本文論述了嵌入式TCP/IP協議棧的實現,介紹了TCP/IP協議棧的原理,以及硬線實現TCP/IP協議棧的意義和應用。 第一章為緒論,介紹論文研究的目的、內容、意義和國內外研究發展的現狀。 第二章介紹FPGA設計的流程和Verilog HDL設計語言。著重介紹了FPGA的代碼輸入、編譯、綜合、仿真和下載等等步驟,并且介紹了FPGA設計中使用到的EDA軟件。介紹了Verilog HDL語言的起源,以及Verilog HDL語言的優缺點,并與VHDL語言進行了簡單的比較。 第三章介紹嵌入式系統要實現的經過剪裁的TCP/IP協議棧的內容。著重介紹了要實現的TCP/IP協議棧的子協議,包括TCP協議、UDP協議、IP協議、ARP協議、ICMP協議。在介紹這些協議的時候,介紹了這些協議的工作原理,以及這些協議要用到的報文的格式。 第四章介紹實現剪裁的TCP/IP協議棧的實現,具體介紹的經過剪裁的TCP/IP各個模塊的設計工作。這個部分著重介紹各個模塊的設計方法,實現各個模塊的過程。在設計完這些模塊后,對這些模塊的仿真進行了仿真。 第五章是全文的總結,概括了作者在這次畢業設計中的主要工作和課題的意義,同時指出了進一步工作的方向和需要解決的問題。
上傳時間: 2013-07-04
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隨著計算機技術的突飛猛進以及移動通訊技術在日常生活中的不斷深入,數據采集不斷地向多路、高速、智能化的方向發展。本文針對此需求,實現了一種應用FPGA的多路、高速的數據采集系統,從而為測量儀器提供良好的采集數據。 本文設計了一種基于AD+FPGA+DSP的多路數據采集處理系統,針對此系統設計了基于AD9446的模數轉換采集板,再將模數轉換采集板的數據傳送至基于FPGA的采集控制模塊進行數據的壓縮以及緩沖存儲,最后由DSP調入數據進行數據的處理。本文的設計主要分為兩部分,一部分為模數轉換采集板的設計與調試,另一部分為采集控制模塊的設計與仿真。 經設計與調試,模數轉換模塊可為系統提供穩定可靠的數據,能穩定工作在百兆的頻率下;采集控制模塊能實時地完成數據壓縮與數據緩沖,并能通過時鐘管理模塊來控制前端AD的采樣,該模塊也能穩定工作在百兆的頻率下。該系統為多路、高速的數據采集系統,并能穩定工作,從而能滿足電子測量儀器的要求。關鍵詞:數據采集;FPGA;AD9446
上傳時間: 2013-06-04
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隨著科學技術的發展,指紋識別技術被廣泛應用到各種不同的領域。對于一般的指紋識別系統,其設計要求具有很高的實時性和易用性,因此識別算法應該具有較低的復雜度,較快的運算速度,從而滿足實時性的要求。所以有必要根據不同的識別算法采用不同的實現平臺,使得指紋識別系統具有較高的可靠性、實時性、有效性等性能要求。 SOPC片上可編程系統和嵌入式系統是當前電子設計領域中最熱門的概念。NiosⅡ是Altera.公司開發的一種采用流水線技術、單指令流的RISC嵌入式處理器軟核,可以將它嵌入到FPGA內部,與用戶自定義邏輯組建成一個基于FPGA的片上專用系統。 本文在綜合考慮各種應用情況的基礎上,以網絡技術、數據庫技術、指紋識別技術和嵌入式系統技術為理論基礎,提出了一種有效可行的系統架構方案。對指紋識別技術中各個環節的算法和原理進行了深入研究,合理的改進了部分指紋識別算法;同時為了提高系統的實時性,采用NiosⅡ嵌入式處理器和FPGA硬件模塊實現指紋圖像處理主要算法。