ASIC對產(chǎn)品成本和靈活性有一定的要求.基于MCU方式的ASIC具有較高的靈活性和較低的成本,然而抗干擾性和可靠性相對較低,運(yùn)算速度也受到限制.常規(guī)ASIC的硬件具有速度優(yōu)勢和較高的可靠性及抗干擾能力,然而不是靈活性較差,就是成本較高.與傳統(tǒng)硬件(CHW)相比,具有一定可配置特性的場可編程門陣列(FPGA)的出現(xiàn),使建立在可再配置硬件基礎(chǔ)上的進(jìn)化硬件(EHW)成為智能硬件電路設(shè)計(jì)的一種新方法.作為進(jìn)化算法和可編程器件技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,可重構(gòu)FPGA的研究屬于EHW的研究范疇,是研究EHW的一種具體的實(shí)現(xiàn)方法.論文認(rèn)為面向分類的專用類可重構(gòu)FPGA(ASR-FPGA)的研究,可使可重構(gòu)電路粒度劃分的針對性更強(qiáng)、設(shè)計(jì)更易實(shí)現(xiàn).論文研究的可重構(gòu)FPGA的BCH通訊糾錯碼進(jìn)化電路是一類ASR-FPGA電路的具體方法,具有一定的實(shí)用價值.論文所做的工作主要包括:(1)BCH編譯碼電路的設(shè)計(jì)——求取實(shí)驗(yàn)用BCH碼的生成多項(xiàng)式和校驗(yàn)多項(xiàng)式及其相應(yīng)的矩陣并構(gòu)造實(shí)驗(yàn)用BCH碼;(2)建立基于可重構(gòu)FPGA的基核——構(gòu)造具有可重構(gòu)特性的硬件功能單元,以此作為可重構(gòu)BCH碼電路的設(shè)計(jì)基礎(chǔ);(3)構(gòu)造實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)BCH糾錯碼電路的方法——建立可重構(gòu)糾錯碼硬件電路算法并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;(4)在可重構(gòu)糾錯碼電路基礎(chǔ)上,構(gòu)造進(jìn)化硬件控制功能塊的結(jié)構(gòu),完成各進(jìn)化RLA控制模塊的驗(yàn)證和實(shí)現(xiàn).課題是將可重構(gòu)BCH碼的編譯碼電路的實(shí)現(xiàn)作為一類ASR-FPGA的研究目標(biāo),主要成果是根據(jù)可編程邏輯電路的特點(diǎn),選擇一種可編程樹的電路模型,并將它作為可重構(gòu)FPGA電路的基核T;通過對循環(huán)BCH糾錯碼的構(gòu)造原理和電路結(jié)構(gòu)的研究,將基核模型擴(kuò)展為能滿足糾錯碼電路需要的糾錯碼基本功能單元T;以T作為再劃分的基本單元,對FPGA進(jìn)行"格式化",使T規(guī)則排列在FPGA上,通過對T的控制端的不同配置來實(shí)現(xiàn)糾錯碼的各個功能單元;在可重構(gòu)基核的基礎(chǔ)上提出了糾錯碼重構(gòu)電路的嵌套式GA理論模型,將嵌套式GA的染色體串作為進(jìn)化硬件描述語言,通過轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的VHDL語言描述以實(shí)現(xiàn)硬件電路;采用RLA模型的有限狀態(tài)機(jī)FSM方式實(shí)現(xiàn)了可重構(gòu)糾錯碼電路的EHW的各個控制功能塊.在實(shí)驗(yàn)方面,利用Xilinx FPGA開發(fā)系統(tǒng)中的VHDL語言和電路圖相結(jié)合的設(shè)計(jì)方法建立了循環(huán)糾錯碼基核單元的可重構(gòu)模型,進(jìn)行循環(huán)糾錯BCH碼的電路和功能仿真,在Xilinx公司的Virtex600E芯片進(jìn)行了FPGA實(shí)現(xiàn).課題在研究模型上選取的是比較基本的BCH糾錯碼電路,立足于解決基于可重構(gòu)FPGA核的設(shè)計(jì)的基本問題.課題的研究成果及其總結(jié)的一套ASR-FPGA進(jìn)化硬件電路的設(shè)計(jì)方法對實(shí)際的進(jìn)化硬件設(shè)計(jì)具有一定的實(shí)際指導(dǎo)意義,提出的基于專用類基核FPGA電路結(jié)構(gòu)的研究方法為新型進(jìn)化硬件的器件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也可提供一種借鑒.
