在基于ASIC或FPGA的設計中，設計人員必須認真考慮某些性能標準，他們面臨的挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在面積、速度和功耗方面。 與ASIC一樣，供應商在FPGA設計中也需要應對面積和速度的挑戰(zhàn)。隨著門數(shù)不斷增加，F(xiàn)PGA需要更大的面積和尺寸來適應更多的應用，設計工具需要采用更好的算法以便更有效地利用面積。不斷演進的FPGA技術(shù)也給設計人員帶來一系列新的挑戰(zhàn)，電源利用率就是其中之一，這對于為手持或便攜式設備設計基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)來說是急需解決的問題。
上傳時間： 2013-11-14
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目前，大型設計一般推薦使用同步時序電路。同步時序電路基于時鐘觸發(fā)沿設計，對時鐘的周期、占空比、延時和抖動提出了更高的要求。為了滿足同步時序設計的要求，一般在FPGA設計中采用全局時鐘資源驅(qū)動設計的主時鐘，以達到最低的時鐘抖動和延遲。 FPGA全局時鐘資源一般使用全銅層工藝實現(xiàn)，并設計了專用時鐘緩沖與驅(qū)動結(jié)構(gòu)，從而使全局時鐘到達芯片內(nèi)部的所有可配置單元(CLB)、I/O單元 (IOB)和選擇性塊RAM(Block Select RAM)的時延和抖動都為最小。為了適應復雜設計的需要，Xilinx的FPGA中集成的專用時鐘資源與數(shù)字延遲鎖相環(huán)(DLL)的數(shù)目不斷增加，最新的 Virtex II器件最多可以提供16個全局時鐘輸入端口和8個數(shù)字時鐘管理模塊(DCM)。與全局時鐘資源相關(guān)的原語常用的與全局時鐘資源相關(guān)的Xilinx器件原語包括：IBUFG、IBUFGDS、BUFG、BUFGP、BUFGCE、 BUFGMUX、BUFGDLL和DCM等，如圖1所示。
上傳時間： 2014-01-01
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介紹了多入多出-正交頻分復用（MIMO-OFDM）系統(tǒng)，并分析了其發(fā)射機的實現(xiàn)原理。充分利用Altera公司Stratix系列現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）芯片和IP（知識產(chǎn)權(quán)）核，提出了一種切實可行的MIMO-OFDM基帶系統(tǒng)發(fā)射機的FPGA實現(xiàn)方法。重點論述了適合于FPGA實現(xiàn)的對角空時分層編碼（D-BLAST）的方法和實現(xiàn)原理以及各個主要模塊的工作原理。并給出了其在ModelSim環(huán)境下的仿真結(jié)果。結(jié)果表明，本設計具有設計簡單、快速、高效和實時性好等特點。
標簽： MIMO-OFDM FPGA 基帶系統(tǒng) 發(fā)射機
上傳時間： 2013-11-01
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針對傳統(tǒng)集成電路（ASIC）功能固定、升級困難等缺點，利用FPGA實現(xiàn)了擴頻通信芯片STEL-2000A的核心功能。使用ISE提供的DDS IP核實現(xiàn)NCO模塊，在下變頻模塊調(diào)用了硬核乘法器并引入CIC濾波器進行低通濾波，給出了DQPSK解調(diào)的原理和實現(xiàn)方法，推導出一種簡便的引入?仔/4固定相移的實現(xiàn)方法。采用模塊化的設計方法使用VHDL語言編寫出源程序，在Virtex-II Pro 開發(fā)板上成功實現(xiàn)了整個系統(tǒng)。測試結(jié)果表明該系統(tǒng)正確實現(xiàn)了STEL-2000A的核心功能。 Abstract: To overcome drawbacks of ASIC such as fixed functionality and upgrade difficulty, FPGA was used to realize the core functions of STEL-2000A. This paper used the DDS IP core provided by ISE to realize the NCO module, called hard core multiplier and implemented CIC filter in the down converter, described the principle and implementation detail of the demodulation of DQPSK, and derived a simple method to introduce a fixed phase shift of ?仔/4. The VHDL source code was designed by modularity method , and the complete system was successfully implemented on Virtex-II Pro development board. Test results indicate that this system successfully realize the core function of the STEL-2000A.
