本文在分析了嵌入式技術及控制系統的發展概況后,首先對現場總線,主要是CAN總線的技術特點進行了全面的介紹,并重點對CAN總線網絡中數據傳輸的實時性問題及改善的方案進行了分析和研究。之后利用嵌入式技術實現了基于CAN總線的網絡測控系統。該系統的主控節點,即ARM平臺采用32位的嵌入式處理器AR2M和嵌入式實時操作系統μC/OS-Ⅱ來實現,并在該平臺上完成了系統多任務的建立,包括與底層CAN網絡的通信、液晶顯示輸出和嵌入式Web服務器等。 論文共分六章。第一章介紹了控制系統的發展過程、嵌入式技術及其發展現狀,并引出了課題的背景和研究意義,給出了主要研究內容。第二章著重介紹了CAN現場總線技術,并對其工作原理和CAN總線系統的實時性進行了分析。第三章論述了CAN總線測控網絡的實現以及CAN測控網絡與Internet集成的必要性,并給出了本文的系統設計方案、工作原理和組成。第四章論述了基于CAN總線的嵌入式測控系統的設計與實現,詳細闡述了系統的硬件、軟件設計思路和實現方法。硬件方面,介紹了硬件平臺中的主處理器LPC2292和整個硬件邏輯模塊。軟件設計上實現了μC/OS-Ⅱ實時操作系統在ARM7上的移植,并完成了嵌入式系統下多任務的建立。第五章介紹了以QXLPC-Ⅲ過程控制系統為應用對象,進行的實際應用實驗,該實驗對被控過程的部分物理量進行了檢測,驗證了本方案的可行性。第六章對全文進行了總結,給出了有待進一步研究的問題,并對后續工作進行了展望。
上傳時間: 2013-06-03
上傳用戶:zttztt2005
衛星導航定位系統可以為公路、鐵路、空中和海上的交通運輸工具提供導航定位服務。它能夠軍民兩用,戰略作用與商業利益并舉。只要持有便攜式接收機,則無論身處陸地、海上還是空中,都能收到衛星發出的特定信號。接收機選取至少四顆衛星發出的信號進行分析,就能確定接收機持有者的位置。 GPS導航定位接收機的理論基礎即是擴頻通信理論,擴頻通信技術與常規的通信技術相比,具有低截獲率,強抗噪聲,抗干擾性,具有信息隱蔽和多址通信等特點,目前己從軍事領域向民用領域迅速發展,成為進入信息時代的高新技術通信傳輸方式之一。擴頻通信技術中,最常見的是直接序列擴頻通信(DSSS)系統,本文所研究的就是這一類系統。 目前在衛星信號的捕獲上一般使用兩種方法:順序捕獲方法(時域法,基于大規模并行相關器)和并行捕獲方法(頻域法,基于FFT)。本文在第二章分別分析了現有順序捕獲和并行捕獲技術的原理,并給出了它們的優缺點。 本文第三章對長碼的直接捕獲進行了深入的研究,基于對國內外相關文獻中長碼直捕方法的分析與對比,并且結合在實際過程中硬件資源需求的考慮,應用了基于分段補零循環相關和FFT搜索頻偏的直捕方法。此方法大大減少了計算量,加快了信號捕獲的速度。本方法利用FFT實現接收信號與本地長碼的并行相關,同時完成頻偏的搜索,將傳統的二維搜索轉換為并行的一維搜索,從而能快速實現長碼捕獲。 GPS信號十分微弱,靈敏度低,在戰場環境下,GPS接收機會面臨各種人為的干擾。如何從復雜的干擾信號中實現對GPS信號的捕獲,即抗干擾技術的研究,是GPS也是本文研究一個的方面。第四章即研究了GPS接收機干擾抑制算法,在強干擾環境下,需要借助信號處理技術在不增加信號帶寬的條件下提高系統的抗干擾能力,以保證后續捕獲跟蹤模塊有充足的處理增益。 本文在第五章給出了GPS接收機長碼捕獲以及干擾抑制的FPGA實現方案,并對各主要子模塊進行了詳細地分析。基本型接收機中長碼捕獲采用頻域方法,選用Altera StratixⅡ EP2S180芯片實現;抗干擾型接收機中選用Xilinx xc4vlx100芯片。實現了各模塊的單獨測試和整個系統的聯調,通過聯調驗證,本文提出的長碼直接捕獲方法正確、可行。 本文提出的長碼直捕方法可以在不需要C/A碼輔助捕獲下完成對長碼的直接捕獲,可以應用于GPS接收機,監測站接收機的同步等,對我國自主研發導航定位接收機也有重大的現實及經濟意義。
上傳時間: 2013-06-18
上傳用戶:wang5829
