理器微指令,并且微指令能夠滿足字節(jié)碼的需要。 3.制定Java字節(jié)碼到處理器代碼的轉(zhuǎn)換關(guān)系和快速轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。 4.設(shè)計(jì)中使用高速緩存,提高運(yùn)行速度。 5.優(yōu)化堆棧的硬件結(jié)構(gòu),使得出棧入棧操作更加簡潔快速。 6.設(shè)計(jì)一系列的本地方法,使得Java程序能夠直接訪問底層資源。 7.將Java類庫使用本地方法實(shí)現(xiàn)。 8.自定義程序在內(nèi)存中的結(jié)構(gòu),并使用裝載工具實(shí)現(xiàn)。 9.制定處理外圍數(shù)據(jù)處理機(jī)制,如IO和內(nèi)存接口10.制定中斷處理方式,并且實(shí)現(xiàn)軟中斷的機(jī)制。
上傳時(shí)間: 2013-06-11
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JPEG是聯(lián)合圖像專家組(Joint Picture Expert Group)的英文縮寫,是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)和CCITT聯(lián)合制定的靜態(tài)圖像壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)。JPEG的基于DCT變換有損壓縮具有高壓縮比特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用在數(shù)據(jù)量極大的多媒體以及帶寬資源寶貴的網(wǎng)絡(luò)程序中。 動態(tài)圖像的JPEG編解碼處理要求圖像恢復(fù)質(zhì)量高、實(shí)時(shí)性強(qiáng),本課題就是針對這兩個(gè)方面的要求展開的研究。該系統(tǒng)由圖像編碼服務(wù)器端和圖像解碼客戶端組成。其中,服務(wù)器端實(shí)時(shí)采集攝像頭傳送的動態(tài)圖像,進(jìn)行JPEG編碼,通過網(wǎng)絡(luò)傳送碼流到客戶端;客戶端接收碼流,經(jīng)過JPEG解碼,恢復(fù)出原始圖像送VGA顯示。設(shè)計(jì)結(jié)果完全達(dá)到了實(shí)時(shí)性的要求。 本文從系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的角度出發(fā),首先分析了系統(tǒng)開發(fā)平臺,介紹FPGA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及它的設(shè)計(jì)流程和指導(dǎo)原則;然后從JPEG圖像壓縮技術(shù)發(fā)展的歷程出發(fā),分析JPEG標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)高壓縮比高質(zhì)量圖像處理的原理;針對FPGA在算法實(shí)現(xiàn)上的特點(diǎn),以及JPEG算法處理的原理,按照編碼和解碼順序,研究設(shè)計(jì)了基于改進(jìn)的DA算法的FDCT和IDCT變換,以及按發(fā)生頻率進(jìn)行優(yōu)化的霍夫曼查找表結(jié)構(gòu),并且從系統(tǒng)整體上對JPEG編解碼進(jìn)行簡化,以提高系統(tǒng)的處理性能。最后,通過分析Nios嵌入式微處理器可定制特性,根據(jù)SOPC Builder中Avalon總線的要求,把圖像采集,JPEG圖像壓縮和網(wǎng)絡(luò)傳輸轉(zhuǎn)變成用戶自定義模塊,在SOPC Builder下把用戶自定義模塊添加到系統(tǒng)中,由Nios嵌入式軟核的控制下運(yùn)行,在FPGA芯片上實(shí)現(xiàn)整個(gè)JPEG實(shí)時(shí)圖像編解碼系統(tǒng)(soc)。 在FPGA上實(shí)現(xiàn)硬件模塊化的JPEG算法,具有造價(jià)低功耗低,性能穩(wěn)定,圖像恢復(fù)后質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn),適用于精度要求高且需要對圖像進(jìn)行逐幀處理的遠(yuǎn)程微小目標(biāo)識別和跟蹤系統(tǒng)中以及廣電系統(tǒng)中前期的非線性編輯工作以及數(shù)字電影的動畫特技制作,對降低成本和提高圖像處理速度兩方面都有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。通過在FPGA上實(shí)現(xiàn)JPEG編解碼,進(jìn)一步探索FPGA在數(shù)字圖像處理上的優(yōu)勢所在,深入了解進(jìn)行此類硬件模塊設(shè)計(jì)的技術(shù)特點(diǎn),是本課題的重要學(xué)術(shù)意義所在。
標(biāo)簽: FPGA JPEG 實(shí)時(shí)圖像 編解碼
