用戶對寬帶無線接入業務、尤其是對于寬帶無線化以及移動化的需求日益增加,使無線寬帶接入技術WiMAX(World interoperability for Microwave Access,即全球微波接入互操作性技術)應運而生、迅猛發展,成為這兩年業界關注的焦點。除了通常的互聯網接入應用外,它還將在提供IPTV和VOIP等寬帶業務方面取得成功,它還有可能成為一種先進的4G蜂窩電話技術。WiMAX未來將進入蜂窩電話、筆記本電腦和機頂盒等應用中。 本文在介紹WiMAX傳輸標準802.16d基礎上,詳細闡述了WiMAX接收機中信道解調芯片中的自動增益控制(Automatic Gain Control,AGC)部分。首先介紹了自動增益控制系統的基本組成和其主要特性指標,通過對一個步進式AGC的分析,得到AGC模型的輸出公式。然后針對WiMAX接收機內AGC系統中的模數轉換器以及AGC電路進行介紹和理論分析。本文采用SPW(Signal Processing WorkSystem)模型對AGC電路基本結構的算法分析,并結合仿真結果對AGC電路做了詳盡解說并對參數進行了解釋說明。 最后給出了基于SPW和FPGA(Field Programmable Gate Array)驗證的結果。通過SPW對AGC進行了單獨的性能測試,并結合整個系統的性能測試來說明AGC可以和系統的其他模塊協同工作。在FPGA測試中,可以證明用Verilog實現后AGC也同樣能較好的工作。 本文實現的基于導頻的步進式的數字AGC是針對WiMAX系統的自動增益控制電路提出的解決方案。此算法結合WiMAX系統的傳輸方式,提出的算法具有迅速鎖定信號的特點,能夠滿足WiMAX系統的要求。同時,由于各種關鍵參數設計為寄存器可配的方式,具有很好的靈活性,也就具有了更高的移植性,可以作為一種通用的數字AGC算法。
上傳時間: 2013-04-24
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傳統的數控系統采用的大多是專用的封閉式結構,它能提供給用戶的選擇有限,用戶無法對現有數控設備的功能進行修改以滿足自己的特殊要求;各種廠商提供給用戶的操作方式各不相同,用戶在培訓人員、設備維護等方面要投入大量的時間和資金。這些問題嚴重阻礙了CNC制造商、系統集成者和用戶采用快速而有創造性的方法解決當今制造環境中數控加工和系統集成中的問題。隨著電子技術和計算機技術的高速發展,數控技術正朝向柔性化、智能化和網絡化的方向發展。針對數控系統已存在的問題和未來發展的趨勢,本文致力于建立一個適合現場加工特征的開放結構數控平臺,使系統具備軟硬件可重構的柔性特征,同時把監控診斷和網絡模塊融入數控系統的框架體系之內,滿足智能化和網絡化的要求。 本文在深入研究嵌入式系統技術的基礎上,引入可重構的設計方法,選擇具體的硬件平臺和軟件平臺進行嵌入式可重構數控系統平臺的研發。硬件結構以MOTOROLA的高性能32位嵌入式處理器MC68F375和ALTERA的現場可編程門陣列(FPGA)芯片為核心,配以系統所需的外圍模塊;軟件系統以性能卓越的VxWorks嵌入式實時操作系統為核心,開發所需要的應用軟件,將VxWorks嵌入式實時操作系統擴展為一個完整、實用的嵌入式數控系統。該系統不僅具有可靠性高、穩定性好、功能強的優點,而且具有良好的可移植性和軟硬件可裁減性,便于根據實際需求進行功能的擴展和重構。 本論文的主要研究工作如下: (1)深入研究了以高性能微處理器MC68F375為核心的主控制板的硬件電路設計,以及存儲、采集、通訊和網絡等模塊的設計。 (2)深入研究了基于FPGA的串行配置方法和可重構設計方法,設計出基于FPGA的電機運動控制、機床IO控制、鍵盤陣列和液晶顯示控制等接口模塊電路。 (3)深入研究了VxWorks嵌入式實時操作系統在硬件平臺上的移植和任務調度原理,合理分配控制系統的管理任務,開發系統的底層驅動程序和應用程序。 最后,本文總結了系統的開發工作,并對嵌入式可重構數控系統的進一步研究提出了自己的一些想法,以指引后續研究工作。
上傳時間: 2013-04-24
