近年來，伴隨著PC及微處理器的迅速發(fā)展、軟件資源的豐富，嵌入式系統(tǒng)成為研究與應(yīng)用的熱點(diǎn)。嵌入式系統(tǒng)是一種面向具體應(yīng)用的將底層硬件、實(shí)時操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件相結(jié)合的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。其廣泛應(yīng)用于控制領(lǐng)域、消費(fèi)電子產(chǎn)品等行業(yè)，己成為現(xiàn)代電子領(lǐng)域的重要研究方向之一。 本文結(jié)合課題實(shí)際需要與當(dāng)前的控制器發(fā)展趨勢，構(gòu)建和開發(fā)基于ARM和μC/OS-Ⅱ?qū)崟r操作系統(tǒng)的嵌入式通用控制器應(yīng)用平臺.在分析ARM內(nèi)核處理器的基礎(chǔ)上，自主開發(fā)以PHILIPS公司LPC2880芯片為核心的嵌入式通用控制器的硬件平臺。根據(jù)嵌入式控制器的實(shí)際應(yīng)用要求設(shè)計(jì)了相應(yīng)的應(yīng)用模塊，主要包括：串口模塊、存儲器擴(kuò)展模塊、液晶顯示和鍵盤模塊等。并完成了各個功能模塊的接口函數(shù)，創(chuàng)建了應(yīng)用函數(shù)庫，為后面的代碼應(yīng)用和移植提供了方便。在對電機(jī)驅(qū)動控制原理的學(xué)習(xí)掌握基礎(chǔ)上，開發(fā)出基于L297/L298芯片的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器及基于LMD18200芯片的伺服電機(jī)驅(qū)動器。為實(shí)現(xiàn)控制器與PC機(jī)的通訊，確定了USB2.0通訊接口作為主要通訊方式，詳細(xì)分析了通用串行總線的軟硬件特點(diǎn)，根據(jù)LPC2880芯片特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)嵌入式USB主機(jī)模式的通訊方式，并給出了它和主控制器的連線原理圖以及USB主機(jī)的系統(tǒng)軟件框架。 嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用軟件開發(fā)的支撐平臺，通過對現(xiàn)在常用的幾種嵌入式操作系統(tǒng)的綜合比較，選擇μC/OS-Ⅱ作為本系統(tǒng)的RTOS。詳細(xì)分析了μC/OS-Ⅱ內(nèi)核工作原理，改進(jìn)了中斷和時鐘處理的不足。成功的將μC/OS-Ⅱ系統(tǒng)移植到ARM微處理器中，并通過相應(yīng)的開發(fā)工具，對移植系統(tǒng)進(jìn)行模擬調(diào)試和功能測試。結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的嵌入式通用控制器平臺基本達(dá)到預(yù)期目標(biāo).
