MP3音樂是目前最為流行的音樂格式,因其音質、復雜度與壓縮比的完美折中,占據著廣闊的市場,不僅在互聯網上廣為流傳,而且在便攜式設備領域深受人們喜愛。本文以MPEG-1的MP3音頻解碼器為研究對象,在實時性、面積等約束條件下,研究MP3解碼電路的設計方法,實現FPGA原型芯片,研究MP3原型芯片的驗證方法。 論文的主要貢獻如下: (1)使用算法融合方法合并MP3解碼過程的相關步驟,以減少緩沖區存儲單元的容量和訪存次數。如把重排序步驟融合到反量化模塊,可以減少一半的讀寫RAM操作;把IMDCT模塊內部的三個算法步驟融合在一起進行設計,可以省去存儲中間計算結果的緩存區單元。 (2)反量化、立體聲處理等模塊中,采用流水線設計技術,設置寄存器把較長的組合邏輯路徑隔開,提高了電路的性能和可靠性;使用連續訪問公共緩存技術,合理規劃各計算子模塊的工作時序,將數據計算的時間隱藏在訪存過程中;充分利用頻率線的零值區特性,有效地減少數據計算量,加快了數據處理的速度。 (3)設計了MP3硬件解碼器的FPGA原型芯片。采用Verilog HDL硬件描述語言設計RTL級電路,完成功能仿真,以Altera公司Stratix II系列的EP2S180 FPGA開發板為平臺,實現MP3解碼器的FPGA原型芯片。MP3硬件解碼器在Stratix II EP2S180器件內的資源利用率約為5%,其中組合邏輯查找表ALUT為7189個,寄存器共有4024個,系統頻率可達69.6MHz,充分滿足了MP3解碼過程的實時性要求。實驗結果表明,MP3音頻解碼FPGA原型芯片可正常播放聲音,解碼音質良好。
上傳時間: 2013-07-01
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隨著以計算機技術為核心的信息技術的迅速發展以及信息的爆炸式增長,人類獲得的視覺信息很大一部分是從各種各樣的電子顯示器件上獲得的。這對顯示器件的要求也越來越高。在這些因素的驅動下,顯示技術也取得了飛速的發展。使用FPGA/CPLD設計的液晶控制器具有很高的靈活性,可以根據不同的液晶類型、尺寸、使用場合,特別是不同的工業產品,做一些特殊的設計,以最小的代價滿足系統的要求。而且可以解決通用的液晶顯示控制器本身固有的一些缺點。 本文設計了一個采用FPGA設計的液晶顯示控制器,主要解決以下內容:采用Cyclone芯片設計的液晶控制器;采用硬件描述語言進行的液晶顯示控制器設計,重點介紹了如何通過特殊設計控制器與CPU協調的工作,驅動系統所需時序信號的產生,STN液晶彩色屏灰度顯示的時間抖動算法和幀率控制原理及實現,顯示數據的緩沖、轉化方法,使用FPGA設計的用于本系統的特殊SDRAM控制器,以及液晶控制器通過該SDRAM控制器進行顯示緩沖器的管理,還有很重要的一點是各個模塊之間的同步處理。這款液晶控制器在實際中的使用效果證明了本課題介紹的液晶控制器方案是一個非常可行的,具有廣泛的通用性。 關鍵詞:液晶控制器、SDRAM控制器、時序信號發生器、灰度顯示、時間抖動算法
上傳時間: 2013-04-24
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信息安全在當今的社會生產生活中已經被廣為關注,對敏感信息進行加密是提高信息安全性的一種常見的和有效的手段。 常見的加密方法有軟件加密和硬件加密。軟件加密的方法因為加密速度低、安全性差以及安裝不便,在一些高端或主流的加密處理中都采用硬件加密手段對數據進行處理。硬件加密設備如加密狗和加密卡已經廣泛地應用于信息加密領域當中。 但是加密卡和加密狗因為采用的是多芯片結構,即采用獨立的USB通信芯片和獨立的加密芯片來分別實現數據的USB傳輸和加密功能,如果在USB芯片和加密芯片之間進行數據竊聽的話,很輕易地就可以獲得未加密的明文數據。作者提出了一種新的基于單芯片實現的USB加密接口芯片的構想,采用一塊芯片實現數據的USB2.0通信和AES加密功能,命名為USB2.0加密接口芯片。 