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FPGA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

  • 基于FPGA的圖像采集處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).rar

    隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,數(shù)字圖像處理技術(shù)正在各個(gè)行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用,而FPGA技術(shù)的不斷成熟改變了通常采用并行計(jì)算機(jī)或數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)等作為嵌入式處理器的慣例。可編程邏輯器件(FPGA)憑借其較低的開發(fā)成本、較高的并行處理速度、較大的靈活性及其較短的開發(fā)周期等特點(diǎn),在圖像處理系統(tǒng)中有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。 本文提出了一種基于FPGA的圖像采集處理系統(tǒng)解決方案,并選用低成本高性能的Altera公司的CycloneIII系列FPGA EP3C40F324為核心,設(shè)計(jì)開發(fā)了圖像采集處理的軟硬件綜合系統(tǒng)。文章闡述了如何在FPGA中嵌入NiosII軟核處理器并完成圖像采集處理系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)方案。硬件電路上,系統(tǒng)設(shè)計(jì)了三塊電路板:FPGA核心處理板、圖像采集卡、圖像顯示卡,其中通過(guò)I2C總線對(duì)采集卡的工作模式進(jìn)行配置,在采集模塊控制下,將采集到的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到SDRAM;根據(jù)VGA顯示原理及其時(shí)序關(guān)系,設(shè)計(jì)了VGA顯示輸出控制模塊,合成了VGA工作的控制信號(hào),又根據(jù)VGA顯示器的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),合成VGA接口的水平和幀同步信號(hào)。邏輯硬件上,應(yīng)用SOPCBuilder工具生成了FPGA內(nèi)部的邏輯硬件功能模塊,定制了NiosII IP core、CMOS圖像采集模塊、VGA Controller及其I2C總線接口,系統(tǒng)各模塊間通過(guò)Avalon總線連接起來(lái)。軟件部分,在NiosII內(nèi)核處理器上實(shí)現(xiàn)了彩色圖像顏色空間轉(zhuǎn)換、二值化、形態(tài)學(xué)腐蝕處理及其目標(biāo)定位等算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了本文提出的方案及算法的正確性,可行性。

    標(biāo)簽: FPGA 圖像采集 處理系統(tǒng)

    上傳時(shí)間: 2013-08-05

    上傳用戶:woshiyaosi

  • 基于FPGA的視頻采集與顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).rar

    隨著微電子技術(shù)的高速發(fā)展,實(shí)時(shí)圖像處理在多媒體、圖像通信等領(lǐng)域有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。FPGA就是硬件處理實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)的理想選擇,基于FPGA的圖像處理專用系統(tǒng)的研究將成為信息產(chǎn)業(yè)的新熱點(diǎn)。 @@ 本文詳細(xì)介紹了一種基于FPGA開發(fā)板的實(shí)時(shí)圖像采集與顯示系統(tǒng),該系統(tǒng)由前端視頻采集單元、圖像存儲(chǔ)單元、圖像顯示單元三部分組成。它的主要功能有:對(duì)攝像頭送來(lái)的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,并采用PHILIPS公司的專用視頻解碼芯片SAA7113將模擬視頻轉(zhuǎn)化成數(shù)字視頻;將采集進(jìn)來(lái)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到FPGA開發(fā)板內(nèi)嵌的SDRAM中;采用PHILIPS公司的專用視頻編碼芯片SAA7121將數(shù)字視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)送顯示器輸出。 @@ 系統(tǒng)在Quartus II 5.0、Model Sim6.0軟件平臺(tái)下開發(fā)并在硬件上得到實(shí)現(xiàn),達(dá)到預(yù)期效果。FPGA實(shí)現(xiàn)圖像采集顯示是一種有效,簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)的方法,因此該課題具有廣闊的應(yīng)用前景和市場(chǎng)價(jià)值。 @@關(guān)鍵詞:FPGA,I2C總線,視頻采集,SDRAM,視頻顯示

    標(biāo)簽: FPGA 視頻采集 顯示系統(tǒng)

    上傳時(shí)間: 2013-06-06

    上傳用戶:rhl123

  • 基于FPGA的分布式采集系統(tǒng)時(shí)鐘同步控制技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn).rar

    隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展,各種電子設(shè)備對(duì)時(shí)間精度的要求日益提升。在衛(wèi)星發(fā)射、導(dǎo)航、導(dǎo)彈控制、潛艇定位、各種觀測(cè)、通信等方面,時(shí)鐘同步技術(shù)都發(fā)揮著極其重要的作用,得到了廣泛的推廣。對(duì)于分布式采集系統(tǒng)來(lái)說(shuō),中心主站需要對(duì)來(lái)自于不同采集設(shè)備的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和分析,得到各個(gè)采集點(diǎn)對(duì)同一事件的采集時(shí)間差異,通過(guò)對(duì)該時(shí)間差異的分析,最終做出對(duì)事件的準(zhǔn)確判斷。如果分布式采集系統(tǒng)中的各個(gè)采集設(shè)備不具有統(tǒng)一的時(shí)鐘基準(zhǔn),那么得到的各個(gè)采集時(shí)間差異就不能反映出實(shí)際情況,中心主站也無(wú)法準(zhǔn)確地對(duì)事件進(jìn)行分析和判斷,甚至得出錯(cuò)誤的結(jié)論。因此,時(shí)鐘同步是分布式采集系統(tǒng)正常運(yùn)作的必要前提。 目前國(guó)內(nèi)外時(shí)鐘同步領(lǐng)域常用的技術(shù)有GPS授時(shí)技術(shù),鎖相環(huán)技術(shù)和IRIG-B 碼等。GPS授時(shí)技術(shù)雖然精度高,抗干擾性強(qiáng),但是由于需要專用的GPS接收機(jī),若單純使用GPS 授時(shí)技術(shù)做時(shí)鐘同步,就需要在每個(gè)采集點(diǎn)安裝接收機(jī),成本較高。鎖相環(huán)是一種讓輸出信號(hào)在頻率和相位上與輸入?yún)⒖夹盘?hào)同步的技術(shù),輸出信號(hào)的時(shí)鐘準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性直接依賴于輸入?yún)⒖夹盘?hào)。IRIG-B 碼是一種信息量大,適合傳輸?shù)臅r(shí)間碼,但是由于其時(shí)間精度低,不適合應(yīng)用于高精度時(shí)鐘同步的系統(tǒng)。基于上述分析,本文結(jié)合這三種常用技術(shù),提出了一種基于FPGA的分布式采集系統(tǒng)時(shí)鐘同步控制技術(shù)。該技術(shù)既保留了GPS 授時(shí)的高精確度和高穩(wěn)定性,又具備IRIG-B時(shí)間碼易傳輸和低成本的特性,為分布式采集系統(tǒng)中的時(shí)鐘同步提供了一種新的解決方案。 本文中的設(shè)計(jì)采用了Ublox公司的精確授時(shí)GPS芯片LEA-5T,通過(guò)對(duì)GPS芯片串行時(shí)間信息解碼,獲得準(zhǔn)確的UTC時(shí)間,并實(shí)現(xiàn)了分布式采集系統(tǒng)中各個(gè)采集設(shè)備的精確時(shí)間打碼。為了能夠使整個(gè)分布式采集系統(tǒng)具有統(tǒng)一的高精度數(shù)據(jù)采集時(shí)鐘,本論文采用了數(shù)模混合的鎖相環(huán)技術(shù),將GPS 接收芯片輸出的高精度秒信號(hào)作為參考基準(zhǔn),生成了與秒信號(hào)高精度同步的100MHZ 高頻時(shí)鐘。本文在FPGA 中完成了IRIG-B 碼的編碼部分,將B 碼的準(zhǔn)時(shí)標(biāo)志與GPS 秒信號(hào)同步,提高了IRIG-B 碼的時(shí)間精度。在分布式采集系統(tǒng)中,IRIG-B時(shí)間碼能直接通過(guò)串口或光纖將各個(gè)采集點(diǎn)時(shí)間與UTC時(shí)間統(tǒng)一,節(jié)約了各點(diǎn)布設(shè)GPS 接收機(jī)的高昂成本。最后,通過(guò)PC104總線對(duì)時(shí)鐘同步控制卡進(jìn)行了數(shù)據(jù)讀取和測(cè)試,通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析,提出了改進(jìn)方案。實(shí)驗(yàn)表明,改進(jìn)后的時(shí)鐘同步控制方案具有很高的時(shí)鐘同步精度,對(duì)時(shí)鐘同步技術(shù)有著重大的推進(jìn)意義!

