隨著通信技術(shù)的發(fā)展,視頻傳輸系統(tǒng)因具有方便、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確等特點(diǎn)已成為現(xiàn)代工業(yè)管理、安全防范、城市交通中必不可少的重要部分。而光纖傳輸以大容量、保密性能好、抗干擾能力強(qiáng)、傳輸距離等優(yōu)點(diǎn)越來越受人們的關(guān)注。本論文以FPGA為核心芯片,結(jié)合數(shù)字化技術(shù)和時(shí)分復(fù)用技術(shù),提出了一種無壓縮多路數(shù)字視頻光纖傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,并詳細(xì)分析方案的設(shè)計(jì)過程。 系統(tǒng)分A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換和FPGA數(shù)據(jù)處理三大模塊化進(jìn)行設(shè)計(jì),F(xiàn)PGA數(shù)據(jù)處理模塊實(shí)現(xiàn)了程序的配置下載、IO口的控制功能、各時(shí)鐘分頻、鎖相功能和多路數(shù)字信號(hào)的復(fù)接解復(fù)接仿真,同時(shí)完成了視頻信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)字視頻信號(hào)的D/A轉(zhuǎn)換功能,最終實(shí)現(xiàn)了八路視頻信號(hào)在一根光纖上實(shí)時(shí)傳輸?shù)墓δ堋=邮找曨l圖像輪廓清晰、沒有不規(guī)則的閃爍、沒有波浪狀等條紋或橫條出現(xiàn),基本滿足視頻監(jiān)控系統(tǒng)的圖像質(zhì)量指標(biāo)要求。各路視頻信號(hào)的輸入輸出電接口、阻抗和收發(fā)光接口均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),系統(tǒng)具高集成度、靈活性等特點(diǎn),能廣泛應(yīng)用于各場(chǎng)合的視頻監(jiān)控系統(tǒng)和安全防范系統(tǒng)中。 關(guān)鍵詞:FPGA,光纖傳輸,視頻信號(hào)
標(biāo)簽: FPGA 多路 光纖傳輸系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-06-05
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擴(kuò)頻通信技術(shù)因?yàn)榫哂休^強(qiáng)的抗干擾、抗噪聲、抗多徑衰落能力、較好的保密性、較強(qiáng)的多址能力和高精度測(cè)量等優(yōu)點(diǎn),在軍事抗干擾和個(gè)人通信業(yè)務(wù)中得到了很大的發(fā)展。尤其是基于擴(kuò)頻理論的CDMA通信技術(shù)成為國(guó)際電聯(lián)規(guī)定的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要標(biāo)準(zhǔn)化建議后,標(biāo)志著擴(kuò)頻通信技術(shù)在民用通信領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)入了新階段。 近年來,隨著微電子技術(shù)和電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)技術(shù)的迅速發(fā)展,以FPGA和CPLD為代表的可編程邏輯器件憑借其設(shè)計(jì)方便靈活等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域。 本論文正是采用基于FPGA硬件平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)了一個(gè)直接序列擴(kuò)頻通信基帶系統(tǒng),該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)涉及擴(kuò)頻通信和有關(guān)FPGA的相關(guān)知識(shí),以及實(shí)現(xiàn)這些模塊的VHDL硬件描述語言和QuartusⅡ開發(fā)平臺(tái),目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)一個(gè)集成度高、靈活性強(qiáng)、并具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力的擴(kuò)頻通信基帶系統(tǒng)。 本論文中首先對(duì)擴(kuò)頻通信的基礎(chǔ)理論做了探討,著重對(duì)直序擴(kuò)頻的理論進(jìn)行了分析;其次根據(jù)理論分析,設(shè)計(jì)了全數(shù)字直接序列擴(kuò)頻基帶系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),完成了擴(kuò)頻序列的產(chǎn)生、信息碼的輸入和擴(kuò)頻。重點(diǎn)完成了對(duì)基帶擴(kuò)頻信號(hào)的相關(guān)解擴(kuò)和幾種同步捕獲電路的設(shè)計(jì),將多種專用芯片的功能集成在一片大規(guī)模FPGA芯片上。在論文中列出了部分模塊的VHDL程序,并在QuartusⅡ仿真平臺(tái)上完成各部分模塊的功能仿真。