論文主要包括以下幾個方面: 1、對指紋圖像預處理、特征提取和特征匹配算法原理進行闡述,同時改進了指紋圖像的細化算法,提高了算法的性能,并設計了一套實用的指紋特征數據結構; 2、針對指紋圖像預處理模塊,包括圖像的歸一化、頻率提取、方向提取以及方向濾波,采用基于FPGA的硬件電路的方式實現。實驗結果表明,在保證系統誤識率較低、可靠性高的基礎上,大大提高了系統的執行速度; 3、改變了傳統的單枚指紋識別方法,提出采用多枚指紋唯一標識身份,大大降低了識別系統的誤識率; 4、改進了傳統的基于三角形匹配中獲取基準點的方法,同時結合可變界限盒思想進行指紋特征匹配。 5、結合COM+技術、數據庫技術和網絡技術,開發了后臺指紋特征匹配服務系統,實現了嵌入式指紋識別系統同數據庫的實時信息交換。 實驗結果表明,本文所提出的系統構架方案有效可行,基于FPGA的自動指紋識別系統在速度、功耗、擴展性等方面具有獨特的優勢,擁有廣闊的發展前景。
上傳時間: 2013-08-04
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本文介紹了一種采用單片FPGA 芯片進行出租車計費器的設計方法,主要闡述如何使用新興的EDA 器件取代傳統的電子設計方法,利用FPGA 的可編程性,簡潔而又多變的設計方法,縮短了研發周期,同時使出租車計費器體積更小功能更強大。本設計不僅實現了出租車計費器所需的一些基本功能,同時考慮到出租車行業的一些特殊性,更注重了把一些新的思路加入到設計中。主要包括采用了FPGA 芯片,使用VHDL 語言進行編程,使其具有了更強的移植性,更加利于產品升級;利用LCD 液晶顯示取代了傳統的LED顯示,使其在顯示時更靈活多變,可以按需要改變顯示內容而不拘泥于硬件; 靈活的計價標準設定使得油價波動等成本因數和出租車價格聯動成為可能; 同時也增加了統計功能、密碼設定、超速警報、路橋費等新的功能使得本設計更加具有實用價值。
上傳時間: 2013-05-25
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隨著數字視頻廣播的發展,觀眾將會面對越來越多綜合或專門頻道的選擇,欣賞到更高品質,更多服務的節目。而廣播業者則要為這些節目的版權購買,制作而承受更高的成本,單純的廣告收入已經不夠。要求對用戶收取一定的收視費用,而另一方面,調查也顯示用戶是愿意預付一定費用以獲得更好服務的。條件接受系統(Conditional Access system)就是為了商業目的而對某些廣播服務實施接入控制,決定一個數字接受設備能否將特定的廣播節目展現給最終用戶的系統。CA技術要求既能使用戶自由選擇收看節目又能保護廣播業者的利益,確算只有已支付了或即將支付費用的用戶才能收看到所選的電視節目。在數字電視領域中,CA系統無疑將成為發展新服務的必需條件。但是在不同的運營商可能會使用不同的CA系統,在不同的CA系統之間進行互操作所必需共同遵守的最基本條件是:通用的加擾算法。每個用戶接收設備中應集成相應的解擾模塊。在我國國家標準--數字電視條件接收系統GY/Z 175-2001的附錄H中有詳細的描述。 FPGA是英文Field Programmable Gate Array的縮寫,即現場可編程門陣列,它是在PAL、GAL、EPLD等可編程器件的基礎上進一步發展的產物。它是作為專用集成電路(ASIC)領域中的一種半定制電路而出現的,既解決了定制電路的不足,又克服了原有可編程器件門電路數有限的缺點。可以說,FPGA芯片是小批量系統提高系統集成度、可靠性的最佳選擇之一。 首先本文簡要介紹CA系統的目的和組成,FPGA的結構和原理,優勢。然后介紹了利用FPGA來實現CA系統主要組成部分即加擾的原理和步驟,分析算法,劃分邏輯結構,軟件仿真,劃分硬件模塊,硬件性能分析,驗證平臺構建,硬件實現等。 然后對以上各個部分做詳細的闡述。同時為了指導FPGA設計,給出了FPGA的結構和原理與FPGA設計的基本原則、設計的基本技巧、設計的基本流程; 最后給出了該加擾系統的測試與驗證方法以及驗證和測試結果。
