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太陽能控制器

  • 基于FPGA的計算機組成原理實驗系統的設計與仿真.rar

    “計算機組成原理”是計算機專業的一門核心課程。傳統的計算機組成原理實驗是在指令格式、尋址方式、運算器、控制器、存儲器等都相對固定的情況下進行,學生主要進行功能實現和驗證,缺少自主設計和創新過程。 為改變這種狀況,須更新現有的計算機組成原理實驗系統。采用FPGA芯片作為載體,使用EDA開發工具,用硬件描述語言實現不同的硬件邏輯,再與硬件的輸入輸出接口線路相連,最終組成一臺可用于組成實驗教學的完整計算機系統。這期間學生將掌握組成原理實驗系統的各個部件的功能及其相互之間如何協作。本實驗系統能夠讓學生完成有關計算機組成原理的部件實驗和整機實驗:部件實驗包括加法器、乘法器、除法器、算術邏輯運算單元、控制器、存儲器等;整機實驗可以獨立實現各部件的功能描述。該系統能夠幫助學生鞏固課堂知識并增強設計能力。 為實現上述目的,依據EDA技術的開發流程和方法,建立了一個完整的體系,其中包括控制模塊、內存模塊、運算器模塊、通用寄存器組及其控制部件、程序計數器、地址寄存器、指令寄存器、時序部件、數據控制部件、狀態值控制部件,以及為幫學生調試而專門設計的輸出觀察部件。在Quartus Ⅱ開發環境下,使用Altera公司FPGA芯片,采用VHDL,語言設計并實現了上述模塊。經過仿真測試,所實現的各功能模塊作為獨立部件時能完成各自功能:而將這些部件組合起來的整機系統,可以執行程序段和進行各種運算處理,達到了設計要求。

    標簽: FPGA 計算機組成原理 實驗系統

    上傳時間: 2013-06-01

    上傳用戶:hebmuljb

  • TDSCDMA頻點拉遠系統的FPGA設計與實現.rar

    隨著TD—SCDMA技術的不斷發展,TD—SCDMA系統產品也逐步成熟并隨之完善。產品家族日益豐富,室內型宏基站、室外型宏基站、分布式基站(BBU+RRU)、微基站等系列化基站產品逐步問世,可以滿足不同場景的建網需求。而分布式基站(BBU+RRU)越來越多地受到業界的關注和重視。 本文主要從TD—SCDMA頻點拉遠系統(RRU)和軟件無線電技術的發展入手,重點研究TD—SCDMA頻點拉遠系統的FPGA設計與實現。TD—SCDMA通信系統通過靈活分配不同的上下行時隙,實現業務的不對稱性,但是多路數字中頻所構成的系統成本高和控制的復雜性,以及TDD雙工模式下,系統的峰均比隨時隙數增加而增加,對整個頻點拉遠系統的前端放大器線性輸入提出了很高的要求。TD—SCDMA系統使用軟件無線電平臺,一方面軟件算法可以有效保證時隙分配的準確性,保證對前端控制器的開關控制,以及對上下行功率讀取計算和子幀的靈活提取,另一方面靈活的DUC/CFR算法可以有效的提高頻帶利用率和抗干擾能力,有效的控制TDD系統的峰均比,有效降低系統對前端放大器線性輸出能力的要求。 本文主要研究軟件無線電中DUC和CFR的關鍵技術以及FPGA實現,DUC主要由3倍FIR內插成型濾波器、2倍插值補償濾波器以及5級CIC濾波器級聯組成;而CFR主要采用類似基帶削峰的加窗濾波的中頻削峰算法,可以降低相鄰信道的溢出,更有效的降低CF值。將DUC/CFR以單片FPGA實現,能很好提高RRU性能,減少其硬件結構,降低成本,降低功耗,增加外部環境的穩定性。

