Altera FPGA芯片的封裝尺寸選擇指南
上傳時間: 2013-06-04
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常模信號是一類非常重要的信號,而專門應用于常模信號的常模算法[1]具有復雜度較低、實現起來比較簡單、對陣列模型的偏差不敏感等顯著的優點。因此,常模算法引起了眾多學者的廣泛關注。近年來,常模算法在多用戶檢測領域[2]的研究越來越受到諸多學者的關注。不僅如此,常模算法在其他領域也是備受矚目,如常模算法在盲均衡以及波束形成等領域的應用也是目前研究的熱點。除此之外,常模算法已經不僅僅局限在應用于常模信號,也可應用于多模信號[3]等。 本文對常模算法在多用戶檢測領域的應用以及FPGA[4]實現作了較多的研究工作,共分六章進行闡述。第一章為緒論,介紹了論文相關背景和本文的結構;第二章首先對常模算法作了理論分析,并改進了傳統的2-2型常模算法,我們稱之為M2-2CMA,它在誤碼率性能上有一些改善;之后在MATLAB平臺上搭建了仿真平臺,分析了常模算法在多用戶檢測中的應用;第三章研究了相關文獻,簡單介紹了FPGA概念及其設計流程和設計方法,并對VerilogHDL以及Quartus軟件做了簡要介紹;第四章則詳細介紹了常模算法的FPGA實現,用一種基于統計數據的方法確定了數據位長及精度,提出了其實現的系統框圖,并詳細闡述了各主要模塊的設計與實現,同時給出了最后的報告文件以及最高數據處理速度;第五章則在MATLAB平臺和QuartuslI的基礎上搭建了一個仿真平臺,借助于平臺分析了2-2型常模算法移植到FPGA平臺后的性能,對不同的精度對系統性能的影響做了討論,也統計了不同信噪比、多址干擾下的誤碼率性能。最后一章是對全文的總結和對未來的展望。
上傳時間: 2013-06-23
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擴頻通信是一種性能優異的通信方式,自其誕生之日起就受到了業內人士的廣泛關注。本文以DS/SS接收機為基礎,圍繞相關的理論和技術,開展了載波跟蹤技術FPGA實現的研究。 論文首先綜述了課題的來源、背景和意義,闡述了DS/SS接收系統前端處理模塊和信號處理模塊的結構,指出了本課題的關鍵技術。與此同時,作者在參考了大量國內外有關文獻的基礎上,深入研究了四相鑒頻、自動頻率跟蹤鑒頻以及反正切鑒相等載波跟蹤鑒頻、鑒相算法,并根據這些理論設計了FLL與PLL相結合的載波跟蹤策略,完成了CPAFC和Costas環路仿真和性能分析。 其次,論文對載波跟蹤環路的硬件電路進行了設計,其中包括基帶信號處理的混頻、相關和積分清洗模塊,誤差量的提取和控制模塊,以及本地載波的產生模塊等,并在Altera公司的Stratix系列芯片----EP1S808956C6上對每個組成模塊進行了功能和時序上的仿真與實現,之后對系統各模塊進行了集成,解決了系統實現的同步問題。 最后,論文對系統作了實驗總結與分析,包括板級驗證總結與分析、接收機載波跟蹤性能分析,以及對載波同步技術的總結和展望。
上傳時間: 2013-04-24
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基于ISD4004芯片的語音錄放設計,內含詳細說明,程序代碼。
上傳時間: 2013-06-29
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圖像采集系統是數字圖像信號處理過程中不可缺少的重要部分,它將前端相機所捕獲的模擬信號轉化為數字信號,或者直接從數字相機中獲取數字信號,然后通過高速的計算機總線傳回計算機,憑借計算機的強大的運算、數據存儲與處理等操作能力,可以方便快捷地對信號進行分析處理,具有人機友好、功能靈活、可移植性強等優點。隨著對數據傳送速度要求的提高,PCI總線以其高的數據傳輸率,即插即用,低功耗等眾多優點,得到廣泛的應用。本文針對PCI總線接口電路使用的廣泛性,介紹了PLX公司橋接芯片PCI9054主模式的工作原理和中斷機制,采用可編程邏輯器件FPGA實現與PCI9054的本地接口的信號轉換,給出了邏輯實現方案和仿真圖。本文針對FPGA中各功能模塊的邏輯設計進行了詳細分析,并對每個模塊都給出了精確的仿真結果。同時,文中還在其它章節詳細介紹了系統的硬件電路設計、并行接口設計、PCI接口設計、PC端控制軟件設計以及用于調試過程中的SignalTapⅡ嵌入式邏輯分析儀的使用方法,并且也對系統的仿真結果和測試結果給出了分析及討論。最后還附上了系統的PCB版圖、FPGA邏輯設計圖、實物圖及注釋詳細的相關源程序清單。在文章的軟件設計部分介紹了WinDriver驅動開發工具,利用WinDriver工具,在WindowsXP系統下實現設備的驅動程序開發,完成主模式數據傳輸和設備中斷的功能。