USB2.0加密接口芯片采用了USB2.0接口標準和AES加密算法。該加密芯片可以實現與主機的快速通信,具有快速的密碼處理能力,對外提供USB接口,支持基于USB密碼載體的自身安全初始化方式。 根據設計思想,課題研究并設計了USB2.0加密接口芯片的總體硬件架構,設計了USB模塊和AES加密模塊。為了解決USB通信模塊與AES加密模塊之間存在的數據處理單元匹配以及速度匹配問題,本文設計了AESUSB緩沖器,優化了AES有限域加密算法。最后,利用VerilogHDL語言在FPGA芯片上實現了USB2.0加密接口芯片的功能,并在此基礎之上對加密芯片的通信和加密性能進行了測試和驗證。
上傳時間: 2013-05-24
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本文著重研究用現場可編程門陣列(FPGA)來開發設計精插補芯片。選用Altera公司的Cyclone系列的EP1C3T144C8芯片設計了逐點比較法,數字積分法和比較積分法三種經典插補算法,并對各種算法模塊進行了仿真驗證。又設計了三個算法選通信號,將三種算法模塊綜合成了一個整電路。 在完成了FPGA內部三種算法的實現后,設計以一個STC單片機為粗插補處理器的FPGA實驗開發系統,并制作了PCB板。實驗開發系統板中設計了單片機程序下載和的FPGA下載配置電路,并且配有FPGA專用配置芯片,能實現FPGA上電自動配置。可用該實驗系統板進行精插補芯片的設計與開發,以及對所完成設計的功能進行驗證。 為驗證所設計芯片的插補功能,編寫了單片機粗插補程序,將產生的粗插補坐標增量發給FPGA進行插補實驗,得到了理想的插補輸出脈沖。又編寫了單片機脈沖處理程序,讀回了FPGA的輸出脈沖,并由串口發送給PC機。最后通過編寫PC機的串口通信程序以及根據插補脈沖繪圖的程序,把FPGA的輸出脈沖繪制成了插補軌跡圖形。 最終繪圖結果顯示,在20M輸入時鐘頻率下,由插補脈沖生成的插補軌跡圖形正確,驗證了本文設計的三種插補算法功能的正確性。本設計插補芯片達到了高速插補功能要求。
上傳時間: 2013-04-24
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基于FPGA芯片的功能仿真平臺構建及靜態時序分析
上傳時間: 2013-06-28
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現場可編程門陣列(FPGA)器件是能通過對其進行編程實現具有用戶規定功能的電路,特別適合集成電路的新品開發和小批量ASIC電路的生產。近幾年來,FPGA的發展非常迅速,但目前國內廠商所使用的FPGA芯片主要還是從國外進口,這種狀況除了給生產廠家帶來很大的成本壓力以外,同時也影響到國家信息產業的保密和安全問題,因此在國內自主研發FPGA便成為一種必然的趨勢。 基于上述現實狀況及國內市場的巨大需求,中國電子科技集團公司第58研究所近年來對FPGA進行了專項研究,本論文正是作為58所專項的一部分研究工作的總結。本文深入研究了FPGA的相關設計技術,并進行了實際的FPGA器件設計,研究工作的重點是在華潤上華(CSMC)0.5μm標準CMOS工藝基礎上進行具有6000有效門的FPGA的電路設計與仿真。 論文首先闡述了可編程邏輯器件的基本結構,就可編程邏輯器件的發展過程及其器件分類,對可編程只讀存儲器、現場可編程邏輯陣列、可編程陣列邏輯、通用邏輯陣列和復雜PLD等的基本結構特點進行了討論。接著討論了FPGA的基本結構與分類及它的編程技術,另外還闡述了FPGA的集成度和速率等相關問題。并根據實際指標要求確定本文研究目標FPGA的基本結構和它的編程技術,在華潤上華0.5μm標準CMOS工藝的基礎上,進行一款FPGA芯片的設計研究工作。進行了可編程邏輯單元的基本結構的設計,并用CMOS邏輯和NMOS傳輸管邏輯實現了函數發生器、快速進位鏈和觸發器的電路設計,并對其進行了仿真,達到了預期的目標。