    標簽: TDSCDMA FPGA 頻點

    上傳時間: 2013-07-20

    上傳用戶:rishian

  • 基于FPGA的大場景圖像融合可視化系統的研究與設計計.rar

    隨著圖像處理技術和投影技術的不斷發展,人們對高沉浸感的虛擬現實場景提出了更高的要求,這種虛擬顯示的場景往往由多通道的投影儀器同時在屏幕上投影出多幅高清晰的圖像,再把這些單獨的圖像拼接在一起組成一幅大場景的圖像。而為了給人以逼真的效果,投影的屏幕往往被設計為柱面屏幕,甚至是球面屏幕。當圖像投影在柱面屏幕的時候就會發生幾何形狀的變化,而避免這種幾何變形的就是圖像拼接過程中的幾何校正和邊緣融合技術。 一個大場景可視化系統由投影機、投影屏幕、圖像融合機等主要模塊組成。在虛擬現實應用系統中,要實現高臨感的多屏幕無縫拼接以及曲面組合顯示,顯示系統還需要運用幾何數字變形及邊緣融合等圖像處理技術,實現諸如在平面、柱面、球面等投影顯示面上顯示圖像。而關鍵設備在于圖像融合機,它實時采集圖形服務器,或者PC的圖像信號,通過圖像處理模塊對圖像信息進行幾何校正和邊緣融合,在處理完成后再送到顯示設備。 本課題提出了一種基于FPGA技術的圖像處理系統。該系統實現圖像數據的AiD采集、圖像數據在SRAM以及SDRAM中的存取、圖像在FPGA內部的DSP運算以及圖像數據的D/A輸出。系統設計的核心部分在于系統的控制以及數字信號的處理。本課題采用XilinxVirtex4系列FPGA作為主處理芯片,并利用VerilogHDL硬件描述語言在FPGA內部設計了A/D模塊、D/A模塊、SRAM、SDRAM以及ARM處理器的控制器邏輯。 本課題在FPGA圖像處理系統中設計了一個ARM處理器模塊,用于上電時對系統在圖像變化處理時所需參數進行傳遞,并能實時從上位機更新參數。該設計在提高了系統性能的同時也便于系統擴展。 本文首先介紹了圖像處理過程中的幾何變化和圖像融合的算法,接著提出了系統的設計方案及模塊劃分,然后圍繞FPGA的設計介紹了SDRAM控制器的設計方法,最后介紹了ARM處理器的接口及外圍電路的設計。

    標簽: FPGA 圖像融合 可視化

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:ynsnjs

  • 基于FPGA的GPIB控制器的IP核設計.rar

    當前,片上系統(SOC)已成為系統實現的主流技術。流片風險與費用增加、上市時間壓力加大、產品功能愈加復雜等因素使得SOC產業逐漸劃分為IP提供者、SOC設計服務者和芯片集成者三個層次。SOC設計已走向基于IP集成的平臺設計階段,經過嚴格驗證質量可靠的IP核成為SOC產業中的重要一環。 GPIB控制器芯片是組建自動測試系統的核心,在測試領域應用廣泛。本人通過查閱大量的技術資料,分析了集成電路在國內外發展的最新動態,提出了基于FPGA的自主知識產權的GPIB控制器IP核的設計和實現。 本文首先討論了基于FPGA的GPIB控制器的背景意義,接著對FPGA開發所具備的基本知識作了簡要介紹。文中對GPIB總線進行了簡單的描述,根據芯片設計的主要思想,重點在于論述怎樣用FPGA來實現IEEE-488.2協議,并詳細闡述了GPIB控制器的十種接口功能及其狀態機的IP核實現。同時,對數據通路也進行了較為細致的說明。在設計的時候采用基于模塊化設計思想,用VerilogHDL語言完成各模塊功能描述,通過Synplifv軟件的綜合,用Modelsim對設計進行了前、后仿真。最后利用生成的模塊符號采取類似畫電路圖的方法完成整個系統芯片的lP軟核設計,并用EDA工具下載到了FPGA上。 為了更好地驗證設計思想,借助EDA工具對GPIB控制器的工作狀態進行了軟件仿真,給出仿真結果,仿真波形驗證了GPIB控制器的工作符合預想。最后,本文對基于FPGA的GPIB控制器的IP核設計過程進行了總結,展望了當前GPIB控制器設計的發展趨勢,指出了開展進一步研究需要做的工作。