標(biāo)簽: FPGA 直擴(kuò)通信 同步設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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通信與信息技術(shù)行業(yè)飛速發(fā)展,已成為我國(guó)支柱產(chǎn)業(yè)之一。隨著該行業(yè)的迅速發(fā)展,社會(huì)對(duì)具備實(shí)際動(dòng)手能力人才的需求也不斷增加,高校通信教學(xué)改革勢(shì)在必行。在最初的通信原理實(shí)驗(yàn)設(shè)備中每個(gè)實(shí)驗(yàn)獨(dú)立占用一塊硬件資源,隨著EDA技術(shù)的發(fā)展,實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠商將CPLD/FPGA技術(shù)作為獨(dú)立的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,加入到通信原理實(shí)驗(yàn)設(shè)備中。FPGA技術(shù)具備集成度高、速度快和現(xiàn)場(chǎng)可編程的優(yōu)勢(shì),適合高集成度和高速的時(shí)序運(yùn)算。本文總結(jié)現(xiàn)有通信原理實(shí)驗(yàn)設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn),采用FPGA技術(shù)設(shè)計(jì)出集驗(yàn)證性和設(shè)計(jì)性于一體,具備較高的綜合性和系統(tǒng)性的通信原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。 本系統(tǒng)提供了一個(gè)開放性的硬件、軟件平臺(tái),從培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力出發(fā),利用FPGA在通用的硬件上實(shí)現(xiàn)所有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。學(xué)生在本系統(tǒng)上除了能完成已固化的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,還可以實(shí)現(xiàn)電子設(shè)計(jì)開發(fā)和驗(yàn)證。這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力大有裨益。 本文結(jié)合數(shù)字通信系統(tǒng)基本模型,把基于FPGA的通信原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)劃分為信號(hào)源模塊、發(fā)送端模塊、信道仿真模塊、接收端模塊和同步模塊幾部分。其中,模擬信號(hào)源采用DDS技術(shù),能夠生成非常高的頻率精度,可作為任意波形發(fā)生器。發(fā)送端和接收端模塊結(jié)合到一起組成多體制調(diào)制解調(diào)器,形成多頻段、多波形的軟件無線電系統(tǒng)。載波同步采用全數(shù)字COSTAS環(huán)提取技術(shù),具備良好的載波跟蹤特性,利用對(duì)載波相位不敏感 的Gardner算法跟蹤位同步信號(hào)。 本文首先介紹了通信原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和意義;然后根據(jù)通信系統(tǒng)模型從《通信原理》各個(gè)章節(jié)中提煉出各模塊的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,分別列出各實(shí)驗(yàn)的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)模型;繼而根據(jù)各模塊資源需求選取合適FPGA芯片,并給出硬件設(shè)計(jì)方案;最后,給出各模塊在FPGA上具體實(shí)現(xiàn)過程、系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果及分析。測(cè)試和實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明設(shè)計(jì)方法正確,且功能和技術(shù)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。 關(guān)鍵詞:通信原理,實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),F(xiàn)PGA,DDS,多體制調(diào)制解調(diào),全數(shù)字COSTAS環(huán),位同步
標(biāo)簽: FPGA 通信原理 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-07-07
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隨著列車自動(dòng)化控制和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展,基于分布式控制系統(tǒng)的列車通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)TCN(IEC-61375)在現(xiàn)代高速列車上得到廣泛應(yīng)用。TCN協(xié)議將列車通信網(wǎng)絡(luò)分為絞線式列車總線WTB和多功能車輛總線MVB,其中WTB實(shí)現(xiàn)對(duì)開式列車中的互聯(lián)車輛間的數(shù)據(jù)傳輸和通信,MVB實(shí)現(xiàn)車載設(shè)備的協(xié)同工作和互相交換信息。 