上傳時間： 2013-07-01
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軟件無線電是二十世紀(jì)九十年代提出的一種實(shí)現(xiàn)無線通信的體系結(jié)構(gòu)，被認(rèn)為是繼模擬通信、數(shù)字通信之后的第三代無線電通信技術(shù)。它的中心思想是：構(gòu)造一個開放性、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用硬件平臺，并使寬帶模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器盡可能靠近天線，從而將各種功能，如工作頻段、調(diào)制解調(diào)類型、數(shù)據(jù)格式、加密模式、通信協(xié)議等用軟件來完成。 本論文首先介紹了軟件無線電的基本原理和三種結(jié)構(gòu)形式，綜述了軟件無線電的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)及其最新研究進(jìn)展。其中調(diào)制解調(diào)模塊是軟件無線電系統(tǒng)中的重要部分，集中體現(xiàn)了軟件無線電最顯著的優(yōu)點(diǎn)——靈活性。目前這一部分的技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段多種多樣。隨著近幾年來芯片制造工藝的飛速發(fā)展，可編程器件FPGA以其高速的處理性能、高容量和靈活的可重構(gòu)能力，成為實(shí)現(xiàn)軟件無線電技術(shù)的重要手段。 本論文調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，選擇有代表性的16QAM和QPSK兩種方式作為研究對象，采用SystemView軟件作為系統(tǒng)級開發(fā)工具進(jìn)行集成化設(shè)計(jì)。在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)仿真和FPGA整體規(guī)劃后，著重分析用VHDL實(shí)現(xiàn)其中關(guān)鍵模塊以及利用嵌入FPGA的CPU核控制調(diào)制解調(diào)方式轉(zhuǎn)換的方法。同時，在設(shè)計(jì)中成功地調(diào)用了Xilinx公司的IP核，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)復(fù)用。由于FPGA內(nèi)部邏輯可以根據(jù)需要進(jìn)行重構(gòu)，因而硬件的調(diào)試和升級變得很容易，而內(nèi)嵌CPU使信號處理過程可以用軟件進(jìn)行控制，充分體現(xiàn)了軟件無線電的靈活性。 通過本論文的研究，初步驗(yàn)證了在FPGA內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制解調(diào)過程及控制的技術(shù)可行性和應(yīng)用的靈活性，并對將來的擴(kuò)展問題進(jìn)行了研究和討論，為實(shí)現(xiàn)完整的軟件無線電系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： FPGA 軟件無線電 調(diào)制解調(diào)
上傳時間： 2013-04-24
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隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人民群眾生活水平的提高，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)、國家安防、日常生活中得到了廣泛的應(yīng)用。實(shí)時的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，能夠及時、直觀地為人們提供動態(tài)現(xiàn)場信息。遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控已經(jīng)逐步成為現(xiàn)代社會管理的重要手段之一。與傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比，嵌入式遠(yuǎn)程無線監(jiān)控系統(tǒng)具有體積小、攜帶方便、可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離監(jiān)控等優(yōu)點(diǎn)，從而有著良好的應(yīng)用前景。 本文在總結(jié)分析即有的研究成果的基礎(chǔ)上，將先進(jìn)的嵌入式技術(shù)、視頻技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有效的結(jié)合在一起，力圖設(shè)計(jì)出一款便攜式、低功耗、高電池使用壽命、硬件與軟件資源管理高效合理、人機(jī)交互性能良好的手持式無線視頻監(jiān)控終端。通過對Windows CE．