隨著集成電路頻率的提高和多核時代的到來,傳統的高速電互連技術面臨著越來越嚴重的瓶頸問題,而高速下的光互連具有電互連無法比擬的優勢,成為未來電互連的理想替代者,也成為科學研究的熱點問題。目前,由OIF(Optical Intemetworking Forum,光網絡論壇)論壇提出的甚短距離光互連協議,主要面向主干網,其延遲、功耗、兼容性等都不能滿足板間、芯片間光互連的需要,因此,研究定制一種適用于板級、芯片級的光互連協議具有非常重要的研究意義。 本論文將協議功能分為數據鏈路層和物理層來設計,鏈路層功能包括了協議原語設計,數據幀格式和數據傳輸流程設計,流量控制機制設計,協議通道初始化設計,錯誤檢測機制設計和空閑字符產生、時鐘補償方式設計;物理層功能包含了數據的串化和解串功能,多通道情況下的綁定功能,數據編解碼功能等。 然后,文章采用FPGA(Field Programmable Gate Array,現場可編程門陣列)技術實現了定制協議的單通道模式。重點是數據鏈路層的實現,物理層采用定制具備其功能的IP(Intellectual Property,知識產權)——RocketIO來實現。實現的過程中,采用了Xilinx公司的ISE(Integrated System Environment,集成開發環境)開發流程,使用的設計工具包括:ISE,ModelSim,Synplify Pro,ChipScope等。 最后,本文對實現的協議進行了軟件仿真和上扳測試,訪真和測試結果表明,實現的單通道模式,支持的最高串行頻率達到3.5GHz,完全滿足了光互連驗證系統初期的要求,同時由RocketIO的高速串行差分口得到的眼圖質量良好,表明對物理層IP的定制是成功的。
上傳時間: 2013-06-28
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直接數字合成(DDS)技術采用全數字的合成方法,所產生的信號具有頻率分辨率高、頻率切換速度快、頻率切換時相位連續、輸出相位噪聲低和可以產生任意波形等諸多優點。本文研究的是一種基于DDS/FPGA的多波形信號源系統,其中,DDS技術是其核心技術。DDS可以精確地控制合成信號的三個參量:幅度、相位以及頻率,因此利用DDS技術可以合成任意波形。但因其數字化合成的固有特點,使其輸出信號中存在大量雜散信號。雜散信號的主要來源是:相位截斷帶來的雜散信號;幅度量化帶來的雜散信號;DAC的非線性特性帶來的雜散信號。這些雜散信號嚴重影響了合成信號的頻譜純度。因此抑制這些雜散信號是提高合成信號譜質的關鍵。 本文在研究各種抑制DDS雜散技術的基礎上,提出了中和加擾技術,這可以在很大程度上減小雜散對DDS輸出信號譜質的影響。 EP1S808956C6是一款高性能的FPGA芯片,其超強的數據處理能力十分適合應用于DDS多波形信號源的開發。在QuartusⅡ平臺下運用Verilog HDL語言和原理圖設計可以很方便地應用各種抑制雜散信號的方法來提高輸出信號的譜質。 結合高速DDS技術和FPGA兩者的優點,本文設計了一種基于DDS/FPGA的多波形信號源,它能完成正弦波、余弦波、三角波、鋸齒波、方波、AM、SSB、FM、2ASK、2FSK、π/4-QDPSK等多種信號。使得所設計的信號源可以適應多種不同的工作環境,給工作帶了方便。
上傳時間: 2013-07-27
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隨著社會的進步及移動用戶的迅猛增長,第三代移動通信越來越受到各界的重視。多用戶檢測技術是第三代移動通信中重要的技術之一;常規CDMA接收機采用匹配濾波器的結構,但是這種結構的接收機并沒有考慮到信道中多址干擾的存在,使彼此間影響減少來提高系統容量;而功控的方法也沒有從接收信號中真正去除多址干擾,只能緩解這種矛盾,不能從根本上解決問題。要想真正消除干擾,大幅度提高系統容量,必須通過多址對消和多用戶檢測技術。 本文首先介紹了CDMA的基本原理和多用戶檢測的基本原理。然后重點介紹和分析各種多用戶檢測的原理,然后依據多用戶檢測的四個技術指標對各種多用戶檢測的方法進行比較,從中選擇實現簡單,性能優越的解相關檢測器來作為實現的標的算法。 然后,本文重點研究分析解相關檢測器的原理,給出了實現解相關檢測器的系統設計的流程,其中包括硬件電路的搭建和軟件實現的方法。硬件電路是基于DSP(TI公司的TMS320C5402)和FPGA(Altera公司的EP1K10Q208-3)來完成。軟件部分主要采用C語言來完成。 本文系統研究了多用戶檢測技術,并實現了解相關算法,在理論研究和實際應用方面都有一定的價值。
上傳時間: 2013-07-29
