采用 Verilog HDL 語(yǔ)言在Altera 公司的FPGA 芯片上實(shí)現(xiàn)了RISC_CPU 的關(guān)鍵部件狀態(tài)控制器的設(shè)計(jì),以及在與其它各種數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)方法的比較下,顯示出使用Verilog
標(biāo)簽： Verilog FPGA HDL 語(yǔ)言
上傳時(shí)間： 2013-07-06
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以太網(wǎng)是局域網(wǎng)中應(yīng)用最廣泛的聯(lián)網(wǎng)技術(shù),其速率已經(jīng)從最初的10Mbit/s發(fā)展到現(xiàn)在的10Gbit/s,而且其應(yīng)用領(lǐng)域也已經(jīng)從最初的局域網(wǎng)延伸到城域網(wǎng)、廣域網(wǎng).介質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)子層是以太網(wǎng)的核心,以太網(wǎng)的操作是基于MAC協(xié)議的.該文的主要內(nèi)容是以太網(wǎng)MAC的FPGA設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)的MAC符合IEEE802.3規(guī)范,可以通過(guò)MII或RMII連到物理層,并且提供流量控制、統(tǒng)計(jì)信息收集、內(nèi)部寄存器配置等功能.該論文的設(shè)計(jì)輸入是采用VHDL語(yǔ)言來(lái)完成的,通過(guò)在EDA工具下的仿真和綜合,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性和實(shí)用性.
標(biāo)簽： 10100M FPGA MAC 以太網(wǎng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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數(shù)字電視技術(shù)和超大規(guī)模深亞微米的系統(tǒng)級(jí)芯片設(shè)計(jì)技術(shù)是當(dāng)前信息產(chǎn)業(yè)中最受關(guān)注的兩個(gè)方向。它們的交叉就是數(shù)字電視應(yīng)用中的一系列系統(tǒng)級(jí)芯片和超深亞微米專用集成電路。其中信道處理系統(tǒng)及其相關(guān)芯片更是集中了數(shù)字信號(hào)處理前向糾錯(cuò)編解碼等數(shù)字電視傳輸?shù)暮诵募夹g(shù)，成為設(shè)計(jì)和開發(fā)整個(gè)數(shù)字電視系統(tǒng)的關(guān)鍵之一。數(shù)字高清晰度電視(Digital HDTV)做為第三代電視標(biāo)準(zhǔn)，已成為當(dāng)今世界高技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，本文正是從這個(gè)交叉點(diǎn)上出發(fā)對(duì)DVB-H(Digital Video Broadcasting-Handheld)標(biāo)準(zhǔn)中所涉及的信道編碼和調(diào)制部分進(jìn)行了研究，重點(diǎn)分析了信道內(nèi)編碼部分的硬件優(yōu)化實(shí)現(xiàn)。本項(xiàng)目完成了DVB-H傳輸系統(tǒng)信道編碼的FPGA硬件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)所有FPGA硬件電路設(shè)計(jì)采用了Veillog HDL語(yǔ)言編寫。同時(shí)對(duì)清華大學(xué)數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)DMB-T(Terrestrial Digital Multimedia/TV Broadcasting)中的關(guān)鍵技術(shù)做了研究，與DVB標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)技術(shù)做了對(duì)比。 本文首先對(duì)DVB．H以及COFDM的相關(guān)理論進(jìn)行介紹和研究。然后針對(duì)DVB-H信道編碼調(diào)制器中的部分核心算法的FPGA設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的研究工作，包括外編碼、內(nèi)編碼(卷積刪余)、內(nèi)交織(包括比特交織和符號(hào)交織)、星座映射、幀形成、OFDM調(diào)制的部分設(shè)計(jì)等。相應(yīng)地對(duì)DVB-H信道解碼解調(diào)器中的部分算法的FPGA設(shè)計(jì)的研究工作做了描述，包括符號(hào)解交織和比特解交織。同時(shí)對(duì)清華大學(xué)數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)DMB-T外接收機(jī)中頻域和時(shí)域解交織模塊的FPGA設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)做了描述。 筆者在項(xiàng)目中完成的主要工作有： (1)與項(xiàng)目組成員合作制定系統(tǒng)框架，劃分模塊。 (2)對(duì)所負(fù)責(zé)的模塊，包括外編碼、內(nèi)編碼(卷積刪余)、內(nèi)交織(包括比特交織和符號(hào)交織)、星座映射、幀形成、OFDM調(diào)制的算法進(jìn)行研究并加以優(yōu)化，建立軟件仿真模型，進(jìn)行FPGA設(shè)計(jì)，仿真和實(shí)現(xiàn)。