隨著科學技術的進步,電腦互聯網的普及,傳統糧倉人工監控的方式正在被更加方便和高精確度的檢測控制系統所替代。在單機局部檢測控制的基礎上,利用互聯網技術將整個糧倉測控系統集成在一起,通過網頁訪問方式,糧倉管理人員能夠更快更好地了解糧倉具體環境指標,各項溫濕度,氣體含量并通過控制電機等方式對環境各參數進行控制。 本文提出并設計了一套以ARM嵌入式開發板為核心的現代糧情測控系統。嵌入式糧情測控系統在傳感器采集到信號,進行處理后,將數據顯示在網頁和嵌入式開發板液晶屏上,通過TCP/IP協議,使用IE瀏覽器就可以在線查看實時數據,并且可以保存和打印數據,另外還可以通過網頁控制電機等設備工作。該系統硬件平臺使用ARM9微處理器S3C2410,以核心板和底板的方式組成,可以采集多路模擬和數字信號;支持標準RS232接口和USB通信接口;采用液晶顯示屏和觸摸屏的人機交互接口,為操作人員提供了良好的監控界面;軟件系統使用嵌入式Linux操作系統,通過交叉編譯模式,使用C語言編寫移植傳感器驅動和電機控制程序,使用Boa嵌入式WEB服務器和SQLite數據庫搭建遠程監控系統,使用MiniGUI圖形軟件系統編寫了終端界面程序,完成了人機交互界面的設計。 本文第一章綜合介紹了課題研究背景及嵌入式糧情測控系統的設計方案。第二章概述了嵌入式糧情測控系統的設計,包括嵌入式系統的特點及其軟硬件組成部分,以及系統設計中選用的各種傳感器及電機驅動器等。第三章詳細闡述了嵌入式糧情測控系統的實現,包括嵌入式系統軟件開發流程,傳感器和電機的驅動及控制程序,以及嵌入式WEB遠程監控系統的設計實現。第四章介紹了MiniGUI軟件界面的設計以及應用程序的設計。 論文最后對本課題的完成情況做了總結和評價,并且為本課題的發展提出了建議。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:龍飛艇
本論文的工作是針對高等職業技術學院嵌入式系統實驗和專業建設的實際需要而進行的。本文對ARM處理器及其寄存器結構做了認真的分析,對于文中涉及的系統硬件平臺核心即基于ARM7TDMI的S3C44BOX芯片進行了研究,分析了ARM7TDMI內核結構和使用特點,并從設計實驗的角度,研究了如何發揮器件的功能。在嵌入式操作系統的選擇上,考慮了ARM7內核的具體情況,選擇了μC/OS-II操作系統。論文對μC/OS-II的內核數據結構、運行機制以及μC/OS-II操作系統在S3C44BOX上的移植過程進行了詳細的討論。根據要求安排有A/D、D/A實驗、LCD顯示驅動、觸摸屏及鍵盤:還安排了綜合實驗,內容包括:跑馬燈、數碼管、蜂鳴器、A/D、D/A、LCD等。 第一章介紹了嵌入式系統及嵌入式處理器的基礎知識,包括目前常用的幾種嵌入式處理器、操作系統,以及如何進行嵌入式系統的選型。 第二章介紹了嵌入式實驗/開發系統使用的硬件平臺,包括處理器、存儲器、串行通信接口、以太網接口,提出了系統軟件的調試方法。平臺的硬件核心為SAMSUNG(三星)公司的S3C44BOX芯片。 第三章介紹了開發調試環境的建立,包括交叉編譯環境的建立以及相關程序庫、工具的安裝,編寫了相關程序。 第四章詳細介紹了μC/OS-II系統的移植。包括Bootloader的移植、啟動部分移植以及內存部分的移植,并給出了內核編譯的基本方法。 第五章給出了本文研究的主要結論,并對系統的發展前景進行展望。
上傳時間: 2013-06-27
上傳用戶:hakim
- vii - 8.1.1 實驗目的 315 8.1.2 實驗設備 315 8.1.3 實驗內容 315 8.1.4 實驗原理 315 8.1.5 實驗操作步驟 318 8.1.6 實驗參考程序 319 8.1.7 練習題 321- vi - 6.4 USB 接口實驗 266 6.4.1 實驗目的 266 6.4.2 實驗設備 267 6.4.3 實驗內容 267 6.4.4 實驗原理 267 6.4.5 實驗操作步驟 270 6.4.6 實驗參考程序 272 6.4.7 實驗練習題 280 6.5 SPI接口通訊實驗 281 6.5.1 實驗目的 281 6.5.2 實驗設備 281 6.5.3 實驗內容 281 6.5.4 實驗原理 281 6.5.5 實驗操作步驟 285 6.5.6 實驗參考程序 287 6.5.7 練習題 289 6.6 紅外模塊控制實驗 289 6.6.1 實驗目的 289 6.6.2 實驗設備 289 6.6.3 實驗內容 289 6.6.4 實驗原理 289 6.6.5 實驗操作步驟 291 6.6.6 實驗參考程序 291 6.6.7 練習題 296 第七章 基礎應用實驗 296 7.1 A/D 轉換實驗 296 7.1.1 實驗目的 296 7.1.2 實驗設備 296 7.1.3 實驗內容 296 7.1.4 實驗原理 296 7.1.5 實驗設計 298 7.1.6 實驗操作步驟 299 7.1.7 實驗參考程序 300 7.1.8 練習題 301 7.2 PWM步進電機控制實驗 301 7.2.1 實驗目的 301 7.2.2 實驗設備 301 7.2.3 實驗內容 301 7.2.4 實驗原理 301 7.2.5 實驗操作步驟 309 