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隨著科技的發展和社會的進步,數字電視已逐漸成為現代電視的主流。利用今年是奧運年的契機,研究和推廣數字電視廣播具有重大的意義。2006年8月底我國出臺的數字多媒體/電視廣播(DMB-T)標準,確立了中國自己的技術標準。以此來發展擁有自主知識產權的數字電視事業,不僅可以滿足廣大人民群眾日益增長的物質、文化要求,還可以帶動相關產業快速發展。 本課題在深入研究DMB-T國家標準的基礎上,首先對系統的調制系統進行了設計規劃,然后對信道調制的星座映射、系統信息插入、幀體數據處理、PN序列插入的幀形成模塊和成形濾波模塊進行了設計和仿真,并驗證了其正確性。 3780個子載波的時域同步正交多載波技術(TDS-OFDM)是DMB-T調制系統的關鍵技術之一。由于載波數不是2的整數次冪,考慮到實現的有效性,不能采用現已成熟的基-2或基-4的快速傅立葉變換(FFT)算法。針對調制系統中特有的3780點IFFT,課題深入分析和比較了Cooley-Tukey、Winograd和素因子三種離散快速傅立葉變換算法的特點和性能,綜合利用了三種算法優勢,考慮了算法的復雜度、運算的速度、資源的消耗,設計出一種新的算法,進行了Matlab驗證和基于FPGA(現場可編程門陣列)的仿真。分析表明,該算法所需的加法、乘法次數已很逼近4096點FFT算法。 DMB-T發射端的基帶成形濾波采用了平方根升余弦滾降濾波,由于其0.05的滾降系數在實現中比較苛刻,所以是設計的難點之一。本課題利用Matlab工具采用了等紋波最優濾波的方法設計了169階數字濾波器,其阻帶衰減達到了46.9dB,完全符合標準的要求;利用四倍插值的方法實現了I、Q合路的該濾波器的FPGA設計,并進行了設計優化,顯著降低了濾波器的運算量,大大節約了實現該濾波器所需的乘法器資源。
上傳時間: 2013-06-28
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4路無線遙控開關電路圖與工作原理,省得再去尋找,現成照做就ok。
上傳時間: 2013-06-13
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隨著現代互聯網規模的不斷擴大,網絡數據流量迅速增長,傳統的路由器已經無法滿足網絡的交換和路由需求。當前,新一代路由器普遍利用了交換式路由技術,通過使用交換背板以充分利用公共通信鏈路,有效的提高了鏈路的利用率,并使各通信節點的并行通信成為可能。硬件系統設計中結合了專用網絡處理器,可編程器件各自的特點,采用了基于ASIC,FPGA,CPLD硬件結構模塊化的設計方法。基于ASIC技術體系的GSR的出現,使得路由器的性能大大提高。但是,這種路由器主要滿足數據業務(文字,圖象)的傳送要求,不能解決全業務(語音,數據,視頻)數據傳送的需要。隨著網絡規模的擴大,矛盾越來越突出,而基于網絡處理器技術的新一代路由器,從理論上提出了解決GSR所存在問題的解決方案。 基于網絡路由器技術實現的路由器,采用交換FPGA芯片硬件實現的方式,對路由器內部各種單播、多播數據包進行路由轉發,實現網絡路由器與外部數據收發芯片的數據通信。本文主要針對路由器內部交換FPGA芯片數據轉發流程的特點,分析研究了傳統交換FPGA所采用的交換算法,針對簡單FIFO算法所產生的線頭阻塞現象,結合虛擬輸出隊列(VOQ)機制及隊列仲裁算法(RRM)的特點,并根據實際設計中各外圍接口芯片,給出了一種消除數據轉發過程中出現的線頭阻塞的iSLIP改進算法。針對實際網絡單播、多播數據包在數據轉發處理過程的不同,給出了實際的解決方案。并對FPGA外部SSRAM包緩存帶寬的利用,數據轉發的包亂序現象及FPGA內部環回數據包的處理流程作了分析并提出了解決方案,有效的提高了路由器數據交換性能。 根據設計方案所采用的算法的實現方式,結合FPGA內部部分關鍵模塊的功能特點及性能要求,給出了交換FPGA內部可用BlockRam資源合理的分配方案及部分模塊的設計實現,滿足了實際的設計要求。所有處理模塊均在xilinx公司的FPGA芯片中實現。
上傳時間: 2013-04-24
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本文設計了一款基于STM32的多功能MP3,功能包括:MP3/WMA/WAV/MIDI音頻文件播放、JPEG/JPG/BMP圖片瀏覽、游戲、鬧鐘、萬年歷、電子書、調頻收音機、彩色臺燈、功率放大等。
上傳時間: 2013-07-13
