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自主機(jī)器人

  • 衛(wèi)星導航接收機中長碼直捕算法研究與FPGA實現(xiàn).rar

    衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)可以為公路、鐵路、空中和海上的交通運輸工具提供導航定位服務(wù)。它能夠軍民兩用,戰(zhàn)略作用與商業(yè)利益并舉。只要持有便攜式接收機,則無論身處陸地、海上還是空中,都能收到衛(wèi)星發(fā)出的特定信號。接收機選取至少四顆衛(wèi)星發(fā)出的信號進行分析,就能確定接收機持有者的位置。 GPS導航定位接收機的理論基礎(chǔ)即是擴頻通信理論,擴頻通信技術(shù)與常規(guī)的通信技術(shù)相比,具有低截獲率,強抗噪聲,抗干擾性,具有信息隱蔽和多址通信等特點,目前己從軍事領(lǐng)域向民用領(lǐng)域迅速發(fā)展,成為進入信息時代的高新技術(shù)通信傳輸方式之一。擴頻通信技術(shù)中,最常見的是直接序列擴頻通信(DSSS)系統(tǒng),本文所研究的就是這一類系統(tǒng)。 目前在衛(wèi)星信號的捕獲上一般使用兩種方法:順序捕獲方法(時域法,基于大規(guī)模并行相關(guān)器)和并行捕獲方法(頻域法,基于FFT)。本文在第二章分別分析了現(xiàn)有順序捕獲和并行捕獲技術(shù)的原理,并給出了它們的優(yōu)缺點。 本文第三章對長碼的直接捕獲進行了深入的研究,基于對國內(nèi)外相關(guān)文獻中長碼直捕方法的分析與對比,并且結(jié)合在實際過程中硬件資源需求的考慮,應用了基于分段補零循環(huán)相關(guān)和FFT搜索頻偏的直捕方法。此方法大大減少了計算量,加快了信號捕獲的速度。本方法利用FFT實現(xiàn)接收信號與本地長碼的并行相關(guān),同時完成頻偏的搜索,將傳統(tǒng)的二維搜索轉(zhuǎn)換為并行的一維搜索,從而能快速實現(xiàn)長碼捕獲。 GPS信號十分微弱,靈敏度低,在戰(zhàn)場環(huán)境下,GPS接收機會面臨各種人為的干擾。如何從復雜的干擾信號中實現(xiàn)對GPS信號的捕獲,即抗干擾技術(shù)的研究,是GPS也是本文研究一個的方面。第四章即研究了GPS接收機干擾抑制算法,在強干擾環(huán)境下,需要借助信號處理技術(shù)在不增加信號帶寬的條件下提高系統(tǒng)的抗干擾能力,以保證后續(xù)捕獲跟蹤模塊有充足的處理增益。 本文在第五章給出了GPS接收機長碼捕獲以及干擾抑制的FPGA實現(xiàn)方案,并對各主要子模塊進行了詳細地分析?;拘徒邮諜C中長碼捕獲采用頻域方法,選用Altera StratixⅡ EP2S180芯片實現(xiàn);抗干擾型接收機中選用Xilinx xc4vlx100芯片。實現(xiàn)了各模塊的單獨測試和整個系統(tǒng)的聯(lián)調(diào),通過聯(lián)調(diào)驗證,本文提出的長碼直接捕獲方法正確、可行。 本文提出的長碼直捕方法可以在不需要C/A碼輔助捕獲下完成對長碼的直接捕獲,可以應用于GPS接收機,監(jiān)測站接收機的同步等,對我國自主研發(fā)導航定位接收機也有重大的現(xiàn)實及經(jīng)濟意義。