上傳時間: 2013-06-03
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在傳統的電力電子電路中,DC/DC變換器通常采用模擬電路實現電壓或電流的控制。數字控制與模擬控制相比,有著顯著的優點,數字控制可以實現復雜的控制策略,同時大大提高系統的可靠性和靈活性,并易于實現系統的智能化。但目前數字控制基本上限于電力傳動領域,DC/DC變換器由于其開關頻率較高,一般其外圍功能由DSP或微處理器完成,而控制的核心,如PWM發生等大多采用專用控制芯片實現。FPGA由于其快速性、靈活性及保密性等優點,近年來在數字控制領域受到越來越多的關注。基于FPGA的DC/DC變換器是電力電子領域重要的研究方向之一。本文研究了同步Buck變換器的建模、設計及仿真,采用Xinlix的VIRTEX-Ⅱ PRO FPGA開發板實現了Buck變換器的全數字控制。 論文首先從Buck變換器的理論分析入手,根據它的物理特性,研究了該變換器的狀態空間平均模型和小信號分析。為了獲得高性能的開關電源,提出并分析了混雜模型設計方案,然后進行了控制器設計。并采用MATLAB/SIMULINK建立了同步Buck電路的仿真模型,并進行仿真研究。浮點仿真的運算精度與溢出問題,影響了仿真的精度。為了克服這些不足,作者采用了定點仿真方法,得到了滿意的仿真結果。論文還著重論述了開關電源的數字控制器部分,數字控制器一般由三個主要功能模塊組成:模數轉換器、數字脈寬調制器(Digital PulseWidth Modulation:DPWM)和數字補償器。文中重點研究了DPWM和數字補償器,闡述了目前高頻數字控制變換器中存在的主要問題,特別是高頻狀態下DPWM分辨率較低,影響控制精度,甚至引起極限環(Limit Cycling)現象,對DPWM分辨率的提高與系統硬件工作頻率之間的矛盾、DPWM分辨率與A/D分辨率之間的關系等問題作了全面深入的分析。論文提出了一種新的提高DPWM分辨率的方法,該方法在不提高系統硬件頻率的前提下,采用軟件使DPWM的分辨率大大提高。作者還設計了兩種數字補償器,并進行了分析比較,選擇了合適的補償算法,達到了改善系統性能的目的。 設計完成后,作者使用ISE 9.1i軟件進行了FPGA實現的前、后仿真,驗證了所提出理論及控制算法的正確性。作者完成了Buck電路的硬件制作及基于FPGA的軟件設計,采用32MHz的硬件晶振實現了11-bit的DPWM分辨率,開關頻率達到1MHz,得到了滿意的系統性能,論文最后給出了仿真和實驗結果。
上傳時間: 2013-07-23
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隨著網絡技術和通信技術的突飛猛進,人們對通信的保密性能,抗干擾能力的要求越來越高,而且對信息隱蔽、多址保密通信等特性提出了更高的要求。這些要求的實現都離不開擴頻通信技術的應用,而擴頻通信芯片作為擴頻通信網絡的核心器件,自然也成了研究的重點。本論文旨在借鑒國內外相關研究成果,并以家庭電力線通信環境為背景,驗證了一種CDMA碼分多址通信的實現方案,并通過智能家庭系統展示了其應用效果。 本課題以構建家庭電力載波通信網絡為目標,首先,以兩塊Cyclone系列FPGA開發板為基礎,分別作為發送單元和接收單元,構建了系統的硬件開發平臺;以QuartusⅡ 7.2為開發環境,運用Verilog硬件描述語言,編寫擴頻模塊和解擴模塊,并且進行了測試、仿真和綜合,驗證了通過專用芯片實現擴頻通信系統的可行性。應用方面,采用電力線載波通信芯片,提出了一種由智能插線板和嵌入式網關構成的家電控制系統。用戶通過WEB方式登陸嵌入式網關,智能插線板能夠在嵌入式網關的控制下控制電器的電源、發送紅外遙控指令,實現對家電的遠程遙控。使用兩塊FPGA開發板,實現了擴頻通信基本收發是本設計得主要成果;將擴頻通訊技術、嵌入式Web技術引入到智能家庭系統的設計當中是本文的一個特點。 仿真和實驗表明:采用電力線載波通信芯片組建家庭網絡的方案可行,由智能插線板和嵌入式網關構成的家電控制系統能靈活、便捷地實施家電控制,并具有一定的節能效果。