NET嵌入式操作系統(tǒng)下進(jìn)行USB相關(guān)設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)的研究與分析，在本手持終端中實(shí)現(xiàn)了USB host端功能，以滿足對USB設(shè)備的即插即用操作。本手持終端將會極大程度上方便監(jiān)控保安人員，使得他們不必隨時守候在傳統(tǒng)的基于PC的視頻監(jiān)控機(jī)旁，實(shí)現(xiàn)企業(yè)樓宇及智能小區(qū)中電子巡更的任務(wù)。 本文首先對無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析與研究，主要包括：無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的定義、特點(diǎn)、分類、應(yīng)用以及發(fā)展趨勢；之后介紹ARM處理器并對無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行研究分析，重點(diǎn)對無線網(wǎng)絡(luò)中無線局域網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行闡述；然后筆者利用一款基于ARM920T核的微處理器S3C2410來構(gòu)建Windows CE.NET操作系統(tǒng)下的無線視頻監(jiān)控手持終端，在此詳細(xì)闡述了該手持終端硬件、軟件平臺的研究與設(shè)計(jì)；最后為了使該終端支持不同類型的非標(biāo)準(zhǔn)USB存儲設(shè)備以及從、USB接口可擴(kuò)展性方面的考慮，通過對Windows CE．NET下的USB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)包的分析，研究了在Windows CE.NET嵌入式操作系統(tǒng)下進(jìn)行USB相關(guān)設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)的過程。
標(biāo)簽： ARM 無線視頻監(jiān)控 手持終端
上傳時間： 2013-06-26
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本論文以開發(fā)基于ARM核的USB2.0-AHB接口IP此項(xiàng)目為依托，致力于在Windows XP操作系統(tǒng)上使用DDK(Driver Development Kit)設(shè)計(jì)和開發(fā)一個基于WDM的主機(jī)端驅(qū)動程序。開發(fā)該驅(qū)動程序的目的是為了對該IP進(jìn)行FPGA測試以及配合設(shè)備端驅(qū)動程序的開發(fā)，該驅(qū)動程序能夠完成即插即用功能，塊傳輸，同步傳輸，控制傳輸以及對Flash的操作五項(xiàng)主要功能。 論文首先介紹了基于WDM的USB驅(qū)動程序設(shè)計(jì)原理，其中包括了從結(jié)構(gòu)到通信流對USB主機(jī)系統(tǒng)的介紹，編寫WDM驅(qū)動程序的基礎(chǔ)理論(主要介紹了數(shù)個相關(guān)的重要概念、驅(qū)動程序的基本組成)，以及在開發(fā)對Flash操作的例程會使用到的Mass Storage類協(xié)議的簡要介紹。在介紹設(shè)計(jì)原理后，論文從總體的系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境和結(jié)構(gòu)薊數(shù)據(jù)傳輸、內(nèi)部模塊以及軟硬件體系結(jié)構(gòu)幾個方面簡要描述了該IP的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。接著論文通過分析主機(jī)端驅(qū)動程序功能需求，提出了驅(qū)動程序的總體構(gòu)架以及分步式的設(shè)計(jì)流程，具體步驟是先實(shí)現(xiàn)驅(qū)動程序的正常加載以及基本PnP功能，然后實(shí)現(xiàn)塊傳輸、同步傳輸以及控制傳輸，最后完成對Flash操作例程的設(shè)計(jì)。隨后論文詳細(xì)闡述了對上述五項(xiàng)主要功能模塊的設(shè)計(jì)；其中對Flash操作例程的設(shè)計(jì)是難點(diǎn)，作者通過分析Bulk-Only協(xié)議和UFI命令規(guī)范，提出程序的詳細(xì)設(shè)計(jì)方案。論文最后簡要介紹了調(diào)試驅(qū)動程序的方法，以及驅(qū)動程序的測試內(nèi)容、部分測試結(jié)果以及測試結(jié)論。 本論文研究對象為基于ARM核的USB2.0-AHB接口IP主機(jī)端驅(qū)動程序，因?yàn)槠溲芯恐黧w是一個基于WDM的主機(jī)端驅(qū)動程序，因此有其普遍性；但是它以開發(fā)基于ARM核的USB2.0-AHB接口IP這個項(xiàng)目為依托，其目的是為項(xiàng)目服務(wù)，因此它有其特殊性。它是一項(xiàng)既有普遍性又有特殊性的研究。
上傳時間： 2013-05-19
