隨著計算機網絡與嵌入式控制技術的迅速發展,作為傳統運輸行業的鐵路系統對此也有了新的要求,列車通信網絡應運而生。經過多年的發展,國際電工委員會(IEC)為了規范列車通信網絡,于1999年通過了IEC61375-1標準。該標準將列車通信網絡分為兩條總線:絞線式列車總線(WTB)和多功能車輛總線(MVB)。MVB是一個標準通信介質,為掛在其上的設備傳輸和交換數據。而多功能車輛總線控制器(MVBC)是MVB與MVB實際物理層之間的接口,其主要實現MVB數據鏈路層的功能。由于該項關鍵技術仍被國外公司壟斷,因此開發具有自主知識產權的MVBC迫在眉睫。 鑒于上述原因,本文深入研究了IEC61375-1標準。根據MVBC的技術特點,本文提出了使用FPGA來實現其具體功能的方案。掛在MVB總線上的設備分為五類,他們的功能各不相同。而支持4類設備的MVBC具有設備狀態、過程數據、消息數據通信和總線管理功能,并且兼容2類和3類設備。本文的目的就是用FPGA實現支持4類設備的MVBC。 本文采用自頂向下的設計方法。整個MVBC主要劃分為:編碼模塊、譯碼模塊、冗余控制模塊、報文分析單元、通信存儲控制器、主控制單元、地址邏輯模塊。在整個開發流程中,使用Xilinx的ISE集成開發環境。使用Verilog HDL硬件描述語言對上述各個模塊進行RTL級描述,并用Synplify Pro進行綜合。最后,在ModelSim中對各個模塊進行了布線后仿真和驗證。 在實驗室條件下,通過嚴格的仿真驗證后,其結果證明了本文設計的模塊達到了IEC61375-1標準的要求。因此,用FPGA實現MVBC這一方案具有可操作性。 關鍵詞:列車通信網;多功能車輛總線;多功能車輛總線控制器;現場可編程門陣列
上傳時間: 2013-07-18
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隨著列車自動化控制和現場總線技術的發展,基于分布式控制系統的列車通信網絡技術TCN(IEC-61375)在現代高速列車上得到廣泛應用。TCN協議將列車通信網絡分為絞線式列車總線WTB和多功能車輛總線MVB,其中WTB實現對開式列車中的互聯車輛間的數據傳輸和通信,MVB實現車載設備的協同工作和互相交換信息。 本文介紹了國內外列車通信網絡的發展情況和各自優勢,分析了MVB一類設備底層協議。研究利用FPGA實現MVB控制芯片MVBC,用ARM作為微處理器實現MVB一類設備的嵌入式解決方案。其中,在FPGA芯片中主要采用自頂向下的設計方法,RLT硬件描述語言實現MVB控制芯片MVBC一類設備的主要功能,包括幀編碼器、幀解碼器和邏輯接口單元。ARM主要完成了軟件程序的編寫和實時操作系統的移植。在eCos實時操作系統上,完成了驅動和上層應用程序,包括端口初始化、端口配置、幀收發指令和報文分析。 為了驗證設計的正確性,在設計的硬件平臺基礎上,搭建了MVB通信網絡的最小系統,對網絡進行系統功能測試。測試結果表明:設計方案正確,達到了設計的預期要求。
上傳時間: 2013-08-03
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安川變頻器的大功率逆變電路很有特色,它沒有采用負電源,值得大家學習。
上傳時間: 2013-07-28
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基于FPGA芯片的功能仿真平臺構建及靜態時序分析
上傳時間: 2013-06-28
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本文主要研究了認知無線電頻譜感知功能的關鍵技術以及硬件實現方法。首先,提出了認知無線電頻譜感知功能的硬件實現框圖,包括射頻前端部分和數字信號處理部分,接著簡單介紹了射頻前端電路的功能與特性,最后重點介紹了數字信號處理部分的FPGA實現與驗證過程。 數字處理部分主要實現寬帶信號的短時傅立葉分析,將中頻寬帶數字信號通過基于多相濾波器組的下變頻模塊,實現并行多通道的數字下變頻,然后對每個信道進行重疊加窗處理,最后再做快速傅立葉分析(FFT),從而得到信號的時頻關系。整個系統主要包括:延時抽取模塊、多相濾波器模塊、32點開關式流水線FFT模塊、滑動窗緩沖區、256點流水線FFT模塊等。 本設計采用Verilog HDL硬件描述語言進行設計,基于Xilinx公司的Virtex-4XC4VSX35芯片。整個系統采用全同步設計,可穩定工作于200MHz,其分析帶寬高達65MHz,具有很高的使用價值。
上傳時間: 2013-07-09