上傳時間: 2013-08-01
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本文研究了基于Nios Ⅱ的FPGA-CPU調試技術。論文研究了NiosⅡ嵌入式軟核處理器的特性;實現了以Nios Ⅱ嵌入式處理器為核心的FPGA-CPU調試系統的軟、硬件設計;對兩種不同類型的FPGA-CPU進行了實際調試,對實驗數據進行了分析。 在硬件方面,為了控制和檢測FPGA-CPU,設計并實現了FPGA-CPU的控制電路、FPGA-CPU的內部通用寄存器組掃描電路、存儲器電路等;完成了各種外圍設備接口的設計;實現了調試系統的整體設計。 在軟件方面,設計了調試監控軟件,完成了對FPGA-CPU運行的控制和信號狀態的監測。這些信號包括地址和數據總線以及各種寄存器的數據等;實現了多種模式下的FPGA-CPU調試支持單時鐘調試、單步調試和軟件斷點多種調試模式。此外,設計了專用的編譯軟件,實現了基于不同指令系統的偽匯編程序編譯,提高了調試效率。 本文作者在實現了FPGA-CPU調試系統基礎上,對兩種指令系統不同、結構迥異的FPGA-CPU進行實際調試。調試結果表明,這種基于IP核的可復用設計技術,能夠在一個FPGA芯片內實現調試系統和FPGA-CPU的無縫連接,能夠有效地調試FPGA-CPU。
上傳時間: 2013-08-04
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芯片資料,時鐘芯片的相關資料,希望大家多多指教,多多交流。
上傳時間: 2013-06-25
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單片微型計算機(單片機)是將微處理器CPU、程序存儲器、數據存儲器、定時/計數器、輸入/輸出并行接口等集成在一起。由于單片機具有專門為嵌入式系統設計的體系結構與指令系統,所以它最能滿足嵌入式系統的應用要求。Intel公司生產的MCS-51系列單片機是我國目前應用最廣的單片機之一。 隨著可編程邏輯器件設計技術的發展,每個邏輯器件中門電路的數量越來越多,一個邏輯器件就可以完成本來要由很多分立邏輯器件和存儲芯片完成的功能。這樣做減少了系統的功耗和成本,提高了性能和可靠性。FPGA就是目前最受歡迎的可編程邏輯器件之一。IP核是將一些在數字電路中常用但比較復雜的功能塊,設計成可修改參數的模塊,讓其他用戶可以直接調用這些模塊,這樣就大大減輕了工程師的負擔,避免重復勞動。隨著FPGA的規模越來越大,設計越來越復雜,使用IP核是一個發展趨勢。 本課題結合FPGA與8051單片機的優點,主要針對以下三個方面研究: (1)FPGA開發平臺的硬件實現選用Xilinx公司的XC3S500E-PQ208-4-C作為核心器件,采用Intel公司的EEPROM芯片2816A和SRAM芯片6116作為片內程序存儲器,搭建FPGA的硬件開發平臺。 (2)用VHDL語言實現8051IP核分析研究8051系列單片機內部各模塊結構以及各部分的連接關系,實現了基于FPGA的8051IP核。主要包括如下幾個模塊:CPU模塊、片內數據存儲器模塊、定時/計數器模塊、并行端口模塊、串行端口模塊、中斷處理模塊、同步復位模塊等。 (3)基于FPGA的8051IP核應用用所設計的8051IP核,實現了對一個4×4鍵盤的監測掃描、鍵盤確認、按鍵識別等應用。
上傳時間: 2013-06-21
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CH376 是文件管理控制芯片,用于單片機系統讀寫U 盤或者SD 卡中的文件。
上傳時間: 2013-05-26
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