GPS全球定位系統(tǒng)是美國(guó)國(guó)防部為軍事目的而建立的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，其主要目的是解決海上、陸地和空中運(yùn)載工具的導(dǎo)航定位問(wèn)題。GPS作為新一代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，不僅具有全球、全天候、連續(xù)、高精度導(dǎo)航與定位能力，而且具有優(yōu)良的抗干擾性和保密性。因此，發(fā)展全球定位系統(tǒng)是當(dāng)今導(dǎo)航技術(shù)現(xiàn)代化的一個(gè)重要標(biāo)志。在GPS接收機(jī)中，為了得到導(dǎo)航電文并對(duì)其進(jìn)行解算，要完成復(fù)雜的信號(hào)處理過(guò)程。其中，怎樣捕獲到衛(wèi)星信號(hào)，并對(duì)C/A碼進(jìn)行跟蹤是研制GPS接收機(jī)的重要問(wèn)題之一。本文在對(duì)GPS信號(hào)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入的分析后，結(jié)合FPGA的特點(diǎn)，對(duì)算法進(jìn)行設(shè)計(jì)及優(yōu)化后，給出了相應(yīng)的仿真。內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面： 1.對(duì)GPS信號(hào)結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生原理進(jìn)行了深入地分析，并對(duì)GPS信號(hào)的調(diào)制機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)地闡述。 2.在GPS信號(hào)的捕獲方面，采用了基于FFT頻域的快速捕獲的方法，即將接收到的GPS信號(hào)先利用快速傅立葉變換(FFT)變換到頻域，在頻域完成相應(yīng)的運(yùn)算后，再利用傅立葉反變換(IFFT)變換到時(shí)域。從而大大減少了計(jì)算量，加快了信號(hào)捕獲的速度，提高了捕獲性能。 3.在C/A碼跟蹤部分，本文采用了非相干延遲鎖定環(huán)對(duì)C/A碼進(jìn)行跟蹤。來(lái)自載波跟蹤環(huán)路的本地載波將輸入的信號(hào)變成基帶信號(hào)，然后分別和本地碼的三個(gè)不同相位序列進(jìn)行相乘，將相乘結(jié)果進(jìn)行累加，經(jīng)過(guò)處理將得到碼相位和當(dāng)前的載波頻率送到載波跟蹤環(huán)路。 4.載波跟蹤環(huán)，本文采用的是科斯塔斯環(huán)。載波跟蹤環(huán)和碼跟蹤環(huán)在結(jié)構(gòu)上相似，故本文只對(duì)關(guān)鍵的載波NCO進(jìn)行了仿真。 本文的創(chuàng)新點(diǎn)主要是使用FPGA對(duì)整個(gè)GPS信號(hào)的捕獲及C/A碼的跟蹤進(jìn)行設(shè)計(jì)。此外，根據(jù)FPGA的特點(diǎn)，在不改變外部硬件設(shè)計(jì)的前提下，改變相應(yīng)的IP核或相關(guān)的VHDL程序就可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行各種優(yōu)化設(shè)計(jì)，以適應(yīng)不同類型的GPS接收機(jī)的不同功能。
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一般由信源發(fā)出的數(shù)字基帶信號(hào)含有豐富的低頻分量，甚至直流分量，這些信號(hào)往往不宜直接用于傳輸，易產(chǎn)生碼間干擾進(jìn)而直接影響傳輸?shù)目煽啃裕蚨獙?duì)其進(jìn)行編碼以便傳輸。傳統(tǒng)的井下信號(hào)在傳輸過(guò)程中普遍采用曼徹斯特碼的編解碼方式，而該方式的地面解碼電路復(fù)雜。FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)作為一種新興的可編程邏輯器件，具有較高的集成度，能將編解碼電路集成在一片芯片上，而HDB3碼(三階高密度雙極性碼)具有解碼規(guī)則簡(jiǎn)單，無(wú)直流，低頻成份少，可打破長(zhǎng)連0和提取同步方便等優(yōu)點(diǎn)。基于上述情況，本文提出了基于FPGA的}tDB3編譯碼設(shè)計(jì)方案。 該研究的總體設(shè)計(jì)方案包括用MATLAB進(jìn)行HDB3編譯碼算法的驗(yàn)證，基于FPGA的HDB3碼編譯碼設(shè)計(jì)與仿真，結(jié)果分析與比較三大部分。