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  • 基于DSP和ARM的雙核電能質量分析儀的研究.rar

    隨著電力系統的迅速發展和電力電子技術的廣泛應用,電能污染日益嚴重,電能質量問題已經成為電力部門及電力用戶越來越關注的問題。電能質量的各項指標若偏離正常水平過大,會給發電、輸變電和用電設備帶來不同程度的危害。電能質量的好壞直接關系到國民經濟的總體效益,因此對電能質量進行檢測和分析從而提高和改善電能質量具有非常重要的意義。 本文首先介紹了電能質量的基本概念,對各種電能質量問題的分類、特征及產生原因和危害作了詳細的闡述。通過對電能質量各項指標(供電電壓偏差、頻率偏差、公用電網諧波、三相電壓不平衡度、電壓波動與閃變)的分析,以傳統的傅立葉變換理論為基礎,針對目前電能質量分析的難點即對突變的、暫態的、非平穩的信號的檢測與分類,提出了基于快速傅立葉變換的暫態電能質量分析方法。 在系統的研究了電能質量分析的相關理論和檢測技術的基礎上,針對電能質量分析系統中需要支持復雜算法和保持實時性的特殊要求,研制了基于DSP與ARM構架的嵌入式電能質量分析系統的硬件平臺和軟件系統。重點分析了DSP與ARM的選型依據、結構特點、具體應用等。并且詳細的介紹了硬件平臺的各部分組成和電路原理圖。隨后,提出了該裝置軟件部分設計思想,其中重點介紹了DSP部分的FFT算法設計、ARM部分的UC/OS-II操作系統移植和MiniGUI圖形界面開發。最后對論文的主要工作進行了總結,對以后可深入研究的方向進行了展望。 關鍵詞:電能質量;傅立葉變換;快速傅立葉變換;UC/OS-Ⅱ;MiniGUI

    標簽: DSP ARM 雙核

    上傳時間: 2013-06-15

    上傳用戶:songrui

  • 小波分析在信號去噪中的應用研究.rar

    目前,小波分析在信息技術和其他學科方面的應用是眾多科技工作者關心的課題。在理論方面,新觀點、新方法不斷涌現。本文旨在完善小波的基本理論,對原有的小波去噪方法作進一步的改進。 經典的信號處理方法,例如傅立葉變換、短時傅立葉變換等具有局限性,因而限定了它們的應用范圍。小波分析作為一種全新的信號處理方法,它將信號中各種不同的頻率成分分解到互不重疊的頻帶上,為信號濾波、信噪分離和特征提取提供了有效途徑,特別在信號去噪方面顯出了獨特的優勢。本文介紹了經典的去噪方法,并對其適用范圍和效果進行了分析和比較。并且,討論了小波分析的基本理論,介紹了連續小波變換、離散小波變換和小波變換的快速分解與重構算法,最后研究了小波基的數學特性,分析了它們對實際應用的影響和作用。進而,介紹了小波的幾種去噪方法:小波變換高頻系數置零去噪方法、小波變換模極大值去噪方法、小波閾值去噪方法、小波空域相關性去噪方法。用小波變換將高頻系數強制置零去噪的方法是比較方便的,但它的不足之處是經將高頻系數強制置零去噪后重構的信號會使信號丟失一些細節,且小波基的選擇亦有相當的難度,只有靠經驗來確定,不過比傳統的濾波方法所得的效果還是要好。對于小波變換模極大值去噪的原理,分析了去噪過程中幾個參數的選取問題,并給出了一些選取依據;對小波閾值去噪方法的幾個關鍵問題進行了詳細討論。對閾值去噪進行了改進,利用均值逼近與閾值去噪相結合的方法來實現信號的處理,并通過實驗仿真實現。實驗結果表明該方法提高了信噪比,去噪效果優于單獨應用閾值去噪的方法。 在空域相關去噪算法的基礎上,進行了改進,利用閾值濾波與相關去噪算法相結合的一種組合去噪算法,仿真試驗結果表明,由該算法濾波之后得到的小波系數不僅連續性好,準確率高,而且易于重構信號。 本文分別對這四種方法進行了算法分析比較,通過實驗仿真來實現,并對實驗結果進行了分析。實驗仿真結果表明了利用小波分析理論對信號去噪的可行性和有效性。 關鍵詞:小波分析,信號去噪,閾值,均值逼近,空域相關

