FPGA器件在通信、消費類電子等領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛,隨著FPGA規(guī)模的增大、功能的加強對時鐘的要求也越來越高。在FPGA中嵌入時鐘發(fā)生器對解決該問題是一個不錯的選擇。本論文首先,描述并分析了電荷泵鎖相環(huán)時鐘發(fā)生器的體系結(jié)構(gòu)、組成單元及各單元的非理想特性;然后討論并分析了電荷泵鎖相環(huán)的小信號特性和瞬態(tài)特性;并給出了電荷泵鎖相環(huán)器件參數(shù)的計算表達式。其次,研究了環(huán)形振蕩器和鎖相環(huán)的相位噪聲特性。由于噪聲性能是時鐘發(fā)生器設(shè)計中的關(guān)鍵指標,本工作對此進行了較為詳細的分析。相位噪聲和抖動是衡量時鐘信號的兩個主要指標。文中從理論上推導了一階鎖相環(huán)的噪聲特性,并建立了由噪聲分析抖動和由抖動分析噪聲的解析表達式關(guān)系,并討論了環(huán)路低噪聲設(shè)計的基本原則。在前面討論和分析的基礎(chǔ)上,利用Hynix0.35umCMOS工藝設(shè)計了200MHz電荷泵鎖相環(huán)時鐘發(fā)生器,并進行了仿真。設(shè)計中環(huán)形振蕩器的延遲單元采用replica偏置結(jié)構(gòu),把延遲單元輸出擺幅限定在確定范圍,尾電流源采用cascode結(jié)構(gòu),增強電路對電源和襯底噪聲的抑制作用。通過增加限流管,改善電荷泵中的開關(guān)的非理想特性。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著數(shù)字信號處理技術(shù)應(yīng)用的不斷深入,數(shù)字信號處理系統(tǒng)的實現(xiàn)面臨著很多挑戰(zhàn),其中面臨的四個主要問題是:速度、設(shè)計規(guī)模、功耗和開發(fā)周期。因此許多數(shù)字信號處理的實現(xiàn)方法被提出,其中基于FPGA的實現(xiàn)技術(shù)就是其中的重要技術(shù)之一。 本文以數(shù)字信號處理系統(tǒng)的實現(xiàn)為應(yīng)用背景,著重研究了基于FPGA的數(shù)字濾波器實現(xiàn)技術(shù)。本文分為兩個主要部分: 第一部分以Xilinx公司的FPGA為例,總結(jié)了FPGA設(shè)計的基本方法及設(shè)計流程,并在此基礎(chǔ)上介紹了一種用于產(chǎn)品快速開發(fā)的設(shè)計方式—基于SystemGenerator的設(shè)計方式,這種設(shè)計方式向數(shù)字信號處理系統(tǒng)的設(shè)計者提供了自上而下的FPGA解決方案。 第二部分系統(tǒng)地研究了基于FPGA的數(shù)字濾波器實現(xiàn)技術(shù)。該部分首先研究了三種適合于FPGA的FIR濾波器實現(xiàn)方法,直接結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)置結(jié)構(gòu)及分布式算法。其次,討論了針對直接結(jié)構(gòu)FIR濾波器的乘法器優(yōu)化技術(shù),CSD編碼和系數(shù)分解,以及針對轉(zhuǎn)置結(jié)構(gòu)FIR濾波器的乘法器優(yōu)化技術(shù),簡化加法器圖,并結(jié)合實例給出了它們的優(yōu)化效果。再次,介紹了直接結(jié)構(gòu)FIR濾波器中常用多操作數(shù)加法實現(xiàn)方法,二叉樹和Wallace樹,并在Wallace樹的基礎(chǔ)上提出了一種適合于FPGA的1比特多操作數(shù)加法結(jié)構(gòu),這種實現(xiàn)結(jié)構(gòu)在實現(xiàn)采樣字長與系數(shù)字長均為l比特的FIR濾波器時,使FPGA的資源利用率得到明顯提高。最后還給出了三種FIR濾波器實現(xiàn)方法在FPGA中應(yīng)用的優(yōu)缺點及其適用性,并給出了一個帶通濾波器的設(shè)計實例。 論文的研究成果已應(yīng)用于“北斗一號”導航定位接收機中。
標簽: FPGA 數(shù)字濾波器 實現(xiàn)技術(shù)
上傳時間: 2013-08-01