上傳時間： 2013-11-19
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本書系統(tǒng)講解通信網(wǎng)絡領(lǐng)域Xilinx FPGA內(nèi)部的IP硬核。以流行的Xilinx Virtex-6型號芯片舉例，涵蓋Xilinx FPGA在通信領(lǐng)域主流的IP核，闡述Xilinx FPGA時鐘資源和DCM、PLL和MMCM時鐘管理器的特性和使用方法；介紹基于Block RAM資源生成ROM、RAM、FIFO和CAM核的使用過程。闡述TEMAC核背景知識、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、接口時序和配置參數(shù)，給出生成實例；介紹LVDS技術(shù)規(guī)范、源同步實現(xiàn)方案和去偏移技術(shù)，講解Xilinx FPGA中IODELAYE1、ISERDES1和OSERDES核使用方法；闡述Xilinx FPGA DDR3控制器IP核的結(jié)構(gòu)組成、模塊劃分、接口信號和物理約束等。
上傳時間： 2022-06-11
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現(xiàn)實生活中的語音不可避免的要受到周圍環(huán)境的影響，背景噪聲例如機械噪聲、街頭音樂噪音，其他說話者的話音等均會嚴重地影響語音信號的質(zhì)量：此外傳輸系統(tǒng)本身也會產(chǎn)生各種噪聲，因此接收端的信號為帶噪語音信號。混疊在語音信號中的噪聲按類別可分為環(huán)境噪聲等的加法性噪聲及電器線路干擾等的乘法性噪聲；按性質(zhì)可分為平穩(wěn)噪聲和非平穩(wěn)噪聲。 語音增強的根本目的就是凈化語音質(zhì)量。把不需要的噪音減低到最小程度。但是由于噪音的復雜性，很難歸納出一個統(tǒng)一的特征，因此不可能尋求一種算法完全適應于所有的噪音消除，因此語音增強是一個復雜的工程。 有關(guān)抗噪聲技術(shù)的研究以及實際環(huán)境下的語音信號處理系統(tǒng)的開發(fā)，在國內(nèi)外已經(jīng)成為語音信號處理非常重要的研究課題，已經(jīng)作了大量的研究工作，取得了豐富的研究成果。本文僅對加性噪聲下的語音增強技術(shù)做了較為仔細的討論，我們先給出語音信號處理的基本理論，它是語音增強算法研究和實現(xiàn)的理論基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)總結(jié)了自適應信號處理技術(shù)的特點以及在語音增強方面的應用。選取工程領(lǐng)域最常用的自適應LMS濾波算法和RLS濾波算法作為研究對象，提出了利用最小均方誤差意義下自適應濾波器的輸出信號與主通道噪聲信號的等效關(guān)系，得到濾波器最佳自適應參數(shù)的方法，并分析了在平穩(wěn)和非平穩(wěn)噪聲環(huán)境下，L M S濾波器族和R L S濾波器在不同噪音輸入下的權(quán)系數(shù)收斂速度、權(quán)系數(shù)穩(wěn)定性、跟蹤輸入信號的能力和信噪比的改善等特性。 研究了MATLAB語言程序設計和使用MALTLAB對語音算法進行仿真、并輸入了多種實際環(huán)境下的噪音進行濾波仿真并對仿真的結(jié)果進行比較和分析。總結(jié)出了LMS、NLMS、SIGN-ERROR-LMS、RLS自適應濾波器在語音濾波方面的特點 和應用情況。 最后在MATLAB仿真的基礎(chǔ)上，利用Altera公司的Cyclone2系列FPGA芯片和多種EDA工具，完成了L M S自適應濾波器的FPGA設計。 關(guān)鍵詞：語音增強，背景噪音，自適應濾波器，LMS，RLS，F(xiàn)PGA
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：lijianyu172
