如今IC設計進入了SOC(System-on-chip)設計時代。SOC是指在單一芯片上集成了微控制器、數(shù)字信號處理器、存儲器、I/O接口等，可以實現(xiàn)信號采集、轉(zhuǎn)換、存儲、處理等功能的芯片。SOC設計是基于IP可重用性的設計過程。現(xiàn)在已有不少公司成功地開發(fā)了各種SOC總線規(guī)范，以便于IP核的可復用性設計。其中，ARM公司開發(fā)的AMBA(Advanced Microcontroller Bus Arehitecture)規(guī)范已經(jīng)成為嵌入式應用的行業(yè)標準。嵌入式SOC芯片廣泛應用于消費電子產(chǎn)品中，近年來隨著彩屏手機、PDA等移動終端的普及，液晶電視等平板顯示器件的推廣，液晶顯示器已經(jīng)逐漸取代CRT成為主流的顯示器件。LCD Driver IC作為液晶顯示器的重要部件，需求量也日益增大。嵌入式液晶顯示系統(tǒng)的設計是當今SOC設計中不可缺少的部分，而基于AMBA總線規(guī)范的LCD顯示系統(tǒng)更是具備良好的性能和較大的潛力。 本文提出了一種基于AMBA總線規(guī)范的彩色TFT-LCD數(shù)字圖像顯示解決方案，硬件設計上包括APB存儲接口模塊、LCD控制模塊，并用VHDL硬件描述語言進行了功能仿真，采用Mentor公司Modelsim5.8完成了系統(tǒng)功能驗證；軟件設計上完成了基于SAMSUNG公司S6D0110 TFT-LCD驅(qū)動芯片的測試程序的編寫和系統(tǒng)測試。本設計不需要掌握TFT-LCD內(nèi)部構(gòu)造，復雜的內(nèi)部驅(qū)動原理，只需要掌握AMBA總線規(guī)范和LCD的MPU并行接口時序，采用本課題設計出的LCD顯示控制模塊簡單實用，便于推廣應用。 本課題基于Xilinx公司的VirtexⅡ FF1152 PROTO開發(fā)平臺完成了軟件調(diào)試，實現(xiàn)了TFT-LCD圖像顯示。調(diào)試結(jié)果表明硬件和軟件設計正確且取得了較為滿意的結(jié)果。
標簽： TFTLCD 顯示系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-02
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隨著數(shù)字電子技術的發(fā)展，數(shù)字信號處理廣泛應用于聲納、雷達、通訊語音處理和圖像處理等領域。快速傅立葉變換(Fast Fourier Transform，F(xiàn)FT)在數(shù)字信號處理系統(tǒng)中起著很重要的作用，F(xiàn)FT 有效地提高了離散傅立葉變換(Discret Fourier Transform，DFT)的運算效率。 處理器一般要求具有高速度、高精度、大容量和實時處理的性能，而現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA)是近年來迅速發(fā)展起來的新型可編程器件，在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)方面，有極大的優(yōu)勢。論文采用了在FPGA中實現(xiàn)FFT算法的方案。 數(shù)字信號處理板的硬件電路設計是本論文的重要部分之一。在介紹了FFT以及波束形成的基本原理和基本方法的基礎上，根據(jù)實時處理的要求，給出了數(shù)字信號處理板的硬件設計方案并對硬件電路的實現(xiàn)進行了分析和說明。 依據(jù)數(shù)字系統(tǒng)的設計方法，分別采用基二按時間抽取FFT算法、基四按時間抽取FFT算法以及FFT兆核函數(shù)三種方法利用硬件描述語言(VHSICHardware Description Language，VHDL)實現(xiàn)了1024點的FFT，接著對三種方法進行了評估，得出了FPGA完全能滿足處理器的實時處理的要求的結(jié)論。然后根據(jù)通用串行總線(Universial Serial Bus，USB)協(xié)議，利用VHDL語言編寫了USB接口芯片ISP1581的固件程序，實現(xiàn)了設備的枚舉過程。
上傳時間： 2013-08-01