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本文結(jié)合工程需要詳細論述了一種數(shù)字相位計的實現(xiàn)方法,該方法是基于FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)芯片運用FFT(快速傅立葉變換)算法完成的。首先,從相位測量的原理出發(fā),分析了傳統(tǒng)相位計的缺點,給出了一種高可靠性的相位檢測實用算法,其算法核心是對采集信號進行FFT變換,通過頻譜分析,實現(xiàn)對參考信號和測量信號初相位的檢測,并同時闡述了FPGA在實現(xiàn)數(shù)字相位計核心FFT算法中的優(yōu)勢。在優(yōu)化的硬件結(jié)構(gòu)中,利用多個乘法器并行運算的方式加快了蝶形運算單元的運算速度;內(nèi)置雙端口RAM、旋轉(zhuǎn)因子ROM使數(shù)據(jù)存儲的速度得到提高;采用了流水線的工作方式使數(shù)據(jù)的存儲、運算在時間上達到匹配。整個設(shè)計采用VHDL(超高速硬件描述語言)語言作為系統(tǒng)內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)的描述手段,在Altera的QuartusⅡ軟件支持下完成。仿真結(jié)果表明,基于FPGA實現(xiàn)的FFT算法無論在速度和精度上都滿足了相位測量的需要,其運算64點數(shù)據(jù)僅需27.5us,最大誤差在1%之內(nèi)。
上傳時間: 2013-05-16
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ucos-ii 在各種芯片上的移植例子,很經(jīng)典的。推薦下載。
上傳時間: 2013-07-10
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由于集成電路產(chǎn)業(yè)在中國的飛速發(fā)展,FPGA設(shè)計技術(shù),作為一種靈活性很強的芯片設(shè)計技術(shù),在國內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用.由于芯片的可升級性和開發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)芯片的必要性,在北京郵電大學寬帶通信網(wǎng)絡(luò)實驗室開發(fā)的三層以太網(wǎng)交換機項目中,以太網(wǎng)口和ATM口之間的數(shù)據(jù)通道的實現(xiàn)上采用了FPGA設(shè)計方法.該文主要集中在ATM口之間的數(shù)據(jù)通道的HEC頭校驗的FPGA實現(xiàn).并完成了硬件設(shè)計、配置、硬件測試聯(lián)調(diào)工作以及論文撰寫工作.硬件的設(shè)計和開發(fā)基于Protel99和Tornado/VxWorks,軟件的設(shè)計和開發(fā)采用了標準的VHDL語言,開發(fā)環(huán)境是WINDOWS,開發(fā)工具是Xilinx公司的iSE4.1i集成開發(fā)環(huán)境.隨著網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的發(fā)展,位于網(wǎng)絡(luò)邊緣的設(shè)備將會變得更加靈巧,更加迎合網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要,在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上越來越多地引入了網(wǎng)絡(luò)處理器.我們實驗室和Intel建立了聯(lián)合實驗室,在此基礎(chǔ)上,我們要把網(wǎng)絡(luò)處理器評估板硬件上,運行軟件,使其成為路由器,首先要加載的就是網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議.由于Linux的開放源代碼,所以我們決定采用Linux做嵌入式系統(tǒng),在上面運行zebra的路由協(xié)議.Zebra是linux上面的開放源代碼的路由軟件.