標(biāo)簽： DVBH FPGA 發(fā)射端 信道
上傳時(shí)間： 2013-06-10
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2000年10月2日，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所宣布采用Rijndael算法作為高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)，并于2002年5月26日正式生效，AES算法將在今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，在信息安全中扮演重要角色。因此，對(duì)AES算法實(shí)現(xiàn)的研究就成為了國(guó)內(nèi)外的熱點(diǎn)，會(huì)在信息安全領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。用FPGA實(shí)現(xiàn)AES算法具有快速、靈活、開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。 本論文就是針對(duì)AES加、解密算法在同一片F(xiàn)PGA中的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)問(wèn)題，在深入分析了AES算法的整體結(jié)構(gòu)、基本變換以及加、解密流程的基礎(chǔ)上，對(duì)AES算法的加、解密系統(tǒng)的FPGA優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容為： 1．確定了實(shí)現(xiàn)方案以及關(guān)鍵技術(shù)，在比較了常用的結(jié)構(gòu)后，采用了適合高速并行實(shí)現(xiàn)AES加、解密算法的結(jié)構(gòu)——內(nèi)外混合的流水線結(jié)構(gòu)，并給出了總體的設(shè)計(jì)框圖。由于流水線結(jié)構(gòu)不適用于反饋模式，為了達(dá)到較高的運(yùn)算速度，該系統(tǒng)使用的是電碼本模式(ECB)的工作方式； 2．對(duì)各個(gè)子模塊的設(shè)計(jì)分別予以詳細(xì)分析，結(jié)合算法本身和FPGA的特點(diǎn)，采用查表法優(yōu)化處理了字節(jié)代換運(yùn)算，列混合運(yùn)算和密鑰擴(kuò)展運(yùn)算。同時(shí)，考慮到應(yīng)用環(huán)境的不同，本設(shè)計(jì)支持?jǐn)?shù)據(jù)分組為128比特，密鑰長(zhǎng)度為128比特、192比特以及256比特三種模式下的AES算法加、解密過(guò)程。完成了AES加、解密算法在同一片F(xiàn)PGA中實(shí)現(xiàn)的這個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)； 3．利用QLJARTUSII開發(fā)工具進(jìn)行代碼的編寫工作和綜合編譯工作，在 MODELSIM中進(jìn)行仿真并給出仿真結(jié)果，給出了各個(gè)模塊和整個(gè)設(shè)計(jì)的仿真測(cè)試結(jié)果； 4．和其他類似的設(shè)計(jì)做了橫向?qū)Ρ龋贸鼋Y(jié)論：本設(shè)計(jì)在保證了速度的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了資源和速度的均衡，在性能上具有較大的優(yōu)勢(shì)。
上傳時(shí)間： 2013-05-25
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H.264作為新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，相比上一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)MPEG2，在相同畫質(zhì)下，平均節(jié)約64﹪的碼流。該標(biāo)準(zhǔn)僅設(shè)定了碼流的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)和解碼器結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)靈活性極大，其規(guī)定了三個(gè)檔次，每個(gè)檔次支持一組特定的編碼功能，并支持一類特定的應(yīng)用，因此。H.264的編碼器的設(shè)計(jì)可以根據(jù)需求的不同而不同。 H.264雖然具有優(yōu)異的壓縮性能，但是其復(fù)雜度卻比一般編碼器高的多。本文對(duì)H.264進(jìn)行了編碼復(fù)雜度分析，并統(tǒng)計(jì)了整個(gè)軟件編碼中計(jì)算量的分布。H.264中采用了率失真優(yōu)化算法，提高了幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼的效率。在該算法下進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)時(shí)，為了得到一個(gè)宏塊的預(yù)測(cè)模式，需要進(jìn)行592次率失真代價(jià)計(jì)算。因此為了降低幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式選擇的計(jì)算復(fù)雜度，本文改進(jìn)了幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式選擇算法。