    標簽: 小波分析 信號去噪 中的應用

    上傳時間: 2013-07-19

    上傳用戶:啊颯颯大師的

  • 基于自適應時頻分析方法的心音信號分析研究.rar

    心音信號是人體最重要的生理信號之一,包含心臟各個部分如心房、心室、大血管、心血管及各個瓣膜功能狀態的大量生理病理信息。心音信號分析與識別是了解心臟和血管狀態的一種不可缺少的手段。本文針對目前該研究領域中存在的分析方法問題和分類識別技術難點展開了深入的研究,內容涉及心音構成的分析、心音信號特征向量的提取、正常心音信號(NM)和房顫(AF)、主動脈回流(AR)、主動脈狹窄(AS)、二尖瓣回流(MR)4種心臟雜音信號的分類識別。本文的工作內容包括以下5個方面: a)心音信號采集與預處理。本文采用自行研制的帶有錄音機功能的聽診器實現對心音信號的采集。通過對心音信號噪聲分析,選用小波降噪作為心音信號的濾波方法。根據實驗分析,選擇Donoho閾值函數結合多級閾值的方法作為心音信號預處理方案。 b)心音信號時頻分析方法。文中采用5種時頻分析方法分別對心音信號進行了時頻譜特性分析,結果表明:不同的時頻分析方法與待分析心音信號的特性有密切關系,即需要在小的交叉項干擾與高的時頻分辨率之間作綜合的考慮。鑒于此,本文提出了一種自適應錐形核時頻(ATF)分析方法,通過實驗驗證該分布能較好地反映心音信號的時頻結構,其性能優于一般錐形核分布(CKD)以及Choi-Williams分布(CWD)、譜圖(SPEC)等固定核時頻分析方法,從而選擇自應錐形核時頻分析方法進行心音信號分析。 c)心音信號特征向量提取。根據對3M Littmann() Stethoscopes[31]數據庫中標準心音信號的時頻分析結果,提取8組特征數據,通過Fihser降維處理方法提取出了實現分類可視化,且最易于分類的心音信號的2維特征向量,作為心音信號分類的特征向量。 d)心音信號分類方法。根據心音信號特征向量組成的散點圖,研究了支持向量機核函數、多分類支持向量機的選取方法,同時,基于分類的目的 性和可信性,本文提出以分類精度最大為判斷準則的核函數參數與松弛變量的優化方法,建立了心音信號分類的支持向量機模型,選取標準數據庫中NM、AF、AR、AS、MR每類心音信號的80組2維特征向量中每類60組數據作為支持向量機的學習樣本,對余下的每類20組數據進行測試,得到每類的分類精度(Ar)均為100%,同時對臨床上采集的與上述4種同類心臟雜音信號和正常心音信號中每類24個心動周期進行分類實測,分類精度分別為:NM、AF、MR的分類精度均為100%,而AR、AS均為95.83%,驗證了該方法的分類有效性。 e)心音信號分析與識別的軟件系統。本文以MATLAB語言的可視化功能實現了心音信號分析與識別的軟件運行平臺構建,可完成對心音信號的讀取、預處理,繪制時-頻、能量特性的三維圖及兩維等高線圖;同時,利用MATLAB與EXCEL的動態鏈接,實現對心音信號分析數據的存儲以及統計功能;最后,通過對心音信號2維特征向量的分析,實現心音信號的自動識別功能。 本文的研究特色主要體現在心音信號特征向量提取的方法以及多分類支持向量機模型的建立兩方面。 綜上所述,本文從理論與實踐兩方面對心音信號進行了深入的研究,主要是采用自適應錐形核時頻分析方法提取心音信號特征向量,根據心音信號特征向量組成的散點圖,建立心音信號分類的支持向量機模型,并對正常心音信號和4種心臟雜音信號進行了分類研究,取得了較為滿意的分類結果,但由于用于分類的心臟雜音信號種類及數據量尚不足,因此,今后的工作重點是采集更多種類的心臟雜音信號,進一步提高心音信號分類精度,使本文研究成果能最終應用于臨床心臟量化聽診。 關鍵詞:心音信號,小波降噪,非平穩信號,心臟雜音,信號處理,時頻分析,自適應,支持向量機