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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現(xiàn)代通信系統(tǒng)要求通信距離遠(yuǎn)、通信容量大、傳輸質(zhì)量好。作為其關(guān)鍵技術(shù)之一的調(diào)制解調(diào)技術(shù)一直是人們研究的一個(gè)重要方向。用FPGA實(shí)現(xiàn)調(diào)制解調(diào)器具有體積小、功耗低、集成度高、可軟件升級、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn),符合未來通信技術(shù)發(fā)展的方向。論文從以下幾個(gè)方面討論和實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)。 論文首先介紹了調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及FPGA的相關(guān)知識。然后介紹了幾種常見的相位調(diào)制解調(diào)方式,重點(diǎn)是QDPSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的理論算法。 論文重點(diǎn)介紹了QDPSK解調(diào)調(diào)制系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)。首先,在在MATLAB環(huán)境下對系統(tǒng)里的每個(gè)子模塊完成了功能仿真,并取得滿意的仿真結(jié)果;其次,在QDPSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)功能仿真正確的基礎(chǔ)上,對每個(gè)模塊的功能編寫C++算法,并且驗(yàn)證了算法的正確性和可實(shí)現(xiàn)性;最后,在altera公司的FPGA開發(fā)平臺Quartus Ⅱ 6.0上,采用Verilog硬件描述語言對QDPSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了時(shí)序仿真和綜合仿真。
標(biāo)簽: QDPSK FPGA 調(diào)制 解調(diào)技術(shù)
上傳時(shí)間: 2013-07-21
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★★★★基于TMS320C6713的原理圖,整體方案,包括SDRAM,F(xiàn)LASH,音頻接口等等。-TDS6713EVM原理圖
上傳時(shí)間: 2013-06-23
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該論文基于NIOS Ⅱ軟核處理器和Altera的FPGA技術(shù),設(shè)計(jì)了一種便攜式的振動頻譜分析儀,用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障監(jiān)測和診斷。以SOPC技術(shù)為手段,將信號采集和信號處理電路通過可編程片上系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn),其特點(diǎn)是將對ADC的控制、數(shù)字信號的濾波、快速傅立葉變換的設(shè)計(jì),通過FPGA芯片集成在一起,以NIOS Ⅱ來完成32位CPU的狀態(tài)控制功能。工程機(jī)械、汽車車輛中都存在諸如發(fā)動機(jī)類的旋轉(zhuǎn)機(jī)械,這類設(shè)備的異常振動往往會影響正常工作,嚴(yán)重時(shí)還會出現(xiàn)各種重大事故,該分析儀可以實(shí)時(shí)地或定期地對發(fā)動機(jī)、齒輪箱等旋轉(zhuǎn)機(jī)械進(jìn)行振動頻譜分析和監(jiān)測,運(yùn)用于民用機(jī)械能產(chǎn)生非常好的經(jīng)濟(jì)效益。 該論文從四個(gè)方面進(jìn)行了研究工作。其一,利用FPGA對ADC芯片的工作進(jìn)行控制,使其在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)與DSP模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,并對ADC各引腳時(shí)序進(jìn)行控制,使兩者協(xié)調(diào)同步工作,編制了相應(yīng)的VHDL語言程序。其二,采用SOPC Builder設(shè)計(jì)開發(fā),實(shí)現(xiàn)了基于NIOS Ⅱ的32位CPU軟核,創(chuàng)建了相應(yīng)的C/C++和匯編的宏代碼,使得軟件可以訪問用戶自定義邏輯。對頂層設(shè)計(jì)產(chǎn)生的VHDL的RTL代碼和仿真文件進(jìn)行了綜合、編譯適配以及仿真。其三,配合Matlab和DSP Builder的強(qiáng)大功能進(jìn)行DSP模塊設(shè)計(jì),開發(fā)出了FIR和FFT等功能模塊,并且添加到SOPC系統(tǒng)中,使其可以由NIOS Ⅱ很容易的調(diào)用。其四,在NIOS Ⅱ系統(tǒng)中添加了uC/OS Ⅱ操作系統(tǒng),提高了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并且降低了開發(fā)難度,提高了系統(tǒng)升級的能力。由于整個(gè)設(shè)計(jì)是基于FPGA開發(fā)的,所以該系統(tǒng)包括了所有FPGA系統(tǒng)的特點(diǎn),包括并行的DSP處理、在系統(tǒng)可編程、升級簡單等特點(diǎn),極易使設(shè)計(jì)產(chǎn)品化。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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