標(biāo)簽： ARM 嵌入式工業(yè) 制器設(shè)計(jì)
上傳時間： 2013-04-24
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PDIUSBD12是一個性能優(yōu)化的USB器件，通常用于基于微控制器的系統(tǒng)并與微控制器通過高速通用并行接口進(jìn)行通信，也支持本地DMA傳輸。該器件采用模塊化的方法實(shí)現(xiàn)一個USB接口，允許在眾多可用的
標(biāo)簽： PDIUSBD 12 數(shù)據(jù)手冊
上傳時間： 2013-07-20
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本文以Turbo碼譯碼器的FPGA實(shí)現(xiàn)為目標(biāo)，對Turbo碼的迭代譯碼算法及用硬件語言實(shí)現(xiàn)其譯碼算法進(jìn)行了深入研究。 本文首先在理論上對Turbo碼的編譯碼原理進(jìn)行了深入的研究，并用C語言對其MAP譯碼算法進(jìn)行了驗(yàn)證仿真，接著就Turbo碼MAP算法的衍生算法即LOG_MAP和MAX_LOG_MAP算法用C程序做了仿真和測試。隨后本文就一些對MAP譯碼性能起著重要影響的參數(shù)也用C程序做了仿真對比。 最后，考慮到硬件實(shí)現(xiàn)的簡化，MAX-Log-MAP算法成為了本文的硬件實(shí)現(xiàn)方案。本文采用了模塊化設(shè)計(jì)，在對各個模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上提出了一些改進(jìn)的方案，對Turbo碼編碼器設(shè)計(jì)中的同步問題進(jìn)行了改進(jìn)，對分塊并行Turbo碼譯碼算法的硬件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究。在設(shè)計(jì)中綜合運(yùn)用了“自頂向下”和“自下而上”的設(shè)計(jì)方去，通過功能模塊分割，合理設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，并通過模塊之間的參數(shù)傳遞，使Turbo碼編譯碼器具有較好的靈活性。
上傳時間： 2013-04-24
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由于信道中存在干擾,數(shù)字信號在信道中傳輸?shù)倪^程中會產(chǎn)生誤碼.為了提高通信質(zhì)量,保證通信的正確性和可靠性,通常采用差錯控制的方法來糾正傳輸過程中的錯誤.本文的目的就是研究如何通過差錯控制的方法以提高通信質(zhì)量,保證傳輸?shù)恼_性和可靠性.重點(diǎn)研究一種信道編解碼的算法和邏輯電路的實(shí)現(xiàn)方法,并在硬件上驗(yàn)證,利用碼流傳輸?shù)臏y試方法,對設(shè)計(jì)進(jìn)行測試.在以上的研究基礎(chǔ)之上,橫向擴(kuò)展和課題相關(guān)問題的研究,包括FPGA實(shí)現(xiàn)和高速硬件電路設(shè)計(jì)等方面的研究. 糾錯碼技術(shù)是一種通過增加一定的冗余信息來提高信息傳輸可靠性的有效方法.RS碼是一種典型的糾錯碼,在線性分組碼中,它具有最強(qiáng)的糾錯能力,既能糾正隨機(jī)錯誤,也能糾正突發(fā)錯誤.在深空通信,移動通信以及數(shù)字視頻廣播等系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用,隨著RS編碼和解碼算法的改進(jìn)和相關(guān)的硬件實(shí)現(xiàn)技術(shù)的發(fā)展,RS碼在實(shí)際中的應(yīng)用也將更加廣泛. 在研究中,對所研究的問題進(jìn)行分解,集中精力研究課題中的重點(diǎn)和難點(diǎn),在各個模塊成功實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,成功的進(jìn)行系統(tǒng)組合,協(xié)調(diào)各個模塊穩(wěn)定的工作. 在本文中的EDA設(shè)計(jì)中,使用了自頂向下的設(shè)計(jì)方法,編解碼算法每一個子模塊分開進(jìn)行設(shè)計(jì),最后在頂層進(jìn)行元件例化,正確實(shí)現(xiàn)了編碼和解碼的功能. 本文首先介紹相關(guān)的數(shù)字通信背景；接著提出糾錯碼的設(shè)計(jì)方案,介紹RS(31,15)碼的編譯碼算法和邏輯電路的實(shí)現(xiàn)方法,RTL代碼編寫和邏輯仿真以及時序仿真,并討論了FPGA設(shè)計(jì)的一般性準(zhǔn)則以及高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)的一些常用方法和注意事項(xiàng)；最后設(shè)計(jì)基于FPGA的硬件電路平臺,并利用靜態(tài)和動態(tài)的方法對編解碼算法進(jìn)行測試. 通過對編碼和解碼算法的充分理解,本人使用Verilog HDL語言對算法進(jìn)行了RTL描述,在Altera公司Cyclone系列FPGA平臺上面實(shí)現(xiàn)了編碼和解碼算法. 其中,編碼的最高工作頻率達(dá)到158MHz,解碼的最高工作頻率達(dá)到91MHz.在進(jìn)行硬件調(diào)試的時候,整個系統(tǒng)工作在30MHz的時鐘頻率下,通過了硬件上的靜態(tài)測試和動態(tài)測試,并能夠正確實(shí)現(xiàn)預(yù)期的糾錯功能.