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人臉識別技術繼指紋識別、虹膜識別以及聲音識別等生物識別技術之后，以其獨特的方便、經(jīng)濟及準確性而越來越受到世人的矚目。作為人臉識別系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)—人臉檢測，隨著研究的深入和應用的擴大，在視頻會議、圖像檢索、出入口控制以及智能人機交互等領域有著重要的應用前景，發(fā)展速度異常迅猛。 FPGA的制造技術不斷發(fā)展，它的功能、應用和可靠性逐漸增加，在各個行業(yè)也顯現(xiàn)出自身的優(yōu)勢。FPGA允許用戶根據(jù)自己的需要來建立自己的模塊，為用戶的升級和改進留下廣闊的空間。并且速度更高，密度也更大，其設計方法的靈活性降低了整個系統(tǒng)的開發(fā)成本，F(xiàn)PGA 設計成為電子自動化設計行業(yè)不可缺少的方法。 本文從人臉檢測算法入手，總結(jié)基于FPGA上的嵌入式系統(tǒng)設計方法，使用IBM的Coreconnect掛接自定義模塊技術。經(jīng)過訓練分類器、定點化、以及硬件加速等方法后，能夠使人臉檢測系統(tǒng)在基于Xilinx的Virtex II Pro開發(fā)板上平臺上，達到實時的檢測效果。本文工作和成果可以具體描述如下： 1. 算法分析：對于人臉檢測算法，首先確保的是檢測率的準確性程度。本文所采用的是基于Paul Viola和Michael J.Jones提出的一種基于Adaboost算法的人臉檢測方法。算法中較多的是積分圖的特征值計算，這便于進一步的硬件設計。同時對檢測算法進行耗時分析確定運行速度的瓶頸。 2. 軟硬件功能劃分：這一步考慮市場可以提供的資源狀況，又要考慮系統(tǒng)成本、開發(fā)時間等諸多因素。Xilinx公司提供的Virtex II Pro開發(fā)板，在上面有可以供利用的Power PC處理器、可擴展的存儲器、I/O接口、總線及數(shù)據(jù)通道等，通過分析可以對算法進行細致的劃分，實現(xiàn)需要加速的模塊。 3. 定點化：在Adaboost算法中，需要進行大量的浮點計算。這里采用的方法是直接對數(shù)據(jù)位進行操作它提取指數(shù)和尾數(shù)，然后對尾數(shù)執(zhí)行移位操作。 4. 改進檢測用的級聯(lián)分類器的訓練，提出可以迅速提高分類能力、特征數(shù)量大大減小的一種訓練方法。 5. 最后對系統(tǒng)的整體進行了驗證。實驗表明，在視頻輸入輸出接入的同時，人臉檢測能夠達到17fps的檢測速度，并且獲得了很好的檢測率以及較低的誤檢率。
標簽： FPGA 人臉檢測 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-04-24
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《計算機組成原理》是計算機系的一門核心課程。但是它涉及的知識面非常廣，內(nèi)容包括中央處理器、指令系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、總線和輸入輸出系統(tǒng)等方面，學生在學習該課程時，普遍覺得內(nèi)容抽象難于理解。但借助于該計算機組成原理實驗系統(tǒng)，學生通過實驗環(huán)節(jié)，可以進一步融會貫通學習內(nèi)容，掌握計算機各模塊的工作原理，相互關系的來龍去脈。 為了增強實驗系統(tǒng)的功能，提高系統(tǒng)的靈活性，降低實驗成本，我們采用FPGA芯片技術來徹底更新現(xiàn)有的計算器組成原理實驗平臺。該技術可根據(jù)用戶要求為芯片加載由VHDL語言所編寫出的不同的硬件邏輯，F(xiàn)PGA芯片具有重復編程能力，使得系統(tǒng)內(nèi)硬件的功能可以像軟件一樣被編程，這種稱為“軟”硬件的全新系統(tǒng)設計概念，使實驗系統(tǒng)具有極強的靈活性和適應性。它不僅使該系統(tǒng)性能的改進和擴充變得十分簡易和方便，而且使學生自己設計不同的實驗變?yōu)榭赡堋Ｓ嬎銠C組成原理實驗的最終目的是讓學生能夠設計CPU，但首先，學生必須知道CPU的各個功能部件是如何工作，以及相互之間是如何配合構(gòu)成CPU的。因此，我們必須先設計出一個教學用的以FPGA芯片為核心的硬件平臺，然后在此基礎上開發(fā)出VHDL部件庫及主要邏輯功能，并設計出一套實驗。 本文重點研究了基于FPGA芯片的VHDL硬件系統(tǒng)，由于VHDL的高標準化和硬件描述能力，現(xiàn)代CPU的主要功能如計算，存儲，I/O操作等均可由VHDL來實現(xiàn)。