實(shí)踐證明，在PSNR值的損失可以忽略不計(jì)的情況下，該算法相比原算法，幀內(nèi)編碼時(shí)間平均節(jié)約60﹪以上，對(duì)編碼的實(shí)時(shí)性有較大幫助。 為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)編碼，考慮到FPGA的高效運(yùn)算速度和使用靈活性，本文還研究了H.264編碼器基本檔次的FPGA實(shí)現(xiàn)。首先研究了H.264編碼器硬件實(shí)現(xiàn)架構(gòu)，并對(duì)影響編碼速度，且具有硬件實(shí)現(xiàn)優(yōu)越性的幾個(gè)重要部分進(jìn)行了算法研究和FPGA.實(shí)現(xiàn)。本文主要研究了H.264編碼器中整數(shù)DCT變換、量化、Zig-Zag掃描、CAVLC編碼以及反量化、逆整數(shù)DCT變換等部分。分別對(duì)這些模塊進(jìn)行了綜合和時(shí)序仿真，并將驗(yàn)證后通過(guò)的系統(tǒng)模塊下載到Xilinx virtex-Ⅱ Pro的FPGA中，進(jìn)行了在線測(cè)試，驗(yàn)證了該系統(tǒng)對(duì)輸入的殘差數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)壓縮編碼的功能。 本文對(duì)H.264編碼器幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式選擇算法的改進(jìn)，算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，對(duì)軟件編碼的實(shí)時(shí)性有很大幫助。本文對(duì)在單片F(xiàn)PGA上實(shí)現(xiàn)H.264編碼器做出了探索性嘗試，這對(duì)H.264編碼器芯片的設(shè)計(jì)有著積極的借鑒性。
標(biāo)簽： FPGA 264 幀內(nèi)預(yù)測(cè) 算法優(yōu)化
上傳時(shí)間： 2013-05-25
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隨著糾錯(cuò)編碼理論研究的不斷深入，糾錯(cuò)碼的實(shí)際應(yīng)用越來(lái)越廣泛。卷積碼作為其中重要的一種，已被大多數(shù)通信系統(tǒng)所采用。(2,1,7)卷積碼是一種短約束長(zhǎng)度最佳碼，編、譯碼器易于實(shí)現(xiàn)，且具有較強(qiáng)的糾錯(cuò)能力。 本文研究了IEEE 802.11協(xié)議中(2,1,7)卷積碼編碼、交織解交織及其軟判決高速Viterbi譯碼的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題。 首先介紹了IEEE 802.11無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，然后介紹了信道編解碼中卷積碼編碼及Viterbi譯碼算法和FPGA 設(shè)計(jì)方法，接著通過(guò)對(duì)(2,1,7)卷積碼特點(diǎn)的具體分析，吸取目前Viterbi譯碼算法和交織解交織算法的優(yōu)點(diǎn)，采取一系列的改進(jìn)措施，基于FPGA實(shí)現(xiàn)了IEEE 802.11信道編解碼及交織和解交織系統(tǒng)。這些改進(jìn)措施包括采用并行FIFO、改進(jìn)的ACS 單元、流水式塊處理結(jié)構(gòu)、改進(jìn)的SMDO方法、雙重交織策略，使得在同樣時(shí)鐘速率下，系統(tǒng)的性能大幅度提高。最后將程序下載到Altera公司的Cyclone 系列的FPGA(型號(hào)EP1C6Q240C8)器件上進(jìn)測(cè)試，并對(duì)測(cè)試結(jié)果作了簡(jiǎn)單分析。
上傳時(shí)間： 2013-05-25
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隨著設(shè)計(jì)規(guī)模的不斷增加，芯片的平均設(shè)計(jì)門數(shù)已經(jīng)超越百萬(wàn)級(jí)，驗(yàn)證已經(jīng)成為設(shè)計(jì)流程中的主要瓶頸。目前，基于FPGA的硬件驗(yàn)證憑借其速度快、易修改的特性越來(lái)越受到驗(yàn)證工程師的青睞。 本文正是基于FPGA驗(yàn)證的思想，以一款光同步傳輸網(wǎng)(SDH)芯片的驗(yàn)證為例，展開了全面的論述。通過(guò)對(duì)驗(yàn)證理論以及FPGA性能特點(diǎn)的研究與分析，從驗(yàn)證的正確性、全面性、快速性和可重用性等方面對(duì)FPGA驗(yàn)證進(jìn)行了理論剖析，并提出了一些新的理念和創(chuàng)新。此后又結(jié)合實(shí)踐，詳盡敘述了驗(yàn)證中的一些重要環(huán)節(jié)，并總結(jié)出了一套比較完善的FPGA驗(yàn)證流程，可以有效地支撐實(shí)際芯片的驗(yàn)證工作。 本文對(duì)于百萬(wàn)門級(jí)專用集成電路的成功實(shí)踐，不僅是對(duì)FPGA驗(yàn)證理論的證實(shí)，而且從驗(yàn)證的思路和方法上對(duì)后續(xù)芯片有一定的指導(dǎo)意義。文中經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的總結(jié)可以有效地幫助驗(yàn)證工程師達(dá)到降低芯片開發(fā)成本，縮短面市時(shí)間的目的。
上傳時(shí)間： 2013-05-17