    標簽: FPGA 衛(wèi)星導航 接收機

    上傳時間: 2013-06-18

    上傳用戶:wang5829

  • 基于FPGA與AD9857的四路DVBC調(diào)制器的設(shè)計.rar

    隨著數(shù)字時代的到來,信息化程度的不斷提高,人們相互之間的信息和數(shù)據(jù)交換日益增加。正交幅度調(diào)制器(QAM Modulator)作為一種高頻譜利用率的數(shù)字調(diào)制方式,在數(shù)字電視廣播、固定寬帶無線接入、衛(wèi)星通信、數(shù)字微波傳輸?shù)葘拵ㄐ蓬I(lǐng)域得到了廣泛應用。 近年來,集成電路和數(shù)字通信技術(shù)飛速發(fā)展,F(xiàn)PGA作為集成度高、使用方便、代碼可移植性等優(yōu)點的通用邏輯開發(fā)芯片,在電子設(shè)計行業(yè)深受歡迎,市場占有率不斷攀升。本文研究基于FPGA與AD9857實現(xiàn)四路QAM調(diào)制的全過程。FPGA實現(xiàn)信源處理、信道編碼輸出四路基帶I/Q信號,AD9857實現(xiàn)對四路I/Q信號的調(diào)制,輸出中頻信號。本文具體內(nèi)容總結(jié)如下: 1.介紹國內(nèi)數(shù)字電視發(fā)展狀況、國內(nèi)國際的數(shù)字電視標準,并詳細介紹國內(nèi)有線電視的系統(tǒng)組成及QAM調(diào)制器的發(fā)展過程。 2.研究了QAM調(diào)制原理,其中包括信源編碼、TS流標準格式轉(zhuǎn)換、信道編碼的原理及AD9857的工作原理等。并著重研究了信道編碼過程,包括能量擴散、RS編碼、數(shù)據(jù)交織、星座映射與差分編碼等。 3.深入研究了基于FPAG與AD9857電路設(shè)計,其中包括詳細研究了FPGA與AD9857的電路設(shè)計、在allegro下的PCB設(shè)計及光繪文件的制作,并做成成品。 4.簡單介紹了FPGA的開發(fā)流程。 5.深入研究了基于FPAG代碼開發(fā),其中主要包括I2C接口實現(xiàn),ASI到SPI的轉(zhuǎn)換,信道編碼中的TS流包處理、能量擴散、RS編碼、數(shù)據(jù)交織、星座映射與差分編碼的實現(xiàn)及AD9857的FPGA控制使其實現(xiàn)四路QAM的調(diào)制。 6.介紹代碼測試、電路測試及系統(tǒng)指標測試。 最終系統(tǒng)指標測試表明基于FPGA與AD9857的四路DVB-C調(diào)制器基本達到了國標的要求。

    標簽: FPGA 9857 DVBC

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:sn2080395

  • 基于FPGA的10M100M以太網(wǎng)控制器的設(shè)計.rar

    隨著以太網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度已經(jīng)由最初的10M發(fā)展到現(xiàn)在的10,000M。用可編程邏輯器件(FPGA)實現(xiàn)以太網(wǎng)控制器與其它SOC系統(tǒng)的互連成為當前的研究熱點。本文闡述了MAC層的FPGA設(shè)計、仿真及測試;介紹了整個系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、模塊劃分,并對各個模塊的設(shè)計過程進行了詳細闡述,接著介紹了開發(fā)環(huán)境和驗證工具,同時給出測試方案、驗證數(shù)據(jù)、實現(xiàn)結(jié)果及時序仿真波形圖。 對MAC層的主要功能模塊如:發(fā)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(fā)平臺的硬件實現(xiàn)。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(shù)據(jù)輸入源和雙blockram作為幀緩存搭建FPGA硬件驗證開發(fā)平臺。 2)基于FPGA實現(xiàn)以太網(wǎng)控制器。用VerilogHDL語言構(gòu)建以太網(wǎng)控制器,實現(xiàn)CSMA/CD協(xié)議、10M/100M自適應以及與物理層MⅡ接口等。 3)采用片上系統(tǒng)通用的WS接口。目的是便于與具有通用接口的片上系統(tǒng)互連,也為構(gòu)建SOC上處理器提供條件。 本論文實現(xiàn)了一個基于WS總線接口可裁減的以太網(wǎng)MAC控制器IP軟核,為設(shè)計具有自主知識產(chǎn)權(quán)的以太網(wǎng)MAC控制器積累了經(jīng)驗。同時,為與其它WS接口的控制器實現(xiàn)直接互連創(chuàng)造了條件,對高層次設(shè)計這一先進ASIC設(shè)計方法也有了較為深入的認識。