    標簽: 時頻 分析方法

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:weixiao99

  • 船舶自動舵故障診斷系統設計與實現.rar

    船舶自動操舵儀又稱自動舵,用來保持船舶在給定航向或航跡上航行,是船舶操縱的關鍵設備。船舶自動舵尚沒有專用的故障診斷系統,當前的維修方法不能滿足快速保障和應急保障的需要。本文結合某型自動舵微機通道故障診斷科研項目,重點論述某型自動舵數字控制系統的故障診斷設計與實現,研究了基于模糊推理的船舶自動舵故障診斷專家系統和基于支持向量機的船舶自動舵模擬電路故障診斷方法。 對某型自動舵充分調研,在了解系統軟、硬件的總體技術要求和指標的基礎上,建立檢測對象的數學模型和物理模型。確定故障檢測的對象特點,為系統故障仿真、參數辨識做好準備,并為后續的故障檢測、診斷方法研究提供了參考。 結合某型自動舵數字控制系統實際情況,確定其故障診斷系統采用分層遞階結構。系統底層為基于嵌入式微處理器的信號檢測單元,負責獲取微機通道的總線控制權以及信號預處理;系統中間層為通訊子系統,負責對底層多個檢測單元信息集中傳送;系統頂層為故障診斷和顯示子系統,負責對微機通道的信息進行綜合評價,得出最終診斷結論。 船舶自動舵系統結構繁雜,很多故障很難用精確的公式將它表示出來,提出了基于模糊推理的船舶自動舵故障診斷專家系統,提高了自動舵故障診斷準確性。該系統將模糊數學、模糊診斷原理及專家經驗相結合,采用模糊產生式知識表示法,確定模糊關系矩陣及語義距離,設計相關硬件平臺,實現了船舶自動舵故障診斷模糊專家系統的各個功能模塊。 為解決船舶自動舵模擬電路故障診斷復雜多樣難于辨識的問題,提出了基于支持向量機的故障診斷方法。該方法通過電路仿真分析,給出了各故障模式下電壓頻率響應,提取具有代表性的故障特征,建立了以支持向量機為基礎的模擬電路故障診斷模型。實驗結果證明,該方法可有效診斷模擬電路中的元件故障,且對于元件容差引起的故障診斷模型的不確定性具有較強的魯棒性,滿足非線性電路的故障診斷要求。