    標簽: FPGA GPIB 控制器

    上傳時間: 2013-06-12

    上傳用戶:mqien

  • 基于DSPFPGA的圖像處理電路板硬件設計.rar

    波前處理機是自適應光學系統中實時信號處理和運算的核心,隨著自適應光學系統得發展,波前傳感器的采樣頻率越來越高,這就要求波前處理機必須有更強的數據處理能力以保證系統的實時性。在整個波前處理機的工作流程中,對CCD傳來的實時圖像數據進行實時處理是第一步,也是十分重要的一步。如果不能保證圖像處理的實時性,那么后續的處理過程都無從談起。因此,研制高性能的圖像處理平臺,對波前處理機性能的提高具有十分重要的意義。 論文介紹了本研究課題的背景以及國內外圖像處理技術的應用和發展狀況,接著介紹了傳統的專用和通用圖像處理系統的結構、特點和模型,并通過分析DSP芯片以及DSP系統的特點,提出了基于DSP和FPGA芯片的實時圖像處理系統。該系統不同于傳統基于PC機模式的圖像處理系統,發揮了DSP和FPGA兩者的優勢,能更好地提高圖像處理系統實時性能,同時也最大可能地降低成本。 論文根據圖像處理系統的設計目的、應用需求確定了器件的選型。介紹了主要的器件,接著從系統架構、邏輯結構、硬件各功能模塊組成等方面詳細介紹了DSP+FPGA圖像處理系統硬件設計,并分析了包括各種參數指標選擇、連接方式在內的具體設計方法以及應該注意的問題。 論文在闡述傳輸線理論的基礎上,在制作PCB電路板的過程中,針對高速電路設計中易出現的問題,詳細分析了高速PCB設計中的信號完整性問題,包括反射、串擾等,說明了高速PCB的信號完整性、電源完整性和電磁兼容性問題及其解決方法,進行了一定的理論和技術探討和研究。 論文還介紹了基于FPGA的邏輯設計,包括了圖像采集模塊的工作原理、設計方案和SDRAM控制器的設計,介紹了SDRAM的基本操作和工作時序,重點闡述系統中可編程器件內部模塊化SDRAM控制器的設計及仿真結果。 論文最后描述了硬件系統的測試及調試流程,并給出了部分的調試結果。 該系統主要優點有:實時性、高速性。硬件設計的執行速度,在高速DSP和FPGA中實現信號處理算法程序,保證了系統實時性的實現;性價比高。自行研究設計的電路及硬件系統比較好的解決了高速實時圖像處理的需求。

    標簽: DSPFPGA 圖像處理 電路板

    上傳時間: 2013-05-30

    上傳用戶:fxf126@126.com

  • LPC總線接口UART控制器FPGA實現.rar

    隨著微電子技術的快速發展,電子設備逐漸向著小型化、集成化方向發展;人們在要求設備性能不斷提升的同時,還要求設備功耗低、體積小、重量輕、可靠性高。同樣在我軍武器裝備的研制過程中,也對各武器裝備都提出了新的要求,特別是針對單兵配備的便攜設備,對體積、功耗、擴展性的要求更是嚴格。 在某手持式設備的開發項目中,需要設計一塊接口板,要求實現高達8個串行口擴展以及能源管理和數字輸入輸出接口等功能,該接口板與處理器模塊的連接總線采用LPC總線,整個手持設備除了對功能有基本的要求以外,對體積及功耗都提出了極高的要求。針對項目的具體設計要求,經過與傳統設計方法的比較,決定采用FPGA來實現LPC接口及UART控制器功能。 論文的主要目標是完成LPC接口的UART控制在FPGA中的實現。對于各模塊中的關鍵的功能部分,文中對其實現都進行了詳細的說明。整個設計全部采用硬件描述語言(HDL)實現,并且采用了分模塊的設計風格,具有很好的重用性。 為了在硬件平臺上驗證設計,還實做了FPGA驗證平臺,并用C語言編寫了測試程序。經過驗證,該方案完全實現了接口板的功能要求,并且滿足體積和功耗上的要求,取得了良好的效果。 論文通過采用FPGA作為電路設計的核心,以一種新的數字電路設計方法實現電路功能;旨在通過這種方式,不斷提高設備的性能并拓展設計者思想。

