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鎖相環(huán)芯片

  • 基于DSPFPGA的H264AVC實時編碼器

    H.264/AVC是ITU-T和ISO聯合推出的新標準,采用了近幾年視頻編碼方面的先進技術,以較高編碼效率和網絡友好性成為新一代國際視頻編碼標準。 本文以實現D1格式的H.264/AVC實時編碼器為目標,作者負責系統架構設計,軟硬件劃分以及部分模塊的硬件算法設計與實現。通過對H.264/AVC編碼器中主要模塊的算法復雜度的評估,算法特點的分析,同時考慮到編碼器系統的可伸縮性,可擴展性,本文采用了DSP+FPGA的系統架構。DSP充當核心處理器,而FPGA作為協處理器,針對編碼器中最復雜耗時的模塊一運動估計模塊,設計相應的硬件加速引擎,以提供編碼器所需要的實時性能。 H.264/AVC仍基于以前視頻編碼標準的運動補償混合編碼方案,其中一個主要的不同在于幀間預測采用了可變塊尺寸的運動估計,同時運動向量精度提高到1/4像素。更小和更多形狀的塊分割模式的采用,以及更加精確的亞像素位置的預測,可以改善運動補償精度,提高圖像質量和編碼效率,但同時也大大增加了編碼器的復雜度,因此需要設計專門的硬件加速引擎。 本文給出了1/4像素精度的運動估計基于FPGA的硬件算法設計與實現,包括整像素搜索,像素插值,亞像素(1/2,1/4)搜索以及多模式選擇(支持全部七種塊分割模式)。設計中,將多處理器技術和流水線技術相結合,提供高性能的并行計算能力,同時,采用合理的存儲器組織結構以提供高數據吞吐量,滿足運算的帶寬要求,并使編碼器具有較好的可伸縮性。最后,在Modelsim環境下建立測試平臺,完成了對整個設計的RTL級的仿真驗證,并針對Altera公司的FPGA芯片stratixⅡ系列的EP2S60-4器件進行優化,從而使工作頻率最終達到134MHz,分析數據表明該模塊能夠滿足編碼器的實時性要求。

    標簽: DSPFPGA H264 264 AVC

    上傳時間: 2013-07-24

    上傳用戶:sn2080395

  • 基于FPGADSP激光測距系統的研究

    從制成世界上第一臺激光器開始,激光優異的單色性、方向性和高亮度特點引起了各界的關注。激光測距技術是目前應用較為廣泛的一種激光技術,它與一般測距方法相比,具有操作方便,精度高和晝夜可用的優點。目前激光測距技術分成脈沖式和連續式兩種類型,連續式測距系統隨著近年來激光技術的發展逐漸引起人們的關注,在民用領域,尤其是在一些對數據的實時性要求不很高的系統中得到普遍應用。 小型化、智能化、高精度、對人眼安全是激光測距的發展方向,但是目前的測距儀普遍存在元器件較多、功耗相對較高、靈活性不夠、適應能力不強、抗干擾能力不強等缺點,不利于整機的一體化和小型化設計。 基于上述局限性,本文提出一種新的思想,將數字信號處理技術應用到連續式相位激光測距技術中,具體是利用DDS(直接數字頻率合成)技術產生用于調制激光器的正弦信號,利用FPGA與DSP技術實現高速數字化處理。該方法不僅克服了上面所述的缺點,而且還具有以下的優點:可以通過軟件的方法改變調制頻率,大大簡化了測相電路,提高了使用的方便性:解決了激光連續測距中頻率輸出不穩定和相位抖動的問題,使測距儀的穩定性更高;采用DSP處理芯片對信號進行處理,處理速度更快,提高了實時性;采用FFT技術測相,不僅精度高,而且隨著微電子技術的不斷發展,精度還有上升的空間。 本文從理論和實驗上驗證了該測距方案的可行性。在采用實時取樣補償技術的情況下,該測距方案的測距精度可達到毫米量級,該測距方案設計新穎,系統受環境因素影響較小,可在惡劣環境下進行短距離(一般小于15米)的測量。實驗結果表明,該設計方案基本上達到預期的指標要求。