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隨著計算機技術和通信技術的迅速發展,數字視頻在信息社會中發揮著越來越重要的作用,視頻傳輸系統已經被廣泛應用于交通管理、工業監控、廣播電視、銀行、商場等多個領域。同時,FPGA單片規模的不斷擴大,在FPGA芯片內部實現復雜的數字信號處理系統也成為現實,因此采用FPGA實現視頻壓縮和傳輸已成為一種最佳選擇。 本文將視頻壓縮技術和光纖傳輸技術相結合,設計了一種基于無損壓縮算法的多路數字視頻光纖傳輸系統,系統利用時分復用和無損壓縮技術,采用串行數字視頻傳輸的方式,可在一根光纖中同時傳輸8路以上視頻信號。系統在總體設計時,確定了基于FPGA的設計方案,采用ADI公司的AD9280和AD9708芯片實現A/D轉換和D/A轉換,在FPGA里實現系統的時分復用/解復用、視頻數據壓縮/解壓縮和線路碼編解碼,利用光收發一體模塊實現電光轉換和光電轉換。視頻壓縮采用LZW無損壓縮算法,用Verilog語言設計了壓縮模塊和解壓縮模塊,利用Xilinx公司的IP核生成工具Core Generator生成FIFO來緩存壓縮/解壓縮單元的輸入輸出數據,光纖線路碼采用CIMT碼,設計了編解碼模塊,解碼過程中,利用數字鎖相環來實現發射與接收的幀同步,在ISE8.2和Modelsim仿真環境下對FPGA模塊進行了功能仿真和時序仿真,并在Spartan-3E開發板和視頻擴展板上完成了系統的硬件調試與驗證工作,實驗證明,系統工作穩定,圖像清晰,實時傳輸效果好,可用于交通、安防、工業監控等多個領域。 本文將視頻壓縮和線路碼編解碼在FPGA里實現,利用FPGA的并行處理優勢,大大提高了系統的處理速度,使系統具有集成度高、靈活性強、調試方便、抗干擾能力強、易于升級等特點。
上傳時間: 2013-06-27
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智能化住宅小區,是指在一定范圍內通過有效的傳輸網絡,將多元住處服務、物業管理、安防以及住宅智能化等系統結合在一起,為該小區的服務與管理提供高技術的智能化手段。從而實現快捷高效的超值服務管理和安全舒適的家居環境,使業主生活得更安全、更方便。 隨著國民經濟和科學技術水平的提高,特別是計算機技術、通信技術、網絡技術和控制技術的迅速發展,促進了智能小區在我國的推廣和應用。目前這些小區的智能化建設大多數是采用Lonworks、FF等現場總線技術。但是現場總線協議標準化程度還不成熟,且成本較高。隨著寬帶Internet進入家庭,利用Internet來構建智能小區已成為大勢所趨。 本文介紹了一種基于以太網和FPGA的嵌入式智能小區管理系統的組建方法。首先,以Altera的FPGA為核心,通過在外圍添加適當的存儲設備和通信接口設備,構成一個嵌入式系統的硬件平臺。其次,在此平臺的基礎上,通過在FPGA中定制Nios Ⅱ軟核處理器以及在外圍的Flash存儲器中下載uClinux操作系統,從而構建出一套資源豐富的嵌入式操作系統。該系統帶有一個網絡功能齊全的Web服務器。最后,將此操作系統作為智能小區的樓宇集中器,再根據需要配置適當的采集器和顯示器,就可以組建成一套功能強大的智能小區管理系統。它可以完成圖像抄表、定時圖像采集、實時溫度監控、樓宇廣播、智能語音報警等功能。 這種利用當前流行的嵌入式系統來組建的智能小區管理系統,不但實現簡單、功能強大;而且節約布線、成本低廉。因此具有很高的性價比,相信在未來有較大的市場潛力。 本文主要包括如下幾個部分:系統硬件結構設計,包括系統的原理圖構建和PCB板的繪制:系統核心處理器設計,包括Nios Ⅱ軟核CPU的設計方法、外圍存儲和通信器件的添加及設計方法;嵌入式操作系統uClinux的相關知識及移植方法:系統的軟件結構設計,包括圖像采集、溫度采集、LCD顯示等CGI程序設計,以及單片機語音報警程序設計等;最后給出了調試情況以及一些試驗結果。
上傳時間: 2013-04-24
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LM339 四比較器功能應用LM339集成塊內部裝有四個獨立的電壓比較器,該電壓比較器的特點是:1)失調電壓小,典型值為2mV;2)電源電壓范圍寬,單電源為2-36V,雙電源電
上傳時間: 2013-06-11
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通過主要的設計例子, 演示出所有功能的詳情、概要、板和測試結果•針對真實應用(如液晶體電視電源、打印機電源、筆記本電腦適配器等)•采用實際的元器件選擇(如電容器
上傳時間: 2013-05-23
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本文分析了目前軟PLC 編輯器中功能塊編程的不足,提出了使用面向對象的概念來設計功能塊圖的方法。通過研究軟PLC 開發系統和編譯系統的模型,詳細討論了PLC 梯形圖中圖元的設計方法,并基于此方
上傳時間: 2013-06-21
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