本文介紹了國(guó)內(nèi)外列車通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況和各自優(yōu)勢(shì),分析了MVB一類設(shè)備底層協(xié)議。研究利用FPGA實(shí)現(xiàn)MVB控制芯片MVBC,用ARM作為微處理器實(shí)現(xiàn)MVB一類設(shè)備的嵌入式解決方案。其中,在FPGA芯片中主要采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法,RLT硬件描述語言實(shí)現(xiàn)MVB控制芯片MVBC一類設(shè)備的主要功能,包括幀編碼器、幀解碼器和邏輯接口單元。ARM主要完成了軟件程序的編寫和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的移植。在eCos實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)上,完成了驅(qū)動(dòng)和上層應(yīng)用程序,包括端口初始化、端口配置、幀收發(fā)指令和報(bào)文分析。 為了驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性,在設(shè)計(jì)的硬件平臺(tái)基礎(chǔ)上,搭建了MVB通信網(wǎng)絡(luò)的最小系統(tǒng),對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行系統(tǒng)功能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明:設(shè)計(jì)方案正確,達(dá)到了設(shè)計(jì)的預(yù)期要求。
上傳時(shí)間: 2013-08-03
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隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,國(guó)內(nèi)高速公路、城市道路、停車場(chǎng)建設(shè)越來越多,對(duì)交通控制、安全管理的要求也日益提高,智能交通系統(tǒng)( IntelligentTransportation Systems,簡(jiǎn)稱ITS)已成為當(dāng)前交通管理發(fā)展的主要方向,而車牌識(shí)別系統(tǒng)(License Plate Recognition System,簡(jiǎn)稱LPRS)技術(shù)作為智能交通系統(tǒng)的核心,起著舉足輕重的作用,可以被廣泛地應(yīng)用于高速公路自動(dòng)收費(fèi)(ElectronicToll Collection,簡(jiǎn)稱ETC)、停車場(chǎng)安全管理、被盜車輛的追蹤、車流統(tǒng)計(jì)等。 目前,車牌識(shí)別系統(tǒng)大多都是基于PC平臺(tái)的,其優(yōu)勢(shì)是實(shí)現(xiàn)容易,但是成本高、實(shí)時(shí)性不強(qiáng)、穩(wěn)定性不高等缺點(diǎn)使其不能廣泛推廣。為了克服以上的缺點(diǎn),且滿足識(shí)別速度和識(shí)別率的要求,本文在原有車牌識(shí)別硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上做了一定的改進(jìn)(原系統(tǒng)在圖像采集、接口通信、系統(tǒng)穩(wěn)定、脫機(jī)工作等方面存在一定問題),與團(tuán)隊(duì)成員一起設(shè)計(jì)出了新的車牌識(shí)別硬件系統(tǒng),采用單DSP+FPGA和雙DSP+FPGA雙板子的方式來共同實(shí)現(xiàn)(本人負(fù)責(zé)單DSP+FPGA的原理圖和PCB繪制,另一成員負(fù)責(zé)雙DSP+FPGA的原理圖和PCB繪制)。 本文所涉及的該車牌硬件系統(tǒng),主要工作由以下幾個(gè)部分組成: 1.團(tuán)隊(duì)共同完成了新車牌識(shí)別系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì),采用兩個(gè)板子實(shí)現(xiàn)。其中,本人負(fù)責(zé)單DSP+FPGA板子繪制。 2.團(tuán)隊(duì)一起完成了整個(gè)系統(tǒng)的硬件電路調(diào)試。主要分為如下模塊進(jìn)行調(diào)試:電源,DSP,F(xiàn)PGA,SAA7113H視頻解碼器,LCD液晶顯示和UART接口等。 3.負(fù)責(zé)完成了整個(gè)系統(tǒng)的DSP應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。采用DSP/BIOS操作系統(tǒng)來構(gòu)建系統(tǒng)的框架,添加了多個(gè)任務(wù)對(duì)象進(jìn)行管理系統(tǒng)的調(diào)度;用CSL編寫了DSP上的底層驅(qū)動(dòng):完成了車牌識(shí)別算法在DSP上的移植與優(yōu)化。 4.參與完成了部分FPGA程序的開發(fā),主要包括圖像采集、存儲(chǔ)、傳輸幾個(gè)模塊等。 最終,本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高效、快速的車牌識(shí)別,各模塊工作穩(wěn)定,能脫機(jī)實(shí)現(xiàn)圖像采集、傳輸、識(shí)別、結(jié)果輸出和顯示為一體化的功能;為以后進(jìn)行高性能的車牌識(shí)別算法開發(fā)提供了一個(gè)很好的硬件平臺(tái)。