7.2.6 實驗參考程序 311 7.2.7 練習題 313 第八章 高級應用實驗 315 8.1 GPRS模塊控制實驗 315 - v - 5.2 5x4鍵盤控制實驗 219 5.2.1 實驗目的 219 5.2.2 實驗設備 219 5.2.3 實驗內容 219 5.2.4 實驗原理 219 5.2.5 實驗設計 221 5.2.6 實驗操作步驟 222 5.2.7 實驗參考程序 223 5.2.8 練習題 224 5.3 觸摸屏控制實驗 224 5.3.1 實驗目的 224 5.3.2 實驗設備 224 5.3.3 實驗內容 224 5.3.4 實驗原理 224 5.3.5 實驗設計 231 5.3.6 實驗操作步驟 231 5.3.7 實驗參考程序 232 5.3.8 練習題 233 第六章 通信與接口實驗 234 6.1 IIC 串行通信實驗 234 6.1.1 實驗目的 234 6.1.2 實驗設備 234 6.1.3 實驗內容 234 6.1.4 實驗原理 234 6.1.5 實驗設計 238 6.1.6 實驗操作步驟 241 6.1.7 實驗參考程序 243 6.1.8 練習題 245 6.2 以太網通訊實驗 246 6.2.1 實驗目的 246 6.2.2 實驗設備 246 6.2.3 實驗內容 246 6.2.4 實驗原理 246 6.2.5 實驗操作步驟 254 6.2.6 實驗參考程序 257 6.2.7 練習題 259 6.3 音頻接口 IIS 實驗 260 6.3.1 實驗目的 260 6.3.2 實驗設備 260 6.3.3 實驗內容 260 6.3.4 實驗原理 260 6.3.5 實驗步驟 263 6.3.6實驗參考程序 264 6.3.7 練習題 266 - iv - 4.4 串口通信實驗 170 4.4.1 實驗目的 170 4.4.2 實驗設備 170 4.4.3 實驗內容 170 4.4.4 實驗原理 170 4.4.5 實驗操作步驟 176 4.4.6 實驗參考程序 177 4.4.7 練習題 178 4.5 實時時鐘實驗 179 4.5.1 實驗目的 179 4.5.2 實驗設備 179 4.5.3 實驗內容 179 4.5.4 實驗原理 179 4.5.5 實驗設計 181 4.5.6 實驗操作步驟 182 4.5.7 實驗參考程序 183 4.6.8 練習題 185 4.6 數碼管顯示實驗 186 4.6.1 實驗目的 186 4.6.2 實驗設備 186 4.6.3 實驗內容 186 4.6.4 實驗原理 186 4.6.5 實驗方法與操作步驟 188 4.6.6 實驗參考程序 189 4.6.7 練習題 192 4.7 看門狗實驗 193 4.7.1 實驗目的 193 4.7.2 實驗設備 193 4.7.3 實驗內容 193 4.7.4 實驗原理 193 4.7.5 實驗設計 195 4.7.6 實驗操作步驟 196 4.7.7 實驗參考程序 197 4.7.8 實驗練習題 199 第五章 人機接口實驗 200 5.1 液晶顯示實驗 200 5.1.1 實驗目的 200 5.1.2 實驗設備 200 5.1.3 實驗內容 200 5.1.4 實驗原理 200 5.1.5 實驗設計 211 5.1.6 實驗操作步驟 213 5.1.7 實驗參考程序 214 5.1.8 練習題 219 - ii - 3.1.1 實驗目的 81 3.1.2 實驗設備 81 3.1.3 實驗內容 81 3.1.4 實驗原理 81 3.1.5 實驗操作步驟 83 3.1.6 實驗參考程序 87 3.1.7 練習題 88 3.2 ARM匯編指令實驗二 89 3.2.1 實驗目的 89 3.2.2 實驗設備 89 3.2.3 實驗內容 89 3.2.4 實驗原理 89 3.2.5 實驗操作步驟 90 3.2.6 實驗參考程序 91 3.2.7 練習題 94 3.3 Thumb 匯編指令實驗 94 3.3.1 實驗目的 94 3.3.2 實驗設備 94 3.3.3 實驗內容 94 3.3.4 實驗原理 94 3.3.5 實驗操作步驟 96 3.3.6 實驗參考程序 96 3.3.7 練習題 99 3.4 ARM處理器工作模式實驗 99 3.4.1 實驗目的 99 3.4.2實驗設備 99 3.4.3實驗內容 99 3.4.4實驗原理 99 3.4.5實驗操作步驟 101 3.4.6實驗參考程序 102 3.4.7練習題 104 3.5 C 語言程序實驗一 104 3.5.1 實驗目的 104 3.5.2 實驗設備 104 3.5.3 