    標簽: FPGA UART LPC

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:wlyang

  • 基于FPGA的10M100M以太網控制器的設計.rar

    隨著以太網技術的不斷發展,網絡的傳輸速度已經由最初的10M發展到現在的10,000M。用可編程邏輯器件(FPGA)實現以太網控制器與其它SOC系統的互連成為當前的研究熱點。本文闡述了MAC層的FPGA設計、仿真及測試;介紹了整個系統的內部結構、模塊劃分,并對各個模塊的設計過程進行了詳細闡述,接著介紹了開發環境和驗證工具,同時給出測試方案、驗證數據、實現結果及時序仿真波形圖。 對MAC層的主要功能模塊如:發送模塊、接收模塊、MAC流程控制模塊、寄存器模塊、MⅡ接口模塊和主機接口模塊以及CRC,CSMA/CD,HASH表等算法給出了基于FPGA及硬件描述語言的解決方法。 本課題針對以下三個方面進行了研究并取得一定的成果: 1)FPGA開發平臺的硬件實現。選用Xilinx公司的XC3S1000-FT256-4-C和ATMEL公司的ARM9200作為測試的核心器件,采用LXT971芯片作為物理層芯片,AT91RM9200作為數據輸入源和雙blockram作為幀緩存搭建FPGA硬件驗證開發平臺。 2)基于FPGA實現以太網控制器。用VerilogHDL語言構建以太網控制器,實現CSMA/CD協議、10M/100M自適應以及與物理層MⅡ接口等。 3)采用片上系統通用的WS接口。目的是便于與具有通用接口的片上系統互連,也為構建SOC上處理器提供條件。 本論文實現了一個基于WS總線接口可裁減的以太網MAC控制器IP軟核,為設計具有自主知識產權的以太網MAC控制器積累了經驗。同時,為與其它WS接口的控制器實現直接互連創造了條件,對高層次設計這一先進ASIC設計方法也有了較為深入的認識。

    標簽: 10M100M FPGA 以太網控制器

    上傳時間: 2013-07-17

    上傳用戶:bruce

  • 基于DSP和FPGA的數字化開關電源的實用化研究.rar

    文章開篇提出了開發背景。認為現在所廣泛應用的開關電源都是基于傳統的分立元件組成的。它的特點是頻率范圍窄、電力小、功能少、器件多、成本較高、精度低,對不同的客戶要求來“量身定做”不同的產品,同時幾乎沒有通用性和可移植性。在電子技術飛速發展的今天,這種傳統的模擬開關電源已經很難跟上時代的發展步伐。 隨著DSP、ASIC等電子器件的小型化、高速化,開關電源的控制部分正在向數字化方向發展。由于數字化,使開關電源的控制部分的智能化、零件的共通化、電源的動作狀態的遠距離監測成為了可能,同時由于它的智能化、零件的共通化使得它能夠靈活地應對不同客戶的需求,這就降低了開發周期和成本。依靠現代數字化控制和數字信號處理新技術,數字化開關電源有著廣闊的發展空間。 在數字化領域的今天,最后一個沒有數字化的堡壘就是電源領域。近年來,數字電源的研究勢頭與日俱增,成果也越來越多。雖然目前中國制造的開關電源占了世界市場的80%以上,但都是傳統的比較低端的模擬電源。高端市場上幾乎沒有我們份額。 本論文研究的主要內容是在傳統開關電源模擬調節器的基礎上,提出了一種新的數字化調節器方案,即基于DSP和FPGA的數字化PID調節器。論文對系統方案和電路進行了較為具體的設計,并通過測試取得了預期結果。測試證明該方案能夠適合本行業時代發展的步伐,使系統電路更簡單,精度更高,通用性更強。同時該方案也可用于相關領域。 本文首先分析了國內外開關電源發展的現狀,以及研究數字化開關電源的意義。然后提出了數字化開關電源的總體設計框圖和實現方案,并與傳統的開關電源做了較為詳細的比較。本論文的設計方案是采用DSP技術和FPGA技術來做數字化PID調節,通過數字化PID算法產生PWM波來控制斬波器,控制主回路。從而取代傳統的模擬PID調節器,使電路更簡單,精度更高,通用性更強。傳統的模擬開關電源是將電流電壓反饋信號做PID調節后--分立元器件構成,采用專用脈寬調制芯片實現PWM控制。電流反饋信號來自主回路的電流取樣,電壓反饋信號來自主回路的電壓采樣。再將這兩個信號分別送至電流調節器和電壓調節器的反相輸入端,用來實現閉環控制。同時用來保證系統的穩定性及實現系統的過流過壓保護、電流和電壓值的顯示。電壓、電流的給定信號則由單片機或電位器提供。再次,文章對各個模塊從理論和實際的上都做了仔細的分析和設計,并給出了具體的電路圖,同時寫出了軟件流程圖以及設計中應該注意的地方。整個系統由DSP板和ADC板組成。DSP板完成PWM生成、PID運算、環境開關量檢測、環境開關量生成以及本地控制。ADC板主要完成前饋電壓信號采集、負載電壓信號采集、負載電流信號采集、以及對信號的一階數字低通濾波。由于整個系統是閉環控制系統,要求采樣速率相當高。本系統采用FPGA來控制ADC,這樣就避免了高速采樣占用系統資源的問題,減輕了DSP的負擔。DSP可以將讀到的ADC信號做PID調節,從而產生PWM波來控制逆變橋的開關速率,從而達到閉環控制的目的。 最后,對數字化開關電源和模擬開關電源做了對比測試,得出了預期結論。同時也提出了一些需要改進的地方,認為該方案在其他相關行業中可以廣泛地應用。模擬控制電路因為使用許多零件而需要很大空間,這些零件的參數值還會隨著使用時間、溫度和其它環境條件的改變而變動并對系統穩定性和響應能力造成負面影響。數字電源則剛好相反,同時數字控制還能讓硬件頻繁重復使用、加快上市時間以及減少開發成本與風險。在當前對產品要求體積小、智能化、共通化、精度高和穩定度好等前提條件下,數字化開關電源有著廣闊的發展空間。本系統來基本上達到了設計要求。能夠滿足較高精度的設計要求。但對于高精度數字化電源,系統還有值得改進的地方,比如改進主控器,提高參考電壓的精度,提高采樣器件的精度等,都可以提高系統的精度。 本系統涉及電子、通信和測控等技術領域,將數字PID算法與電力電子技術、通信技術等有機地結合了起來。本系統的設計方案不僅可以用在電源控制器上,只要是相關的領域都可以采用。

