高速大容量數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)技術(shù)在通信、航天、氣象、雷達(dá)等多個(gè)領(lǐng)域中擁有著廣泛應(yīng)用。各領(lǐng)域科技與信息技術(shù)不斷發(fā)展，對(duì)數(shù)據(jù)的采集和傳輸速率要求越來越高，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的速度和容量要求也越來越高。高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)主要包括存儲(chǔ)介質(zhì)選取、存儲(chǔ)器控制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和總線應(yīng)用等，如何實(shí)時(shí)、高速、連續(xù)大量地采集存儲(chǔ)數(shù)據(jù)是一個(gè)關(guān)鍵性問題。 本文設(shè)計(jì)了一種基于FPGA控制的高速數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)系統(tǒng)。該系統(tǒng)選用符合ATA-6規(guī)范的IDE硬盤作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)，采用RAID0配置的磁盤陣列形式，并配合板載的128MB內(nèi)存實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的高速大容量穩(wěn)定存儲(chǔ)。 該磁盤陣列同時(shí)管理五個(gè)IDE硬盤，平均數(shù)據(jù)流達(dá)到250MB/s，峰值傳輸速率達(dá)到500MB/s，也可以擴(kuò)展更多硬盤構(gòu)成大容量的磁盤陣列。系統(tǒng)采用PCI-9054橋芯片與計(jì)算機(jī)連接，可同時(shí)存儲(chǔ)四路AD數(shù)據(jù)，可以通過人機(jī)交互界面實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集情況，在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)整個(gè)磁盤陣列的實(shí)時(shí)控制。
標(biāo)簽： FPGA 高速數(shù)據(jù) 采集
上傳時(shí)間： 2013-06-14
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高速、高精度已經(jīng)成為伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，而位置檢測(cè)環(huán)節(jié)是決定伺服系統(tǒng)高速、高精度性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。光電編碼器作為伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中常用的檢測(cè)裝置，根據(jù)結(jié)構(gòu)和原理的不同分為增量式和絕對(duì)式。本文從原理上對(duì)增量式光電編碼器和絕對(duì)式光電編碼器做了深入的分析，通過對(duì)比它們的特性，得出了絕對(duì)式光電編碼器更適合高速、高精度伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)論。 絕對(duì)式光電編碼器精度高、位數(shù)多的特點(diǎn)決定其通信方式只能采取串行傳輸方式，且由相應(yīng)的通信協(xié)議控制信息的傳輸。本文首先針對(duì)編碼器主要生產(chǎn)廠商日本多摩川公司的絕對(duì)式光電編碼器，深入研究了通信協(xié)議相關(guān)的硬件電路、數(shù)據(jù)幀格式、時(shí)序等。隨后介紹了新興的電子器件FPGA及其開發(fā)語言硬件描述語言Verilog HDL，并對(duì)基于FPGA的絕對(duì)式編碼器通信接口電路做了可行性的分析。在此基礎(chǔ)上，采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，將整個(gè)接口電路劃分成發(fā)送模塊、接收模塊、序列控制模塊等多個(gè)模塊，各個(gè)模塊采用Verilog語言進(jìn)行描述設(shè)計(jì)編碼器接口電路。最終的設(shè)計(jì)在相關(guān)硬件電路上實(shí)現(xiàn)。最后，通過在TMS320F2812伺服控制平臺(tái)上編寫的硬件驅(qū)動(dòng)程序驗(yàn)證了整個(gè)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)功能，達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。
上傳時(shí)間： 2013-07-11