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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FPGA作為新一代集成電路的出現(xiàn),引起了數(shù)字電路設(shè)計(jì)的巨大變革。隨著FPGA工藝的不斷更新與改善,越來越多的用戶與設(shè)計(jì)公司開始使用FPGA進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā),因此,PFAG的市場(chǎng)需求也越來越高,從而使得FPGA的集成電路板的工藝發(fā)展也越來越先進(jìn),在如此良性循環(huán)下,不久的將來,F(xiàn)PGA可以主領(lǐng)集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域。正是由于FPGA有著如此巨大的發(fā)展前景與市場(chǎng)吸引力,因此,本文采用FPGA作為電路設(shè)計(jì)的首選。 @@ 隨著FPGA的開發(fā)技術(shù)日趨簡(jiǎn)單化、軟件化,從面向硬件語言的VHDL、VerilogHDL設(shè)計(jì)語言,到現(xiàn)在面向?qū)ο蟮腟ystem Verilog、SystemC設(shè)計(jì)語言,硬件設(shè)計(jì)語言開始向高級(jí)語言發(fā)展。作為一個(gè)軟件設(shè)計(jì)人員,會(huì)很容易接受面向?qū)ο蟮恼Z言。現(xiàn)在軟件的設(shè)計(jì)中,算法處理的瓶頸就是速度的問題,如果采用專用的硬件電路,可以解決這個(gè)問題,本文在第一章第二節(jié)詳細(xì)介紹了軟硬結(jié)合的開發(fā)優(yōu)勢(shì)。另外,在第一章中還介紹了知識(shí)產(chǎn)權(quán)核心(IP Core)的發(fā)展與前景,特別是IP Core中軟核的設(shè)計(jì)與開發(fā),許多FGPA的開發(fā)公司開始爭(zhēng)奪軟核的開發(fā)市場(chǎng)。 @@ 數(shù)字電路設(shè)計(jì)中最長(zhǎng)遇到的就是通信的問題,而每一種通信方式都有自己的協(xié)議規(guī)范。在CPU的設(shè)計(jì)中,由于需要高速的處理速度,因此其內(nèi)部都是用并行總線進(jìn)行通信,但是由于集成電路資源的問題,不可能所有的外部設(shè)備都要用并行總線進(jìn)行通信,因此其外部通信就需要進(jìn)行串行傳輸。又因?yàn)樾枰B接的外部設(shè)備的不同,因此就需要使用不同的串行通信接口。本文主要介紹了小型CPU中常用的三種通信協(xié)議,那就是SPI、I2C、UART。除了分別論述了各自的通信原理外,本文還特別介紹了一個(gè)小型CPU的內(nèi)部構(gòu)造,以及這三個(gè)通信協(xié)議在CPU中所處的位置。 @@ 在硬件的設(shè)計(jì)開發(fā)中,由于集成電路本身的特殊性,其開發(fā)流程也相對(duì)的復(fù)雜。本文由于篇幅的問題,只對(duì)總的開發(fā)流程作了簡(jiǎn)要的介紹,并且將其中最復(fù)雜但是又很重要的靜態(tài)時(shí)序分析進(jìn)行了詳細(xì)的論述。在通信協(xié)議的開發(fā)中,需要注意接口的設(shè)計(jì)、時(shí)序的分析、驗(yàn)證環(huán)境的搭建等,因此,本文以SPI數(shù)據(jù)通信協(xié)議的設(shè)計(jì)作為一個(gè)開發(fā)范例,從協(xié)議功能的研究到最后的驗(yàn)證測(cè)試,將FPGA 的開發(fā)流程與關(guān)鍵技術(shù)等以實(shí)例的方式進(jìn)行了詳細(xì)的論述。在SPI通信協(xié)議的開發(fā)中,不僅對(duì)協(xié)議進(jìn)行了詳細(xì)的功能分析,而且對(duì)架構(gòu)中的每個(gè)模塊的設(shè)計(jì)都進(jìn)行了詳細(xì)的論述。@@關(guān)鍵詞:FPGA;SPI;I2C;UART;靜態(tài)時(shí)序分析;驗(yàn)證環(huán)境
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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由于移動(dòng)環(huán)境的復(fù)雜性,無線信號(hào)在發(fā)送傳輸和接收過程中有很明顯的衰落現(xiàn)象,特別是在高頻無線通信中,多徑衰落或頻率選擇性衰落對(duì)無線信號(hào)的干擾最為嚴(yán)重。通過分集接收技術(shù),Rake接收機(jī)在CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中抗多徑衰落效果尤為明顯。作為一種新穎的多址接入方式,多載波CDMA充分利用了OFDM最優(yōu)頻率利用率以及CDMA的多址和頻率分集,且系統(tǒng)容量和抗符號(hào)間干擾性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的單載波CDMA。這些特性使得多載波CDMA成為未來的寬帶無線通信系統(tǒng)最有希望的候選。 @@ 本文研究了一種多載波擴(kuò)頻通信系統(tǒng),介紹了其Rake接收機(jī)工作原理和設(shè)計(jì)思想,進(jìn)行了理論仿真并用FPGA予以實(shí)現(xiàn)。 @@ 本文首先介紹了移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展歷史以及OFDM和CDMA技術(shù)原理,并描述了OFDM和CDMA結(jié)合的三種系統(tǒng)(MC-DS-CDMA、MT-CDMA、MC-CDMA)的原理和系統(tǒng)模型;接著,介紹了目前影響移動(dòng)通信的主要衰落以及Rake接收機(jī)基本原理及其作用。