實驗內容 104 3.5.4 實驗原理 104 3.5.5 實驗操作步驟 106 3.5.6 實驗參考程序 106 3.5.7 練習題 109 3.6 C 語言程序實驗二 109 3.6.1 實驗目的 109 3.6.2 實驗設備 109 3.6.3 實驗內容 109 3.6.4 實驗原理 109 - iii - 3.6.5 實驗操作步驟 111 3.6.6 實驗參考程序 113 3.6.7 練習題 117 3.7 匯編與 C 語言的相互調用 117 3.7.1 實驗目的 117 3.7.2 實驗設備 117 3.7.3 實驗內容 117 3.7.4 實驗原理 117 3.7.5 實驗操作步驟 118 3.7.6 實驗參考程序 119 3.7.7 練習題 123 3.8 綜合實驗 123 3.8.1 實驗目的 123 3.8.2 實驗設備 123 3.8.3 實驗內容 123 3.8.4 實驗原理 123 3.8.5 實驗操作步驟 124 3.8.6 參考程序 127 3.8.7 練習題 134 第四章 基本接口實驗 135 4.1 存儲器實驗 135 4.1.1 實驗目的 135 4.1.2 實驗設備 135 4.1.3 實驗內容 135 4.1.4 實驗原理 135 4.1.5 實驗操作步驟 149 4.1.6 實驗參考程序 149 4.1.7 練習題 151 4.2 IO 口實驗 151 4.2.1 實驗目的 151 4.2.2 實驗設備 152 4.2.3 實驗內容 152 4.2.4 實驗原理 152 4.2.5 實驗操作步驟 159 4.2.6 實驗參考程序 160 4.2.7 實驗練習題 161 4.3 中斷實驗 161 4.3.1 實驗目的 161 4.3.2 實驗設備 161 4.3.3 實驗內容 161 4.3.4 實驗原理 162 4.3.5 實驗操作步驟 165 4.3.6 實驗參考程序 167 4.3.7 練習題 170 目 錄 I 第一章 嵌入式系統開發與應用概述 1 1.1 嵌入式系統開發與應用 1 1.2 基于 ARM的嵌入式開發環境概述 3 1.2.1 交叉開發環境 3 1.2.2 模擬開發環境 4 1.2.3 評估電路板 5 1.2.4 嵌入式操作系統 5 1.3 各種 ARM開發工具簡介 5 1.3.1 ARM的 SDT 6 1.3.2 ARM的ADS 7 1.3.3 Multi 2000 8 1.3.4 Embest IDE for ARM 11 1.3.5 OPENice32-A900仿真器 12 1.3.6 Multi-ICE 仿真器 12 1.4 如何學習基于 ARM嵌入式系統開發 13 1.5 本教程相關內容介紹 14 第二章 EMBEST ARM實驗教學系統 17 2.1 教學系統介紹 17 2.1.1 Embest IDE 集成開發環境 17 2.1.2 Embest JTAG 仿真器 19 2.1.3 Flash 編程器 20 2.1.4 Embest EduKit-III開發板 21 2.1.5 各種連接線與電源適配器 23 2.2 教學系統安裝 23 2.3 教學系統的硬件電路 27 2.3.1 概述 27 2.3.2 功能特點 27 2.3.3 原理說明 28 2.3.4 硬件結構 41 2.3.5 硬件資源分配 44 2.4 集成開發環境使用說明 51 2.4.1 Embest IDE 主框架窗口 51 2.4.2 工程管理 52 2.4.3 工程基本配置 55 2.4.4 工程的編譯鏈接 71 2.4.5 加載調試 72 2.4.6 Flash編程工具 80 第三章 嵌入式軟件開發基礎實驗 81 3.1 ARM匯編指令實驗一 81
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:xaijhqx
在日常工作和生活中,人們需要享用各種資源或者服務。當在特定的時間段內,可供享用的資源有限,而需求享用資源的用戶相對較多時,供求矛盾就會出現。預約系統通過讓用戶與資源提供者進行交流,而緩解了供求矛盾。目前,為提高學生的創新能力和實驗儀器的使用效率,高校普遍提倡為學生提供自由的開放型實驗平臺。于是,實驗平臺數量的不足和學生多樣化的實驗需求激發了實驗平臺的供求矛盾。該矛盾的解決方法之一是采用合適的預約系統來實現開放型實驗進度的動態安排。 隨著互聯網的深入普及,以及移動通信服務的逐步完善和通信資費的不斷降低,基于互聯網和手機短消息的預約系統將變得非常實用。鑒于高校的學生一般都擁有一張由學校統一辦理的非接觸式IC卡,故結合射頻識別技術、互聯網和手機短消息技術實現開放型實驗的預約系統,將能較好地緩解高校實驗平臺數量不足和學生多樣化實驗需求之間的矛盾。