標簽: FPGA 協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)處理器
上傳時間: 2013-07-08
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近年來,隨著嵌入式系統(tǒng)的快速發(fā)展,越來越多的嵌入式設(shè)備被用于工業(yè)控制、智能家居等領(lǐng)域。同時伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,嵌入式設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)接入局域網(wǎng)或者Internet已經(jīng)逐步成為發(fā)展的趨勢。通過在嵌入式設(shè)備中內(nèi)置Web服務(wù)器,用戶可以在任何一臺聯(lián)網(wǎng)的計算機上通過瀏覽器來獲取設(shè)備的信息,用戶還可以通過網(wǎng)絡(luò)對設(shè)備進行配置和管理。因此研究和開發(fā)嵌入式Web服務(wù)器具有重要的實際意義和應(yīng)用價值。 本文在S3C44BOX開發(fā)板上使用μClinux操作系統(tǒng)作為開發(fā)平臺,開發(fā)并實現(xiàn)了嵌入式Web服務(wù)器。文中提出了2種實現(xiàn)方案,一種是基于boa的嵌入式Web服務(wù)器,所做的主要工作是boa在gClinux中的移植和CGI的編寫,在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了動、靜態(tài)頁面的生成和簡單的控制功能。另一種方案是基于HTTP協(xié)議和socket編程所開發(fā)的嵌入式Web服務(wù)器,在此方案中實現(xiàn)了HTTP協(xié)議的GET和POST請求方式,能夠生成簡單的動態(tài)頁面,實現(xiàn)了歷史數(shù)據(jù)的保存功能,還能夠根據(jù)用戶在瀏覽器端的請求進行相應(yīng)的控制和管理。 論文首先對嵌入式Web服務(wù)器的體系結(jié)構(gòu)進行了分析,然后介紹了S3C44BOX硬件開發(fā)平臺,并分析了bootloader的基本原理和實現(xiàn)過程。隨后對μClinux操作系統(tǒng)的特點和網(wǎng)卡驅(qū)動程序進行了分析,并著重介紹了μClinux的移植過程。在第五章,論文詳細分析了TCP/IP和HTTP的原理和工作機制,并介紹了Web服務(wù)器中CGI的工作原理,最后分析了boa服務(wù)器的移植和CGI程序的編寫以及Web服務(wù)器的測試等。在第六章,在HTTP協(xié)議分析和網(wǎng)絡(luò)編程的基礎(chǔ)上,提出了嵌入式Web服務(wù)器的設(shè)計思想、程序流程圖,重點分析了Web服務(wù)器主程序流程、動態(tài)頁面的生成、歷史數(shù)據(jù)查詢的實現(xiàn)等,也分析了Web服務(wù)器中各種控制功能的實現(xiàn)流程,最后給出了Web服務(wù)器的測試結(jié)果。
上傳時間: 2013-05-17
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C語言實現(xiàn)RS232上、下位機串行通信 C語言實現(xiàn)RS232上、下位機串行通信
上傳時間: 2013-06-03
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常用的實時數(shù)字信號處理的器件有可編程的數(shù)字信號處理(DSP)芯片(如AD系列、TI系列)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)等。在工程實踐中,往往要求對信號處理要有高速性、實時性和靈活性,而已有的一些軟件和硬件實現(xiàn)方式則難以同時達到這幾方面的要求。隨著可編程邏輯器件和EDA技術(shù)的發(fā)展,使用FPGA來實現(xiàn)數(shù)字信號處理,既具有實時性,又兼顧了一定的靈活性。FPGA具有的靈活的可編程邏輯可以方便的實現(xiàn)高速數(shù)字信號處理,突破了并行處理、流水級數(shù)的限制,有效地利用了片上資源,加上反復(fù)的可編程能力,越來越受到國內(nèi)外從事數(shù)字信號處理的研究者所青睞。 FIR數(shù)字濾波器以其良好的線性特性被廣泛使用,屬于數(shù)字信號處理的基本模塊之一。