    標簽: 10M100M FPGA 以太網(wǎng)控制器

    上傳時間: 2013-07-17

    上傳用戶:bruce

  • 基于DSP和FPGA的數(shù)字化開關(guān)電源的實用化研究.rar

    文章開篇提出了開發(fā)背景。認為現(xiàn)在所廣泛應用的開關(guān)電源都是基于傳統(tǒng)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(chǎn)品,同時幾乎沒有通用性和可移植性。在電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天,這種傳統(tǒng)的模擬開關(guān)電源已經(jīng)很難跟上時代的發(fā)展步伐。 隨著DSP、ASIC等電子器件的小型化、高速化,開關(guān)電源的控制部分正在向數(shù)字化方向發(fā)展。由于數(shù)字化,使開關(guān)電源的控制部分的智能化、零件的共通化、電源的動作狀態(tài)的遠距離監(jiān)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(fā)周期和成本。依靠現(xiàn)代數(shù)字化控制和數(shù)字信號處理新技術(shù),數(shù)字化開關(guān)電源有著廣闊的發(fā)展空間。 在數(shù)字化領(lǐng)域的今天,最后一個沒有數(shù)字化的堡壘就是電源領(lǐng)域。近年來,數(shù)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(guān)電源占了世界市場的80%以上,但都是傳統(tǒng)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(nèi)容是在傳統(tǒng)開關(guān)電源模擬調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上,提出了一種新的數(shù)字化調(diào)節(jié)器方案,即基于DSP和FPGA的數(shù)字化PID調(diào)節(jié)器。論文對系統(tǒng)方案和電路進行了較為具體的設(shè)計,并通過測試取得了預期結(jié)果。測試證明該方案能夠適合本行業(yè)時代發(fā)展的步伐,使系統(tǒng)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(guān)領(lǐng)域。 本文首先分析了國內(nèi)外開關(guān)電源發(fā)展的現(xiàn)狀,以及研究數(shù)字化開關(guān)電源的意義。然后提出了數(shù)字化開關(guān)電源的總體設(shè)計框圖和實現(xiàn)方案,并與傳統(tǒng)的開關(guān)電源做了較為詳細的比較。本論文的設(shè)計方案是采用DSP技術(shù)和FPGA技術(shù)來做數(shù)字化PID調(diào)節(jié),通過數(shù)字化PID算法產(chǎn)生PWM波來控制斬波器,控制主回路。從而取代傳統(tǒng)的模擬PID調(diào)節(jié)器,使電路更簡單,精度更高,通用性更強。傳統(tǒng)的模擬開關(guān)電源是將電流電壓反饋信號做PID調(diào)節(jié)后--分立元器件構(gòu)成,采用專用脈寬調(diào)制芯片實現(xiàn)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(diào)節(jié)器和電壓調(diào)節(jié)器的反相輸入端,用來實現(xiàn)閉環(huán)控制。同時用來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性及實現(xiàn)系統(tǒng)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(shè)計,并給出了具體的電路圖,同時寫出了軟件流程圖以及設(shè)計中應該注意的地方。整個系統(tǒng)由DSP板和ADC板組成。DSP板完成PWM生成、PID運算、環(huán)境開關(guān)量檢測、環(huán)境開關(guān)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(shù)字低通濾波。由于整個系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng),要求采樣速率相當高。本系統(tǒng)采用FPGA來控制ADC,這樣就避免了高速采樣占用系統(tǒng)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(diào)節(jié),從而產(chǎn)生PWM波來控制逆變橋的開關(guān)速率,從而達到閉環(huán)控制的目的。 最后,對數(shù)字化開關(guān)電源和模擬開關(guān)電源做了對比測試,得出了預期結(jié)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(guān)行業(yè)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(shù)值還會隨著使用時間、溫度和其它環(huán)境條件的改變而變動并對系統(tǒng)穩(wěn)定性和響應能力造成負面影響。數(shù)字電源則剛好相反,同時數(shù)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(fā)成本與風險。在當前對產(chǎn)品要求體積小、智能化、共通化、精度高和穩(wěn)定度好等前提條件下,數(shù)字化開關(guān)電源有著廣闊的發(fā)展空間。本系統(tǒng)來基本上達到了設(shè)計要求。能夠滿足較高精度的設(shè)計要求。但對于高精度數(shù)字化電源,系統(tǒng)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(tǒng)的精度。 本系統(tǒng)涉及電子、通信和測控等技術(shù)領(lǐng)域,將數(shù)字PID算法與電力電子技術(shù)、通信技術(shù)等有機地結(jié)合了起來。本系統(tǒng)的設(shè)計方案不僅可以用在電源控制器上,只要是相關(guān)的領(lǐng)域都可以采用。