60年代初，國際上首次將B超診斷儀應用于臨床診斷，40多年來B超診斷儀的發(fā)展極為迅速。隨著數(shù)字信號處理及計算機技術(shù)的發(fā)展，目前國際上先進水平的超聲診斷設備幾乎每一個環(huán)節(jié)都包含著數(shù)字信號處理的內(nèi)容，研制全數(shù)字化的超聲診斷設備已成為發(fā)展趨勢。 @@ 基于FPGA及嵌入式操作系統(tǒng)的全數(shù)字超聲診斷系統(tǒng)具有技術(shù)含量高、便攜的特點，可用數(shù)字硬件電路來實現(xiàn)數(shù)據(jù)量極其龐大的超聲信息的實時處理。 @@ 本文從超聲診斷原理入手，在對超聲診斷系統(tǒng)中的幾個關(guān)鍵技術(shù)進行分析的基礎(chǔ)上，重點研究開發(fā)超聲診斷系統(tǒng)中數(shù)字信號處理部分的兩個核心算法。以FPGA芯片為載體，在Quartus Ⅱ平臺中采用Verilog HDL語言進行編程并仿真驗證，分別實現(xiàn)了數(shù)字FIR濾波器及CORDIC坐標變換兩個模塊的功能。另外，采用Verilog HDL語言對應用于圖像顯示模塊的SPI接口進行了編程設計，編譯下載至FPGA中，最終實現(xiàn)了與ARM A8的OMPG3530板之間高速串行數(shù)據(jù)的傳輸。 @@ 采用在單片F(xiàn)PGA芯片內(nèi)實現(xiàn)數(shù)字式超聲診斷部分核心算法并與高性能ARMA8處理器相配合的數(shù)字信號處理解決方案，具有高速度、高精度、高集成度、便攜的特點，為全數(shù)字化便攜超聲診斷設備的研制打下了基礎(chǔ)。 @@關(guān)鍵詞：超聲診斷系統(tǒng)；FPGA；數(shù)字FIR濾波器；CORDIC算法；SPI總線
標簽： FPGA 全數(shù)字 超聲診斷系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-07
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隨著計算機網(wǎng)絡與嵌入式控制技術(shù)的迅速發(fā)展，作為傳統(tǒng)運輸行業(yè)的鐵路系統(tǒng)對此也有了新的要求，列車通信網(wǎng)絡應運而生。經(jīng)過多年的發(fā)展，國際電工委員會(IEC)為了規(guī)范列車通信網(wǎng)絡，于1999年通過了IEC61375-1標準。該標準將列車通信網(wǎng)絡分為兩條總線：絞線式列車總線(WTB)和多功能車輛總線(MVB)。MVB是一個標準通信介質(zhì)，為掛在其上的設備傳輸和交換數(shù)據(jù)。而多功能車輛總線控制器(MVBC)是MVB與MVB實際物理層之間的接口，其主要實現(xiàn)MVB數(shù)據(jù)鏈路層的功能。由于該項關(guān)鍵技術(shù)仍被國外公司壟斷，因此開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的MVBC迫在眉睫。 鑒于上述原因，本文深入研究了IEC61375-1標準。根據(jù)MVBC的技術(shù)特點，本文提出了使用FPGA來實現(xiàn)其具體功能的方案。掛在MVB總線上的設備分為五類，他們的功能各不相同。而支持4類設備的MVBC具有設備狀態(tài)、過程數(shù)據(jù)、消息數(shù)據(jù)通信和總線管理功能，并且兼容2類和3類設備。本文的目的就是用FPGA實現(xiàn)支持4類設備的MVBC。 本文采用自頂向下的設計方法。整個MVBC主要劃分為：編碼模塊、譯碼模塊、冗余控制模塊、報文分析單元、通信存儲控制器、主控制單元、地址邏輯模塊。在整個開發(fā)流程中，使用Xilinx的ISE集成開發(fā)環(huán)境。使用Verilog HDL硬件描述語言對上述各個模塊進行RTL級描述，并用Synplify Pro進行綜合。最后，在ModelSim中對各個模塊進行了布線后仿真和驗證。 在實驗室條件下，通過嚴格的仿真驗證后，其結(jié)果證明了本文設計的模塊達到了IEC61375-1標準的要求。因此，用FPGA實現(xiàn)MVBC這一方案具有可操作性。 關(guān)鍵詞：列車通信網(wǎng)；多功能車輛總線；多功能車輛總線控制器；現(xiàn)場可編程門陣列
上傳時間： 2013-07-18
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高性能ADC產(chǎn)品的出現(xiàn)，給混合信號測試領(lǐng)域帶來前所未有的挑戰(zhàn)。并行ADC測試方案實現(xiàn)了多個ADC測試過程的并行化和實時化，減少了單個ADC的平均測試時間，從而降低ADC測試成本。 本文實現(xiàn)了基于FPGA的ADC并行測試方法。在閱讀相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，總結(jié)了常用ADC參數(shù)測試方法和測試流程。