為了保證該設(shè)計(jì)的可靠性，首先是進(jìn)行編譯碼的算法驗(yàn)證；其次通過(guò)在FPGA的集成設(shè)計(jì)環(huán)境QuartusⅡ軟件中完成HDB3碼的編譯、綜合、仿真等步驟，通過(guò)下載電纜下載到特定的FPGA芯片上，用邏輯分析儀進(jìn)行時(shí)序仿真；最后將算法驗(yàn)證結(jié)果與仿真結(jié)果作一對(duì)比，分析該研究的可行性與可靠性。 研究表明，基于FPGA的HDB3編譯碼設(shè)計(jì)具有體積小，譯碼簡(jiǎn)單，編程靈活，集成度高，可靠等優(yōu)點(diǎn)。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著信號(hào)處理技術(shù)的進(jìn)步和電子技術(shù)的發(fā)展，雷達(dá)信號(hào)偵察接收機(jī)逐漸從模擬體制向數(shù)字體制轉(zhuǎn)變。軟件無(wú)線電概念的提出，促使雷達(dá)偵察接收機(jī)朝大帶寬、全截獲方向發(fā)展，現(xiàn)有的串行信號(hào)處理體制已經(jīng)很難滿足系統(tǒng)要求。FPGA器件的出現(xiàn)，為實(shí)現(xiàn)寬帶雷達(dá)信號(hào)偵察數(shù)字接收機(jī)提供了硬件支持。 本文結(jié)合FPGA芯片特點(diǎn)，在前人研究基礎(chǔ)上，從算法和硬件實(shí)現(xiàn)兩方面，對(duì)雷達(dá)信號(hào)偵察數(shù)字接收機(jī)若干關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究和創(chuàng)新，主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面。 1)給出了基于QuartusII/Matlab和ISE/ModelSim/Matlab的兩種FPGA設(shè)計(jì)聯(lián)合仿真技術(shù)。這種聯(lián)合仿真技術(shù)，大大提高了基于FPGA的雷達(dá)信號(hào)偵察數(shù)字接收機(jī)的設(shè)計(jì)效率。 2)給出了一種基于FFT/IFFT的寬帶數(shù)字正交變換算法，并將該算法在FPGA中進(jìn)行了硬件實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)可對(duì)600MHz帶寬內(nèi)的輸入信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)正交變換。 3)提出了一種全并行結(jié)構(gòu)FFT的FPGA實(shí)現(xiàn)方案，并將其在FPGA芯片中進(jìn)行了硬件實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)能夠在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成32點(diǎn)并行FFT運(yùn)算，滿足了數(shù)字信道化接收機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)處理速度的要求。 4)提出了一種自相關(guān)信號(hào)檢測(cè)FPGA實(shí)現(xiàn)方案，通過(guò)改變FIFO長(zhǎng)度改變自相關(guān)運(yùn)算點(diǎn)數(shù)，實(shí)現(xiàn)了弱信號(hào)檢測(cè)。提出通過(guò)二次門限處理來(lái)消除檢測(cè)脈沖中的毛刺和凹陷，降低了虛警概率，提高了檢測(cè)結(jié)果的可靠性。 5)在單通道自相關(guān)信號(hào)檢測(cè)算法基礎(chǔ)上，提出采用三路并行檢測(cè)，每路采用不同的相關(guān)點(diǎn)數(shù)和檢測(cè)門限，再綜合考慮三路檢測(cè)結(jié)果，得到最終檢測(cè)結(jié)果。給出了算法FPGA實(shí)現(xiàn)過(guò)程，并對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行了聯(lián)合時(shí)序仿真，提高了檢測(cè)性能。 6)給出了一種利用FFT變換后的兩根最大譜線進(jìn)行插值的快速高精度頻率估計(jì)方法，并將該算法在FPGA硬件中進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。通過(guò)利用FFT運(yùn)算后的實(shí)/虛部最大值進(jìn)行插值，降低了硬件資源消耗、縮短了運(yùn)算延遲。 7)結(jié)合4)、5)、6)中的研究成果，完成了對(duì)雷達(dá)脈沖信號(hào)到達(dá)時(shí)間、終止時(shí)間、脈沖寬度和脈沖頻率的估計(jì)，最終在一塊FPGA芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)精簡(jiǎn)的雷達(dá)信號(hào)偵察數(shù)字接收機(jī)，并在微波暗室中進(jìn)行了測(cè)試。