上傳時間: 2013-06-22
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伴隨高速DSP技術的廣泛應用,實時快速可靠地進行數字信號處理成為用戶追求的目標。同時,由于可編程器件在速度和集成度方面的飛速提高,使得利用硬件實現數字信號實時快速可靠處理有了新的途徑。 FIR濾波器是數字信號處理中常用部件,它的最大優點在于:設計任何幅頻特性時,可以具有嚴格的線性相位,這一點對數字信號的實時處理非常關鍵。 FPGA是常用的可編程器件,它所具有的查找表結構非常適用于實現實時快速可靠的FIR濾波器,在加上VHDL語言靈活的描述方法以及與硬件無關的特點,使得使用VHDL語言基于FPGA芯片實現FIR濾波器成為研究的方向。 本文對基于FPGA的FIR數字濾波器實現進行了研究,并設計了一個16階的FIR低通濾波器。所做的主要工作為: 1.以FIR數字濾波器的基本理論為依據,使用分布式算法作為濾波器的硬件實現算法,并對其進行了詳細的討論。針對分布式算法中查找表規模過大的缺點,采用多塊查找表的方式減小硬件規模。 2.在設計中采用了自頂向下的層次化、模塊化的設計思想,將整個濾波器劃分為多個模塊,利用VHDL語言的描述方法進行了各個功能模塊的設計,最終完成了FIR數字濾波器的系統設計。 3.采用FLEX10K系列器件實現一個16階的FIR低通濾波器的設計實例,用MAX+PLUSII軟件進行了仿真,并用MATLAB對仿真結果進行了分析,證明所設計的FIR數字濾波器功能正確。 仿真結果表明,本論文所設計的FIR濾波器硬件規模較小,采樣率達到了17.73MHz。同時只要將查找表進行相應的改動,就能分別實現低通、高通、帶通FIR濾波器,體現了設計的靈活性。
上傳時間: 2013-04-24
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網絡帶寬依然在不斷增長(尤其是在本地網),最后一公里的高速接入日益普及;另一方面的情況是大容量的磁盤、FLASH移動存儲盤和激光盤的容量不斷增大,使得傳送和儲存數據的成本不斷地下降。不僅使人發問:我們孜孜不倦的搞視頻壓縮高級算法還有多少意義?我們可以看到,算法的復雜性日益增加,但性能的提高卻接近邊緣。 是什么還在要求更高的壓縮速率?還有被我們遺忘的地方嗎?還有什么應用讓我們繼續追求更精妙的壓縮算法? 在作者看來,這個應用領域就是移動視頻服務。無線頻譜這種稀缺資源的有限性決定了我們必須繼續對視頻壓縮技術進行研究。即使伴隨UMTS/IMT2000的到來,移動終端可以獲得的數據速率也限制在144Kbit/s,在微蜂窩的時候最高能達到的速率上限也在2Mbit/s。144Kbit/s的速率對于較高質量的視頻傳輸來講,仍然是有限的。因此,可以預見,移動終端的空中接口這個瓶頸使得我們必須繼續進行視頻壓縮。 另一方面,移動終端領域開發視頻壓縮算法,在其低功耗和實時性要求下,也是異常困難的。為了減少計算的復雜性和運動估計的功耗,業界提出了許多快速算法,例如2-D的對數搜索,三步搜索,聯合搜索。盡管這些方法減少了功耗,其結果是視頻壓縮性能的降低,因為這些算法的本質是減少了運動搜索的空間。為了實現運動搜索的低功耗,在電路領域又提出了搜索窗口和時鐘管理的措施。但這些方法都是在犧牲視頻壓縮比性能的基礎進行的折中,并沒有強調算法映射結構上做出處理。 本論文提出了一種新的解決MPEG-4運動估計運算的低功耗實時處理器架構。其基礎是采用了心肌陣列并行處理技術和低功耗控制電路。