作為嵌入式系統(tǒng)核心的微處理器，是SOC不可或缺的“心臟”，微處理器的性能直接影響著整個SOC的性能。 與國際先進技術相比，我國在這一領域的研究和開發(fā)工作還相當落后，這直接影響到我國信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本著趕超國外先進技術，填補我國在該領域的空白以擺脫受制于國外的目的，我國很多科研單位和公司進行了自己的努力和嘗試。經(jīng)過幾年的探索，已經(jīng)有多種自主知識產(chǎn)權的處理器芯片完成了設計驗證并逐漸進入市場化階段。我國已結束無“芯”的歷史，并向設計出更高性能處理器的目標邁進。 艾科創(chuàng)新微電子公司的VEGA處理器，是公司憑借自己的技術力量和科研水平設計出的一款64位高性能RSIC微處理器。該處理器基于MIPSISA構架，采用五級流水線的設計，并且使用了高性能處理器所廣泛采用的虛擬內(nèi)存管理技術。設計過程中采用自上而下的方法，根據(jù)其功能將其劃分為取指、譯碼、算術邏輯運算、內(nèi)存管理、流水線控制和cache控制等幾個功能塊，使得我們在設計中能夠按照其功能和時序要求進行。 本文的首先介紹了MIPS微處理器的特點，通過對MIPS指令集和其五級流水線結構的介紹使得對VEGA的設計有了一個直觀的認識。在此基礎上提出了VEGA的結構劃分以及主要模塊的功能。作為采用虛擬內(nèi)存管理技術的處理器，文章的主要部分介紹了VEGA的虛擬內(nèi)存管理技術，將VEGA的內(nèi)存管理單元(MMU)尤其是內(nèi)部兩個翻譯后援緩沖(TLB)的設計作為重點給出了流水線處理器設計的方法。結束總體設計并完成仿真后，并不能代表設計的正確性，它還需要我們在實際的硬件平臺上進行驗證。作為論文的又一重點內(nèi)容，介紹了我們在VEGA驗證過程中使用到的FPGA的主要配置單元，F(xiàn)PGA的設計流程。VEGA的FPGA平臺是一完整的計算機系統(tǒng)，我們利用在線調(diào)試軟件XilinxChipscope對其進行了在線調(diào)試，修正其錯誤。 經(jīng)過模塊設計到最后的FPGA驗證，VEGA完成了其邏輯設計，經(jīng)過綜合和布局布線等后端流程，VEGA采用0.18工藝流片后達到120MHz的工作頻率，可在其平臺上運行Windows-CE和Linux嵌入式操作系統(tǒng)，達到了預計的設計要求。
上傳時間： 2013-07-07
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8位電流模模數(shù)轉(zhuǎn)換器設計研究 8位電流模模數(shù)轉(zhuǎn)換器設計研究
標簽： 8位 電流模 模數(shù)轉(zhuǎn)換器
上傳時間： 2013-06-21
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目錄 第1章 概述 1.1 采用C語言提高編制單片機應用程序的效率 1.2 C語言具有突出的優(yōu)點 1.3 AvR單片機簡介 1.4 AvR單片機的C編譯器簡介 第2章 學習AVR單片機C程序設計所用的軟件及實驗器材介紹 2.1 IAR Enlbedded Workbench IDE C語言編譯器 2.2 AVR Studio集成開發(fā)環(huán)境 2.3 PonyProg2000下載軟件及SL—ISP下載軟件 2.4 AVR DEM0單片機綜合實驗板 2.5 AvR單片機JTAG仿真器 2.6 并口下載器 2.7 通用型多功能USB編程器 第3章 AvR單片機開發(fā)軟件的安裝及第一個入門程序 3.1 安裝IAR for AVR 4.30集成開發(fā)環(huán)境 3.2 安裝AVR Studio集成開發(fā)環(huán)境 