同時設計實驗內(nèi)容，包括時序電路的組成及控制原理實驗、八位運算器的組成及復合運算實驗、存儲器實驗、數(shù)據(jù)通路實驗、浮點運算器實驗、多流水線處理器實驗等，這些實驗形成一個相互關聯(lián)的系統(tǒng)。每個實驗先由教師講解原理及原理圖，學生根據(jù)教師提供的原理圖，自己用MAX+PLUSII完成電路輸入，學生實驗實際上是編寫VHDL，不需要寫得很復雜，只要能調(diào)用接口，然后將程序燒入平臺，這樣既不會讓學生花太多的時間在畫電路圖上，又能讓學生更好的理解每個部件的工作原理和工作過程。 論文首先研究分析了FPGA硬件實驗平臺，即實驗系統(tǒng)的硬件組成。系統(tǒng)采用FPGA-XC4010EPC84，62256CPLD以及其他外圍芯片(例如74LS244，74LS275)組成。根據(jù)不同的實驗要求，規(guī)劃不同實驗控制邏輯。用戶可選擇不同的實驗邏輯，通過把實驗邏輯下載到FPGA芯片中構(gòu)成自己的實驗平臺。 其次，論文詳細的闡述了VHDL模塊化設計，如何運用VHDL技術來依次實現(xiàn)CPU的各個功能部件。VHDL語言作為一種國際標準化的硬件描述語言，自1987年獲得IEEE批準以來，經(jīng)過了1993年和2001年兩次修改，至今已被眾多的國際知名電子設計自動化(EDA)工具研發(fā)商所采用，并隨同EDA設計工具一起廣泛地進入了數(shù)字系統(tǒng)設計與研發(fā)領域，目前已成為電子業(yè)界普遍接受的一種硬件設計技術。再次，論文針對實驗平臺中遇到的較為棘手的多流水線等問題，也進行了深入的闡述和剖析。學生需要什么樣的實驗條件，實驗內(nèi)容及步驟才能了解當今CPU所采用的核心技術，才能掌握CPU的設計，運行原理。另外，本論文的背景是需要學生熟悉基本的VHDL知識或技能，因為實驗是在編寫VHDL代碼的前提下完成的。 本文在基于實驗室的環(huán)境下，基本上較為完整的實現(xiàn)了一個基于FPGA的實驗平臺方案。在此基礎上，進行了部分功能的測試和部分性能方面的分析。本論文的研究，為FPGA在實際系統(tǒng)中的應用提供研究思路和參考方案。論文的研究結(jié)果將對FPGA與VHDL標準的進一步發(fā)展具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
上傳時間： 2013-04-24
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軟件無線電是無線通信領域繼固定到移動、模擬到數(shù)字之后的第三次革命，是目前乃至未來的無線電領域的技術發(fā)展方向，它在提高系統(tǒng)靈活性上有無可比擬的優(yōu)勢，是實現(xiàn)未來無線通信系統(tǒng)的有效手段。擴頻通信具有卓越的抗干擾和保密性能。擴頻通信相對于傳統(tǒng)的窄帶通信，在頻譜利用率上也有明顯的優(yōu)勢，是未來無線通信系統(tǒng)中的關鍵技術，直接序列擴頻則是其中在民用領域使用最多的一種擴頻技術。FPGA在分布式計算、并行處理、流水線結(jié)構(gòu)上有獨特的優(yōu)勢，自然成為設計擴頻軟件無線電系統(tǒng)的首選技術之一。 首先介紹了軟件無線電的理論基礎，并分析了它的硬件結(jié)構(gòu)和技術關鍵。軟件無線電的關鍵思路在于構(gòu)建一個通用的強大的硬件平臺，這也正是本課題的主要工作之一。而后，重點介紹了直序擴頻的理論基礎。對于發(fā)射機，其中最關鍵的是尋找一種相關特性卓越的偽隨機序列，本課題主要對m序列、OVSF碼和Gold碼進行了深入研究。最后，詳述了基于DDFS的數(shù)字調(diào)制技術和FPGA技術。 基于以上理論基礎研究，根據(jù)軟件無線電硬件結(jié)構(gòu)，開發(fā)了基于Altera公司Cyclone系列FPGA的硬件平臺。該平臺具有210Mbps的高速DAC，并配有串口、USB接口、音頻CODEC輸入輸出通道、以及LVDS擴展口和SDRAM，考慮到通用性，設計中加入了足以開發(fā)出接收機的兩路40Mbps的高速ADC。FPGA的代碼開發(fā)也是核心內(nèi)容，本課題編寫了大量相應的代碼，包括加擴模塊（含偽隨機序列發(fā)生器）、基于DDFS的數(shù)字調(diào)制模塊以及串口通信模塊、LCD驅(qū)動模塊，SDRAM Controller、ADC驅(qū)動模塊，并編寫了相應的測試代碼。整個系統(tǒng)測試通過。關于硬件平臺設計和代碼開發(fā)，在本文第三章和第四章詳細介紹。 總體說來，本課題基于現(xiàn)有的理論發(fā)展，在充分理解相關理論的前提下，將主要經(jīng)歷集中于具體應用的研究與開發(fā)，并取得了一定的成果。