    標簽: FPGADSP 激光測距系統

    上傳時間: 2013-06-08

    上傳用戶:manking0408

  • 基于DSP和FPGA的數字化開關電源

    文章開篇提出了開發背景。認為現在所廣泛應用的開關電源都是基于傳統的分立元件組成的。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”不同的產品,同時幾乎沒有通用性和可移植性。在電子技術飛速發展的今天,這種傳統的模擬開關電源已經很難跟上時代的發展步伐。 隨著DSP、ASIC等電子器件的小型化、高速化,開關電源的控制部分正在向數字化方向發展。由于數字化,使開關電源的控制部分的智能化、零件的共通化、電源的動作狀態的遠距離監測成為了可能,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,這就降低了開發周期和成本。依靠現代數字化控制和數字信號處理新技術,數字化開關電源有著廣闊的發展空間。 在數字化領域的今天,最后一個沒有數字化的堡壘就是電源領域。近年來,數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電源占了世界市場的80%以上,但都是傳統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容是在傳統開關電源模擬調節器的基礎上,提出了一種新的數字化調節器方案,即基于DSP和FPGA的數字化PID調節器。論文對系統方案和電路進行了較為具體的設計,并通過測試取得了預期結果。測試證明該方案能夠適合本行業時代發展的步伐,使系統電路更簡單,精度更高,通用性更強。同時該方案也可用于相關領域。 本文首先分析了國內外開關電源發展的現狀,以及研究數字化開關電源的意義。然后提出了數字化開關電源的總體設計框圖和實現方案,并與傳統的開關電源做了較為詳細的比較。本論文的設計方案是采用DSP技術和FPGA技術來做數字化PID調節,通過數字化PID算法產生PWM波來控制斬波器,控制主回路。從而取代傳統的模擬PID調節器,使電路更簡單,精度更高,通用性更強。傳統的模擬開關電源是將電流電壓反饋信號做PID調節后--分立元器件構成,采用專用脈寬調制芯片實現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節器和電壓調節器的反相輸入端,用來實現閉環控制。同時用來保證系統的穩定性及實現系統的過流過壓保護、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計,并給出了具體的電路圖,同時寫出了軟件流程圖以及設計中應該注意的地方。整個系統由DSP板和ADC板組成。DSP板完成PWM生成、PID運算、環境開關量檢測、環境開關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字低通濾波。由于整個系統是閉環控制系統,要求采樣速率相當高。本系統采用FPGA來控制ADC,這樣就避免了高速采樣占用系統資源的問題,減輕了DSP的負擔。DSP可以將讀到的ADC信號做PID調節,從而產生PWM波來控制逆變橋的開關速率,從而達到閉環控制的目的。 最后,對數字化開關電源和模擬開關電源做了對比測試,得出了預期結論。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行業中可以廣泛地應用。模擬控制電路因為使用許多零件而需要很大空間,這些零件的參數值還會隨著使用時間、溫度和其它環境條件的改變而變動并對系統穩定性和響應能力造成負面影響。數字電源則剛好相反,同時數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成本與風險。在當前對產品要求體積小、智能化、共通化、精度高和穩定度好等前提條件下,數字化開關電源有著廣闊的發展空間。本系統來基本上達到了設計要求。能夠滿足較高精度的設計要求。但對于高精度數字化電源,系統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,都可以提高系統的精度。 本系統涉及電子、通信和測控等技術領域,將數字PID算法與電力電子技術、通信技術等有機地結合了起來。本系統的設計方案不僅可以用在電源控制器上,只要是相關的領域都可以采用。

    標簽: FPGA DSP 數字化 開關電源

    上傳時間: 2013-06-21

    上傳用戶:498732662

  • 基于FPGA的DDS的研究設計與實現

    頻率合成技術廣泛應用于通信、航空航天、儀器儀表等領域。目前,常用的頻率合成技術有直接式頻率合成、鎖相頻率合成和直接數字頻率合成(DDS)。DDS系統可以很方便地獲得頻率分辨率很精細且相位連續的信號,也可以通過改變相位字改變信號的相位,因此也廣泛用于數字通信領域。 本論文是利用FPGA完成一個DDS系統。DDS是把一系列數字量形式的信號通過D/A轉換形成模擬量形式的信號的合成技術。主要是利用高速存儲器作查尋表,然后通過高速D/A轉換器產生已經用數字形式存入的正弦波(或其他任意波形)。一個典型的DDS系統應包括:相位累加器,可在時鐘的控制下完成相位的累加(一般由ROM實現);DA轉換電路,將數字形式的幅度碼轉換成模擬信號。 本文根據設計指標,進行了DDS系統分析和設計,包括DDS系統框圖的設計,相位控制字和頻率控字的設計,以及軟件和硬件設計,重點在于利用FPGA改進設計,包括控制系統(頻率控制器和初始相位控制器),尋址系統(相位累加器和數據存儲器),以及轉換系統(D/A轉換器和濾波器)的設計。介紹了利用現場可編程邏輯門陣列(FPGA)實現數控振蕩器(DNO,即DDS)的原理、電路結構,重點介紹了DDS技術在FPGA中的實現方法,給出了采用ALTERA公司的FIEX1OK系列FPGA芯片EPF10K20TC144-4芯片進行直接數字頻率合成的VHDL源程序。