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熱釋電紅外測溫儀是一種利用物體熱釋電效應(yīng)而制成的新型紅外測溫儀器，它以黑體輻射定律作為理論基礎(chǔ)，是光學(xué)理論和微電子學(xué)綜合發(fā)展的產(chǎn)物。與傳統(tǒng)的測溫方式相比，具有響應(yīng)時間短、非接觸、不干擾被測溫場、使用壽命長、操作方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。 本文詳細(xì)介紹了熱釋電紅外測溫儀測溫的基本原理和實(shí)現(xiàn)方法，以熱釋電紅外測溫儀現(xiàn)階段的技術(shù)作為參考，提出并研制了一種基于ARM內(nèi)核的高性能的嵌入式微處理器的熱釋電紅外測溫系統(tǒng)。詳細(xì)介紹了該系統(tǒng)的構(gòu)成和實(shí)現(xiàn)方式，給出了硬件原理圖和軟件的設(shè)計(jì)流程圖。文中還對影響熱釋電紅外測溫儀測溫精度的因素和軟硬件的相關(guān)設(shè)計(jì)做了詳細(xì)的分析，并采取了相應(yīng)措施，本文主要做了以下工作： 闡述了紅外測溫儀的發(fā)展現(xiàn)狀和分類，并指出了本文的研究意義：闡述了熱釋電紅外測溫儀的原理，并對目前紅外測溫儀的幾種方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹：對ARM核微處理器作了詳細(xì)的介紹，并對本文用到的ARM核芯片LPC2132的功能特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)做了詳細(xì)的介紹；詳細(xì)分析了系統(tǒng)的功能要求，提出了總體設(shè)計(jì)方案，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，對每個部分所完成的功能和設(shè)計(jì)思路作了說明；介紹了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，以流程圖的方式介紹了各個功能的具體實(shí)現(xiàn)；對影響紅外測溫儀的測溫誤差的因素進(jìn)行了分析，對系統(tǒng)中出現(xiàn)的軟硬件干擾問題做了相應(yīng)的抗干擾措施；為本文研究的主要結(jié)論，對系統(tǒng)的進(jìn)一步的研究工作進(jìn)行了展望。
上傳時間： 2013-07-06
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本文從AES的算法原理和基于ARM核嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)著手，研究了AES算法的設(shè)計(jì)原則、數(shù)學(xué)知識、整體結(jié)構(gòu)、算法描述以及AES存住的優(yōu)點(diǎn)利局限性。 針對ARM核的體系結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，對AES算法進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，提出了從AES算法本身和其結(jié)構(gòu)兩個方面進(jìn)行優(yōu)化的方法，在算法本身優(yōu)化方面是把加密模塊中的字節(jié)替換運(yùn)算、列混合運(yùn)算和解密模塊中的逆列混合運(yùn)算中原來的復(fù)雜的運(yùn)算分別轉(zhuǎn)換為簡單的循環(huán)移位、乘和異或運(yùn)算。在算法結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面是在輸入輸山接口上采用了4個32位的寄存器對128bits數(shù)據(jù)進(jìn)行了并行輸入并行輸出的優(yōu)化設(shè)計(jì)；在密鑰擴(kuò)展上的優(yōu)化設(shè)計(jì)是采用內(nèi)部擴(kuò)展，即在進(jìn)行每一輪的運(yùn)算過程的同時算出下一輪的密鑰，并把下一輪的密鑰暫存在SRAM里，使得密鑰擴(kuò)展與加/解密運(yùn)算并行執(zhí)行；加密和解密優(yōu)化設(shè)計(jì)是將輪函數(shù)查表操作中的四個操作表查詢工作合并成一個操作表查詢工作，同時為了使加密代碼在解密代碼中可重用，節(jié)省硬件資源，在解密過程中采用了與加密相一致的過程順序。 根據(jù)上述的優(yōu)化設(shè)計(jì)，基于ARM核嵌入式系統(tǒng)的ADS開發(fā)環(huán)境，提出了AES實(shí)現(xiàn)的軟硬件方案、AES加密模塊和解密模塊的實(shí)現(xiàn)方案以及測試方案，總結(jié)了基于ARM下的高效編程技巧及混合接口規(guī)則，在集成開發(fā)環(huán)境下對算法進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，分別得出了初始密鑰為128bits、192bits和256bits下的加密與解密的結(jié)果，并得劍了正確驗(yàn)證。在性能測試的過程中應(yīng)用編譯器的優(yōu)化選項(xiàng)和其它優(yōu)化技巧優(yōu)化了算法，使算法具有較高的加密速度。