上傳時間： 2013-06-27
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密集型的矩陣運算在信號處理和圖像處理中被廣泛應用，而且往往需要系統(tǒng)進行實時運算，這就需要系統(tǒng)具有很高的吞吐率。因此尋找矩陣運算的高速實現(xiàn)方法是很有意義的。FPGA的運算速度快并且可以并行運算，和其它矩陣運算的實現(xiàn)方式相比，F(xiàn)PGA有其獨特的優(yōu)勢。本文主要設計并實現(xiàn)了基于FPGA的各種矩陣運算模塊。 本文首先介紹了矩陣運算的特點和原理，接著討論了FPGA浮點運算單元的VHDL設計方法，在此基礎上，設計了矩陣相乘累加、三角矩陣求逆和一般矩陣分解求逆的運算模塊，給出矩陣階數(shù)擴大時各種矩陣運算的分塊實現(xiàn)方法。然后在ModelSim環(huán)境下仿真了一般矩陣的求逆模塊，與Maflab仿真結(jié)果比較，分析了運算精度、時間復雜度和資源占用情況，在Virtex-4系列FPGA硬件平臺上進行了調(diào)試和測試，并通過USB接口將矩陣運算結(jié)果送入PC機，驗證了基于FPGA矩陣運算的正確性和可行性。最后對矩陣求逆模塊在雷達信號中的應用作了簡單介紹。
上傳時間： 2013-07-20
上傳用戶：561596
BusHound軟件是由美國perisoft公司研制的一種專用于PC機各種總線數(shù)據(jù)包監(jiān)視和控制的開發(fā)工具軟件，其名“hound”的中文意思為“獵犬”，即指其能敏銳地感知到總線的絲毫變化。 Bus Hound是一個超級軟件總線協(xié)議分析器，用于捕捉來自設備的協(xié)議包和輸入輸出操作,其優(yōu)良特性如下： 支持所有版本的IDE，SCSI，USB，1394總線 支持各類設備如硬盤庫，DVD，鼠標，掃描儀，網(wǎng)絡照相機等 捕捉數(shù)據(jù)的總量僅受機器內(nèi)存限制 可以設置觸發(fā)信號自動停止捕獲操作 測試讀取，同步等設備性能
標簽： BusHound
上傳時間： 2013-06-14
上傳用戶：康郎
當前正處于第三代移動通信技術發(fā)展的關鍵時期，各種與3G相關的無線網(wǎng)絡終端的需求量與日俱增。為3G無線網(wǎng)絡終端選擇一個高性能的處理器，并且提供一套完整的系統(tǒng)解決方案，滿足3G時代人們對數(shù)據(jù)通信業(yè)務的需求，無疑是一個有意義且亟待解決的重要問題。 OMAP(Open Multimedia Applications Platform)是美國德州公司(TI)推出的專門為支持第三代(3G)無線終端應用而設計的應用處理器體系結(jié)構(gòu)。OMAP處理器平臺堪稱無線技術發(fā)展的里程碑，它提供了語音、數(shù)據(jù)和多媒體所需的帶寬和功能，可以極低的功耗為高端3G無線設備提供極佳的性能。 本文的研究內(nèi)容是開發(fā)基于OMAP5910處理器的具有多個擴展接口的嵌入式開發(fā)平臺，以及攝像頭顯示驅(qū)動程序，以便能為3G相關的無線網(wǎng)絡終端提供一個系統(tǒng)級的解決方案，本文首先介紹了OMAP技術的特點和優(yōu)點，并對OMAP5910處理器的硬件結(jié)構(gòu)進行了簡單說明，在此基礎上提出了基于OMAP5910嵌入式平臺的FPGA設計，包括用FPGA擴展的接口：觸摸屏接口，硬盤接口，以太網(wǎng)接口；控制的接口：USB口，串口；以及實現(xiàn)的功能：與OMAP5910處理器的通信功能，中斷控制功能，選擇啟動順序功能，復位延時功能。然后介紹了基于OMAP5910的攝像顯示系統(tǒng)的硬件設計，主要包括攝像頭接口和攝像頭模塊，EMIFS和EMIFF接口以及LCD接口。最后描述了嵌入式Linux操作系統(tǒng)下攝像頭驅(qū)動程序的完整實現(xiàn)過程。
上傳時間： 2013-05-24