    標簽: FPGA DSP 數(shù)字化

    上傳時間: 2013-06-29

    上傳用戶:dreamboy36

  • 基于FPGA的視頻圖像畫面分割器的設(shè)計.rar

    視頻監(jiān)控一直是人們關(guān)注的應用技術(shù)熱點之一,它以其直觀、方便、信息內(nèi)容豐富而被廣泛用于在電視臺、銀行、商場等場合。在視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)中,經(jīng)常需要對多路視頻信號進行實時監(jiān)控,如果每一路視頻信號都占用一個監(jiān)視器屏幕,則會大大增加系統(tǒng)成本。視頻圖像畫面分割器主要功能是完成多路視頻信號合成一路在監(jiān)視器顯示,是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分。 傳統(tǒng)的基于分立數(shù)字邏輯電路甚至DSP芯片設(shè)計的畫面分割器的體積較大且成本較高。為此,本文介紹了一種基于FPGA技術(shù)的視頻圖像畫面分割器的設(shè)計與實現(xiàn)。 本文對視頻圖像畫面分割技術(shù)進行了分析,完成了基于ITU-RBT.656視頻數(shù)據(jù)格式的畫面分割方法設(shè)計;系統(tǒng)采用Xilinx公司的FPGA作為核心控制器,設(shè)計了視頻圖像畫面分割器的硬件電路,該電路在FPGA中,將數(shù)字電路集成在一起,電路結(jié)構(gòu)簡潔,具有較好的穩(wěn)定性和靈活性;在硬件電路平臺基礎(chǔ)上,以四路視頻圖像分割為例,完成了I2C總線接口模塊,異步FIFO模塊,有效視頻圖像數(shù)據(jù)提取模塊,圖像存儲控制模塊和圖像合成模塊的設(shè)計,首先,由攝像頭采集四路模擬視頻信號,經(jīng)視頻解碼芯片轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻圖像信號后送入異步FIFO緩沖。然后,根據(jù)畫面分割需要進行視頻圖像數(shù)據(jù)抽取,并將抽取的視頻圖像數(shù)據(jù)按照一定的規(guī)則存儲到圖像存儲器。最后,按照數(shù)字視頻圖像的數(shù)據(jù)格式,將四路視頻圖像合成一路編碼輸出,實現(xiàn)了四路視頻圖像分割的功能。從而驗證了電路設(shè)計和分割方法的正確性。 本文通過由FPGA實現(xiàn)多路視頻圖像的采集、存儲和合成等邏輯控制功能,I2C總線對兩片視頻解碼器進行動態(tài)配置等方法,實現(xiàn)四路視頻圖像的輪流采集、存儲和圖像的合成,提高了系統(tǒng)集成度,并可根據(jù)系統(tǒng)需要修改設(shè)計和進一步擴展功能,同時提高了系統(tǒng)的靈活性。