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國家863項(xiàng)目“飛行控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)FC通信卡研制”的任務(wù)是研究設(shè)計(jì)符合CPCI總線標(biāo)準(zhǔn)的FC通信卡。本課題是這個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)一步引伸，用于設(shè)計(jì)SCI串行通信接口，以實(shí)現(xiàn)環(huán)上多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)間的高速串行通信。 本文以此項(xiàng)目為背景，對(duì)基于FPGA的SCI串行通信接口進(jìn)行研究與實(shí)現(xiàn)。論文先概述SCI協(xié)議，接著對(duì)SCI串行通信接口的兩個(gè)模塊：SCI節(jié)點(diǎn)模型模塊和CPCI總線接口模塊的功能和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的論述。 SCI節(jié)模型包含Aurora收發(fā)模塊、中斷進(jìn)程、旁路FIFO、接受和發(fā)送存儲(chǔ)器、地址解碼、MUX。在SCI節(jié)點(diǎn)模型的實(shí)現(xiàn)上，利用FPGA內(nèi)嵌的RocketIO高速串行收發(fā)器實(shí)現(xiàn)主機(jī)之間的高速串行通信，并利用Aurora IP核實(shí)現(xiàn)了Aurora鏈路層協(xié)議；設(shè)計(jì)一個(gè)同步FIFO實(shí)現(xiàn)旁路FIFO；利用FPGA上的塊RAM實(shí)現(xiàn)發(fā)送和接收存儲(chǔ)器；中斷進(jìn)程、地址解碼和多路復(fù)合分別在控制邏輯中實(shí)現(xiàn)。 CPCI總線接口包括PCI核、PCI核的配置模塊以及用戶邏輯三個(gè)部分。本課題中，采用FPGA+PCI軟核的方法來實(shí)現(xiàn)CPCI總線接口。PCI核作為PCI總線與用戶邏輯之間的橋梁：PCI核的配置模塊負(fù)責(zé)對(duì)PCI核進(jìn)行配置，得到用戶需要的PCI核；用戶邏輯模塊負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)整個(gè)通信接口具體的內(nèi)部邏輯功能；并引入中斷機(jī)制來提高SCI通信接口與主機(jī)之間數(shù)據(jù)交換的速率。 設(shè)計(jì)選用硬件描述語言VerilogHDL和VHDL，在開發(fā)工具Xilinx ISE7.1中完成整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、綜合、布局布線，利用Modelsim進(jìn)行功能及時(shí)序仿真，使用DriverWorks為SCI串行通信接口編寫WinXP下的驅(qū)動(dòng)程序，用VC++6.0編寫相應(yīng)的測(cè)試應(yīng)用程序。最后，將FPGA設(shè)計(jì)下載到FC通信卡中運(yùn)行，并利用ISE內(nèi)嵌的ChipScope Pro虛擬邏輯分析儀對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證，運(yùn)行結(jié)果正常。 文章最后分析傳輸性能上的原因，指出工作中的不足之處和需要進(jìn)一步完善的地方。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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單片機(jī)與DSP之間通信問題一直是大家關(guān)注得焦點(diǎn)，目前已出現(xiàn)的不少解決方案但大多針對(duì)于5V工作電壓的DSP系 統(tǒng),筆者對(duì)諸方案進(jìn)行詳細(xì)比較分析,發(fā)現(xiàn)多數(shù)并未從根本上解決不同系統(tǒng)之間通信的電平轉(zhuǎn)換問題,面對(duì)工作電壓并不唯一的 DSP芯片系列,在此提出一種全新的串行通信模式,經(jīng)濟(jì)有效地解決了通信中電平轉(zhuǎn)換問題可靠地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換,并且在實(shí)際開發(fā) 的直流無刷電機(jī)變頻器人機(jī)界面與控制核心TMS320LF2407 DSP之間串行通信中驗(yàn)證了其可行性。
上傳時(shí)間： 2013-07-18
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隨著雷達(dá)、圖像、通信等領(lǐng)域?qū)π盘?hào)高速處理的要求，研究人員正尋求高速的數(shù)字信號(hào)處理算法，以滿足這種高速地處理數(shù)據(jù)的需要。常用的高速實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理的器件有ASIC、可編程的數(shù)字信號(hào)處理芯片、FPGA，等等。 本文研究了時(shí)域FPGA上實(shí)現(xiàn)高速高階FIR數(shù)字濾波器結(jié)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)了高壓縮比的LFM脈沖信號(hào)的匹配濾波。文章根據(jù)FIR數(shù)字濾波器理論，分析比較實(shí)現(xiàn)了FIR濾波器的方法；使用并行分布式算法，在Xilinx的VirtexⅡFPGA系列芯片上設(shè)計(jì)了高速高階FIR濾波器。并詳細(xì)進(jìn)行了分析；設(shè)計(jì)出了一個(gè)256階的線性調(diào)頻脈沖壓縮信號(hào)的匹配濾波器設(shè)計(jì)實(shí)例，并用ModelSim軟件進(jìn)行了仿真。
標(biāo)簽： FPGA FIR 濾波器設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-18