    標(biāo)簽: FPGA 分布式 采集

    上傳時(shí)間: 2013-08-05

    上傳用戶:lz4v4

  • 基于FPGA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究.rar

    數(shù)據(jù)采集是信號(hào)與信息系統(tǒng)中一個(gè)重要的組成部分,也是數(shù)字信號(hào)處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本論文主要介紹一種基于FPGA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),提出一種由高速A/D轉(zhuǎn)換芯片、高性能FPGA和PCI總線接口組成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案及其的硬件電路實(shí)現(xiàn)方法。該系統(tǒng)利用AD器件對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、差分轉(zhuǎn)換和模數(shù)轉(zhuǎn)換,利用FPGA設(shè)計(jì)內(nèi)部模塊和時(shí)鐘信號(hào)來(lái)進(jìn)行電路控制及實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)傳遞等功能,最后通過(guò)PCI邏輯接口把暫存在FPGA的數(shù)據(jù)傳送到PC主機(jī)。FPGA作為采集系統(tǒng)的核心部件,完成了內(nèi)部數(shù)字電路設(shè)計(jì),使系統(tǒng)具有很高的可適應(yīng)性、可擴(kuò)展性和可調(diào)試性。 本論文從研究數(shù)據(jù)采集的理論出發(fā),重點(diǎn)研究了A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換、FPGA芯片設(shè)計(jì)及PCI總結(jié)接口設(shè)計(jì),完成了系統(tǒng)的各級(jí)電路硬件設(shè)計(jì),并通過(guò)系統(tǒng)仿真驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性。

    標(biāo)簽: FPGA 數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)研究

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

    上傳用戶:小楊高1

  • 基于FPGA的cPCI接口數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì).rar

    高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在信號(hào)檢測(cè)、雷達(dá)、圖像處理、網(wǎng)絡(luò)通信等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用,不同的應(yīng)用要求使用不同的總線和不同的設(shè)計(jì),但是,無(wú)論基于何種應(yīng)用,其設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在接口的實(shí)現(xiàn)上。 @@ 隨著cPCI總線技術(shù)的發(fā)展,cPCI總線逐漸代替了PCI總線、VME總線,成為測(cè)控領(lǐng)域中最受人們青睞的總線形式。 @@ 為滿足高速采集過(guò)程中數(shù)據(jù)傳輸速度的要求和采集卡與PC機(jī)連接的機(jī)械強(qiáng)度的要求,本論文提出設(shè)計(jì)基于cPCI總線接口的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。設(shè)計(jì)中利用單片F(xiàn)PGA芯片實(shí)現(xiàn)PCI協(xié)議,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的FIFO芯片和串并轉(zhuǎn)換芯片,并完成對(duì)模擬電路的控制功能;并提出將應(yīng)用程序中的一部分?jǐn)?shù)據(jù)讀寫操作放入動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中,減少因應(yīng)用程序反復(fù)調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序而造成的資源浪費(fèi)和時(shí)間的延遲。 @@ 通過(guò)分析PCI總線協(xié)議,理解高頻數(shù)字電路設(shè)計(jì)方法和高速數(shù)據(jù)采集原理,本文開發(fā)了基于cPCI接口的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)綜合測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用驗(yàn)證表明,采集系統(tǒng)已達(dá)到了要求的性能指標(biāo)。 @@關(guān)鍵詞:FPGA;數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);cPCI; PC