    標簽: 自動 故障診斷 系統設計

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:evil

  • 環形線圈車檢器防誤檢技術研究.rar

    為了解決現有環形線圈車檢器在工程應用中出現的誤檢問題,尤其是對同一輛大車的多次誤觸發問題,本文深入研究導致誤檢現象的具體原因,并在這基礎上提出了一套軟硬件的解決方法,以減少誤觸發現象,提高檢測的準確率。 為了方便測量與調試,本文設計了一個PC端軟件。它與實驗室原有的頻率采集工具一塊配合工作,能實時而直觀地察看車檢器的工作狀況,從而有利于實驗數據的采集與問題分析。通過實驗分析,本文總結了誤檢現象的若干情形,以及導致誤檢問題的主要原因。 針對上述分析的發現—車檢器采用的單一閾值法不能適應復雜的應用環境,本文對檢測算法作了改進:對車輛到達的檢測,仍采用單一閾值法;對車輛離開的檢測,則采用平坦性判定法。后者利用了在車輛離開時,線圈頻率從非平坦變為平坦這一特征。它有簡單、易移植和防誤檢的特點。 為了從應用層面解決問題,本文設計了一種基于改進算法的車檢器。與同類車檢器相比,它除了集成上述車檢算法外,還提供一個RS-232的測試端口,按一定的數據協議與PC端的診斷軟件通訊,能夠幫助現場測試工作的開展。 本文還利用了新車檢器做了兩組的實驗:實驗室環境與高速公路車輛檢測現場環境下的實驗。第一組驗證了改進算法的防誤檢性能,并計算它的檢測延遲。其中檢測延遲的計算,有助于協調車輛檢測系統中線圈、車檢器與攝像頭三者間的工作。第二組驗證了新車檢器的檢測性能,包括識別和延遲兩方面內容。兩組實驗結果都證實了改進算法的實用價值。

    標簽: 環形 技術研究 線圈

    上傳時間: 2013-06-16

    上傳用戶:1406054127

  • 基于LabVIEW的優化濾波方法研究.rar

    本文以濾波技術飛速發展,小波濾波優越性的凸現,以及虛擬儀器的易操作等良好特性為背景,以簡單易行和濾波效果良好為研究目的,展開本文信號濾波處理的研究工作。 在深入研究三種小波濾波方法原理和優缺點的基礎上,本文提出了一種新的優化濾波方法,包括以下三個方面: 首先,將靜態小波變換(SWT)應用于濾波處理。利用SWT的平移不變性和冗余性來進行含噪信號的分解,這樣不僅彌補了正交小波變換的不足,而且提高了濾波性能。 然后,提出了基于空域相關的優化閾值函數濾波算法。該算法把小波系數間的相關性應用于閾值濾波。它是在構造出基于空域相關的顯著性函數和基于顯著性函數的閾值濾波過程的基礎上,提出了基于空域相關的優化閾值函數,并且把極小化廣義交叉驗證(GCV)得到均方差(MSE)意義下的最優閾值作用于該優化閾值函數。該濾波算法不僅實現了噪聲的有效去除,而且信號的重要特征也保留完好; 最后,引入了新型鎖相環--正交鎖相環(QPLL)。鑒于QPLL不僅具有鎖定范圍寬、入鎖速度快、鎖定后精度高的性能,而且還具有良好的抑制諧波、噪聲的能力,以及對波形畸變不敏感等良好特性,所以QPLL的引入達到了信號鎖定和優化濾波的目的,使優化濾波方法的設計更具新意,而且取得了更好的濾波效果。 為了驗證優化濾波方法,本文搭建了實驗平臺,它是由FPGA信號采集部分和LabVIEW軟件濾波處理兩個部分構成。通過傳感器采集信號,經過A/D轉換后送入FPGA。以FPGA為CPU控制A/D轉換,并進行波形數據緩存,在接收到LabVIEW的命令后,將存儲的數據送給串口。在LabVIEW中,從串口檢測所需的波形數據,然后通過優化濾波方法將數據進行濾波處理,最后在前面板中把實驗結果顯示出來。 實驗結果表明,該優化濾波方法不僅能實現優良的濾波功能,而且簡單易行,是一種有效的濾波方法。