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電力線通信技術(shù)利用分布廣泛的低壓電力線作為通信信道，實(shí)現(xiàn)internet高速互連，為用戶提供互聯(lián)網(wǎng)訪問、視頻點(diǎn)播等服務(wù)，形成包括電力在內(nèi)的“四網(wǎng)合一”，目前正受到人們的關(guān)注。利用該技術(shù)，可以在居民區(qū)內(nèi)建立寬帶接入網(wǎng)，也可以利用遍布家庭各個(gè)房間的電源插座組成家庭局域網(wǎng)。但是電力線是傳輸電能的，因此通過電力線傳輸數(shù)據(jù)有許多的問題需要解決。 OFDM(正交頻分復(fù)用)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)電力線通信的一項(xiàng)熱門技術(shù)。OFDM采用添加循環(huán)前綴的技術(shù)，能有效地降低ICI(信道間干擾)和ISI(碼間干擾)。同時(shí)通過使用正交的子信道，大大提高了頻譜資源利用率。FPGA作為可編程邏輯器件，具有設(shè)計(jì)時(shí)間短、投資少、風(fēng)險(xiǎn)小的特點(diǎn)，而且可以反復(fù)修改，反復(fù)編程，直到完全滿足需要，具有其他方式無可比擬的方便性和靈活性，能夠加速數(shù)字系統(tǒng)的研發(fā)速度。本文著重研究了OFDM同步技術(shù)在FPGA上的實(shí)現(xiàn)。本論文主要是在項(xiàng)目組工作的基礎(chǔ)上構(gòu)造雙路信號(hào)數(shù)據(jù)糾正算法流程，提出最佳采樣點(diǎn)與載波相位估計(jì)算法，完善中各個(gè)子模塊算法的硬件設(shè)計(jì)流程。內(nèi)容安排如下：第一章介紹OFDM(正交頻分復(fù)用)技術(shù)的發(fā)展歷史、技術(shù)原理。第二章介紹了PLD的分類、工藝和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及FPGA的開發(fā)環(huán)境、開發(fā)流程和Verilog語言的特點(diǎn)。第三章對(duì)OFDM系統(tǒng)的同步模塊進(jìn)行詳細(xì)的闡述。第四章是OFDM同步算法的在FPGA上的實(shí)現(xiàn)，對(duì)各個(gè)子模塊進(jìn)行仿真，給出了仿真波形圖和系統(tǒng)性能分析。最后，第五章總結(jié)了全文的工作，對(duì)OFDM技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要進(jìn)一步完善的方面與后續(xù)工作進(jìn)行了探討。
標(biāo)簽： OFDM FPGA PLC 通信系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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數(shù)字信號(hào)微處理器與計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信越來越受到重視。本文主要介紹TI公司'54x系列DSP 通過主機(jī)接口（HPI）與計(jì)算機(jī)并口進(jìn)行通信的簡(jiǎn)易設(shè)計(jì)方案。該方案以簡(jiǎn)單的電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳
標(biāo)簽： 54x DSP 計(jì)算機(jī)并口 通信
上傳時(shí)間： 2013-06-10
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心血管系統(tǒng)疾病是現(xiàn)今世界上發(fā)病率和死亡率最高的疾病之一。T波交替(T-wavealtemans,TWA)作為一種非穩(wěn)態(tài)的心電變異性現(xiàn)象，是指心電T波段振幅、形態(tài)甚至極性逐拍交替變化。大量研究表明，TWA與室性心律失常、心臟性猝死等有直接密切的關(guān)系，已成為一種無創(chuàng)獨(dú)立性預(yù)測(cè)指標(biāo)。隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，微伏級(jí)的TWA已經(jīng)可以被檢出，并且精度越來越高。本文以T波交替檢測(cè)為中心，基于ARM給出了T波交替檢測(cè)技術(shù)原理性樣機(jī)的硬件及軟件，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)的目的。 在TWA檢測(cè)研究中，需要對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，即信號(hào)去噪和特征點(diǎn)檢測(cè)。小波分析以其多分辨率的特性和表征時(shí)頻兩域信號(hào)局部特征的能力成為我們選取的心電信號(hào)自動(dòng)分析手段。文中采用小波變換將原始心電信號(hào)分解為不同頻段的細(xì)節(jié)信號(hào)，根據(jù)三種主要噪聲的不同能量分布，采用自適應(yīng)閾值和軟硬閾值折衷處理策略用閾值濾波方法對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行去噪處理：同時(shí)基于心電信號(hào)的特征點(diǎn)R峰對(duì)應(yīng)于Mexican-hat小波變換的極值點(diǎn)，因此我們使用Mexican-hat小波檢測(cè)R峰，通過附加檢測(cè)方案確保了位置的準(zhǔn)確性，并根據(jù)需要提出了T波矩陣提取方法。 隨后文章介紹了T波交替的產(chǎn)生機(jī)理及研究進(jìn)展，分別從臨床應(yīng)用和檢測(cè)方法上展現(xiàn)了目前TWA的發(fā)展進(jìn)程，并利用了譜分析法、相關(guān)分析法和移動(dòng)平均修正算法分別從時(shí)域和頻域?qū)σ恍颖緮?shù)據(jù)進(jìn)行T波交替檢測(cè)。在檢測(cè)中譜分析法抗噪能力較強(qiáng)，但作為一種頻域檢測(cè)方法，無法檢測(cè)非穩(wěn)態(tài)TWA信號(hào)，而相關(guān)分析法受呼吸、噪聲影響較大，數(shù)據(jù)要求較高，因此可以在譜分析檢測(cè)為陽性TWA基礎(chǔ)上，再對(duì)信號(hào)進(jìn)行相關(guān)分析，從而克服自身算法缺陷，確定交替幅度和時(shí)間段。