SPI接口實險,LED數據管顯示。 1、程序通過SPI接口輸出數據到HC595芯片驅動LED數據管簡單顯示。 2、內部1 M晶振,程序采用單任務方式,軟件延時。 3、進行此實驗請插上JP1的所有8個短路塊,JP6(SPI_EN)短路塊。
上傳時間: 2013-06-29
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隨著我國國防現代化建設進程的不斷深化,MIL-STD-1553B標準總線已經廣泛應用于各種軍事應用領域。MIL-STD-1553B標準總線是我國上世紀八十年代引進的一種現代化通訊總線,國內稱為GJB289A-97。該總線技術以其高穩定性和使用靈活等特點成為現代航空電子綜合系統所廣泛采用的通訊總線技術。 1553B總線接口模塊作為總線通訊的基本單元,其性能成為影響航電綜合系統整體性能的一個關鍵因素。目前國內關于1553B總線通訊模塊的對外接口類型較多,而基于嵌入式處理芯片的接口設計并不多見。嵌入式設備具有體積小、重量輕、實時性強、功耗小、穩定性好以及接口方便等優點。 基于以上考慮,論文中提出了以DSP+FPGA為平臺實現MIL-STD-1553B總線的收發控制,通過收發控制器和變壓器實現MIL-STD-1553B總線的電氣連接。根據項目需求,設計分為硬件和軟件兩部分完成。在對MIL-STD-1553B總線協議進行詳細研究后提出了總體設計方案原理圖。再根據方案需求設計各功能模塊。使用硬件描述語言VHDL對各功能模塊進行邏輯和行為描述,最終實現在FPGA中,使其能夠完成1553B數據碼的接受、發送、轉換和與處理器的信息交換等功能。DSP部分采用的是TI公司的TMS320F2812,使用C語言進行軟件的編譯,使其實現總體控制和通訊的調度等功能。 該方案經過實際參與1553B總線通訊系統驗證實驗,證明各項技術指標均達到預定的目標,可以投入實際應用。
上傳時間: 2013-04-24
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高速數據采集系統在信號檢測、雷達、圖像處理、網絡通信等領域有廣泛應用,不同的應用要求使用不同的總線和不同的設計,但是,無論基于何種應用,其設計的關鍵在接口的實現上。 @@ 隨著cPCI總線技術的發展,cPCI總線逐漸代替了PCI總線、VME總線,成為測控領域中最受人們青睞的總線形式。 @@ 為滿足高速采集過程中數據傳輸速度的要求和采集卡與PC機連接的機械強度的要求,本論文提出設計基于cPCI總線接口的數據采集系統。設計中利用單片FPGA芯片實現PCI協議,代替傳統的FIFO芯片和串并轉換芯片,并完成對模擬電路的控制功能;并提出將應用程序中的一部分數據讀寫操作放入動態鏈接庫中,減少因應用程序反復調用驅動程序而造成的資源浪費和時間的延遲。 @@ 通過分析PCI總線協議,理解高頻數字電路設計方法和高速數據采集原理,本文開發了基于cPCI接口的高速數據采集系統。經過綜合測試和現場應用驗證表明,采集系統已達到了要求的性能指標。 @@關鍵詞:FPGA;數據采集系統;cPCI; PC
上傳時間: 2013-07-08
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信號與信息處理是信息科學中近幾年來發展最為迅速的學科之一,隨著片上系統(SOC,System On Chip)時代的到來,FPGA正處于革命性數字信號處理的前沿?;贔PGA的設計可以在系統可再編程及在系統調試,具有吞吐量高,能夠更好地防止授權復制、元器件和開發成本進一步降低、開發時間也大大縮短等優點。然而,FPGA器件是基于SRAM結構的編程工藝,掉電后編程信息立即丟失,每次加電時,配置數據都必須重新下載,并且器件支持多種配置方式,所以研究FPGA器件的配置方案在FPGA系統設計中具有極其重要的價值,這也給用于可編程邏輯器件編程的配置接口電路和實驗開發設備提出了更高的要求。 本論文基于IEEE1149.1標準和USB2.0技術,完成了FPGA配置接口電路及實驗開發板的設計與實現。作者在充分理解IEEE1149.1標準和USB技術原理的基礎上,針對Altcra公司專用的USB數據配置電纜USB-Blaster,對其內部工作原理及工作時序進行測試與詳細分析,完成了基于USB配置接口的FPGA芯片開發實驗電路的完整軟硬件設計及功能時序仿真。作者最后進行了軟硬件調試,完成測試與驗證,實現了對Altera系列PLD的配置功能及實驗開發板的功能。 本文討論的USB下載接口電路被驗證能在Altera的QuartusII開發環境下直接使用,無須在主機端另行設計通信軟件,其兼容性較現有設計有所提高。由于PLD(Programmable Logic Device)廠商對其知識產權嚴格保密,使得基于USB接口的配置電路應用受到很大限制,同時也加大了自行對其進行開發設計的難度。 與傳統的基于PC并口的下載接口電路相比,本設計的基于USB下載接口電路及FPGA實驗開發板具有更高的編程下載速率、支持熱插拔、體積小、便于攜帶、降低對PC硬件傷害,且具備其它下載接口電路不具備的SignalTapII嵌入式邏輯分析儀和調試NiosII嵌入式軟核處理器等明顯優勢。從成本來看,本設計的USB配置接口電路及FPGA實驗開發板與其同類產品相比有較強的競爭力。