同時,采用ARM處理器取代臺式電腦實現硬件電路,能有效降低預約系統的設備成本。 本論文有重點地討論了基于ARM/WEB/SMS/RFID的學生實驗預約系統的設計與實現。 第一章,通過介紹預約系統的現有應用和發展趨勢,提出了實驗預約系統設計方案的設計原因和依據,分析了實現設計方案的途徑和可行性,并提出設計方案的預期目標。 第二章,系統地介紹實現設計方案需要用到的基礎知識與技術,包括ARM體系結構、處理器內核以及μC/OS-II嵌入式實時操作系統等; 第三章,介紹預約系統的硬件結構,重點分析了非接觸式IC卡讀卡器和GSM通信模塊; 第四章,探討預約系統的軟件設計,包括系統的功能結構、數據結構,TCP/IP、HTTP、Wiegand協議和AT指令,以及具體分析關鍵應用程序的實現,并簡單介紹μC/OS-II的移植和軟件開發工具的使用; 第五章,對預約系統進行電氣參數和軟件功能的測試。最后,對整個項目進行總結,并提出展望。
標簽: ARMWEBSMSRFID 實驗
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:jyycc
VLSI(超大規模集成電路)的快速發展,使得FPGA技術得到了迅猛發展,FPGA的快速發展又為實時圖像處理在算法、系統結構上帶來了新的方法和思路,全景圖像處理是實時圖像處理中一個嶄新的領域,其在視頻監視領域內有廣泛的應用前景。 本文首先介紹了全景圖像處理的發展狀況,課題的主要背景、國內外發展現狀、課題的研究意義、課題的來源和本文的主要研究工作及論文組織結構。然后在第二章中介紹了FPGA的發展,FPGA/CPLD的特點,并介紹了Cyclone Ⅱ系列FPGA的硬件結構,硬件描述語言,開發工具Quartus Ⅱ以及FPGA開發的一般原則。 文章的重點放在了電路板的設計部分,也就是本文的第三章。在介紹電路設計部分之前首先介紹一些高速數字電路設計中的一些概念、高速數字電路設計中常見問題,并對常見問題給出了一般解決方法。 在FPGA電路板設計部分中,對FPGA電路的設計過程作了詳細的說明,其中著重介紹了采用了FBGA封裝的EP2C35芯片的電路設計要點,多層電路板設計要點,FPGA供電管腳的處理注意事項,FPGA芯片中PLL模塊的設計以及FPGA的配置方法,并給出了作者的設計思路。FPGA供電電源也是電路板設計的要點所在,文章中也著重對其進行了介紹,提及了FPGA電源設計指標要求及電壓功耗估計,并根據現有的FPGA電源解決方案提出了設計思路和方法。同時文章中對FPGA芯片外圍器件電路包括圖像采集顯示芯片電路、圖像存儲電路、USB2.0接口電路的設計做了相應的介紹。最終目的就是為基于FPGA的全景圖象處理搭建一個穩定運行的平臺。 在第四章中介紹了IC總線控制器的狀態機圖及信號說明和相應的仿真圖。 文章最后給出了FPGA硬件電路的調試結果,驗證了設計目的,為進一步的工作打下了良好的基礎。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:15736969615
近年來LED顯示技術發展迅速,LED全彩顯示屏得到了廣泛的應用.LED顯示技術涵蓋了微機控制、視頻、光學、機械和數字圖像處理等多種技術.針對現有LED顯示系統數據傳輸和顯示存在的缺陷和開發難度,本文提出并實現了一種新型的LED顯示系統方案.該方案把ARM處理器應用到LED顯示屏中,采用FPGA技術開發了LED顯示屏系統.本文主要討論了利用網絡傳輸LED顯示數據的實現方法,包括嵌入式系統的設計以及TCP/IP協議的實現等分析和設計工作.全文分為七章,首先提出現有LED顯示系統數據傳輸和顯示存在的缺陷和開發難度,然后提出新的LED顯示系統方案,并論證該方案的可行性.接著闡述了作者采用的嵌入式系統的設計方法和過程.第三章和第四章是嵌入式系統的設計和TCP/IP協議的實現,其中包括硬件和軟件的設計以及嵌入式操作系統μ C/OS-Ⅱ的移植.詳細地分析了基于LPC2214芯片的操作系統移植步驟和過程.本文使用的是1wIP網關協議,把其應用于μ C/OS-Ⅱ,實現了LED顯示屏的網絡通信,還分析了RTL8019芯片的工作過程,編寫了有關驅動代碼.在第五章和第六章中闡述了LED顯示屏顯示原理和利用FPGA實現LED顯示的驅動開發過程,利用占空比法實現LED顯示屏的灰度顯示,使用VHDL語言描述LED顯示屏的灰度實現邏輯.最后根據本文的方案實現了LED顯示屏的彩色顯示,通過分析比較,該方案可行并且達到了預定的要求.