    標簽: FPGA DDS

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:huangzchytems

  • 基于FPGA的DDS信號源的設計

    頻率合成技術廣泛應用于通信、航空航天、儀器儀表等領域,目前,常用的頻率合成技術有直接頻率合成、鎖相頻率合成和直接數字頻率合成(DDS)等。其中DDS是一種新的頻率合成方法,是頻率合成的一次革命。全數字化的DDS技術由于具有頻率分辨率高、頻率切換速度快、相位噪聲低和頻率穩定度高等優點而成為現代頻率合成技術中的佼佼者。隨著數字集成電路、微電子技術和EDA技術的深入研究,DDS技術得到了飛速的發展。 DDS是把一系列數字量化形式的信號通過D/A轉換形成模擬量形式的信號的合成技術。主要是利用高速存儲器作查尋表,然后通過高速D/A轉換產生已經用數字形式存入的正弦波(或其它任意波形)。一個典型的DDS系統應包括以下三個部分:相位累加器可以時鐘的控制下完成相位的累加;相位一幅度碼轉換電路一般由ROM實現;D/A轉換電路,將數字形式的幅度碼轉換成模擬信號。 現場可編程門陣列(FPGA)設計靈活、速度快,在數字專用集成電路的設計中得到了廣泛的應用。本論文主要討論了如何利用FPGA來實現一個DDS系統,該DDS系統的硬件結構是以FPGA為核心實現的,使用Altera公司的Cyclone系列FPGA。 文章首先介紹了頻率合成器的發展,闡述了基于FPGA實現DDS技術的意義;然后介紹了DDS的基本理論;接著介紹了FPGA的基礎知識如結構特點、開發流程、使用工具等;隨后介紹了利用FPGA實現直接數字頻率合成(DDS)的原理、電路結構、優化方法等。重點介紹DDS技術在FPGA中的實現方法,給出了部分VHDL源程序。采用該方法設計的DDS系統可以很容易地嵌入到其他系統中而不用外接專用DDS芯片,具有高性能、高性價比,電路結構簡單等特點;接著對輸出信號頻譜進行了分析,特別是對信號的相位截斷誤差和幅度量化誤差進行了詳細的討論,由此得出了改善系統性能的幾種方法;最后給出硬件實物照片和測試結果,并對此作了一定的分析。

    標簽: FPGA DDS 信號源

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:yx007699

  • 基于FPGA的DSSS接收機載波跟蹤技術

    擴頻通信是一種性能優異的通信方式,自其誕生之日起就受到了業內人士的廣泛關注。本文以DS/SS接收機為基礎,圍繞相關的理論和技術,開展了載波跟蹤技術FPGA實現的研究。 論文首先綜述了課題的來源、背景和意義,闡述了DS/SS接收系統前端處理模塊和信號處理模塊的結構,指出了本課題的關鍵技術。與此同時,作者在參考了大量國內外有關文獻的基礎上,深入研究了四相鑒頻、自動頻率跟蹤鑒頻以及反正切鑒相等載波跟蹤鑒頻、鑒相算法,并根據這些理論設計了FLL與PLL相結合的載波跟蹤策略,完成了CPAFC和Costas環路仿真和性能分析。 其次,論文對載波跟蹤環路的硬件電路進行了設計,其中包括基帶信號處理的混頻、相關和積分清洗模塊,誤差量的提取和控制模塊,以及本地載波的產生模塊等,并在Altera公司的Stratix系列芯片----EP1S808956C6上對每個組成模塊進行了功能和時序上的仿真與實現,之后對系統各模塊進行了集成,解決了系統實現的同步問題。 最后,論文對系統作了實驗總結與分析,包括板級驗證總結與分析、接收機載波跟蹤性能分析,以及對載波同步技術的總結和展望。