上傳時間: 2013-04-24
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I2C(Inter Integrated Circuits)是Philips公司開發的用于芯片之間連接的串行總線,以其嚴格的規范、卓越的性能、簡便的操作和眾多帶I2C接口的外圍器件而得到廣泛的應用并受到普遍的歡迎。 現場可編程門陣列(FPGA)設計靈活、速度快,在數字專用集成電路的設計中得到了廣泛的應用。本論文主要討論了如何利用Verilog/FPGA來實現一個隨機讀/寫的I2C接口電路,實現與外圍I2C接口器件E2PROM進行數據通信,實現讀、寫等功能,傳輸速率實現為100KBps。在Modelsim6.0仿真軟件環境中進行仿真,在Xilinx公司的ISE9.li開發平臺上進行了下載,搭建外圍電路,用Agilem邏輯分析儀進行數據采集,分析測試結果。 首先,介紹了微電子設計的發展概況以及設計流程,重點介紹了HDL/FPGA的設計流程。其次,對I2C串行總線進行了介紹,重點說明了總線上的數據傳輸格式并對所使用的AT24C02 E2PROM存儲器的讀/寫時序作了介紹。第三,基于Verilog _HDL設計了隨機讀/寫的I2C接口電路、測試模塊和顯示電路;接口電路由同步有限狀態機(FSM)來實現;測試模塊首先將數據寫入到AT24C02的指定地址,接著將寫入的數據讀出,并將兩個數據顯示在外圍LED數碼管和發光二極管上,從而直觀地比較寫入和輸出的數據的正確性。FPGA下載芯片為Xilinx SPARTAN Ⅲ XC3S200。第四,用Agilent邏輯分析儀進行傳輸數據的采集,分析數據傳輸的時序,從而驗證電路設計的正確性。最后,論文對所取得的研究成果進行了總結,并展望了下一步的工作。
上傳時間: 2013-06-27
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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。
上傳時間: 2013-07-13
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串行數字接口SDI是目前使用最廣泛的數字視頻接口。它是遵循SMPTE-259M和EBtJ-Tech-3267標準制定的,己經被世界上眾多數字視頻設備生產廠家普遍采納并作為標準視頻接口,主要用在非線性編輯系統、視頻服務器、虛擬演播室以及數字切換矩陣和數字光端機等場合。 以往的SDI接口在實現方法上有成本高、靈活性低等缺點,針對這些不足,本文在研究串行數字接口工作原理的基礎上,提出了一種基于FPGA的標清串行數字接口(SD-SDI)的設計方案,并使用SOPC Builder構成一個Nios II處理器系統,將SDI接口以IP核形式嵌入到FPGA內部,從而提高系統的集成度,使之具有視頻數據處理速度快、實時性強、性價比高的特點。具體研究內容包括: 1.在分析SDI接口的硬件結構和工作原理的基礎上,提出了串行數字接口的嵌入式系統設計方法,完成了SDI接口卡的FPGA芯片內部配置以及驅動電路、均衡電路、電源電路等硬件電路設計。 2.采用軟邏輯方法實現SDI接口的傳輸功能,進行了具體的模塊化設計與仿真。 3.引入Nios II嵌入式軟核處理器對數據進行處理,設計了視頻圖像數據的采集程序。 該傳輸系統以Altera公司的Cyclone II EP2C35F672C8為核心芯片,通過發送和接收電路的共同作用,能夠完成標清數字視頻信號的傳輸,初步確立了以SDI接口為數據源的視頻信號傳輸系統的整體模式和框架。
上傳時間: 2013-07-31