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:yoleeson
可靠通信要求消息從信源到信宿盡量無誤傳輸,這就要求通信系統具有很好的糾錯能力,如使用差錯控制編碼。自仙農定理提出以來,先后有許多糾錯編碼被相繼提出,例如漢明碼,BCH碼和RS碼等,而C。Berrou等人于1993年提出的Turbo碼以其優異的糾錯性能成為通信界的一個里程碑。 然而,Turbo碼迭代譯碼復雜度大,導致其譯碼延時大,故而在工程中的應用受到一定限制,而并行Turbo譯碼可以很好地解決上述問題。本論文的主要工作是通過硬件實現一種基于幀分裂和歸零處理的新型并行Turbo編譯碼算法。論文提出了一種基于多端口存儲器的并行子交織器解決方法,很好地解決了并行訪問存儲器沖突的問題。 本論文在現場可編程門陣列(FPGA)平臺上實現了一種基于幀分裂和籬笆圖歸零處理的并行Turbo編譯碼器。所實現的并行Turbo編譯碼器在時鐘頻率為33MHz,幀長為1024比特,并行子譯碼器數和最大迭代次數均為4時,可支持8.2Mbps的編譯碼數掘吞吐量,而譯碼時延小于124us。本文還使用EP2C35FPGA芯片設計了系統開發板。該開發板可提供高速以太網MAC/PHY和PCI接口,很好地滿足了通信系統需求。系統測試結果表明,本文所實現的并行Turbo編譯碼器及其開發板運行正確、有效且可靠。 本論文主要分為五章,第一章為緒論,介紹Turbo碼背景和硬件實現相關技術。第二章為基于幀分裂和歸零的并行Turbo編碼的設計與實現,分別介紹了編碼器和譯碼器的RTL設計,還提出了一種基于多端口存儲器的并行子交織器和解交織器設計。第三章討論了使用NIOS處理器的SOC架構,使用SOC架構處理系統和基于NIOSII處理器和uC/0S一2操作系統的架構。第四章介紹了FPGA系統開發板設計與調試的一些工作。最后一章為本文總結及其展望。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:ziyu_job1234
近年來,隨著集成電路工藝技術的進步,電子系統的構成發生了兩個重要的變化: 一個是數字信號處理和數字電路成為系統的核心,一個是整個電子系統可以集成在一個芯片上(稱為片上系統)。這些變化改變了模擬電路在電子系統中的作用,并且影響著模擬集成電路的發展。 數字電路不僅具有遠遠超過模擬電路的集成規模,而且具有可編程、靈活、易于附加功能、設計周期短、對噪聲和制造工藝誤差的抗擾性強等優點,因而大多數復雜系統以數字信號處理和數字電路為核心已成為必然的趨勢。雖然如此,模擬電路仍然是電子系統中非常重要的組成部分。這是因為我們接觸到的外部世界的物理量主要都是模擬量,比如圖像、聲音、壓力、溫度、濕度、重量等,要將它們變換為數字信號,需要模擬信號處理和數據轉換電路,如果這些電路性能不夠高,將會影響整個系統的性能。其次,系統中的許多功能不可能或很難用數字電路完成,如微弱信號放大,很高頻率和寬頻帶信號的實時處理等。因此,雖然模擬電路在系統中不再是核心,但作為固有的模擬世界與數字系統的接口,其地位和作用仍然十分重要。 片上系統要求將數字電路和模擬電路集成在一個芯片上,這希望模擬電路使用與數字電路相同的制造工藝。隨著MOS器件的線寬不斷減小,使MOS器件的性能不斷提高,MOS數字電路成為數字集成電路的主流,并因此促進了MOS模擬集成電路的迅速發展。為了適應電子系統功能的不斷擴展和性能的不斷提高,對模擬電路在降低電源電壓、提高工作頻率、擴大線性工作范圍和提高性能指標的精度和穩定度等方面提出更高要求,促進了新電路技術的發展。 作為研究生課程的教材,本書內容是在本科相關課程基礎上的深化和擴展,同時涉及實際設計中需要考慮的一些問題,重點介紹具有高工作頻率、低電源電壓和高工作穩定性的新電路技術和在電子系統中占有重要地位的功能電路及其中的新技術。