    標簽: LabVIEW 濾波 方法研究

    上傳時間: 2013-07-20

    上傳用戶:gokk

  • 基于嵌入式的遠程圖像采集傳輸系統的研究.rar

    圖像的采集和傳輸是實時監控、遠程控制、智能小區等諸多領域的關鍵技術。基于傳統:PC的圖像采集已成為現實。隨著信息技術的迅速發展,嵌入式系統的研究開發成為了后PC時代的一個熱點,它被廣泛應用于工業現場、信息家電等各行各業。同時,圖像的遠程采集傳輸也朝著專業化、多樣化和低成本的方向發展。利用嵌入式技術來實現圖像的遠程采集傳輸正順應了時代發展,有較大的實用價值。 本文主要研究了基于嵌入式的遠程圖像采集傳輸系統。嵌入式終端采用$3C2410為核心的目標板為硬件平臺,采用嵌入式Linux為系統平臺。系統通過連接在嵌入式終端的USB攝像頭完成靜態圖像數據采集,并進行圖像壓縮處理。在圖像傳輸方面,論文設計了兩種模式:一種是通過Intemet傳輸的、基于B/S模式的傳輸方式。在該模式下,遠端客戶機通過瀏覽器訪問架設在終端里的嵌入式服務器而獲得圖像信息。另一種是基于GPRS網絡實現遠程無線圖像傳輸。終端將采集到的圖像數據通過GPRS網絡發送到擁有固定Ip的監控服務器上來完成圖像遠程傳輸。 本文首先介紹了圖像采集傳輸和嵌入式方面的相關內容,并介紹了本論文所采用的開發平臺。為了順利開發接著構建了開發環境,這里包括U-boot的移植、Linux系統的內核編譯和移植、設備驅動模塊的加載以及交叉編譯環境的建立。在此基礎上,利用Vide04Linux的接口函數,用C語言實現了圖像原始數據的采集程序,并利用JPEG算法了實現圖像壓縮。在基于B/S模式的傳輸方式中,首先利用Boa架設了嵌入式服務器,然后用C語言完成CGI腳本,該腳本將圖像嵌入網頁并實時更新以實現網頁的動態輸出。在基于GPRS實現遠程無線圖像傳輸方式中,論文詳細分析了系統通訊數據流的特征,提出了采用辨識特征字符、數據打包等策略以實現GPRS的網絡連接和數據通訊,并且在此基礎上用C語言編程實現。同時,在PC(Linux)上用Socket編程實現了監控服務器軟件,該軟件用以接收圖像數據和控制嵌入式終端的系統狀態。最后,論文分析比較了兩種傳輸方式的區別和優缺點。試驗證明,采用兩種方式都能成功實現圖像的遠程采集傳輸,并且試驗效果較好。

    標簽: 嵌入式 遠程圖像

    上傳時間: 2013-05-17

    上傳用戶:squershop

  • 基于FPGA的電壓波動與閃變測量的數字化實現研究.rar

    隨著我國工業和國民經濟的快速發展,電網負荷急劇增加,特別是沖擊性、非線性負荷所占比重不斷加大,使得供電電壓發生波動和閃變,嚴重影響著電網的電能質量。根據國際電工委員會(IEC)電磁兼容(EMC)標準IEC61000-3-7以及國標GB12326-2000,電壓波動和閃變己成為衡量電能質量的重要指標。 電壓波動和閃變作為衡量電能質量的重要指標,能更直接、迅速地反映出電網的供電質量。然而,目前國內還沒有很好的電壓波動與閃變測量的數字信號處理方法。為此,論文在深入研究電壓波動和閃變測量技術的基礎上,提出一種基于Simulink/DSP Builder的數字信號處理的FPGA設計方法,利用DSP Builder工具將Simulink的模型文件(.mdl)轉化成通用的硬件描述語言VHDL文件,避免了VHDL語言手動編寫系統的煩瑣過程,從而能夠將更多精力集中于系統算法的優化上。該方法充分利用Matlab/Simulink系統建模的優勢,同時也能夠發揮FPGA并行執行速度快、測量精度高的優點。 論文首先介紹了電壓波動和閃變的基木概念、特征量,闡述了電壓波動與閃變的測量原理,分析比較了現有測量方法和裝置的特點和優劣。然后依據電壓波動與閃變測量的IEC標準以及國家標準,在對電壓波動與閃變測量模擬仿真的基礎上研究其數字化實現方法,即采用數字濾波的方式在Simulink/DSP Builder工具下設計電壓波動與閃變測量系統的數字模型。同時在ModelSim SE6.1d軟件下進行了系統功能仿真,并且在Altera公司的FPGA設計軟件QuartusⅡ6.0下進行了系統時序仿真。 仿真結果表明,基于Simulink/DSP Builder窗口化的數字信號處理的FPGA設計方案,設計簡單、快捷高效,能夠滿足電壓波動和閃變測量最初的系統設計要求,為進一步從事電壓波動和閃變測量研究提供了一種全新的設計理念,具有一定的理論與現實意義。