    標(biāo)簽: FPGA cPCI 接口

    上傳時(shí)間: 2013-07-08

    上傳用戶:ikemada

  • 基于FPGA的動(dòng)態(tài)光譜數(shù)據(jù)采集系統(tǒng).rar

    近紅外光譜法是血液成分無(wú)創(chuàng)檢測(cè)方法中的熱點(diǎn),也是取得成果最多的方法之一。但是,個(gè)體差異和測(cè)量條件是影響近紅外光譜血液成分無(wú)創(chuàng)檢測(cè)的一個(gè)較突出的問(wèn)題。而動(dòng)態(tài)光譜法就是針對(duì)這個(gè)問(wèn)題而提出的一種全新的近紅外無(wú)創(chuàng)血液成分濃度檢測(cè)方法。它從原理上消除了個(gè)體差異和測(cè)量條件等對(duì)光譜檢測(cè)的影響,為基于近紅外光譜法的血液成分無(wú)創(chuàng)檢測(cè)方法進(jìn)入臨床應(yīng)用去除了一個(gè)較為關(guān)鍵的障礙。因此,本文根據(jù)動(dòng)態(tài)光譜檢測(cè)原理設(shè)計(jì)了基于FPGA的動(dòng)態(tài)光譜數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 在分析了動(dòng)態(tài)光譜數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能要求后,采用DALSA的高性能線陣CCD IL-C6-2048C作為光電轉(zhuǎn)換器件;根據(jù)CCD輸出數(shù)據(jù)的高速度和信號(hào)微弱及含有噪聲等特點(diǎn),選用了高速、高精度、并帶有相關(guān)雙采樣芯片的圖像處理芯片AD9826作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器件;以FPGA及其內(nèi)嵌的NIOSⅡ處理器作為核心控制器,并用LabVIEW對(duì)采集得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。 在FPGA中,利用Verilog HDL語(yǔ)言編寫了CCD和AD9826的控制時(shí)序;利用兩塊雙口RAM組成乒乓操作單元,實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)的緩存,避免利用NiosⅡ處理器直接讀取時(shí)的頻繁中斷。將NIOSⅡ處理器系統(tǒng)嵌入到FPGA中,實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的管理。NiOSⅡ處理器利用中斷方式讀取緩存單元中的數(shù)據(jù)、經(jīng)對(duì)數(shù)變換后傳遞給計(jì)算機(jī)。其中緩存數(shù)據(jù)的讀取及對(duì)數(shù)變換均采用自定義組件的方式將硬件單元添加到NIOSⅡ系統(tǒng)中,編程時(shí)直接調(diào)用。NIOSⅡ系統(tǒng)通過(guò)串口將處理后的數(shù)據(jù)傳遞給LabVIEW, LabVIEW對(duì)數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單處理后顯示,以實(shí)時(shí)觀察采樣數(shù)據(jù)是否正確。 最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,系統(tǒng)能夠很好的采集并顯示數(shù)據(jù),能夠初步完成光信號(hào)的檢測(cè)。

    標(biāo)簽: FPGA 動(dòng)態(tài) 光譜數(shù)據(jù)

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

    上傳用戶:luyanping

  • 基于FPGA的數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)的研究.rar

    目前,數(shù)字信號(hào)處理廣泛應(yīng)用于通信、雷達(dá)、聲納、語(yǔ)音與圖像處理等領(lǐng)域,信號(hào)處理算法理論己趨于成熟,但其具體硬件實(shí)現(xiàn)方法卻值得探討。FPGA是近年來(lái)廣泛應(yīng)用的超大規(guī)模、超高速的可編程邏輯器件,由于其具有高集成度、高速、可編程等優(yōu)點(diǎn),大大推動(dòng)了數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的單片化、自動(dòng)化,縮短了單片數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期、提高了設(shè)計(jì)的靈活性和可靠性,在超高速信號(hào)處理和實(shí)時(shí)測(cè)控方面有非常廣泛的應(yīng)用。本文對(duì)FPGA的數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)進(jìn)行研究,基于FPGA在數(shù)據(jù)采樣控制和信號(hào)處理方面的高性能和單片系統(tǒng)發(fā)展的新熱點(diǎn),把FPGA作為整個(gè)數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的控制核心。主要研究?jī)?nèi)容如下: FPGA的單片系統(tǒng)研究。針對(duì)數(shù)據(jù)采集與處理,對(duì)FPGA進(jìn)行選型,設(shè)計(jì)了基于FPGA的單片系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。把整個(gè)控制系統(tǒng)分為三個(gè)部分:多通道采樣控制模塊,數(shù)據(jù)處理模塊,存儲(chǔ)控制模塊。 多通道采樣控制模塊的設(shè)計(jì)。利用4片AD7506和一片AD7862對(duì)64路模擬量進(jìn)行周期采樣,分別設(shè)計(jì)了通道選擇控制模塊和A/D轉(zhuǎn)換控制模塊,并進(jìn)行了仿真,完成了基于FPGA的多通道采樣控制。 數(shù)據(jù)處理模塊的設(shè)計(jì)。FFT算法在數(shù)字信號(hào)處理中占有重要的地位,因此本文研究了FFT的硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu),提出了用FPGA實(shí)現(xiàn)FFT的一種設(shè)計(jì)思想,給出了總體實(shí)現(xiàn)框圖。分別設(shè)計(jì)了旋轉(zhuǎn)因子復(fù)數(shù)乘法器,碟形運(yùn)算單元,存儲(chǔ)器,控制器,并分別進(jìn)行了仿真。重點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了FFT算法中的蝶形處理單元,采用了一種高效乘法器算法設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了蝶形處理單元中的旋轉(zhuǎn)因子乘法器,從而提高了蝶形處理器的運(yùn)算速度,降低了運(yùn)算復(fù)雜度。理論分析和仿真結(jié)果表明,狀態(tài)機(jī)控制器成功地對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行了有序、協(xié)調(diào)的控制。 存儲(chǔ)控制模塊的設(shè)計(jì)。利用閃存芯片K9K1G08UOA對(duì)采集處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ),設(shè)計(jì)了FPGA與閃存的硬件連接,設(shè)計(jì)了存儲(chǔ)控制模塊。 本文對(duì)FFT算法的硬件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究,結(jié)合單片系統(tǒng)的特點(diǎn),把整個(gè)系統(tǒng)分為多通道采樣控制模塊,數(shù)據(jù)處理模塊,存儲(chǔ)控制模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真。設(shè)計(jì)采用VHDL編寫程序的源代碼。仿真測(cè)試結(jié)果表明,此FPGA單片系統(tǒng)可完成對(duì)實(shí)時(shí)信號(hào)的高速采集與處理。