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在數字電視系統中,MPEG-2編碼復用器是系統傳輸的核心環節,所有的節目、數據以及各種增值服務都是通過復用打包成傳輸流傳輸出去。目前,只有少數公司掌握復用器的核心算法技術,能夠采用MPEG-2可變碼率統計復用方法提高帶寬利用率,保證高質量圖像傳輸。由于目前正處廣播電視全面向數字化過渡期間,市場潛力巨大,因此對復用器的研究開發非常重要。本文針對復用器及其接口技術進行研究并設計出成形產品。 文中首先對MPEG-2標準及NIOS Ⅱ軟核進行分析。重點研究了復用器中的部分關鍵技術:PSI信息提取及重構算法、PID映射方法、PCR校正及CRC校驗算法,給出了實現方法,并通過了硬件驗證。然后對復用器中主要用到的AsI接口和DS3接口進行了分析與研究,給出了設計方法,并通過了硬件驗證。 本文的主要工作如下: ●首先對復用器整體功能進行詳細分析,并劃分軟硬件各自需要完成的功能。給出復用器的整體方案以及ASI接口和DS3接口設計方案。 ●在FPGA上采用c語言實現了PSI信息提取與重構算法。 ●給出了實現快速的PID映射方法,并根據FPGA特點給出一種新的PID映射方法,減少了邏輯資源的使用,提高了穩定性。 ●采用Verilog設計了SI信息提取與重構的硬件平臺,并用c語言實現了SDT表的提取與重構算法,在FPGA中成功實現了動態分配內存空間。 ●在FPGA上實現了.ASI接口,主要分析了位同步的實現過程,實現了一種新的快速實現字節同步的設計。 ●在FPGA上實現了DS3接口,提出并實現了一種兼容式DS3接口設計。并對幀同步設計進行改進。 ●完成部分PCB版圖設計,并進行調試監測。 本復用器設計最大特點是將軟件設計和硬件設計進行合理劃分,硬件平臺及接口采用Verilog語言實現,PSI信息算法主要采用c語言實現。這種軟硬件的劃分使系統設計更加靈活,且軟件設計與硬件設計可同時進行,極大的提高了工作效率。 整個項目設計采用verilog和c兩種語言完成,采用Altera公司的FPGA芯片EP1C20,在Quartus和NIOS IDE兩種設計平臺下設計實現。根據此方案已經開發出兩臺帶有ASI和DS3接口的數字電視TS流復用器,經測試達到了預期的性能和技術指標。
上傳時間: 2013-08-03
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隨著集成電路技術的飛速發展,芯片的規模越來越大,集成度越來越高,工作頻率越來越快,但是芯片的設計能力卻面臨巨大的挑戰。而IP核的重用則是解決當今芯片設計所面臨問題的最有效的解決方法。 MDIO接口模塊為以太網接口芯片中MAC層對PHY器件的控制管理接口。隨著以太網技術的快速發展以及MAC應用越來越廣泛,MDIO接口模塊的應用也越來越多,因此將MDIO接口模塊設計成可重用的IP核對于以各種太網接口集成芯片的設計具有很重要的作用。 本文詳細描述了MDIO接口模塊IP核的設計,介紹了該IP核的系統結構以及各個子模塊的詳細設計方法,對此IP核進行了仿真驗證,最后進行了FPGA測試,功能和性能達到了要求,最終通過了IP審核流程并且已成功應用于企業的以太網接口芯片中。
上傳時間: 2013-06-20
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隨著現代計算機技術、微電子技術的進一步結合和發展,可編程邏輯技術已成為當前電子設計領域中最具活力和發展前途的技術。通過采用FPGA/EDA技術,對通信卡的PCI接口、E1接口、外部邏輯電路進行集成,并利用目前通用計算機強大的數字信息處理能力,可大大簡化CTI硬件的設計,降低制造成本,提高系統可靠性。 據此,本論文提出了基于FPGA/EDA技術的PCI-E1接口設計方法,文中對PCI總線接口、E1接口及兩接口的互連等相關技術進行了深入分析,對各功能模塊和系統進行了VHDL建模與仿真。 同時,論文還介紹了基于ALTERACyclone系列FPGA芯片的PCI-E1接口硬件平臺的設計原理和基于DriverWorks的WDM驅動程序的設計方法。 本論文涉及的軟件、硬件系統已經開發、調試完成。測試結果表明:1、論文所研究的PCI接口(主/從設備)在進行配置讀/寫、I/O讀寫、存儲器讀寫及總線的猝發數據傳送等操作中,各項性能符合PCI2.3規范的要求。 2、論文所研究的E1接口支持成幀和不成幀兩種傳輸方式:在成幀模式下,信息的有效傳送速率為31×64Kbit/s;在不成幀的模式下,信息的有效傳送速率為2.048Mbit/s。E1輸出口各項參數符合CCITT相關規范要求。 3、論文所研究的PCI-E1接口在與現網設備、模塊的對接測試中,性能穩定。基于本論文的產品已經正式發布。國內部分廠家已對該產品進行了多方面的綜合測試,并計劃將其應用到實際的生產和研究中。 本論文對于CTI硬件的設計是一項嘗試和革新。測試和應用證明該方法行之有效,符合設計目標,具有較廣闊的應用前景。
上傳時間: 2013-06-02
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