使用FPGA實現(xiàn)時域參數(shù)評估算法和頻域參數(shù)評估算法，并對2個ADC在不同樣本數(shù)條件下進行并行測試。 通過在FPGA內(nèi)部實現(xiàn)ADC測試時域算法和頻域算法相結(jié)合的方法來搭建測試系統(tǒng)，完成音頻編解碼器WM8731L的控制模式接口、音頻數(shù)據(jù)接口、ADC測試時域算法和頻域算法的FPGA實現(xiàn)。整個測試系統(tǒng)使用Angilent 33220A任意信號發(fā)生器提供模擬激勵信號，共用一個FPGA內(nèi)部實現(xiàn)的采樣時鐘控制模塊。并行測試系統(tǒng)將WM8731.L片內(nèi)的兩個獨立ADC的串行輸出數(shù)據(jù)分流成左右兩通道，并對其進行串并轉(zhuǎn)換。然后對左右兩個通道分別配置一個FFT算法模塊和時域算法模塊，并行地實現(xiàn)了ADC參數(shù)的評估算法。 在樣本數(shù)分別為128和4096的實驗條件下，對WM8731L片內(nèi)2個被測.ADC并行地進行參數(shù)評估，被測參數(shù)包括增益GAIN、偏移量OFFSET、信噪比SNR、信號與噪聲諧波失真比SINAD、總諧波失真THD等5個常用參數(shù)。實驗結(jié)果表明，通過在FPGA內(nèi)配置2個獨立的參數(shù)計算模塊，可并行地實現(xiàn)對2個相同ADC的參數(shù)評估，減小單個ADC的平均測試時間。 FPGA片內(nèi)實時評估算法的實現(xiàn)節(jié)省了測試樣本傳輸至自動測試機PC端的時間。而且只需將HDL代碼多次復制，就可實現(xiàn)多個被測ADC在同一時刻并行地被評估，配置靈活。基于FPGA的ADC并行測試方法易于實現(xiàn)，具有可行性，但由于噪聲的影響，測試精度有待進一步提高。該方法可用于自動測試機的混合信號選項卡或測試子系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞：ADC測試；并行；參數(shù)評估；FPGA；FFT
上傳時間： 2013-07-11
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隨著圖像處理技術(shù)的不斷發(fā)展，圖像處理技術(shù)在國民經(jīng)濟和社會生活的各個方面都得到了廣泛的運用。與此同時，人們對圖像處理的要求也越來越高。傳統(tǒng)的數(shù)字圖像處理器件主要有專用集成芯片（Application Specific Integrated Circuit）和數(shù)字信號處理器（Digital Signal Process）。進入20世紀以來，伴隨著半導體技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)場可編程門陣列FPGA以其應用靈活、集成度高、功能強大、設計周期短、開發(fā)成本低的特點，越來越多地被應用在圖像處理領(lǐng)域。大量實踐證明，F(xiàn)PGA的并行處理能力與流水線作業(yè)能顯著地提高圖像處理的速度，因此基于FPGA的圖像處理系統(tǒng)有著廣闊的發(fā)展前景。 本文研究的是一個在嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)下的圖像預處理子系統(tǒng)。首先實現(xiàn)了一個通用可重復配置的圖像處理算法研究硬件平臺，完成圖像的采集、接收、處理、存儲、輸出等功能。由于FPGA本身具有完全的可重復配置性，所以該架構(gòu)的硬件平臺可以很方便的升級和重復配置。其次在該平臺上，本文使用Verilog HDL硬件語言在FPGA芯片上實現(xiàn)了多種圖像預處理算法。在實現(xiàn)過程中，為了充分發(fā)揮FPGA在并行處理方面的強大功能，本文對算法做了一定的改進，使其盡量能使用并行處理的方式來完成。實驗結(jié)果表明，本圖像預處理系統(tǒng)能在毫秒級高速地完成多種圖像算法，完全能夠滿足視頻監(jiān)控系統(tǒng)50幀/秒的輸出要求。 最后根據(jù)視頻監(jiān)控系統(tǒng)在實際運用中出現(xiàn)的噪聲類型多樣化的情況，我們設計了一種基于反饋理論的圖像處理效果控制模塊。該模塊能通過對處理后圖像峰值信噪比（PSNR）的分析，控制FPGA對下一幅圖像的噪聲采用更有針對性的圖像處理方法。
上傳時間： 2013-05-20
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