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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,用于旋轉機械的故障監測和診斷。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來實現,其特點是將對ADC的控制、數字信號的濾波、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的狀態控制功能。工程機械、汽車車輛中都存在諸如發動機類的旋轉機械,這類設備的異常振動往往會影響正常工作,嚴重時還會出現各種重大事故,該分析儀可以實時地或定期地對發動機、齒輪箱等旋轉機械進行振動頻譜分析和監測,運用于民用機械能產生非常好的經濟效益。 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,使其在規定的時間內與DSP模塊進行數據交換,并對ADC各引腳時序進行控制,使兩者協調同步工作,編制了相應的VHDL語言程序。其二,采用SOPC Builder設計開發,實現了基于NIOS Ⅱ的32位CPU軟核,創建了相應的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,開發出了FIR和FFT等功能模塊,并且添加到SOPC系統中,使其可以由NIOS Ⅱ很容易的調用。其四,在NIOS Ⅱ系統中添加了uC/OS Ⅱ操作系統,提高了整個系統的穩定性,并且降低了開發難度,提高了系統升級的能力。由于整個設計是基于FPGA開發的,所以該系統包括了所有FPGA系統的特點,包括并行的DSP處理、在系統可編程、升級簡單等特點,極易使設計產品化。
上傳時間: 2013-04-24
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上傳時間: 2013-05-28
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Quartus II 軟件5.0在高密度FPGA設計上具有性能和效率領先優勢。此版本首次展示了業內編譯增強技術以及多種新的高密度設計高效特性。 Quartus II軟件5.0的新特性和增強功能包括: 編譯和時序逼近的增強特性 編譯增強特性縮短近70%編譯時間 編譯增強特性使設計人員能夠根據綜合和適配的需要,將設計劃分為物理和邏輯分區,在特定設計分區上實施物理綜合等高級優化技術,保持其他模塊性能不變,從而提高時序逼近效率。SignalTap? II 嵌入式邏輯分析儀也可以采用該技術加速實現驗證迭代。 時
標簽: QuartusII
上傳時間: 2013-06-06
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隨著圖像分辨率的越來越高,軟件實現的圖像處理無法滿足實時性的需求;同時FPGA等可編程器件的快速發展使得硬件實現圖像處理變得可行。如今基于FPGA的圖像處理研究成為了國內外的一個熱門領域。 本文在FPGA平臺上,用Verilog HDL實現了一個研究圖像處理算法的可重復配置的硬件模塊架構,架構包括PC機預處理和通信軟件,控制模塊,計算單元,存儲器模塊和通信適配模塊五個部分。其中的計算模塊負責具體算法的實現,根據不同的圖像處理算法可以獨立實現。架構為計算模塊實現了一個可添加、移出接口,不同的算法設計只要符合該接口就可以方便的加入到模塊架構中來進行調試和運行。 在硬件架構的基礎上本文實現了排序濾波,中值濾波,卷積運算及高斯濾波,形態學算子運算等經典的圖像處理算法。討論了FPGA的圖像處理算法的設計方法及優化策略,通過性能分析,FPGA實現圖像處理在時間上比軟件處理有了很大的提高;通過結果的比較,發現FPGA的處理結果達到了軟件處理幾乎同等的效果水平。最后本文在實現較大圖片處理和圖像處理窗口的大小可配置性方面做了一定程度的討論和改進,提高了算法的可用性,同時為進一步的研究提供了更加便利的平臺。 整個設計都是在ISE8.2和ModelSim第三方仿真軟件環境下開發的,在xilinx的Spartan-3E XC3S500E硬件平臺上實現。在軟件仿真過程中利用了ISE8.2自帶仿真工具和ModelSim結合使用。 本課題為制造FPGA的專用圖像處理芯片做了有益的探索性研究,為實現FPGA為核心處理芯片的實時圖像處理系統有著積極的作用。
上傳時間: 2013-05-30
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偽隨機序列 (Pseudo-Random Sequence,PRS)廣泛應用于密碼學、擴頻通信、雷達、導航等領域,其設計和分析一直是國際上的研究熱點?;煦缧蛄凶鳛橐环N性能優良的偽隨機序列,近年來受到越來越多的關注。尋找一種性能更為良好的混沌偽隨機序列(ChaosPseudo Random Sequence,CPRS)并且完成其硬件實現,在理論研究與工程應用上都是十分有價值的?;谇醒舆t橢圓反射腔映射混沌系統(Tangent-Delay Ellipse Reflecting Cavity map System,TD-ERCS)已被理論分析和測試證明具有良好的密碼學性質。