標(biāo)簽： FPGA 雷達(dá)信號(hào) 數(shù)字接收機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-06-13
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本文以VB 為主體開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)了參數(shù)化設(shè)計(jì)凸輪和凸輪輪廓設(shè)計(jì)過(guò)程的動(dòng)畫仿真，既提高了凸輪設(shè)計(jì)效率，又益于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)。
標(biāo)簽： 凸輪機(jī)構(gòu) 參數(shù) 動(dòng)畫仿真
上傳時(shí)間： 2013-06-13
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基于OpenCV的三維重建論文，對(duì)于想學(xué)習(xí)OpenCV，并想進(jìn)行三維重建開(kāi)發(fā)的朋友有用
標(biāo)簽： OpenCV 三維重建 實(shí)現(xiàn)方案
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基于Matlab的三維重建程序，世界頂級(jí)三維重建大師的代碼
上傳時(shí)間： 2013-05-27
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Altium Designer winter 09電路設(shè)計(jì)案例教程 詳細(xì)介紹了Altium Designer Winter 09的基本功能、操作方法和實(shí)際應(yīng)用技巧。該書集作者十多年P(guān)CB設(shè)計(jì)的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)和從事該課程教學(xué)的深刻體會(huì)于一體，從實(shí)際的應(yīng)用出發(fā)，以典型案例為導(dǎo)向，以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，深入淺出地介紹了Altium Designer軟件的設(shè)計(jì)環(huán)境、原理圖設(shè)計(jì)、層次原理圖設(shè)計(jì)、多通道設(shè)計(jì)、印制電路板(PCB)設(shè)計(jì)、三維PCB設(shè)計(jì)、PCB規(guī)則約束及校驗(yàn)、交互式布線、原理圖庫(kù)、PCB庫(kù)、集成庫(kù)的創(chuàng)建、電路設(shè)計(jì)與仿真，Protel 99 SE與Altium Designer的轉(zhuǎn)換等相關(guān)技術(shù)內(nèi)容。
標(biāo)簽： Altium 電路設(shè)計(jì) 教程
上傳時(shí)間： 2013-07-24
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本論文在詳細(xì)研究MIL-STD-1553B數(shù)據(jù)總線協(xié)議以及參考國(guó)外芯片設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，結(jié)合目前新興的EDA技術(shù)和大規(guī)模可編程技術(shù)，提出了一種全新的基于FPGA的1553B總線接口芯片的設(shè)計(jì)方法。 從專用芯片實(shí)現(xiàn)的具體功能出發(fā)，結(jié)合自頂向下的設(shè)計(jì)思想，給出了總線接口的總體設(shè)計(jì)方案，考慮到電路的具體實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模塊細(xì)化。在介紹模擬收發(fā)器模塊的電路設(shè)計(jì)后，重點(diǎn)介紹了基于FPGA的BC、RT、MT三種類型終端設(shè)計(jì)，最終通過(guò)工作方式選擇信號(hào)以及其他控制信號(hào)將此三種終端結(jié)合起來(lái)以達(dá)到通用接口的功能。同時(shí)給出其設(shè)計(jì)邏輯框圖、算法流程圖、引腳說(shuō)明以及部分模塊的仿真結(jié)果。