多徑信號(hào)的每路信號(hào)都可能含有可以利用的信息,Rake接收機(jī)就是通過多個(gè)相關(guān)接收器接收多徑信號(hào)中各路信號(hào),通過信道估計(jì)和信道補(bǔ)償消去信道因子的附加相位,并把他們合并在一起,以此來改善信號(hào)的信噪比和系統(tǒng)的可靠性;在此基礎(chǔ)上,論文提出了一種多載波擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案,并詳細(xì)介紹了其Rake接收機(jī)實(shí)現(xiàn)原理,給出了最大比合并時(shí)各種分徑數(shù)目下系統(tǒng)誤碼率的仿真圖;最后介紹了此方案中Rake接收機(jī)的FPGA硬件實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案及其系統(tǒng) 測(cè)試結(jié)果。@@ 仿真結(jié)果顯示出隨著分集徑數(shù)的增加,系統(tǒng)的誤碼率顯著降低。表明Rake接收機(jī)抗多徑衰落效果顯著,且在多載波CDMA系統(tǒng)中其分集效果更好,實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單。最終Rake接收機(jī)的FPGA實(shí)現(xiàn)結(jié)果同理論仿真一致,時(shí)序通過,資源耗費(fèi)不大,具有較大的實(shí)用價(jià)值。 @@關(guān)鍵詞:多載波擴(kuò)頻通信,CDMA,Rake接收機(jī),F(xiàn)PGA
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這篇文章介紹了MSP430系列多單片機(jī)間的SPI主從通信原理和相關(guān)例程
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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隨著社會(huì)的發(fā)展,人們對(duì)電力需求特別是電能質(zhì)量的要求越來越高。但由于非線性負(fù)荷大量使用,卻帶來了嚴(yán)重的電力諧波污染,給電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行帶來嚴(yán)重影響,給供用電設(shè)備造成危害。如何最大限度的減少諧波造成的危害,是目前電力系統(tǒng)領(lǐng)域極為關(guān)注的問題。諧波檢測(cè)是諧波研究中重要分支,是解決其它相關(guān)諧波問題的基礎(chǔ)。因此,對(duì)諧波的檢測(cè)和研究,具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。 目前使用的電力系統(tǒng)諧波檢測(cè)裝置,大多基于微處理器設(shè)計(jì)。微處理器是作為整個(gè)系統(tǒng)的核心,它的性能高低直接決定了產(chǎn)品性能的好壞。而這種微處理器為主體構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng),存在效率低、資源利用率低、程序指針易受干擾等缺點(diǎn)。由于微電子技術(shù)的發(fā)展,特別是專用集成電路ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit)設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展,使得設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)諧波檢測(cè)專用的集成電路成為可能,同時(shí)為諧波檢測(cè)裝置的硬件設(shè)計(jì)提供了一個(gè)新的發(fā)展途徑。本文目標(biāo)就是設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)諧波檢測(cè)專用集成電路,從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)諧波的高精度檢測(cè)。采用專用集成電路進(jìn)行諧波檢測(cè)裝置的硬件設(shè)計(jì),具有體積小,速度快,可靠性高等優(yōu)點(diǎn),由于應(yīng)用范圍廣,需求量大,電力系統(tǒng)諧波檢測(cè)專用集成電路具有很好的應(yīng)用前景。 本文首先介紹了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行諧波檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),調(diào)研了電力系統(tǒng)諧波檢測(cè)的發(fā)展趨勢(shì);隨后根據(jù)裝置的功能需求,特別是依據(jù)其中諧波檢測(cè)國(guó)標(biāo)參數(shù)的測(cè)量算法,為系統(tǒng)選定了基于FPGA的SOPC設(shè)計(jì)方案。 本文分析了電力系統(tǒng)諧波檢測(cè)專用集成電路的功能模型,對(duì)專用集成電路進(jìn)行了模塊劃分。定義了各模塊的功能,并研究了模塊間的連接方式,給出了諧波檢測(cè)專用集成電路的并行結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)了基于FPGA的諧波檢測(cè)專用集成電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證的硬件平臺(tái)。