    標簽: FPGA DSP 數字化

    上傳時間: 2013-06-29

    上傳用戶:dreamboy36

  • 基于FPGA的藍牙HCIUART控制接口設計.rar

    通用異步收發器UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)是廣泛使用的串行傳輸協議。串行外設用到異步串行接口一般采用專用集成電路實現。但是這類芯片一般包含許多輔助模塊,而時常不需要使用完整的UART的功能和輔助功能,或者當在FPGA上設計時,需要將UART功能集成到FPGA內部而不能使用芯片。藍牙主機控制器接口則是實現主機設備與藍牙模塊之間互操作的控制部件。當在使用藍牙設備的時候尤其是在監控場所,接口控制器在控制數據與計算機的傳輸上就起了至關重要的作用。 論文針對信息技術的發展和開發過程中的實際需要,設計了一個藍牙HCI-UART(Host Controller Interface-Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)控制接口的模塊。使用VHDL將其核心功能集成,既可以單獨使用,也可集成到系統芯片中,并且整個設計緊湊、穩定且可靠,其用途廣泛,具有一定的使用價值。 本設計采用TOP-DOWN設計方法,整體上分為UART接口和藍牙主機控制器接口兩部分。首先根據UART和藍牙主機控制器接口的實現原理和設計指標要求進行系統設計,對系統劃分模塊以及各個模塊的信號連接;然后進行模塊設計,設計出每個模塊的功能,并用VHDL語言編寫代碼來實現模塊功能;再使用ISE8.2I自帶的仿真器對各模塊進行功能仿真和時序仿真;最后進行硬件驗證,在Virtex-II開發板上對系統進行功能驗證。實現了發送、接收和波特率發生等功能,驗證了結果,表明設計正確,功能良好,符合設計要求。

    標簽: HCIUART FPGA 藍牙

    上傳時間: 2013-07-13

    上傳用戶:wfl_yy

  • 基于FPGA的多通道DMA控制器的IP核設計.rar

    當前,隨著電子技術的飛速發展,智能化系統中需要傳輸的數據量日益增大,要求數據傳送的速度也越來越快,傳統的數據傳輸方式已無法滿足目前的要求。在此前提下,采用高速數據傳輸技術成為必然,DMA(直接存儲器訪問)技術就是較理想的解決方案之一,能夠滿足信息處理實時性和準確性的要求。 本文以EDA工具、硬件描述語言和可編程邏輯器件(FPGA)為技術支撐,設計DMA控制器的總體結構。在通道檢測模塊中,解決了信號抗干擾和請求信號撤銷問題,并提出并行通道檢測算法;在優先級管理模塊中提出了動態優先級端口響應機制;在傳輸模塊中采用狀態機的設計思想設計多個通道的數據傳輸。通過各模塊問題的解決及新方法的采用,最終設計出基于FPGA的多通道DMA控制器的IP軟核。實驗仿真結果表明,本控制器傳輸速度較快,主頻達100MHz以上,且工作穩定。

    標簽: FPGA DMA 多通道

    上傳時間: 2013-05-16

    上傳用戶:希醬大魔王

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