3.3 安裝PonyProg2000下載軟件 3.4 安裝SLISP下載軟件 3.5 AvR單片機開發(fā)過程 3.6 第一個AVR入門程序 第4章 AVR單片機的主要特性及基本結構 4.1 ATMEGA16(L)單片機的產(chǎn)品特性 4.2 ATMEGA16(L)單片機的基本組成及引腳配置 4.3 AvR單片機的CPU內(nèi)核 4.4 AvR的存儲器 4.5 系統(tǒng)時鐘及時鐘選項 4.6 電源管理及睡眠模式 4.7 系統(tǒng)控制和復位 4.8 中斷 第5章 C語言基礎知識 5.1 C語言的標識符與關鍵字 5.2 數(shù)據(jù)類型 5.3 AVR單片機的數(shù)據(jù)存儲空間 5.4 常量、變量及存儲方式 5.5 數(shù)組 5.6 C語言的運算 5.7 流程控制 5.8 函數(shù) 5.9 指針 5.10 結構體 5.11 共用體 5.12 中斷函數(shù) 第6章 ATMEGA16(L)的I/O端口使用 6.1 ATMEGAl6(L)的I/O端口 6.2 ATMEGAl6(L)中4組通用數(shù)字I/O端口的應用設置 6.3 ATMEGA16(L)的I/O端口使用注意事項 6.4 ATMEGAl6(L)PB口輸出實驗 6.5 8位數(shù)碼管測試 6.6 獨立式按鍵開關的使用 6.7 發(fā)光二極管的移動控制(跑馬燈實驗) 6.8 0～99數(shù)字的加減控制 6.9 4×4行列式按鍵開關的使用 第7章 ATMEGAl6(L)的中斷系統(tǒng)使用 7.1 ATMEGA16(L)的中斷系統(tǒng) 7.2 相關的中斷控制寄存器 7.3 INT1外部中斷實驗 7.4 INTO／INTl中斷計數(shù)實驗 7.5 INTO／INTl中斷嵌套實驗 7.6 2路防盜報警器實驗 7.7 低功耗睡眠模式下的按鍵中斷 7.8 4×4行列式按鍵的睡眠模式中斷喚醒設計 第8章 ATMEGAl6(L)驅(qū)動16×2點陣字符液晶模塊 8.1 16×2點陣字符液晶顯示器概述 8.2 液晶顯示器的突出優(yōu)點 8.3 16×2字符型液晶顯示模塊(LCM)特性 8.4 16×2字符型液晶顯示模塊(LCM)引腳及功能 8.5 16×2字符型液晶顯示模塊(LCM)的內(nèi)部結構 8.6 液晶顯示控制驅(qū)動集成電路HD44780特點 8.7 HD44780工作原理 8.8 LCD控制器指令 8.9 LCM工作時序 8.10 8位數(shù)據(jù)傳送的ATMEGAl6(L)驅(qū)動16×2點陣字符液晶模塊的子函數(shù) 8.11 8位數(shù)據(jù)傳送的16×2 LCM演示程序1 8.12 8位數(shù)據(jù)傳送的16×2 LCM演示程序2 8.13 4位數(shù)據(jù)傳送的ATMEGA16(L)驅(qū)動16×2點陣字符液晶模塊的子函數(shù) 8.14 4位數(shù)據(jù)傳送的16×2 LCM演示程序 第9章 ATMEGA16(L)的定時/計數(shù)器 9.1 預分頻器和多路選擇器 9.2 8位定時/計時器T/C0 9.3 8位定時/計數(shù)器0的寄存器 9.4 16位定時/計數(shù)器T/C1 9.5 16位定時/計數(shù)器1的寄存器 9.6 8位定時/計數(shù)器T/C2 9.7 8位T/C2的寄存器 9.8 ICC6.31A C語言編譯器安裝 9.9 定時/計數(shù)器1的計時實驗 9.10 定時/計數(shù)器0的中斷實驗 9.11 4位顯示秒表實驗 9.12 比較匹配中斷及定時溢出中斷的測試實驗 9.13 PWM測試實驗 9.14 0～5 V數(shù)字電壓調(diào)整器 9.15 定時器(計數(shù)器)0的計數(shù)實驗 9.16 定時/計數(shù)器1的輸入捕獲實驗 ......