最后對(duì)影響檢測(cè)結(jié)果的因素進(jìn)行討論研究，從而降低檢測(cè)誤差。 文章還設(shè)計(jì)了T波交替檢測(cè)技術(shù)原理性樣機(jī)的關(guān)鍵部分電路和軟件框架。硬件部分圍繞ARM核的Samsung S3C44BOX為核心，設(shè)計(jì)了該樣機(jī)的關(guān)鍵電路，包括采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊(外部存儲(chǔ)電路、通信接口電路等)。其中在采集模塊中針對(duì)心電信號(hào)是微弱信號(hào)并且干擾大的特點(diǎn)，采用了具有高共模抑制比和高輸入阻抗的分級(jí)放大電路，有效的提取了信號(hào)分量：A/D轉(zhuǎn)換電路保證了信號(hào)量化的高精度。利用USB接口芯片和刪內(nèi)部異步串行通訊實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與外界聯(lián)系。系統(tǒng)軟件中首先介紹了系統(tǒng)的軟件開發(fā)環(huán)境，然后給出了心電信號(hào)分析及處理程序設(shè)計(jì)流程圖及實(shí)現(xiàn)，使它們共同完成系統(tǒng)的軟件監(jiān)護(hù)功能。
標(biāo)簽： ARM 檢測(cè)技術(shù)
上傳時(shí)間： 2013-07-27
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TI公司的TMS320LF2407型DSP微控制器內(nèi)嵌的異步串行口（SCI）支持CPU與其它使用標(biāo)準(zhǔn)格式的異步外設(shè)之間的數(shù)字通訊，通過RS-232接口可以方便地進(jìn)行DSP之間或與PC機(jī)之間的異步通信。而串行外設(shè)接口（SPI）是一個(gè)高速同步串行輸入/輸出（I/O）端口，常用于DSP控制器和外部器件或其它控制器間的通訊。本設(shè)計(jì)正是通過TMS320LF2407所帶有的SCI模塊進(jìn)行兩臺(tái)DSP的數(shù)據(jù)傳輸通信。同時(shí)還利用了DSP2407的SPI模塊和I/O口作了顯示以及鍵盤擴(kuò)展電路，以便能實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的收發(fā)。此實(shí)例電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易懂，非常適合剛接觸DSP的初學(xué)者使用，具有很好的參考價(jià)值。
上傳時(shí)間： 2013-07-01
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由于信道中存在干擾,數(shù)字信號(hào)在信道中傳輸?shù)倪^程中會(huì)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(cuò)控制的方法來糾正傳輸過程中的錯(cuò)誤.本文的目的就是研究如何通過差錯(cuò)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(cè)試方法,對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行測(cè)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(cuò)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(cuò)碼,在線性分組碼中,它具有最強(qiáng)的糾錯(cuò)能力,既能糾正隨機(jī)錯(cuò)誤,也能糾正突發(fā)錯(cuò)誤.在深空通信,移動(dòng)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(duì)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(gè)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(gè)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(gè)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(cuò)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(shí)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(tái),并利用靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的方法對(duì)編解碼算法進(jìn)行測(cè)試. 通過對(duì)編碼和解碼算法的充分理解,本人使用Verilog HDL語言對(duì)算法進(jìn)行了RTL描述,在Altera公司Cyclone系列FPGA平臺(tái)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(shí)候,整個(gè)系統(tǒng)工作在30MHz的時(shí)鐘頻率下,通過了硬件上的靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試,并能夠正確實(shí)現(xiàn)預(yù)期的糾錯(cuò)功能.
上傳時(shí)間： 2013-07-01
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