    標簽: FPGA 視頻圖像 畫面分割器

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:gundan

  • 基于FPGA的人臉檢測系統(tǒng)設(shè)計.rar

    人臉識別技術(shù)繼指紋識別、虹膜識別以及聲音識別等生物識別技術(shù)之后,以其獨特的方便、經(jīng)濟及準確性而越來越受到世人的矚目。作為人臉識別系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)—人臉檢測,隨著研究的深入和應用的擴大,在視頻會議、圖像檢索、出入口控制以及智能人機交互等領(lǐng)域有著重要的應用前景,發(fā)展速度異常迅猛。 FPGA的制造技術(shù)不斷發(fā)展,它的功能、應用和可靠性逐漸增加,在各個行業(yè)也顯現(xiàn)出自身的優(yōu)勢。FPGA允許用戶根據(jù)自己的需要來建立自己的模塊,為用戶的升級和改進留下廣闊的空間。并且速度更高,密度也更大,其設(shè)計方法的靈活性降低了整個系統(tǒng)的開發(fā)成本,F(xiàn)PGA 設(shè)計成為電子自動化設(shè)計行業(yè)不可缺少的方法。 本文從人臉檢測算法入手,總結(jié)基于FPGA上的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方法,使用IBM的Coreconnect掛接自定義模塊技術(shù)。經(jīng)過訓練分類器、定點化、以及硬件加速等方法后,能夠使人臉檢測系統(tǒng)在基于Xilinx的Virtex II Pro開發(fā)板上平臺上,達到實時的檢測效果。本文工作和成果可以具體描述如下: 1. 算法分析:對于人臉檢測算法,首先確保的是檢測率的準確性程度。本文所采用的是基于Paul Viola和Michael J.Jones提出的一種基于Adaboost算法的人臉檢測方法。算法中較多的是積分圖的特征值計算,這便于進一步的硬件設(shè)計。同時對檢測算法進行耗時分析確定運行速度的瓶頸。 2. 軟硬件功能劃分:這一步考慮市場可以提供的資源狀況,又要考慮系統(tǒng)成本、開發(fā)時間等諸多因素。Xilinx公司提供的Virtex II Pro開發(fā)板,在上面有可以供利用的Power PC處理器、可擴展的存儲器、I/O接口、總線及數(shù)據(jù)通道等,通過分析可以對算法進行細致的劃分,實現(xiàn)需要加速的模塊。 3. 定點化:在Adaboost算法中,需要進行大量的浮點計算。這里采用的方法是直接對數(shù)據(jù)位進行操作它提取指數(shù)和尾數(shù),然后對尾數(shù)執(zhí)行移位操作。 4. 改進檢測用的級聯(lián)分類器的訓練,提出可以迅速提高分類能力、特征數(shù)量大大減小的一種訓練方法。 5. 最后對系統(tǒng)的整體進行了驗證。實驗表明,在視頻輸入輸出接入的同時,人臉檢測能夠達到17fps的檢測速度,并且獲得了很好的檢測率以及較低的誤檢率。

    標簽: FPGA 人臉檢測 系統(tǒng)設(shè)計

    上傳時間: 2013-07-01

    上傳用戶:84425894

  • 基于軟件無線電的16QAM調(diào)制解調(diào)器設(shè)計與FPGA實現(xiàn).rar

    本文將高效數(shù)字調(diào)制方式QAM和軟件無線電技術(shù)相結(jié)合,在大規(guī)模可編程邏輯器件FPGA上對16QAM算法實現(xiàn)。在當今頻譜資源日趨緊缺的情況下有很大現(xiàn)實意義。 論文對16QAM軟件實現(xiàn)的基礎(chǔ)理論,帶通采樣理論、變速率數(shù)字信號處理相關(guān)抽取內(nèi)插技術(shù)做了推導和分析;深入研究了軟件無線電核心技術(shù)數(shù)字下變頻原理和其實現(xiàn)結(jié)構(gòu);對CIC、半帶等高效數(shù)字濾波器原理結(jié)構(gòu)和性能作了研究;16QAM調(diào)制和解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計采用自項向下設(shè)計思想;采用硬件描述語言VerilogHDL在EDA工具QuartusII環(huán)境下實現(xiàn)代碼輸入;對系統(tǒng)調(diào)試采用了算法仿真和在系統(tǒng)實測調(diào)試相結(jié)合方法。 論文首先對16QAM調(diào)制解調(diào)算法進行系統(tǒng)級仿真,并對實現(xiàn)的各模塊的可行性仿真驗證,在此基礎(chǔ)上,完成了調(diào)制端16QAM信號的時鐘分頻模塊、串并轉(zhuǎn)換模塊、星座映射、8倍零值內(nèi)插、低通濾波以及FPGA和AD9857接口等模塊;解調(diào)器主要完成帶通采樣、16倍CIC抽取濾波,升余弦滾降濾波,以及16QAM解碼等模塊,實現(xiàn)了16QAM調(diào)制器;給出了中頻信號時域測試波形和頻譜圖。本系統(tǒng)在200KHz帶寬下實現(xiàn)了512Kbps的高速數(shù)據(jù)數(shù)率傳輸。論文還對增強型數(shù)字鎖相環(huán)EPLL的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)進行了研究和性能分析。