    標(biāo)簽: FPGA 數(shù)據(jù)采集 處理技術(shù)

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

    上傳用戶:362279997

  • 基于FPGA控制的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).rar

    數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是信號(hào)與信息處理系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分,同時(shí)也是軟件無(wú)線電系統(tǒng)中的核心模塊,在現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)以及無(wú)線基站系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。為了能夠滿足目前對(duì)軟件無(wú)線電接收機(jī)自適應(yīng)性及靈活性的要求,并充分體現(xiàn)在高性能FPGA平臺(tái)上設(shè)計(jì)SOC系統(tǒng)的思路,本文提出了由高速高精度A/D轉(zhuǎn)換芯片、高性能FPGA、PCI總線接口、DB25并行接口組成的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案及實(shí)現(xiàn)方法。其中FPGA作為本系統(tǒng)的控制核心和傳輸橋梁,發(fā)揮了極其重要的作用。通過(guò)FPGA不僅完成了系統(tǒng)中全部數(shù)字電路部分的設(shè)計(jì),并且使系統(tǒng)具有了較高的可適應(yīng)性、可擴(kuò)展性和可調(diào)試性。 在時(shí)序數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)上,充分利用FPGA中豐富的時(shí)序資源,如鎖相環(huán)PLL、觸發(fā)器,緩沖器FIFO、計(jì)數(shù)器等,能夠方便的完成對(duì)系統(tǒng)輸入輸出時(shí)鐘的精確控制以及根據(jù)系統(tǒng)需要對(duì)各處時(shí)序延時(shí)進(jìn)行修正。 在存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)上,采用FPGA片內(nèi)存儲(chǔ)器。可根據(jù)系統(tǒng)需要隨時(shí)進(jìn)行設(shè)置,并且能夠方便的完成數(shù)據(jù)格式的合并、拆分以及數(shù)據(jù)傳輸率的調(diào)整。 在傳輸接口設(shè)計(jì)上,采用并行接口和PCI總線接口的兩種數(shù)據(jù)傳輸模式。通過(guò)FPGA中的宏功能模塊和IP資源實(shí)現(xiàn)了對(duì)這兩種接口的邏輯控制,可使系統(tǒng)方便的在兩種傳輸模式下進(jìn)行切換。 在系統(tǒng)工作過(guò)程控制上,通過(guò)VB程序編寫了應(yīng)用于PC端的上層控制軟件。并通過(guò)并行接口實(shí)現(xiàn)了PC和FPGA之間的交互,從而能夠方便的在PC機(jī)上完成對(duì)系統(tǒng)工作過(guò)程的控制和工作模式的選擇。 在系統(tǒng)調(diào)試方面,充分利用QuartuslI軟件中自帶的嵌入式邏輯分析儀SignalTaplI,實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的驗(yàn)證了在系統(tǒng)整個(gè)傳輸過(guò)程中數(shù)據(jù)的正確性和時(shí)序性,并極大的降低了用常規(guī)儀器觀測(cè)FPGA中眾多待測(cè)引腳的難度。 本文第四章針對(duì)FPGA中各功能模塊的邏輯設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)分析,并對(duì)每個(gè)模塊都給出了精確的仿真結(jié)果。同時(shí),文中還在其它章節(jié)詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)、并行接口設(shè)計(jì)、PCI接口設(shè)計(jì)、PC端控制軟件設(shè)計(jì)以及用于調(diào)試過(guò)程中的SignalTapⅡ嵌入式邏輯分析儀的使用方法,并且也對(duì)系統(tǒng)的仿真結(jié)果和測(cè)試結(jié)果給出了分析及討論。最后還附上了系統(tǒng)的PCB版圖、FPGA邏輯設(shè)計(jì)圖、實(shí)物圖及注釋詳細(xì)的相關(guān)源程序清單。