上傳時間： 2013-07-30
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隨著信息技術的發(fā)展，系統(tǒng)級芯片SoC(System on a Chip)成為集成電路發(fā)展的主流。SoC技術以其成本低、功耗小、集成度高的優(yōu)勢正廣泛地應用于嵌入式系統(tǒng)中。通過對8位增強型CPU內(nèi)核的研究及其在FPGA(Field Programmable Gate Arrav)上的實現(xiàn)，對SoC設計作了初步研究。 在對Intel MCS-8051的匯編指令集進行了深入地分析的基礎上，按照至頂向下的模塊化的高層次設計流程，對8位CPU進行了頂層功能和結構的定義與劃分，并逐步細化了各個層次的模塊設計，建立了具有CPU及定時器，中斷，串行等外部接口的模型。 利用5種尋址方式完成了8位CPU的數(shù)據(jù)通路的設計規(guī)劃。利用有限狀態(tài)機及微程序的思想完成了控制通路的各個層次模塊的設計規(guī)劃。利用組合電路與時序電路相結合的思想完成了定時器，中斷以及串行接口的規(guī)劃。采用邊沿觸發(fā)使得一個機器周期對應一個時鐘周期，執(zhí)行效率提高。使用硬件描述語言實現(xiàn)了各個模塊的設計。借助EDA工具ISE集成開發(fā)環(huán)境完成了各個模塊的編程、調(diào)試和面向FPGA的布局布線；在Synplify pro綜合工具中完成了綜合；使用Modelsim SE仿真工具對其進行了完整的功能仿真和時序仿真。 設計了一個通用的擴展接口控制器對原有的8位處理器進行擴展，加入高速DI，DO以及SPI接口，增強了8位處理器的功能，可以用于現(xiàn)有單片機進行升級和擴展。 本設計的CPU全面兼容MCS-51匯編指令集全部的111條指令，在時鐘頻率和指令的執(zhí)行效率指標上均優(yōu)于傳統(tǒng)的MCS-51內(nèi)核。本設計以硬件描述語言代碼形式存在可與任何綜合庫、工藝庫以及FPGA結合開發(fā)出用戶需要的固核和硬核，可讀性好，易于擴展使用，易于升級，比較有實用價值。本設計通過FPGA驗證。
上傳時間： 2013-04-24
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FFT/IFFT是時域信號與頻域信號之間轉(zhuǎn)換的基本運算，是數(shù)字信號處理的核心工具之一，因此，它廣泛地應用于許多領域。在數(shù)字化的今天，不論是在通信領域還是在圖像處理領域，對數(shù)字信號處理的速度、精度和實時性要求不斷提高。為滿足不斷提高的要求，國內(nèi)外不斷地推出各種FFT/IFFT處理器，主要處理器有ASIC、DSP芯片、FPGA等。由于FPGA具有可反復編程的特點及豐富資源，所以它受到廣泛的關注。 本論文就是一種基于FPGA實現(xiàn)浮點型數(shù)據(jù)的FFT及IFFT處理器，該處理器使用A1tera公司的Stratix Ⅱ系列的FPGA芯片。它主要采用流水線結構，這種結構可以使各級運算并行處理，對輸入進來的數(shù)據(jù)進行連續(xù)處理，提高了運算速度，滿足了系統(tǒng)的實時性要求；另外處理器所處理的數(shù)據(jù)是32位浮點型的，因此它同時提高了運算的精度。
上傳時間： 2013-07-12
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隨著SOC技術、IP技術以及集成電路技術的發(fā)展，RISC軟核處理器的研究與開發(fā)設計開始受到了人們的重視。基于FPGA的RISC軟核處理器在各個行業(yè)開始得到了廣泛的應用，特別是在一些基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)中有著越來越廣泛的應用前景。 該論文在研究了大量國內(nèi)外技術文獻的基礎上，總結了RISC處理器發(fā)展的現(xiàn)狀與水平。認真分析了RISC處理器的基本結構，包括總線結構，流水線處理的原理，以及流水線數(shù)據(jù)通路和流水線控制的原理；并詳細分析了該設計采用的指令集——MIPS指令集的內(nèi)在結構。設計出了一個32位RISC軟核處理器，這個軟核處理器采用五級流水線結構，能完成加法、減法、邏輯與、邏輯或、左移右移等算術邏輯操作，以及它們的組合操作。通過軟件仿真和在Altera的FPGA開發(fā)板上進行驗證，證明了所設計的32位RISC處理器能準確的執(zhí)行所選用的MIPS指令集，運行速度能達到30MHz，功能良好。 通過對所設計對象特點及其可行性的研究，選用了Altera公司QuartusⅡ軟件作為設計與仿真驗證的環(huán)境。在設計方法上，該課題采用了自頂向下的設計方法。在設計過程中采用了邊設計邊驗證這種設計與驗證相結合的設計流程，大大提高了設計的可靠性。該課題在設計過程中還提出了兩個有效的設計思路：第一是在32位寄存器的設計中利用FPGA的內(nèi)部RAM資源來設計，減少了傳輸延時，提高了運行速度，并大大減少了對FPGA內(nèi)部資源的占用；第二是在系統(tǒng)架構上采用了柔性化的設計方法，使得設計可以根據(jù)實際的需求適當?shù)脑鰷p相應的部件，以達到需求與性能的統(tǒng)一。這兩個方法都有效地解決了設計中出現(xiàn)的問題，提高了處理器的性能。