    標簽: FPGA 電壓波動 測量

    上傳時間: 2013-07-10

    上傳用戶:笨小孩

  • IIR數字濾波器優化設計及FPGA仿真驗證.rar

    IIR數字濾波器是沖激響應為無限長的一類數字濾波器,是電子、通信及信號處理領域的重要研究內容,國內外學者對IIR數字濾波器的優化設計進行了大量研究。其中,進化算法優化設計IIR數字濾波器雖然取得了一定的效果,但是其也有自身的一些不足;另外,基于粒子群算法以及人工魚群算法的IIR數字濾波器優化設計也取得了較好的效果。但這些方法都是將多目標優化問題轉化為單目標優化問題,這種方法是將每個目標賦一個權值,然后將這些賦了權值的目標相加,把相加的結果作為目標函數,在此基礎上尋找目標函數的最小值,這樣做造成的問題是可能將其中的任何一種滿足目標函數值最小的情況作為最優解,但實際上得到的不一定是最優解。也就是說,單目標的方法難以區分哪一種情況為最優解,這樣的尋優模型從理論上來說是難以得到最優解的。另外,在將多目標轉化為單目標時,各個目標的權值難以確定,而且最終只能得到唯一解。針對這些問題,本文在研究傳統遺傳算法、進化規劃算法以及量子遺傳算法的IIR數字濾波器優化設計的基礎上,將重點研究IIR數字濾波器的粒子進化規劃優化、遺傳多目標優化以及量子多目標優化。另外,由于在通信系統中IIR數字濾波器有廣泛應用,并且大量采用FPGA實現,多目標優化方法得到的濾波器性能也值得驗證,因此,對多目標優化方法得到的IIR數字濾波器系數進行FPGA仿真驗證有重要的現實意義。 @@ 論文的主要工作及研究成果具體如下: @@ 1.分析IIR數字濾波器的數學模型及其優化設計的參數;針對低通IIR數字濾波器,采用遺傳算法及量子遺傳算法對其進行優化設計,并給出相應的仿真結果及分析。 @@ 2.針對使用進化規劃算法優化設計IIR數字濾波器時容易陷入局部極值的問題,研究粒子進化規劃算法,并將其應用于IIR數字濾波器的優化設計,該算法將粒子群優化算法與進化規劃算法相結合,繼承了粒子群算法局部搜索能力強和進化規劃算法遺傳父代優良基因能力強的優點。將這種新的粒子進化規劃算法應用于IIR低通、高通、帶通、帶阻數字濾波器的優化設計,顯示了較好的效果。 @@ 3.優化設計IIR數字濾波器時,通常將多目標轉化為單目標的優化問題,這種方法雖然設計簡單,但是在將多目標轉化為單目標時,各個目標的權值難以確定,而且最終只能得到唯一解,不能提供更多的有效解給決策者。針對常 用基于單目標優化算法的不足,在分析IIR數字濾波器優化模型和待優化參數的基礎上,本文研究遺傳算法的IIR數字濾波器多目標優化設計方法,該方法將多個目標值直接映射到適應度函數中,通過比較函數值的占優關系來搜索問題的有效解集,使用這種方法可以求得一組有效解,并且將多目標轉化為單目標的優化方法得到的唯一解也能被包括在這一組有效解中。@@ 4.將量子遺傳算法應用于IIR數字濾波器多目標優化設計,研究量子遺傳算法的IIR數字濾波器多目標優化設計方法,并將優化結果與傳統遺傳算法的多目標優化方法進行了比較。仿真結果表明,在對同一種濾波器進行優化設計時,使用該方法得到的結果通帶波動更小,過渡帶更窄,阻帶衰減也更大。 @@ 5.針對IIR數字濾波器的硬件實現問題,在對IIR數字濾波器的結構特征進行分析的基礎上,分別采用遺傳多目標優化方法量子多目標方法優化設計IIR數字濾波器的系數,然后針對兩組系數進行了FPGA( Field-Programmable GateArray,現場可編程門陣列)仿真驗證,并對兩種結果進行了對比分析。 @@關鍵詞:IIR數字濾波器;優化設計