    標(biāo)簽: FPGA 控制 高速數(shù)據(jù)

    上傳時(shí)間: 2013-07-09

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  • 基于FPGA的溫度采集控制器的分析和設(shè)計(jì).rar

    溫度是生活中最基本的環(huán)境參數(shù)。溫度的監(jiān)測(cè)與控制,對(duì)于生物生存生長(zhǎng),工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展都有著非同一般的意義。溫度傳感器的應(yīng)用涉及機(jī)械制造、工業(yè)過(guò)程控制、汽車電子產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品和專用設(shè)備等各個(gè)領(lǐng)域。傳統(tǒng)的常用溫度傳感器有熱電偶、電阻溫度計(jì)RTD和NTC熱敏電阻等。但信號(hào)調(diào)理,模數(shù)轉(zhuǎn)換及恒溫器等功能全都會(huì)增加成本。現(xiàn)代集成溫度傳感器通常包含這些功能,并以其低廉的價(jià)格迅速地占據(jù)了市場(chǎng)。Dallas Semiconductor公司推出的數(shù)字式溫度傳感器DS1820采用數(shù)字化一線總線技術(shù)具有許多優(yōu)異特性。其一,它將控制線、地址線、數(shù)據(jù)線合為一根導(dǎo)線,允許在同一根導(dǎo)線上掛接多個(gè)控制對(duì)象,形成多點(diǎn)一線總線測(cè)控系統(tǒng)。布線施工方便,成本低廉。其二,線路上傳送的是數(shù)字信號(hào),所受干擾和損耗小,性能好。本課題旨在分析和設(shè)計(jì)基于數(shù)字化一線總線技術(shù)的溫度測(cè)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用FPGA實(shí)現(xiàn)一個(gè)溫度采集控制器,用于傳感器和上位機(jī)的連接,并采用Microsoft公司的Visual C++作為開發(fā)平臺(tái),運(yùn)用MSComm控件進(jìn)行串口通信,進(jìn)行命令的發(fā)送和接收。

    標(biāo)簽: FPGA 溫度采集 控制器

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

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  • 基于FPGA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的SOPC實(shí)現(xiàn)

    本課題完成了基于FPGA的數(shù)據(jù)采集器以及IIC總線的模數(shù)轉(zhuǎn)換器部分、通訊部分的電路設(shè)計(jì)。其中FPGA采用Xilinx公司Spartan-Ⅱ系列的XC2S100芯片,在芯片中嵌入32位軟處理器MicroBlaze;ⅡC總線的模數(shù)轉(zhuǎn)換采用Microchip公司的MCP3221芯片,通訊部分則在FPGA片內(nèi)用VHDL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。通過(guò)上述設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了“準(zhǔn)單片化”的模擬量和數(shù)字量的數(shù)據(jù)采集和處理。 所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集器可以和結(jié)構(gòu)類似的上位機(jī)通訊,本課題完成了在上位機(jī)中用VHDL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的通信電路模塊。通過(guò)上述兩部分工作,將微處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器等數(shù)字邏輯電路均集成在同一個(gè)FPGA內(nèi)部,形成一個(gè)可編程的片上系統(tǒng)。FPGA片外僅為模擬器件和開關(guān)量驅(qū)動(dòng)芯片。FPGA內(nèi)部的硬件電路采用VHDL語(yǔ)言編寫;MCU軟核工作所需要的程序采用C語(yǔ)言編寫。多臺(tái)數(shù)據(jù)采集器與服務(wù)器構(gòu)成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。服務(wù)器端軟件用VB開發(fā),既可以將實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)以數(shù)字方式顯示,也可以用更加直觀的曲線方式顯示。 由于數(shù)據(jù)采集器是所有自控類系統(tǒng)所必需的電路模塊,所以一個(gè)通用的片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以解決各類系統(tǒng)的應(yīng)用問(wèn)題,達(dá)到“設(shè)計(jì)復(fù)用”(DesignReuse)的目的。采用基于FPGA的SOPC設(shè)計(jì)的更加突出的優(yōu)點(diǎn)是不必更換芯片就可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的改進(jìn)和升級(jí),同時(shí)也可以降低成本和提高可靠性。

    標(biāo)簽: FPGA SOPC 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

    上傳時(shí)間: 2013-07-12

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