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軟件無線電是無線通信領域繼固定到移動、模擬到數字之后的第三次革命,是目前乃至未來的無線電領域的技術發展方向,它在提高系統靈活性上有無可比擬的優勢,是實現未來無線通信系統的有效手段。擴頻通信具有卓越的抗干擾和保密性能。擴頻通信相對于傳統的窄帶通信,在頻譜利用率上也有明顯的優勢,是未來無線通信系統中的關鍵技術,直接序列擴頻則是其中在民用領域使用最多的一種擴頻技術。FPGA在分布式計算、并行處理、流水線結構上有獨特的優勢,自然成為設計擴頻軟件無線電系統的首選技術之一。 首先介紹了軟件無線電的理論基礎,并分析了它的硬件結構和技術關鍵。軟件無線電的關鍵思路在于構建一個通用的強大的硬件平臺,這也正是本課題的主要工作之一。而后,重點介紹了直序擴頻的理論基礎。對于發射機,其中最關鍵的是尋找一種相關特性卓越的偽隨機序列,本課題主要對m序列、OVSF碼和Gold碼進行了深入研究。最后,詳述了基于DDFS的數字調制技術和FPGA技術。 基于以上理論基礎研究,根據軟件無線電硬件結構,開發了基于Altera公司Cyclone系列FPGA的硬件平臺。該平臺具有210Mbps的高速DAC,并配有串口、USB接口、音頻CODEC輸入輸出通道、以及LVDS擴展口和SDRAM,考慮到通用性,設計中加入了足以開發出接收機的兩路40Mbps的高速ADC。FPGA的代碼開發也是核心內容,本課題編寫了大量相應的代碼,包括加擴模塊(含偽隨機序列發生器)、基于DDFS的數字調制模塊以及串口通信模塊、LCD驅動模塊,SDRAM Controller、ADC驅動模塊,并編寫了相應的測試代碼。整個系統測試通過。關于硬件平臺設計和代碼開發,在本文第三章和第四章詳細介紹。 總體說來,本課題基于現有的理論發展,在充分理解相關理論的前提下,將主要經歷集中于具體應用的研究與開發,并取得了一定的成果。
上傳時間: 2013-06-27
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研制發射微小衛星,是我國利用空間技術服務經濟建設、造福人類的重要途徑。現代微小衛星在短短20年里能取得長足的發展,主要取決于微小衛星自身的一系列特點:重量輕,體積小,成本低,性能高,安全可靠,發射方便、快捷靈活等。在衛星通信系統中,由于傳輸信道的多徑和各種噪聲的影響,信號在接收端會引起差錯,通過信道編碼環節,可對這些不可避免的差錯進行檢測和糾正。 在微小衛星通信鏈路中,信道編碼器的任務是差錯控制。本文采用符合空間數據系統咨詢委員會CCSDS標準的鏈接碼進行信道編碼,即內碼為(2,1,6)的卷積碼,外碼為(255,223)的RS碼,中間進行交織操作。其中,里德-索羅蒙碼(簡稱RS碼)是一種重要的非二進制BCH碼,是分組碼中糾錯能力最強的糾錯碼,一次可以糾正多個突發錯誤,廣泛地用于空間通信中。 本文針對南京航空航天大學自行研制的微小衛星通信分系統的技術要求,在用SystemView和C語言仿真的基礎上,用硬件描述語言Verilog設計了RS(255,223)編碼器和譯碼器,使用Modelsim軟件進行了功能仿真,并通過Xilinx公司的軟件ISE對設計進行綜合、布局布線,最后生成可下載的比特流文件下載到Xilinx公司的型號為XC3S2000的FPGA芯片中,完成了電路的設計并實現了編碼譯碼的功能,表明本文設計的信道編解碼器的正確性和實用性,滿足了微小衛星通信分系統的技術要求。
上傳時間: 2013-08-01
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多相濾波器主要應用于脈沖多普勒雷達、通信寬帶數字接收機、雷達自適應波束形成等信號處理領域。在多普勒雷達信號處理中國內外關于FIR濾波器設計研究的報道較多,而對于IIR濾波器的設計研究相對較少,原因是IIR多相濾波器的設計復雜性,使得IIR濾波器在多普勒雷達數字信號處理中難以發揮重要作用。本文以脈沖多普勒雷達信號處理為背景,主要研究數字多相濾波器的特點和設計方法;進而研究數字多相濾波器的數字仿真方法與FPGA實現技術。對于自主研究、設計和實現雷達信號處理的各種結構的濾波器具有重要的意義。 本文討論了FIR數字濾波器和IIR數字濾波器的特點和區別。對IIR濾波器的多相結構進行了理論分析,重點研究了IIR多相濾波器的設計原理。根據此原理進行IIR濾波器的多相設計并擴展到多通道和多級結構。在此基礎上,根據本文研究的多普勒雷達回波信號需要四通道處理的要求搭建軟件仿真模型,對所設計的2級4通道IIR多相濾波器組進行了仿真實驗,給出仿真結果,并進行了討論。 在完成2級4通道IIR多相濾波器組的軟件仿真后,利用FPGA設計平臺,對該IIR多相濾波器組進行了設計仿真和綜合實現。在實現過程中進行了功能仿真和時序仿真兩級仿真驗證,結果表明在模擬硬件環境中所設計的2級4通道IIR多相濾波器組能夠較好地實現多普勒雷達回波信號多通道的劃分和濾波功能要求,驗證了設計思路和方法的正確性和可行性。
上傳時間: 2013-04-24
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