    標簽: FPGA IIR 數字濾波器

    上傳時間: 2013-06-09

    上傳用戶:熊少鋒

  • FPGA中多標準可編程IO端口的設計.rar

    現場可編程門陣列(FPGA,Field Programmable Gate Array)是可編程邏輯器件的一種,它的出現是隨著微電子技術的發展,設計與制造集成電路的任務已不完全由半導體廠商來獨立承擔。系統設計師們更愿意自己設計專用集成電路(ASIC,Application Specific Integrated Circuit).芯片,而且希望ASIC的設計周期盡可能短,最好是在實驗室里就能設計出合適的ASIC芯片,并且立即投入實際應用之中。現在,FPGA已廣泛地運用于通信領域、消費類電子和車用電子。 本文中涉及的I/O端口模塊是FPGA中最主要的幾個大模塊之一,它的主要作用是提供封裝引腳到CLB之間的接口,將外部信號引入FPGA內部進行邏輯功能的實現并把結果輸出給外部電路,并且根據需要可以進行配置來支持多種不同的接口標準。FPGA允許使用者通過不同編程來配置實現各種邏輯功能,在IO端口中它可以通過選擇配置方式來兼容不同信號標準的I/O緩沖器電路。總體而言,可選的I/O資源的特性包括:IO標準的選擇、輸出驅動能力的編程控制、擺率選擇、輸入延遲和維持時間控制等。 本文是關于FPGA中多標準兼容可編程輸入輸出電路(Input/Output Block)的設計和實現,該課題是成都華微電子系統有限公司FPGA大項目中的一子項,目的為在更新的工藝水平上設計出能夠兼容單端標準的I/O電路模塊;同時針對以前設計的I/O模塊不支持雙端標準的缺點,要求新的電路模塊中擴展出雙端標準的部分。文中以低壓雙端差分標準(LVDS)為代表構建雙端標準收發轉換電路,與單端標準比較,LVDS具有很多優點: (1)LVDS傳輸的信號擺幅小,從而功耗低,一般差分線上電流不超過4mA,負載阻抗為100Ω。這一特征使它適合做并行數據傳輸。 (2)LVDS信號擺幅小,從而使得該結構可以在2.5V的低電壓下工作。 (3)LVDS輸入單端信號電壓可以從0V到2.4V變化,單端信號擺幅為400mV,這樣允許輸入共模電壓從0.2V到2.2V范圍內變化,也就是說LVDS允許收發兩端地電勢有±1V的落差。 本文采用0.18μm1.8V/3.3V混合工藝,輔助Xilinx公司FPGA開發軟件ISE,設計完成了可以用于Virtex系列各低端型號FPGA的IOB結構,它有靈活的可配置性和出色的適應能力,能支持大量的I/O標準,其中包括單端標準,也包括雙端標準如LVDS等。它具有適應性的優點、可選的特性和考慮到被文件描述的硬件結構特征,這些特點可以改進和簡化系統級的設計,為最終的產品設計和生產打下基礎。設計中對包括20種IO標準在內的各電器參數按照用戶手冊描述進行仿真驗證,性能參數已達到預期標準。

    標簽: FPGA 標準 可編程

    上傳時間: 2013-05-15

    上傳用戶:shawvi

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