標(biāo)簽： ARM AES 嵌入式系統(tǒng) 算法優(yōu)化
上傳時間： 2013-04-24
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H.264/AVC是國際電信聯(lián)盟與國際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國際電工委員會聯(lián)合推出的活動圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)，簡稱H.264。作為最新的國際視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，H.264/AVC與MPEG-4、H.263等視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)相比，性能有了很大的提高，并已在流媒體、數(shù)字電視、電話會議、視頻存儲等諸多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。 本論文的研究課題是基于H.264/AVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的CAVLC(Context-based Adaptive Variable Length Coding，基于上下文的自適應(yīng)可變長編碼)編碼算法研究及FPGA實(shí)現(xiàn)。對于變換后的熵編碼，H.264/AVC支持兩種編碼模式：基于上下文的可變長編碼(CAVLC)和基于上下文的自適應(yīng)算術(shù)編碼(CABAC，Context-based Adaptive BinaryArithmetic Coding)。在H.264/AVC中，盡管CAVLC算法也是采用了VLC編碼，但是同以往標(biāo)準(zhǔn)不同，它所有的編碼都是基于上下文進(jìn)行。這種方法比傳統(tǒng)的查單一表的方法提高了編碼效率，但也增加了設(shè)計(jì)上的困難。 作者在全面學(xué)習(xí)H.264/AVC協(xié)議和深入研究CAVLC編碼算法的基礎(chǔ)上，確定了并行編碼的CAVLC編碼器結(jié)構(gòu)框圖，并總結(jié)出了影響CAVLC編碼器實(shí)現(xiàn)的瓶頸。針對這些瓶頸，對CAVLC編碼器中的各個功能模塊進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，這些優(yōu)化設(shè)計(jì)包括多參考塊的表格預(yù)測法、快速查找表法、算術(shù)消除法等。最后，用Verilog硬件描述語言對所設(shè)計(jì)的CAVLC編碼器進(jìn)行了描述，用EDA軟件對其主要功能模塊進(jìn)行了仿真，并在Cyclone II系列EP2C20F484的FPGA上驗(yàn)證了它們的功能。結(jié)果表明，該CAVLC編碼器各編碼單元的編碼速度得到了顯著提高且均能滿足實(shí)時通信要求，為整個CAVLC編碼器的實(shí)時通信提供了良好的基礎(chǔ)。
上傳時間： 2013-06-04
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第三代移動通信系統(tǒng)及技術(shù)是目前通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本系統(tǒng)采用了第三代移動通信系統(tǒng)的部分關(guān)鍵技術(shù)，采用直接序列擴(kuò)頻方式實(shí)現(xiàn)多路寬帶信號的碼分復(fù)用傳輸。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們綜合考慮了系統(tǒng)性能要求，功能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度與系統(tǒng)資源利用率，選擇了并行導(dǎo)頻體制、串行滑動相關(guān)捕獲方式、延遲鎖相環(huán)跟蹤機(jī)制、導(dǎo)頻信道估計(jì)方案和相干解擴(kuò)方式，并在Quartus軟件平臺上采用VHDL語言，在FPGA芯片CycloneEP1C12Q240C8上完成了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過對硬件測試板的測試表明文中介紹的方案和設(shè)計(jì)方法是可行和有效的。并在測試的基礎(chǔ)上對系統(tǒng)提出了改進(jìn)意見。
標(biāo)簽： FPGA 多路 分 通信系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-27