上傳時間: 2013-06-17
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軟件無線電DDC(數字下變頻)系統作為前端ADC與后端通用DSP器件之間的橋梁,通過降低數據流的速率,把低速數據送給后端通用DSP器件進行處理,其性能的優劣將對整個軟件無線電系統的穩定性產生直接影響。采用專用DDC芯片完成數字下變頻,雖然具有抽取比大、性能穩定等優點,但價格昂貴,靈活性不強,不能充分體現軟件無線電的優勢。FPGA工藝發展迅速,處理能力大大增強,相對于ASIC、DSP來說具有吞吐量高、開發周期短、可實現在線重構等諸多優勢。正因為這些優點,使得FPGA在軟件無線電的研究和開發中起著越來越重要的作用。 本次設計的目標是在一塊FPGA芯片上實現單通道數字下變頻系統。現階段主要對軟件無線電數字下變頻器的FPGA實現方法進行了研究分析,重點完成了其主要模塊的設計和仿真以及初步的系統級驗證。 論文首先對軟件無線電數字下變頻的國內外現狀進行了分析,然后對FPGA實現數字下變頻設計的優勢作了闡述。在對軟件無線電理論基礎、數字信號處理的相關知識深入研究的基礎上重點研究軟件無線電數字下變頻技術。對數字下變頻的NCO、混頻、CIC、HB、FIR模塊的實現方法進行深入研究,在:MATLAB中設定整體系統方案、完成模塊劃分和接口定義,并對部分模塊建立數學模型并仿真、對模塊的性能進行優化。從數字下變頻的系統層次上考慮了各模塊彼此問的性能制約,從而選擇合理配置、優化系統結構以獲得模塊間的性能均衡和系統性能的最優化。最后通過使用編寫'Verilog程序和調用部分lP Core相結合的方法完成數字下變頻各個模塊的設計并完成仿真和調試。結果表明設計的思想和結構是正確的,在下一步工作中主要完成系統的板級調試。
上傳時間: 2013-04-24
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在視頻傳輸系統中,最大障礙是視頻數據的大數據量傳輸。故壓縮就顯得尤為必要。MJPEG是以25幀每秒傳輸的JPEG圖像。本文根據JPEG基本壓縮模式,通過前端圖像采集芯片輸出標準的4:2:2格式的圖像流,在XILINX公司的SPARTAN IIE芯片下壓縮,獲得了良好效果,壓縮比達到10:1。中間的各個環節同MATLAB下同等壓縮相比,除了精度上有點差別外,基本一致。同專用芯片相比,比專用芯片靈活得多,FPGA內部全部是可編程,燒寫不同的程序便可實現不同的壓縮。同DSP相比,壓縮時間極大的提高,同周霖的“基于DSP技術的靜態圖像壓縮編碼”一文中編碼所需的時間進行比較(DCT變換消耗4224個指令,量化Z排序耗960指令,huffman編碼至少耗1400指令),假設令其采用6000系列DSP,指令周期為6ns,運算速度為1336MIPS。壓縮一個8*8DCT塊,采用高檔的DSP,消耗39tJs,而采用27M的FPGA只需6us,若采用FPGA內部自帶的DLL將時鐘倍頻到54M,則只需要3us.本設計同傳統的壓縮實現方式相比,在速度和靈活性上有了極大的提高。
上傳時間: 2013-04-24
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本文對基于脈動陣列結構的RSA公鑰密碼協處理器進行了深入的研究,通過對Montgomery模乘思想的深入分析,確定了免減基2算法作為模乘運算實現算法,同時系統的研究了脈動陣列結構這一專用處理器設計模型,結合器件特性設計出一種適于在FPGA上實現的模乘運算電路結構,通過引入流水線技術,實現了兩次模乘運算并行處理。在此基礎上,引入可變參數的設計理念,完成了可變參數模冪運算電路的設計與實現工作,有效的提高了算法硬件實現的靈活性。
上傳時間: 2013-07-16
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