上傳時間： 2013-07-01
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自適應(yīng)天線技術(shù)、擴(kuò)頻技術(shù)是提高通信系統(tǒng)抗干擾能力的有效手段.本課題短波電臺擴(kuò)頻-自適應(yīng)天線抗干擾系統(tǒng)的目的是將自適應(yīng)天線技術(shù)與擴(kuò)頻技術(shù)結(jié)合起來,使短波通信系統(tǒng)具有對抗各種干擾的性能,保證在惡劣的電磁環(huán)境中實(shí)現(xiàn)正常通信.本文主要工作如下:·研究了強(qiáng)干擾環(huán)境下的PN碼同步,給出了設(shè)計(jì)中關(guān)鍵指標(biāo)的選取原則;·分析了參考信號提取的原理,提出了適合于本課題的設(shè)計(jì)方案;·給出了擴(kuò)頻偽隨機(jī)碼PN1、導(dǎo)引信號偽隨機(jī)碼PN2的選取方法;·基于FPGA,給出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)中PN碼同步,參考信號提取的具體實(shí)現(xiàn).
標(biāo)簽： FPGA 短波電臺 擴(kuò)頻 天線抗干擾
上傳時間： 2013-04-24
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本文對基于DSP和FPGA運(yùn)動控制器的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容如下： （1）深入研究國內(nèi)外運(yùn)動控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景。 （2）規(guī)劃運(yùn)動控制器的硬件和軟件整體研發(fā)方案。 （3）對運(yùn)動控制器的各個功能模塊進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)。 （4）對運(yùn)動控制算法和數(shù)字濾波算法進(jìn)行設(shè)計(jì)，編寫控制軟件。 （5）對運(yùn)動控制系統(tǒng)的性能進(jìn)行分析和訪真，調(diào)節(jié)控制器參數(shù)，使運(yùn)動控制系統(tǒng)具有較好的靜態(tài)特性和動態(tài)特性。 （6）構(gòu)建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，編寫人機(jī)界面軟件，驗(yàn)證運(yùn)動控制器的性能。
標(biāo)簽： FPGA DSP 運(yùn)動控制器
上傳時間： 2013-06-13
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大規(guī)模可編程邏輯器件CPLD和FPGA是當(dāng)今應(yīng)用最廣泛的兩類可編程專用集成電路(ASIC),電子設(shè)計(jì)工程師用它可以在辦公室或?qū)嶒?yàn)室里設(shè)計(jì)出所需的專用集成電路,從而大大縮短了產(chǎn)品上市時間,降低了開發(fā)成本.此外,可編程邏輯器件還具有靜態(tài)可重復(fù)編程和動態(tài)系統(tǒng)重構(gòu)的特性,使得硬件的功能可以象軟件一樣通過編程來修改,這樣就極大地提高了電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性和通用性.該設(shè)計(jì)完成了在一片可編程邏輯器件上開發(fā)簡易計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)任務(wù),將單片機(jī)與單片機(jī)外圍電路集成化,能夠輸入指令、執(zhí)行指令、輸出結(jié)果,具有在電子系統(tǒng)中應(yīng)用的普遍意義,另外,也可以用于計(jì)算機(jī)組成原理的教學(xué)試驗(yàn).該文第一章簡要介紹了可編程ASIC和EDA技術(shù)的歷史、現(xiàn)狀、未來并對本課題作了簡要陳述.第二章在芯片設(shè)計(jì)的兩種輸入法即原理圖輸入法和HDL輸入法之間做出比較,決定選用HDL輸入法.第三章描述了具體的設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)手段,首先將簡易計(jì)算機(jī)劃分為運(yùn)算器、CPU控制器、存儲器、鍵盤接口和顯示接口以及系統(tǒng)控制器,然后再往下分為下層子模塊.輸入法的語言使用的是Verilog HDL,鑒于篇幅所限,源代碼部分不在論文之中.第四章對設(shè)計(jì)的綜合與實(shí)現(xiàn)做了總結(jié),給出了時序仿真波形圖.該文針對FPGA和RISC這兩大課題,對RISC在FPGA上的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了初淺的探索與嘗試.從計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)入手,剖析了精簡指令集計(jì)算機(jī)的原理,通過該設(shè)計(jì)的實(shí)踐對ASIC和EDA的設(shè)計(jì)潛力有了更進(jìn)一步的領(lǐng)悟.