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內(nèi)部存儲器負責計算機系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)、存儲與讀取，作為計算機系統(tǒng)中必不可少的三大件之一，它對計算機系統(tǒng)性能至關重要。內(nèi)存可以說是CPU處理數(shù)據(jù)的“大倉庫”，所有經(jīng)過CPU處理的指令和數(shù)據(jù)都要經(jīng)過內(nèi)存?zhèn)鬟f到電腦其他配件上，因此內(nèi)存性能的好壞，直接影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和運行性能。在當今的電子系統(tǒng)設計中，內(nèi)存被使用得越來越多，并且對內(nèi)存的要求越來越高。既要求內(nèi)存讀寫速度盡可能的快、容量盡可能的大，同時由于競爭的加劇以及利潤率的下降，人們希望在保持、甚至提高系統(tǒng)性能的同時也能降低內(nèi)存產(chǎn)品的成本。面對這種趨勢，設計和實現(xiàn)大容量高速讀寫的內(nèi)存顯得尤為重要。因此，近年來內(nèi)存產(chǎn)品正經(jīng)歷著從小容量到大容量、從低速到高速的不斷變化，從技術上也就有了從DRAM到SDRAM，再到DDR SDRAM及DDR2 SDRAM等的不斷演進。和普通SDRAM的接口設計相比，DDR2 SDRAM存儲器在獲得大容量和高速率的同時，對存儲器的接口設計也提出了更高的要求，其接口設計復雜度也大幅增加。一方面，由于I/O塊中的資源是有限的，數(shù)據(jù)多路分解和時鐘轉(zhuǎn)換邏輯必須在FPGA核心邏輯中實現(xiàn)，設計者可能不得不對接口邏輯進行手工布線以確保臨界時序。而另一方面，不得不處理好與DDR2接口有關的時序問題（包括溫度和電壓補償）。要正確的實現(xiàn)DDR2接口需要非常細致的工作，并在提供設計靈活性的同時確保系統(tǒng)性能和可靠性。 本文對通過Xilinx的Spartan3 FPGA實現(xiàn)DDR2內(nèi)存接口的設計與實現(xiàn)進行了詳細闡述。通過Xilinx FPGA提供了I/O模塊和邏輯資源，從而使接口設計變得更簡單、更可靠。本設計中對I/O模塊及其他邏輯在RTL代碼中進行了配置、嚴整、執(zhí)行，并正確連接到FPGA上，經(jīng)過仔細仿真，然后在硬件中驗證，以確保存儲器接口系統(tǒng)的可靠性。
上傳時間： 2013-06-08
上傳用戶：fairy0212
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是將傳感器輸出的模擬信號進行采集，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后送入計算機進行處理，并按需要的形式輸出處理結(jié)果的系統(tǒng)。隨著計算機技術和電子信息技術的高速發(fā)展，數(shù)據(jù)采集結(jié)合先進的電子技術，已經(jīng)能利用軟件來處理大量測量數(shù)據(jù)。近年來，對于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的要求與日俱增，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有著非常良好的應用前景。如今的數(shù)據(jù)采集技術已滲透到分析儀器、醫(yī)療器械、雷達、通訊、等技術領域。 本論文在研究了USB總線技術的基礎上，詳細介紹了一個基于USB和FPFA技術的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括硬件設計、固件設計、設備驅(qū)動程序設計和主機應用程序設計。在硬件設計部分，本文先介紹了數(shù)據(jù)采集芯片、FPGA以及USB2.0接口芯片F(xiàn)X2 CY7C68013的性能和特點，然后給出了具體的硬件設計方案；在固件設計部分，本文先介紹了FX2的固件架構(gòu)，隨后詳細地介紹了CY7C68013GPIF接口模式的固件設計；在驅(qū)動程序開發(fā)部分，先引入了WDM驅(qū)動程序開發(fā)模型，然后介紹了本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的USB設備驅(qū)動程序的設計；最后結(jié)合驅(qū)動程序完成了基于虛擬儀器LabVIEW的主機應用程序。
標簽： 性能 數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-07-16
上傳用戶：zjt20011220