運動估計的繁復運算通過心肌陣列分布式運算得到有效處理。從理論上看,心肌陣列有其簡單易理解性,然后,由于FPGA的互聯網絡有限性,設計這樣一個陣列仍有許多值得注意的問題。論文提出使用保守近似處理在全局運動估計中減少功耗,其本質是消除不必要的冗余運算。宏塊的最小誤差匹配是一個典型的串行操作過程。論文新提出的方法是在進行絕對匹配前使用保守計算,如果保守誤差值與最小誤差差別過大,則不進行絕對誤差計算。 總的說來,論文實現了兩個目標:通過心肌陣列實現了實時的運動估計編碼,通過在算法層次引入控制電路,降低運動估計電路的功耗。
上傳時間: 2013-06-23
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該文探討了以FPGA(Field Programmable Gates Array)為平臺,使用HDL(Hardware Description Language)語言設計并實現符合JPEG靜態圖象壓縮算法基本模式標準的圖象壓縮芯片.在簡要介紹JPEG基本模式標準和FPGA設計流程的基礎上,針對JPEG基本模式硬件編碼器傳統結構的缺點,提出了一種新的改進結構.JPEG基本模式硬件編碼器改進結構的設計思想、設計結構和Verilog設計實現在其后章節中進行了詳細闡述,并分別給出了改進結構中各個模塊的單獨測試結果.在該文的測試部分,闡述利用實際圖像作為輸入,從FPGA的輸出得到了正確的壓縮圖像,計算了相應的圖像壓縮速度和圖象質量指標,并與軟件壓縮的速度和結果做了對比,提出了未來的改進建議.
上傳時間: 2013-04-24
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本文主要介紹了如何運用可編程邏輯器件(FPGA)實現電機的變頻調速控制系統。 目前,電機控制芯片主要有兩種選擇。一種是專用集成芯片(ASIC),一種是單片機(MCU)或數字信號處理器(DSP)。而FPGA的數字資源豐富、工作頻率高、可在系統編程等特點使得開發靈活、開發周期相對短,可以取代前二種通用的方式。本文利用80C196KC和FPGA控制感應電機,簡化了硬件和軟件設計,并充分利用了FPGA的快速性,利用FPGA,除本身可以用來控制電機以外:可以制成通用的“IP核”應用到MCU(或DSP),或是作為片內外設,這樣就節約了片內資源;另外,它還是ASIC設計的驗證的必經階段,這是本文選題和工作的意義。本文設計的FPGA調速控制系統以及2個IP核,下載到芯片,通過驗證。 本文第一章緒論介紹了可編程邏輯器件的發展、應用,以及EDA的發展歷程,還介紹了ASIC等。針對FPGA的快速發展,論述了它在變頻調速技術應用中的優勢。 第二章介紹了交流電動機變頻調速技術及其相關技術的發展和應用情況。著重介紹了電壓空間矢量調制方式,以及矢量控制技術、技術發展。 第三章詳細介紹了SVPWM調速系統整個系統的FPGA設計,給出了設計思路、具體方案、邏輯時序分析;最后給出了軟件仿真結果和實驗波形對照。文中還給出了SVPWM調速系統運用的FPGA設計結果,驅動電機,得到實驗波形。論證了FPGA在調速系統應用中的可行性和意義。 第四章介紹了作者針對課題相關的一些內容所設計出的IP核,給出的實驗結果等。 論文最后,對本課題所做的工作進行了簡單的總結。
上傳時間: 2013-04-24
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本代碼是基于verilog的16QAM調制
上傳時間: 2013-07-22
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