本文介紹了一種基于TD-ERCS構造偽隨機序列發生器 (Pseudo Random SequenceGenerator,PRSG)的新方法;并基于這種方法,提出了以現場可編程門陣列 (Field Programmable Gate Array,FPGA)為平臺的硬件設計實現方案,采用硬件描述語言 (VHSIC Hardware DescriptionLanguage,VHDL )完成了整個系統的設計,通過了仿真與適配,完成了硬件調試;詳細地論述了系統總體框架及內部模塊設計,重點介紹了TD-ERCS算法實現單元的設計,并在系統中設計加入了異步串行接口,完善了整個系統的模塊化,可使系統嵌入到現有的各類密碼系統與設備中;基于FDELPHI編程環境,完成了計算機應用軟件的設計,為使用基于TD-ERCS開發的PRSG硬件產品提供了人機交互界面,也為分析與測試硬件系統產生的CPRS提供了方便;同時依據美國國家標準與技術研究院 (National Institute of Standards andTechnology,NIST)提出的偽隨機序列性能指標,對軟件與硬件系統產生的CPRS進行了標準測試,軟件方法所得序列各項性能指標完全合格,硬件FPGA所得序列僅三項測試未能通過,其原因有待進一步研究。
上傳時間: 2013-06-20
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主版上有很多PCI的介面可以利用,他的LAYOUT有一些注意事項及必須處理走線的特性阻抗才可以讓系統穩定。
上傳時間: 2013-06-14
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Max+plusⅡ是Altera公司提供的FPGA/CPLD開發集成環境,Altera是世界上最大可編程邏輯器件的供應商之一。Max+plusⅡ界面友好,使用便捷,被譽為業界最易用易學的EDA軟件。在Max+plusⅡ上可以完成設計輸入、元件適配、時序仿真和功能仿真、編程下載整個流程,它提供了一種與結構無關的設計環境,是設計者能方便地進行設計輸入、快速處理和器件編程。
上傳時間: 2013-07-31
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基于過采樣和∑-△噪聲整形技術的DAC能夠可靠地把數字信號轉換為高精度的模擬信號(大于等于16位)。采用這一架構進行數模轉換具有諸多優點,例如極低的失配噪聲和更高的可靠性,便于實現嵌入式集成等,最重要的是可以得到其他DAC結構所無法達到的精度和動態范圍。在高精度測量,音頻轉換,汽車電子等領域有著廣泛的應用價值。 本文采用∑-△結構以FPGA方式實現了一個具有高精度的數模轉換器,在24比特的輸入信號下,達到了約150dB的信噪比。作為一個靈活的音頻DAC實現方案。該DAC可以對CD/DVD/HDCD/SACD等多種制式下的音頻信號進行處理,接受并轉換采樣率為32/44.1/48/88.2/96/192kHz,字長為16/18/20/24比特的PCM數據,具備良好的兼容性和通用性。 由于非線性和不穩定性的存在,高階∑-△調制器的設計與實現存在較大的難度。本文綜合大量文獻中的經驗原則和方法,闡述了穩定的高階高精度調制器的設計流程;并據此設計了達到24bit精度和滿量程輸入范圍的的5階128倍調制器。本文創新性地提出了∑-△調制器的一種高效率流水線實現結構。分析表明,與其他常見的∑-△調制器實現結構相比,本方案具有結構簡單、運算單元少等優點;此外在同樣信號采樣率下,調制器所需的時鐘頻率大大降低。 文中的過采樣濾波模塊采用三級半帶濾波器和一個可變CIC濾波器級聯組成,可以達到最高128倍的過采樣比,同時具有良好的通帶和阻帶特性。在半帶濾波器的設計中采用了CSD編碼,使結構得到了充分的簡化。 本文提出的過采樣DAC方案具有可重配置結構,讓使用者能夠方便地控制過采樣比和調制器階數。通過積分梳狀濾波器的配置,能夠獲得32/64/128倍的不同過采樣比,從而實現對于32~192kHz多種采樣率輸入的處理。在不同輸入字長情況下,通過調制器的重構,則可以將調制器由高精度的5階模式改變為功耗更低的3階模式,滿足不同分辨率信號輸入時的不同精度要求。這是本文的另一創新之處。 目前,該過采樣DAC已經在XilinxVirtexⅡ系列FPGA器件下得到硬件實現和驗證。測試表明,對于從32kHz到192kHz的不同輸入信號,該DAC模塊輸出1比特碼流的帶內信噪比均能滿足24比特數據轉換應用的分辨率要求。
上傳時間: 2013-07-08
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