    標簽: FPGA QAM 16

    上傳時間: 2013-07-10

    上傳用戶:kennyplds

  • 基于FPGA的GPS信號捕獲與跟蹤系統(tǒng)設(shè)計研究.rar

    互聯(lián)網(wǎng)、移動通信、星基導航是21世紀信息社會的三大支柱產(chǎn)業(yè),而GPS系統(tǒng)的技術(shù)水平和發(fā)展歷程代表著全世界衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展狀況。目前,我國已經(jīng)成為GPS的使用大國,衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)鏈也已基本形成。然而,我們對GPS核心技術(shù)的研究還不夠深入,我國GPS產(chǎn)品的核心部分多數(shù)還是靠進口。 GPS接收機工作時,為了將本地信號和接收到的信號同步,要完成復雜的信號處理過程。其中,如何捕獲衛(wèi)星信號并保持對信號的跟蹤是最重要的核心技術(shù)。很多研究者提出了多種解決方法,但這些方法多數(shù)都只停留在理論階段,無法應用于GPS接收機系統(tǒng)進行實時處理。 本課題在分析了多種現(xiàn)有算法的基礎(chǔ)上,研究設(shè)計了基于FPGA的GPS信號捕獲與跟蹤系統(tǒng)。在研究過程中,首先利用Nemerix公司的GPS芯片組設(shè)計制作了GPS接收機模塊,它能正常穩(wěn)定地工作,并可用作GPS基帶信號處理的研究平臺;該平臺可實時地輸出GPS數(shù)字中頻信號;本課題在中頻信號的基礎(chǔ)上深入研究了GPS信號的捕獲與跟蹤技術(shù)。先詳細分析比較了幾種GPS信號捕獲方法,給出了步進相關(guān)的捕獲方案;接著分析了跟蹤環(huán)路的特點,給出了鎖頻環(huán)和鎖相環(huán)交替工作跟蹤載波以及載波輔助偽碼的跟蹤方案,并最終實現(xiàn)了這些方案。 本課題設(shè)計的GPS信號捕獲與跟蹤處理系統(tǒng)是通過硬件和軟件協(xié)同工作的方式實現(xiàn)的。硬件電路主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)速率高、邏輯簡單的相關(guān)器功能;而基于MicroBlaze軟處理器的軟件主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)速率低、邏輯復雜的功能。本文給出了硬件電路的詳細設(shè)計、仿真結(jié)果以及軟件設(shè)計的詳細流程。 本課題最終在FPGA上實現(xiàn)了GPS信號的捕獲與跟蹤功能,而且系統(tǒng)的性能良好。由此可以得出結(jié)論:本設(shè)計能夠滿足系統(tǒng)功能和性能的要求,可以直接用于實時GPS接收機系統(tǒng)的設(shè)計中,為自主設(shè)計GPS接收機奠定了基礎(chǔ)。 本課題的研究得到了大連市信息產(chǎn)業(yè)局集成電路設(shè)計專項的資助,項目名稱是“定位與通信集成功能的SOC設(shè)計”,研究成果將在2008年上半年投入試用。

    標簽: FPGA GPS 信號捕獲

    上傳時間: 2013-04-24

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  • 基于FPGA的TS流復用器及其接口的設(shè)計與實現(xiàn).rar