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航天測控通信網(wǎng)是航天工程的重要組成部分。迄今為止，我國已建成“C頻段測控網(wǎng)”，及正在建設(shè)的“S頻段測控網(wǎng)”和“TDRSS測控網(wǎng)”。測距單元是測控系統(tǒng)基帶設(shè)備中的重要功能單元，為航天飛行器提供定位元素。目前，在航天測距系統(tǒng)中側(cè)音測距技術(shù)具有最高的測距精度。本文以中國電子科技集團(tuán)第十研究所某項(xiàng)目為背景，對側(cè)音測距系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的研究，提出了一些改進(jìn)測距精度的方法，最后用FPGA實(shí)現(xiàn)了側(cè)音測距功能單元。 本論文主要完成以下工作： 1)完成了直接數(shù)字頻率合成的雜散分析。采用嚴(yán)格的信號分析方法，運(yùn)用離散傅立葉變換(DFT)和傅立葉變換(FT)，推導(dǎo)了理想狀態(tài)和相位截短條件下的DDS輸出頻譜的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并利用systemview仿真軟件建立了DDS相位截短模型，通過仿真驗(yàn)證了分析結(jié)論的正確性。 2)改進(jìn)了TT&C系統(tǒng)中經(jīng)典的FFT頻率引導(dǎo)算法，增加了頻譜對稱性分析，在實(shí)現(xiàn)頻率引導(dǎo)的同時完成了防載波頻率錯鎖的功能。 3)首次采用基于正交雙通道相關(guān)原理的數(shù)字相關(guān)相位估計(jì)法來實(shí)現(xiàn)次側(cè)音匹配和解模糊，降低了設(shè)備復(fù)雜度，提高了測距精度。針對低信噪比的情況，提出了基于平滑濾波的數(shù)據(jù)處理方法，提高了相位測量精度。對測距信道中加限幅器導(dǎo)致的測距信號信噪比惡化程度做了深入的理論分析。最后，分析了測距誤差，并對其中一些引起測距誤差的因素提出了改善方法。 通過本論文的工作，成功的完成了TT&C側(cè)音測距終端的研制，系統(tǒng)現(xiàn)已通過測試，達(dá)到系統(tǒng)任務(wù)書的各項(xiàng)指標(biāo)要求。
標(biāo)簽： FPGA TTC 關(guān)鍵技術(shù)
上傳時間： 2013-04-24
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當(dāng)前，片上系統(tǒng)(SOC)已成為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主流技術(shù)。流片風(fēng)險與費(fèi)用增加、上市時間壓力加大、產(chǎn)品功能愈加復(fù)雜等因素使得SOC產(chǎn)業(yè)逐漸劃分為IP提供者、SOC設(shè)計(jì)服務(wù)者和芯片集成者三個層次。SOC設(shè)計(jì)已走向基于IP集成的平臺設(shè)計(jì)階段，經(jīng)過嚴(yán)格驗(yàn)證質(zhì)量可靠的IP核成為SOC產(chǎn)業(yè)中的重要一環(huán)。 GPIB控制器芯片是組建自動測試系統(tǒng)的核心，在測試領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。本人通過查閱大量的技術(shù)資料，分析了集成電路在國內(nèi)外發(fā)展的最新動態(tài)，提出了基于FPGA的自主知識產(chǎn)權(quán)的GPIB控制器IP核的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。 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(fā)所具備的基本知識作了簡要介紹。文中對GPIB總線進(jìn)行了簡單的描述，根據(jù)芯片設(shè)計(jì)的主要思想，重點(diǎn)在于論述怎樣用FPGA來實(shí)現(xiàn)IEEE-488.2協(xié)議，并詳細(xì)闡述了GPIB控制器的十種接口功能及其狀態(tài)機(jī)的IP核實(shí)現(xiàn)。同時，對數(shù)據(jù)通路也進(jìn)行了較為細(xì)致的說明。在設(shè)計(jì)的時候采用基于模塊化設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)進(jìn)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(tǒng)芯片的lP軟核設(shè)計(jì)，并用EDA工具下載到了FPGA上。 為了更好地驗(yàn)證設(shè)計(jì)思想，借助EDA工具對GPIB控制器的工作狀態(tài)進(jìn)行了軟件仿真，給出仿真結(jié)果，仿真波形驗(yàn)證了GPIB控制器的工作符合預(yù)想。最后，本文對基于FPGA的GPIB控制器的IP核設(shè)計(jì)過程進(jìn)行了總結(jié)，展望了當(dāng)前GPIB控制器設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢，指出了開展進(jìn)一步研究需要做的工作。
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