全書共7章,大致可分為三個部分。第一部分包括第1章和第7章。第1章為MOS模擬集成電路基礎,比較全面地介紹MOS器件的工作原理和特性以及由MOS器件構成的基本單元電路,為學習本教材其他內容提供必要的知識。由于版圖設計與工藝參數對模擬集成電路性能的影響很大,因此第7章簡單介紹制造MOS模擬集成電路的CMOS工藝過程和版圖設計技術,讀者可以通過對該章所介紹的相關背景知識的了解,更深入地理解MOS器件和電路的特性,有助于更好地完成模擬集成電路的可實現性設計。第二部分為新電路技術,由第2章、第3章和第5章的部分組成,包括近年來逐步獲得廣泛應用的電流模電路、抽樣數據電路和對數域電路,它們在提高工作頻率、降低電源電壓、擴大線性工作范圍和提高性能指標的精度和穩定度方面具有明顯的潛力,同時它們也引入了一些模擬電路的新概念。這些內容有助于讀者開拓提高電路性能方面的思路。第2章介紹電流模電路的工作原理、特點和典型電路。與傳統的以電壓作為信號載體的電路不同,這是一種以電流作為信號載體的電路,雖然在電路中電壓和電流總是共同存在并相互作用的,但由于信號載體不同,不僅電路性能不同而且電路結構也不同。第3章介紹抽樣數據電路的特點和開關電容與開關電流電路的工作原理、分析方法與典型電路。抽樣數據電路類似于數字電路,處理的是時間離散信號,又類似于模擬電路,處理的是幅度連續信號,它比模擬電路具有穩定準確的時間常數,解決了模擬電路實際應用中的一大障礙。對數域電路在第5章中結合其在濾波器中的應用介紹,這類電路除具有良好的電性能外,還提出了一種利用器件的非線性特性實現線性電路的新思路。第三部分介紹幾個模擬電路的功能模塊,它們是電子系統中的關鍵組成部分,并且與信號和信號處理聯系密切,有助于在信號和電路間形成整體觀念。這部分包括第4章至第6章。第4章介紹數據轉換電路的技術指標和高精度與高速度轉換電路的構成、工作原理、特點和典型電路。第5章介紹模擬集成濾波器的設計方法和主要類型,包括連續時間濾波器、對數域濾波器和抽樣數據濾波器。第6章介紹通信系統中的收發器與射頻前端電路,包括收信器、發信器的技術指標、結構和典型電路。因為載波通信系統傳輸的是模擬信號,射頻前端電路的性能對整個通信系統有直接的影響,所以射頻集成電路已成為重要的研究課題。 〖〗高等模擬集成電路〖〗〖〗前言〖〗〖〗本書是在為研究生開設的“高等模擬集成電路”課程講義的基礎上整理而成,由董在望主編,第1、4、7章由李冬梅編寫,第6章由王志華編寫,第5章由李永明和董在望編寫,第2、3章由董在望編寫,李國林參加了部分章節的校核工作。 本書可作為信息與通信工程和電子科學與技術學科相關課程的研究生教材或教學參考書,也可作為本科教學參考書或選修課教材和供相關專業的工程技術人員參考。 清華大學出版社多位編輯為本書的出版做了卓有成效的工作,深致謝意。 限于編者水平,難免有錯誤和疏漏之處,歡迎批評指正。 目錄 1.1MOS器件基礎及器件模型 1.1.1結構及工作原理 1.1.2襯底調制效應 1.1.3小信號模型 1.1.4亞閾區效應 1.1.5短溝效應 1.1.6SPICE模型 1.2基本放大電路 1.2.1共源(CS)放大電路 1.2.2共漏(CD)放大電路 1.2.3共柵(CG)放大電路 1.2.4共源共柵(CSCG)放大電路 1.2.5差分放大電路 1.3電流源電路 1.3.1二極管連接的MOS器件 1.3.2基本鏡像電流源 1.3.3威爾遜電流源 1.3.4共源共柵電流源 1.3.5有源負載放大電路 1.4運算放大器 1.4.1運算放大器的主要參數 1.4.2單級運算放大器 1.4.3兩級運算放大器 1.4.4共模反饋(CMFB) 1.4.5運算放大器的頻率補償 