為了資源的合理利用，對(duì)其中相當(dāng)部分模塊進(jìn)行復(fù)用。在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用自頂向下、碼型轉(zhuǎn)換中的全數(shù)字鎖相環(huán)、通用異步收發(fā)器UART等關(guān)鍵技術(shù)。本設(shè)計(jì)使用VHDL描述，在此基礎(chǔ)之上采用專門的綜合軟件對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行了綜合優(yōu)化，在FPGA芯片EP1K100上得以實(shí)現(xiàn)。通過(guò)驗(yàn)證證明該設(shè)計(jì)能夠完成BC/RT/MT三種模式的工作，能處理多種消息格式的傳輸，并具有較強(qiáng)的檢錯(cuò)能力。 最后設(shè)計(jì)了總線接口芯片測(cè)試系統(tǒng)，選擇TMS320LF2407作為主處理器，測(cè)試主要包括主處理器的自發(fā)自收驗(yàn)證，加入RS232串口調(diào)試過(guò)程提高測(cè)試數(shù)據(jù)的直觀性。驗(yàn)證的結(jié)果表明本文提出的設(shè)計(jì)方案是合理的。
標(biāo)簽： 1553B FPGA 總線接口 技術(shù)研究
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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基于FPGA技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)入侵檢測(cè)是未來(lái)的發(fā)展方向，而網(wǎng)絡(luò)包頭的分類是入侵檢測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵。 文章首先介紹了FPGA技術(shù)的基本原理以及其在信息安全方面的應(yīng)用，接著介紹入侵檢測(cè)系統(tǒng)以及FPGA技術(shù)在入侵檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用。 分析了幾種比較出名的網(wǎng)絡(luò)包分類算法，包括軟件分類方法、TCAM分類算法、BV算法、Tree Bitmap算法以及端口范圍分類算法。 在此基礎(chǔ)上，文章設(shè)計(jì)了一個(gè)基于FPGA技術(shù)的入侵檢測(cè)系統(tǒng)包分類的基本框架圖，實(shí)現(xiàn)框架圖中的各個(gè)基本功能模塊。在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，提出了一類結(jié)合三態(tài)內(nèi)容可尋址內(nèi)存(TCAM)和普通存儲(chǔ)器(RAM)的網(wǎng)絡(luò)包包頭分類方案。我們將檢測(cè)規(guī)則編號(hào)并位圖化，使用RAM存儲(chǔ)與包頭結(jié)構(gòu)相關(guān)的規(guī)則位圖，通過(guò)TCAM上的數(shù)據(jù)匹配操作，快速關(guān)聯(lián)待分析的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包與入侵檢測(cè)規(guī)則。文章還討論了網(wǎng)包頭分類方法的優(yōu)化算法，將優(yōu)化算法與未優(yōu)化算法在速度和空間上進(jìn)行比較。此外，還討論了對(duì)Snort的規(guī)則庫(kù)進(jìn)行整理和規(guī)則化的問(wèn)題。 最后，對(duì)所設(shè)計(jì)的包頭分類匹配模塊在Quartus II進(jìn)行仿真評(píng)估，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與已有的一些分類算法進(jìn)行了比較。結(jié)果說(shuō)明，本設(shè)計(jì)在匹配速度和更新速度上有優(yōu)勢(shì)，但消耗了較多的存儲(chǔ)空間．
標(biāo)簽： 入侵檢測(cè)系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò) 包分類 技術(shù)研究
上傳時(shí)間： 2013-07-17
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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)
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