    標簽: FPGA DSSS 接收機 載波

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:qazwsxedc

  • 基于ISD4004芯片的語音錄放設計

    基于ISD4004芯片的語音錄放設計,內含詳細說明,程序代碼。

    標簽: 4004 ISD 芯片 語音錄放

    上傳時間: 2013-06-29

    上傳用戶:hakim

  • stm32數碼相框

    stm32數碼相框stm32數碼相框stm32數碼相框stm32數碼相框stm32數碼相框

    標簽: stm 32 數碼相框

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:xiehao13

  • 單相有源濾波器控制系統的研究

    現代家庭中單相供電的用電設備如電腦、電視機、冰箱等都具有非線性特性,都會產生諧波污染電網。本文針對這一現象研究了單相并聯電壓型有源電力濾波器(APF),設計了一個APF控制系統來產生與諧波電流大小相等方向相反的補償電流,并使補償電流實時地跟蹤諧波電流,從而消除諧波電流達到凈化電網。 本文對提出的APF控制系統從模擬和數字兩個方面進行了深入的研究。 首先,設計了APF的主電路結構,確定了系統中電感電容等元件參數,并根據仿真結果系統地分析了參數變化對系統補償效果的影響,然后根據補償效果選擇最佳的參數值。 其次,針對控制系統要求,選用適合系統的電流電壓PI雙環控制系統,通過參數優化后得到了控制器的最優參數,使控制效果達到最優。并從理論上詳細分析了無差拍控制算法。 最后,利用滯環比較原理制作了10KHz的三角波發生器,用于PWM調制電路。在對硬件描述語言以及FPGA設計流程深入理解的基礎上,利用Verilog語言實現了雙環PI控制器和PWM發生電路的數字化,使得有源電力濾波器補償精度提高,有更好的可修改性,可使用于很多不同的非線性負載。

    標簽: 單相 有源濾波器 控制系統

    上傳時間: 2013-07-27

    上傳用戶:aa17807091

  • 基于FPGA的激光測距數據處理系統

    激光測距是隨著激光技術的出現而發展起來的一種精密測量技術,因其良好的精確度特性廣泛地應用在軍事和民用領域。但傳統的激光測距系統大多采用分立的單元電路搭建而成,不僅造成了開發成本較高,電路較復雜,調試困難等諸多問題,而且這種系統體積和重量較大,嚴重阻礙了激光測距系統的普及應用,因此近年來激光測距技術向著小型化和集成化的方向發展。本文就旨在找出一種激光測距的集成化方案,將激光接收電路部分集成為一個專用集成電路,使傳統的激光測距系統簡化成三個部分,激光器LD、接收PD和一片集成電路芯片。 本文設計的激光測距系統基于相位差式激光測距原理,綜合當前所有的測相技術,提出了一種基于FPGA的芯片運用DCM的動態移相功能實現相位差測量的方法。該方法實現起來方便快捷,無需復雜的過程計算,不僅能夠達到較高的測距精度,同時可以大大簡化外圍電路的設計,使測距系統達到最大程度的集成化,滿足了近年來激光測距系統向小型化和集成化方向發展的要求,除此,該方法還可以減少環境因素對測距誤差的影響,降低測距系統對測試環境的要求。本論文的創新點有: 1.基于方波實現激光的調制和發射,簡化了復雜的外圍電路設計; 2.激光測距的數據處理系統在一片FPGA芯片上實現,便于系統的集成。 在基于DCM的激光測距方案中,本文詳細的敘述了利用DCM測相的基本原理,并給出了由相位信息得到距離信息的計算過程,然后將利用不同測尺測得的結果進行合成,并最終將距離的二進制信息轉換成十進制顯示出來。本文以Xilinx公司Virtex-II Pro開發板做為開發平臺,通過編程和仿真驗證了該測距方案的可行性。在采用多次測量求平均值的情況下,該測距方案的測距精度可以達到3mm,測距量程可達100m。該方案設計新穎,可將整個的數據處理系統在FPGA芯片中實現,為最終的專用集成芯片的設計打下了基礎,有利于測距系統的集成單片化。

    標簽: FPGA 激光測距 數據處理

    上傳時間: 2013-06-20

    上傳用戶:lili1990

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