配合專用集成電路的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)工具構(gòu)建了智能監(jiān)控單元專用集成電路的開發(fā)環(huán)境。 在進(jìn)行FPGA具體設(shè)計(jì)時(shí),根據(jù)待實(shí)現(xiàn)功能的不同特點(diǎn),分為用戶邏輯區(qū)域和Nios處理器模塊兩個(gè)部分。用戶邏輯區(qū)域控制A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模擬信號(hào)的采樣,并對(duì)采樣得到的數(shù)字量進(jìn)行諧波分析等運(yùn)算。然后將結(jié)果存入片內(nèi)的雙口RAM中,等待Nios處理器的訪問。Nios處理器對(duì)數(shù)據(jù)處理模塊的結(jié)果進(jìn)一步處理,得到其各自對(duì)應(yīng)的最終值,并將結(jié)果通過串行通信接口發(fā)送給上位機(jī)。 最后,對(duì)設(shè)計(jì)實(shí)體進(jìn)行了整體的編譯、綜合與優(yōu)化工作,并通過邏輯分析儀對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行了驗(yàn)證。在實(shí)驗(yàn)室條件下,對(duì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)的運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)量,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該監(jiān)測(cè)裝置滿足了電力系統(tǒng)諧波檢測(cè)的總體要求。
標(biāo)簽: FPGA 電力系統(tǒng) 諧波檢測(cè)
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擴(kuò)頻通信,即擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)(Spread Spectrum Communication),它與光纖通信、衛(wèi)星通信一同被譽(yù)為進(jìn)入信息時(shí)代的三大高技術(shù)通信傳輸方式。 擴(kuò)頻通信是將待傳送的信息數(shù)據(jù)用偽隨機(jī)編碼序列,也即擴(kuò)頻序列(SpreadSequence)調(diào)制,實(shí)現(xiàn)頻譜擴(kuò)展后再進(jìn)行傳輸。接收端則采用相同的編碼進(jìn)行解調(diào)及相關(guān)處理,恢復(fù)出原始信息數(shù)據(jù)。 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)與常規(guī)的通信系統(tǒng)相比,具有很強(qiáng)的抗人為干擾,抗窄帶干擾,抗多徑干擾的能力,并具有信息隱蔽、多址保密通信等特點(diǎn)。 現(xiàn)場(chǎng)可編輯門陣列FPGA(Field Programmable Gate Array)提供了極強(qiáng)的靈活性,可讓設(shè)計(jì)者開發(fā)出滿足多種標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。FPGA所固有的靈活性和性能也可讓設(shè)計(jì)者緊跟新標(biāo)準(zhǔn)的變化,并能提供可行的方法來滿足不斷變化的標(biāo)準(zhǔn)要求。 EDA 工具的出現(xiàn)使用戶在對(duì)FPGA設(shè)計(jì)的輸入、綜合、仿真時(shí)非常方便。EDA打破了軟硬件之間最后的屏障,使軟硬件工程師們有了真正的共同語言,使目前一切仍處于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)和規(guī)劃的電子設(shè)計(jì)活動(dòng)產(chǎn)生了實(shí)在的設(shè)計(jì)實(shí)體論文對(duì)擴(kuò)頻通信系統(tǒng)和FPGA設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了相關(guān)研究,并且用Altera公司的最新的FPGA開發(fā)平臺(tái)QuartusII實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基帶擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的發(fā)送端部分,最后用軟件Protel99SE設(shè)計(jì)了相應(yīng)的硬件電路。 該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要分為兩個(gè)部分。第一部分是用QuartusII軟件設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的VHDL語言描述代碼,并對(duì)系統(tǒng)中每個(gè)模塊和整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的功能仿真和時(shí)序時(shí)延仿真;第二部分是設(shè)計(jì)了以FPGA芯片EP1C3T144C8N為核心的系統(tǒng)硬件電路,并進(jìn)行了相關(guān)測(cè)試,完成了預(yù)定的功能。
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