標(biāo)簽： FPGA 指令集 計(jì)算機(jī)
上傳時間： 2013-05-21
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傳統(tǒng)PLC使用時會出現(xiàn)一些問題，如程序死循環(huán)、程序跑飛、需要龐大的編譯系統(tǒng)作支持和不能實(shí)現(xiàn)精確位置控制等等；而發(fā)展到OPENPLC后，這些問題依然存在。為了更好地解決這些問題，本文提出一種全新的可編程控制器現(xiàn)場集成技術(shù)，用FPGA來實(shí)現(xiàn)PLC的功能，拋棄傳統(tǒng)PLC“程序”的概念，以“硬件線路”來實(shí)現(xiàn)控制功能，不論在經(jīng)濟(jì)上還是在性能上都具有更大的優(yōu)勢。 本課題在對國內(nèi)外可編程控制器，重點(diǎn)是HardPLC的開發(fā)和應(yīng)用的進(jìn)展進(jìn)行概述和分析的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)開展了HardPLC組成模塊原理及其仿真模擬的研究。本研究的主要貢獻(xiàn)為： 1.對比分析了CPLD和FPGA的性能特點(diǎn)，闡明了Xilinx公司FPGA芯片結(jié)構(gòu)的兩個創(chuàng)新概念，指出了其優(yōu)越性能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)； 2.系統(tǒng)分析了用HardPLC實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)時的一些通用模塊，對每個模塊的工作原理進(jìn)行了深入的探討，用VHDL語言建立了每個模塊的模型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了仿真、綜合，為進(jìn)一步研究可編程控制器的現(xiàn)場集成奠定了基礎(chǔ)； 3.在仿真綜合的基礎(chǔ)上，用所建立的模型完成了特定邏輯控制系統(tǒng)的控制要求，充分展示了其實(shí)際應(yīng)用的可行性； 4.在分析Xilinx公司SPARTANII系列FPGA芯片配置模式的基礎(chǔ)上，確定了應(yīng)用于實(shí)際的基于CPLD控制的FPGA芯片SlaveParallel配置模式。 本課題研究建立的模型對于開發(fā)具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的HardPLC組成IP庫具有一定的理論意義；對特定系統(tǒng)的控制實(shí)現(xiàn)，充分展示了基于FPGA的可編程控制器現(xiàn)場集成技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于工控領(lǐng)域，加大推廣力度和建立更多的IP庫，在許多應(yīng)用場合可以取代傳統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)，為工控領(lǐng)域提供高可靠、低價(jià)格、簡單易操作的解決方案，這將帶來巨大的社會經(jīng)濟(jì)效益；所確定的FPGA芯片配置模式可廣泛應(yīng)用于對FPGA芯片配置數(shù)據(jù)的加載，在實(shí)踐生產(chǎn)中具有重要的實(shí)用價(jià)值。
標(biāo)簽： FPGA 可編程控制器 集成技術(shù) 應(yīng)用研究
上傳時間： 2013-05-30
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隨著電子技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，可編程邏輯器件的應(yīng)用領(lǐng)域越來越寬。可編程SoC設(shè)計(jì)已成為SoC設(shè)計(jì)的新方法。論文介紹了可編程邏輯器件的設(shè)計(jì)方法和開發(fā)技術(shù)，并用硬件描述語言和FPGA／CPLD設(shè)計(jì)技術(shù)，探索和研究了基于FPGA的RISCMCU的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程。 