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本文對(duì)16QAM基帶Modem的FPGA芯片設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究與論述.首先介紹了16QAM調(diào)制的原理和16QAM基帶Modem的FPGA芯片總體設(shè)計(jì),以及一些FPGA設(shè)計(jì)的基本原則.接著介紹了高性能濾波器的FPGA設(shè)計(jì)方法,并采用多相結(jié)構(gòu)濾波器和分布式算法(DA)設(shè)計(jì)了發(fā)送端平方根升余弦滾降濾波器.然后介紹了自適應(yīng)盲均衡器的設(shè)計(jì),該均衡器是一個(gè)復(fù)數(shù)結(jié)構(gòu)的橫向?yàn)V波器,采用復(fù)用抽頭的結(jié)構(gòu)來(lái)節(jié)省資源,本文對(duì)自適應(yīng)均衡器的核心運(yùn)算單元-采用booth編碼算法設(shè)計(jì)的高性能乘累加(MAC)運(yùn)算單元進(jìn)行了詳細(xì)描述.接下來(lái)介紹了載波恢復(fù)環(huán)路的FPGA設(shè)計(jì),這是一個(gè)數(shù)字二階鎖相環(huán),本文推導(dǎo)了數(shù)字二階鎖相環(huán)和模擬二階鎖相環(huán)的對(duì)應(yīng)關(guān)系.DD相位檢測(cè)算法中的反正切函數(shù)tan
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本文提出了一種高速Viterbi譯碼器的FPGA實(shí)現(xiàn)方案。這種Viterbi譯碼器的設(shè)計(jì)方案既可以制成高性能的單片差錯(cuò)控制器，也可以集成到大規(guī)模ASIC通信芯片中，作為全數(shù)字接收的一部分。 本文所設(shè)計(jì)的Viterbi譯碼器采用了基四算法，與基二算法相比，其譯碼速率在理論上約提升一倍。加一比一選單元是Viterbi譯碼器最主要的瓶頸所在，本文在加一比一選模塊中采用了全并行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，這種方法雖然增加了硬件的使用面積，卻有效的提高了譯碼器的速率。在幸存路徑管理部分采用了兩路并行回溯的設(shè)計(jì)方法，與寄存器交換法相比，回溯算法更適用于FPGA開發(fā)設(shè)計(jì)。為了提高譯碼性能，減小譯碼差錯(cuò)，本文采用較大譯碼深度的回溯算法以保證幸存路徑進(jìn)行合并。實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的誤碼測(cè)試儀，在FPGA內(nèi)部完成誤碼驗(yàn)證和誤碼計(jì)數(shù)的工作。 與基于軟件實(shí)現(xiàn)譯碼過(guò)程的DSP芯片不同，F(xiàn)PGA芯片完全采用硬件平臺(tái)對(duì)Viterbi譯碼器加以實(shí)現(xiàn)，這使譯碼速率得到很大的提升。針對(duì)于具體的FPGA硬件實(shí)現(xiàn)，本文采用了硬件描述語(yǔ)言VHDL來(lái)完成設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)譯碼器的綜合仿真和FPGA實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證了該方案的可行性。譯碼器的最高譯碼輸出速率可以達(dá)到60Mbps。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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雙基地合成孔徑雷達(dá)(簡(jiǎn)稱雙基地SAR或Bistatic SAR)是一種新的成像雷達(dá)，也是當(dāng)今SAR技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向，在軍用及民用領(lǐng)域都具有良好的應(yīng)用前景，近年來(lái)成為研究的熱點(diǎn)。本文則側(cè)重于研究雙基地SAR的距離一多普勒(R-D)成像算法的實(shí)現(xiàn)。 在雙基地SAR系統(tǒng)及成像算法的研究方面，推導(dǎo)了雙基地SAR的系統(tǒng)分辨特性及雷達(dá)方程，分析了主要系統(tǒng)參數(shù)之間的約束關(guān)系。針對(duì)正側(cè)視機(jī)載雙基地SAR系統(tǒng)，本文對(duì)距離一多普勒算法進(jìn)行了推廣。最后得到點(diǎn)目標(biāo)的仿真結(jié)果。 在成像算法的FPGA實(shí)現(xiàn)上，在System Generator環(huán)境下對(duì)算法進(jìn)行定點(diǎn)仿真。完成距離一多普勒成像算法的硬件實(shí)現(xiàn)，其中包括了FFT快速傅立葉變換、硬件乘法器、：Rocket I/O接口設(shè)計(jì)、DCM數(shù)字時(shí)鐘管理等主要部分。針對(duì)硬件實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，對(duì)算法的部分運(yùn)算進(jìn)行了簡(jiǎn)化。 為了對(duì)算法實(shí)現(xiàn)進(jìn)行驗(yàn)證，設(shè)計(jì)開發(fā)了該算法的硬件測(cè)試平臺(tái)。主要基于ML310評(píng)估板上XC2VP30芯片中嵌入的Power PC 405，完成其硬件部分的設(shè)計(jì)，主要包括了Aurora協(xié)議接口、RS-232串行接口、DDR RAM接口以及其它如中斷、時(shí)鐘等部分。
上傳時(shí)間： 2013-07-26
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