上傳時間： 2013-07-21
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現(xiàn)代IC設計中，隨著設計規(guī)模的擴大和復雜度的增長，驗證成為最嚴峻的挑戰(zhàn)之一。在現(xiàn)代ASIC設計中，很難用單一的驗證方法來對復雜芯片進行有效的驗證，為了將設計錯誤減少到可接受的最小量，需要將一系列的驗證方法和工具結合起來。 在64位全定制嵌入式CPU設計過程中，使用了多種驗證技術和方法，并將FPGA驗證作為ASIC驗證的重要補充，加強了設計正確的可靠性。 論文首先介紹了64位CPU的結構，結合選用的Xilinx的Virtex
上傳時間： 2013-04-24
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建立了雙容水箱系統(tǒng)的數(shù)學模型，采用串級控制方案對雙容水箱液位系統(tǒng)進行控制，控制算法采用數(shù)字PID。確定了硬件設備，制作了雙容水箱液位控制系統(tǒng)。采用力控5.0 版組態(tài)軟件，對整個液位控制系統(tǒng)進行組態(tài)，構
標簽： 力控組態(tài) 軟件 液位控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-27
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LTC2400是凌特公司生產(chǎn)的一種微功耗、高精度24位A/D轉(zhuǎn)換器,該芯片內(nèi)部集成有振蕩器,工作電壓 2.7-5.5V,積分線性誤差為4ppm,RMS噪聲為0.3ppm,供電電流僅為200A,
標簽： 2400 LTC 24位 AD轉(zhuǎn)換器
上傳時間： 2013-07-07
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該論文基于NIOS Ⅱ軟核處理器和Altera的FPGA技術，設計了一種便攜式的振動頻譜分析儀，用于旋轉(zhuǎn)機械的故障監(jiān)測和診斷。以SOPC技術為手段，將信號采集和信號處理電路通過可編程片上系統(tǒng)來實現(xiàn)，其特點是將對ADC的控制、數(shù)字信號的濾波、快速傅立葉變換的設計，通過FPGA芯片集成在一起，以NIOS Ⅱ來完成32位CPU的狀態(tài)控制功能。工程機械、汽車車輛中都存在諸如發(fā)動機類的旋轉(zhuǎn)機械，這類設備的異常振動往往會影響正常工作，嚴重時還會出現(xiàn)各種重大事故，該分析儀可以實時地或定期地對發(fā)動機、齒輪箱等旋轉(zhuǎn)機械進行振動頻譜分析和監(jiān)測，運用于民用機械能產(chǎn)生非常好的經(jīng)濟效益。 該論文從四個方面進行了研究工作。其一，利用FPGA對ADC芯片的工作進行控制，使其在規(guī)定的時間內(nèi)與DSP模塊進行數(shù)據(jù)交換，并對ADC各引腳時序進行控制，使兩者協(xié)調(diào)同步工作，編制了相應的VHDL語言程序。其二，采用SOPC Builder設計開發(fā)，實現(xiàn)了基于NIOS Ⅱ的32位CPU軟核，創(chuàng)建了相應的C/C++和匯編的宏代碼，使得軟件可以訪問用戶自定義邏輯。對頂層設計產(chǎn)生的VHDL的RTL代碼和仿真文件進行了綜合、編譯適配以及仿真。其三，配合Matlab和DSP Builder的強大功能進行DSP模塊設計，開發(fā)出了FIR和FFT等功能模塊，并且添加到SOPC系統(tǒng)中，使其可以由NIOS Ⅱ很容易的調(diào)用。其四，在NIOS Ⅱ系統(tǒng)中添加了uC/OS Ⅱ操作系統(tǒng)，提高了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并且降低了開發(fā)難度，提高了系統(tǒng)升級的能力。由于整個設計是基于FPGA開發(fā)的，所以該系統(tǒng)包括了所有FPGA系統(tǒng)的特點，包括并行的DSP處理、在系統(tǒng)可編程、升級簡單等特點，極易使設計產(chǎn)品化。
上傳時間： 2013-04-24
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