    在數(shù)字電視系統(tǒng)中,MPEG-2編碼復用器是系統(tǒng)傳輸?shù)暮诵沫h(huán)節(jié),所有的節(jié)目、數(shù)據(jù)以及各種增值服務(wù)都是通過復用打包成傳輸流傳輸出去。目前,只有少數(shù)公司掌握復用器的核心算法技術(shù),能夠采用MPEG-2可變碼率統(tǒng)計復用方法提高帶寬利用率,保證高質(zhì)量圖像傳輸。由于目前正處廣播電視全面向數(shù)字化過渡期間,市場潛力巨大,因此對復用器的研究開發(fā)非常重要。本文針對復用器及其接口技術(shù)進行研究并設(shè)計出成形產(chǎn)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(guān)鍵技術(shù):PSI信息提取及重構(gòu)算法、PID映射方法、PCR校正及CRC校驗算法,給出了實現(xiàn)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(shè)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(shè)計方案。 ●在FPGA上采用c語言實現(xiàn)了PSI信息提取與重構(gòu)算法。 ●給出了實現(xiàn)快速的PID映射方法,并根據(jù)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(wěn)定性。 ●采用Verilog設(shè)計了SI信息提取與重構(gòu)的硬件平臺,并用c語言實現(xiàn)了SDT表的提取與重構(gòu)算法,在FPGA中成功實現(xiàn)了動態(tài)分配內(nèi)存空間。 ●在FPGA上實現(xiàn)了.ASI接口,主要分析了位同步的實現(xiàn)過程,實現(xiàn)了一種新的快速實現(xiàn)字節(jié)同步的設(shè)計。 ●在FPGA上實現(xiàn)了DS3接口,提出并實現(xiàn)了一種兼容式DS3接口設(shè)計。并對幀同步設(shè)計進行改進。 ●完成部分PCB版圖設(shè)計,并進行調(diào)試監(jiān)測。 本復用器設(shè)計最大特點是將軟件設(shè)計和硬件設(shè)計進行合理劃分,硬件平臺及接口采用Verilog語言實現(xiàn),PSI信息算法主要采用c語言實現(xiàn)。這種軟硬件的劃分使系統(tǒng)設(shè)計更加靈活,且軟件設(shè)計與硬件設(shè)計可同時進行,極大的提高了工作效率。 整個項目設(shè)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(shè)計平臺下設(shè)計實現(xiàn)。根據(jù)此方案已經(jīng)開發(fā)出兩臺帶有ASI和DS3接口的數(shù)字電視TS流復用器,經(jīng)測試達到了預期的性能和技術(shù)指標。

    標簽: FPGA TS流 復用器

    上傳時間: 2013-08-03

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  • 基于FPGA的MCS51核的VHDL語言設(shè)計與實現(xiàn).rar

    本文以研究嵌入式微處理器為主,自主地設(shè)計了能夠運行MCS-51系列單片機指令的MCU系統(tǒng)。系統(tǒng)采用了VHDL 語言與原理框圖的綜合設(shè)計方法,并且在Altera公司的FPGA上通過驗證。論文深入地研究了微處理器的指令系統(tǒng)和數(shù)據(jù)地址通路,采用VHDL 語言完成了取指單元,指令譯碼器單元,存儲器單元和邏輯運算單元的電路模塊的設(shè)計與實現(xiàn);研究了控制單元的實現(xiàn)方法和基于全局狀態(tài)機的設(shè)計理論,采用硬件描述語言完成了對各個控制線的相關(guān)設(shè)計與實現(xiàn)。論文通過原理示意圖和示例代碼的演示,著重介紹了指令譯碼器的實現(xiàn)方式,基于此種方式形成的譯碼電路還能夠?qū)崿F(xiàn)更為復雜的CISC指令。 本系統(tǒng)采用分模塊的設(shè)計方式,把具有相同功能的邏輯電路集中到一個框圖里,使得系統(tǒng)的可移植性大大地提高。系統(tǒng)還采用層次框圖的設(shè)計方式,把明顯地具有主從關(guān)系的電路放在不同的層次里,這也使得系統(tǒng)模塊功能的可擴展性大大地增強。內(nèi)部邏輯共分為數(shù)據(jù)存儲器模塊;程序存儲器模塊;時序控制模塊;特殊功能寄存器模塊和Core核心模塊這五個部分,文中對各個模塊的設(shè)計作了詳細的介紹。本文在最后對已實現(xiàn)的部分典型指令進行了邏輯仿真測試,測試結(jié)果表明,本文所設(shè)計的MCU系統(tǒng)能夠如預期地執(zhí)行相應的指令。在指令執(zhí)行的過程中,相應寄存器和總線上的值也均符合設(shè)計要求,實現(xiàn)了設(shè)計目標。

    標簽: FPGA VHDL MCS

    上傳時間: 2013-05-20

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