論文參照Mircochip公司的PICl6C5X單片機(jī)的體系結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了8位RISCMCU。該嵌入式MCU設(shè)計(jì)采用了自頂向下的設(shè)計(jì)方法和模塊化設(shè)計(jì)思想。MCU總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)劃分控制模塊、ALU模塊、存儲模塊三大模塊。然后，對各模塊的具體技術(shù)實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)分別進(jìn)行了闡述。論文中設(shè)計(jì)的MCU能實(shí)現(xiàn)PICl6C5X單片機(jī)33條指令中除OPTION、CLRWDT、SLEEP和TRIS四條指令以外的其余29條指令的功能，但應(yīng)用是基于FPGA的，能與其他外設(shè)IP方便的結(jié)合在一起使用，比ASIC的PICl6C57X的應(yīng)用更具靈活性。 軟件仿真和硬件驗(yàn)證表明：所設(shè)計(jì)的嵌入式MCU在各方面均達(dá)到了一定的性能指標(biāo)，在Altera公司ACEX1K系列的EPlK30TCl44-3器件上的工作頻率達(dá)21.88MHz。這些為自主設(shè)計(jì)R／SCMCU的IP核提供了值得借鑒的探索成果和設(shè)計(jì)思路，在通用控制領(lǐng)域也有一定的實(shí)用價(jià)值。 此外，論文中還介紹了三相SPWM控制模塊的設(shè)計(jì)，該模塊具有死區(qū)時間和載波比任意可調(diào)的特點(diǎn)，可以單獨(dú)應(yīng)用，也可以作為MCU的外設(shè)子模塊應(yīng)用。
標(biāo)簽： FPGA MCU 嵌入式 應(yīng)用研究
上傳時間： 2013-07-16
上傳用戶：熊少鋒
隨著微電子技術(shù)和電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，運(yùn)動控制系統(tǒng)正朝著通用化、智能化、微型化的方向發(fā)展。目前，以數(shù)字信號處理器（DSP）和現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）為核心的運(yùn)動控制卡已成為運(yùn)動控制器的發(fā)展主流。它可方便地以插卡形式嵌入PC機(jī)，將PC機(jī)強(qiáng)大的信息處理能力和開放式特點(diǎn)與運(yùn)動控制卡的運(yùn)動控制能力相結(jié)合，具有信息處理能力強(qiáng)、開放程度高、運(yùn)動控制方便、通用性好的特點(diǎn)。因此，本文通過對運(yùn)動控制技術(shù)的深入研究，開發(fā)了一款以DSP和FPGA為主控單元、基于PCI總線的運(yùn)動控制卡。 首先，設(shè)計(jì)了運(yùn)動控制卡硬件電路，對控制卡的DSP和FPGA外圍電路、PCI總線接口電路、模擬量輸出電路、編碼器信號采集電路、通用I/O接口電路等實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了詳細(xì)討論。 為提高控制卡的硬件集成度和可靠性，通過對FPGA的編程設(shè)計(jì)，在FPGA中實(shí)現(xiàn)了PCI總線目標(biāo)設(shè)備接口控制器、雙端口RAM、DDA精插補(bǔ)電路、DAC接口電路、編碼器信號處理電路和數(shù)字I/O信號處理電路。 基于改進(jìn)的數(shù)字PID控制器和前饋控制，設(shè)計(jì)開發(fā)了運(yùn)動控制卡的位置閉環(huán)伺服控制器，并整定了控制器參數(shù)，獲得良好的伺服控制特性。 最后，采用WinDriver開發(fā)了控制卡的驅(qū)動程序，并詳細(xì)介紹了驅(qū)動程序的開發(fā)流程。
標(biāo)簽： FPGA DSP 運(yùn)動控制卡
上傳時間： 2013-08-01
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