1.5模擬開關 1.5.1導通電阻 1.5.2電荷注入與時鐘饋通 1.6帶隙基準電壓源 1.6.1工作原理 1.6.2與CMOS工藝兼容的帶隙基準電壓源 思考題 2電流模電路 2.1概述 2.1.1電流模電路的概念 2.1.2電流模電路的特點 2.2基本電流模電路 2.2.1電流鏡電路 2.2.2電流放大器 2.2.3電流模積分器 2.3電流模功能電路 2.3.1跨導線性電路 2.3.2電流傳輸器 2.4從電壓模電路變換到電流模電路 2.5電流模電路中的非理想效應 2.5.1MOSFET之間的失配 2.5.2寄生電容對頻率特性的影響 思考題 3抽樣數據電路 3.1開關電容電路和開關電流電路的基本分析方法 3.1.1開關電容電路的時域分析 3.1.2開關電流電路的時域分析 3.1.3抽樣數據電路的頻域分析 3.2開關電容電路 3.2.1開關電容單元電路 3.2.2開關電容電路的特點 3.2.3非理想因素的影響 3.3開關電流電路 3.3.1開關電流單元電路 3.3.2開關電流電路的特點 3.3.3非理想因素的影響 思考題 4A/D轉換器與D/A轉換器 4.1概述 4.1.1電子系統中的A/D與D/A轉換 4.1.2A/D與D/A轉換器的基本原理 4.1.3A/D與D/A轉換器的性能指標 4.1.4A/D與D/A轉換器的分類 4.1.5A/D與D/A轉換器中常用的數碼類型 4.2高速A/D轉換器 4.2.1全并行結構A/D轉換器 4.2.2兩步結構A/D轉換器 4.2.3插值與折疊結構A/D轉換器 4.2.4流水線結構A/D轉換器 4.2.5交織結構A/D轉換器 4.3高精度A/D轉換器 4.3.1逐次逼近型A/D轉換器 4.3.2雙斜率積分型A/D轉換器 4.3.3過采樣ΣΔA/D轉換器 4.4D/A轉換器 4.4.1電阻型D/A轉換器 4.4.2電流型D/A轉換器 4.4.3電容型D/A轉換器 思考題 5集成濾波器 5.1引言 5.1.1濾波器的數學描述 5.1.2濾波器的頻率特性 5.1.3濾波器設計的逼近方法 5.2連續時間濾波器 5.2.1連續時間濾波器的設計方法 5.2.2跨導電容(GmC)連續時間濾波器 5.2.3連續時間濾波器的片上自動調節電路 5.3對數域濾波器 5.3.1對數域電路概念及其特點 5.3.2對數域電路基本單元 5.3.3對數域濾波器 5.4抽樣數據濾波器 5.4.1設計方法 5.4.2SZ域映射 5.4.3開關電容電路轉換為開關電流電路的方法 思考題 6收發器與射頻前端電路 6.1通信系統中的射頻收發器 6.2集成收信器 6.2.1外差式接收與鏡像信號 6.2.2復數信號處理 6.2.3收信器前端結構 6.3集成發信器 6.3.1上變換器 6.3.2發信器結構 6.4收發器的技術指標 6.4.1噪聲性能 6.4.2靈敏度 6.4.3失真特性與線性度 6.4.4動態范圍 6.5射頻電路設計 6.5.1晶體管模型與參數 6.5.2噪聲 6.5.3集成無源器件 6.5.4低噪聲放大器 6.5.5混頻器 6.5.6頻率綜合器 6.5.7功率放大器 思考題 7CMOS集成電路制造工藝及版圖設計 7.1集成電路制造工藝簡介 7.1.1單晶生長與襯底制備 7.1.2光刻 7.1.3氧化 7.1.4擴散及離子注入 7.1.5化學氣相淀積(CVD) 7.1.6接觸與互連 7.2CMOS工藝流程與集成電路中的元件 7.2.1硅柵CMOS工藝流程 7.2.2CMOS集成電路中的無源元件 7.2.3CMOS集成電路中的寄生效應 7.3版圖設計 7.3.1硅柵CMOS集成電路的版圖構成 7.3.2版圖設計規則 7.3.3CMOS版圖設計技術 思考題
標簽: 模擬集成電路
上傳時間: 2013-11-13
上傳用戶:chengxin