本論文對基于FPGA的FIR數(shù)字濾波器實現(xiàn)進行了研究,所做的主要工作如下: 1.介紹了FIR數(shù)字濾波器的基本理論和FPGA的基本概況,以及FPGA設(shè)計流程、設(shè)計指導原則和常用的設(shè)計指導思想與技巧。 2.以FIR數(shù)字濾波器的基本理論為依據(jù),使用分布式算法為濾波器的硬件實現(xiàn)算法,并對其進行了詳細的討論。針對分布式算法中查找表規(guī)模過大的缺點,采用優(yōu)化分布式算法的多塊查找表方式使得硬件規(guī)模極大的減小。 3.設(shè)計出一個192階的FIR濾波器實例。其系統(tǒng)要求為:定點16位輸入、定點12位系數(shù)、定點16位輸出,采樣率為75MHz。設(shè)計用Quartus II軟件進行仿真,并將其仿真結(jié)果與Matlab仿真結(jié)果進行對比分析。 仿真結(jié)果表明,本論文設(shè)計的濾波器硬件規(guī)模較小,采樣率達到了75MHz。同時只要將查找表進行相應(yīng)的改動,就能分別實現(xiàn)低通、高通、帶通FIR濾波器,體現(xiàn)了設(shè)計的靈活性。
標簽: FPGA FIR 數(shù)字濾波器
上傳時間: 2013-06-06
上傳用戶:June
本論文介紹了毫米波通信系統(tǒng)中常用的上變頻方案和調(diào)制方式,比較了它們的性能和特點,最終在發(fā)射系統(tǒng)中選擇了DQPSK調(diào)制方式。提出了一種利用數(shù)字上變頻技術(shù)進行基帶信號的數(shù)字域上變頻調(diào)制的方法。系統(tǒng)設(shè)計采用了現(xiàn)場可編程邏輯器件FPGA和通用正交上變頻器AD9857相結(jié)合的方案。 本設(shè)計硬件平臺以AD公司的AD9857為核心,在數(shù)字域完成了基帶數(shù)字信號內(nèi)插濾波、正交調(diào)制、D/A變換等功能;選用ALTERA公司的Cyclone系列EPlC6Q240C8完成了基帶數(shù)字信號的處理,并實現(xiàn)了對AD9857的控制。軟件部分,應(yīng)用Quartus Ⅱ和硬件描述語言VHDL在FPGA中完成了基帶數(shù)字信號處理模塊(串并轉(zhuǎn)換模塊、差分編碼模塊)和與AD9857的通信模塊(串口通信模塊、并口通信模塊)的設(shè)計,并進行了仿真,仿真結(jié)果達到了設(shè)計要求。整個系統(tǒng)實現(xiàn)了在70MHz中頻載波上的DQPSK調(diào)制。系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單,控制靈活,頻率分辨率高,頻率變化速率高等優(yōu)點。
上傳時間: 2013-07-18
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隨著數(shù)字電視技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)字機頂盒已成為現(xiàn)在模擬電視收看數(shù)字電視節(jié)目必不可少的設(shè)備。而數(shù)字機頂盒需要在解碼后的模擬視頻信號上加入屏幕顯示信息(如亮度、色度、信息服務(wù)菜單等)以提供給觀眾良好的界面和靈活的人機交互。 v屏幕顯示系統(tǒng)(OSG,On-Screen-Graphics)解決了現(xiàn)有模擬電視無法實現(xiàn)的疊加屏幕顯示信息的問題,提供同步輸出疊加有各種圖形、文字的電視節(jié)目圖像的功能,其中最主要的部分是OSD(On-Screen-Display),即屏幕顯示單元。OSD將疊加的位圖圖像分為多個OSD塊,一般定義為矩形區(qū)域。每個矩形區(qū)域,例如臺標、參數(shù)調(diào)節(jié)框、字幕等,都有獨立的4色、16色或256色顏色查找表。同時OSG系統(tǒng)也支持真彩模式。OSD塊經(jīng)由編碼/混合器與視頻圖像進行alpha混合后輸出到電視屏幕上。 本文詳細介紹了應(yīng)用FPGA設(shè)計包括屏幕顯示單元在內(nèi)的OSG系統(tǒng)的思路和設(shè)計過程,描述了模塊的劃分與功能仿真。在論文前半部分,本文給出了圖文屏幕顯示系統(tǒng)各子單元的工作流程,接著論文的后半部分,給出了詳細的模塊接口說明和硬件實現(xiàn)。
上傳時間: 2013-07-27
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