隨著GPS(Global Positioning System)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟,其全球性、全天候、低成本等特點(diǎn)使得GPS接收機(jī)的用戶數(shù)量大幅度增加,應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣。但由于定位過程中各種誤差源的存在,單機(jī)定位精度受到影響。目前常從兩個(gè)方面考慮減小誤差提高精度:①用高精度相位天線、差分技術(shù)等通過提高硬件成本獲取高精度;②針對(duì)誤差源用濾波算法從軟件方面實(shí)現(xiàn)精度提高。兩種方法中,后者相對(duì)于前者在滿足精度要求的前提下節(jié)約成本,而且便于系統(tǒng)融合,是應(yīng)用于GPS定位的系統(tǒng)中更有前景的方法。但由于在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)定位濾波算法需要時(shí)間,傳統(tǒng)CPU往往不能滿足實(shí)時(shí)性的要求,而FPGA以其快速并行計(jì)算越來越受到青睞。 本文在FPGA平臺(tái)上,根據(jù)“先時(shí)序后電路”的設(shè)計(jì)思想,由同步?jīng)]計(jì)方法以及自頂向下和自下而上的混合設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。從GPS-OEM板輸出的定位信息的接收到定位結(jié)果的坐標(biāo)變換,最終到kalman濾波遞推計(jì)算減小定位誤差,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、快速、高精度的GPS定位信息采集處理系統(tǒng),為GPS定位數(shù)據(jù)的處理方法做了新的嘗試,為基于FPGA的GPS嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。具體工作如下: 基于FPGA設(shè)計(jì)了GPS定位數(shù)據(jù)的正確接收和顯示,以及經(jīng)緯度到平面坐標(biāo)的投影變換。根掘GPS輸出信息標(biāo)準(zhǔn)和格式,通過串口接收模塊實(shí)現(xiàn)串口數(shù)掘的接收和經(jīng)緯度信息提取,并通過LCD實(shí)時(shí)顯示。在提取信息的同時(shí)將數(shù)據(jù)格式由ASCⅡ碼轉(zhuǎn)變?yōu)槭M(jìn)制整數(shù)型,實(shí)現(xiàn)利用移位和加法運(yùn)算達(dá)到代替乘法運(yùn)算的效果,從而減少資源的利用率。在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過程中,利用查找表的方法查找轉(zhuǎn)化時(shí)需要的各個(gè)參數(shù)值,并將該參數(shù)先轉(zhuǎn)為雙精度浮點(diǎn)小數(shù),再進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。根據(jù)高斯轉(zhuǎn)化公式的規(guī)律將公式簡化成只涉及加法和乘法運(yùn)算,以此簡化公式運(yùn)算量,達(dá)到節(jié)省資源的目的。 卡爾曼濾波器的實(shí)現(xiàn)。首先分析了影響定位精度的各種誤差因素,將各種誤差因素視為一階馬爾科夫過程的總誤差,建立了系統(tǒng)狀態(tài)方程、觀測方程和濾波方程,并基于分散濾波的思想進(jìn)行卡爾曼濾波設(shè)計(jì),并通過Matlab進(jìn)行仿真。結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的卡爾曼濾波器收斂性好,定位精度高、估計(jì)誤差小。在仿真基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)基于FPGA的卡爾曼濾波計(jì)算。在滿足實(shí)時(shí)性的基礎(chǔ)上,通過IP核、模塊的分時(shí)復(fù)用和樹狀結(jié)構(gòu)節(jié)省資源,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)卡爾曼濾波,達(dá)到提高數(shù)據(jù)精度的效果。 設(shè)計(jì)中以Xilinx公司的Virtex-5系列的XC5VLX110-FF676為硬件平臺(tái),采用Verilog HDL硬件描述語言實(shí)現(xiàn),利用Xilinx公司的ISE10.1工具布局布線,一共使用44438個(gè)邏輯資源,時(shí)鐘頻率達(dá)到100MHZ以上,滿足實(shí)時(shí)性信號(hào)處理要求,在保證精度的前提下達(dá)到資源最優(yōu)。Modelsim仿真驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)的正確性。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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針對(duì)高速數(shù)字信號(hào)處理的要求,提出用FPGA 實(shí)現(xiàn)基- 4FFT 算法,并對(duì)其整體結(jié)構(gòu)、蝶形單\\\\\\\\r\\\\\\\\n元進(jìn)行了分析. 采用蝶算單元輸入并行結(jié)構(gòu)和同址運(yùn)算,能同時(shí)提供蝶形運(yùn)算所需的4 個(gè)操作\\\\\\\\r\\\\\\\\n數(shù),具有最大的數(shù)據(jù)并行性,能提高處理速度 按照旋轉(zhuǎn)因子存放規(guī)則,蝶形運(yùn)算所需的3 個(gè)旋轉(zhuǎn)\\\\\\\\r\\\\\\\\n因子地址相同,且尋址方式簡單 輸出采取與輸入相似的存儲(chǔ)器 運(yùn)算單元同時(shí)采用3 個(gè)乘法的\\\\\\\\r\\\\\\\\n復(fù)數(shù)運(yùn)算算法來
上傳時(shí)間: 2013-08-08
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介紹了IIR 濾波器的FPGA 實(shí)現(xiàn)方法,給出了 IIR 數(shù)字濾波器的時(shí)序控制、延時(shí)、補(bǔ)碼乘法和累加四個(gè)模塊的設(shè)計(jì)方法,并用VHDL和FPGA 器件實(shí)現(xiàn)了IIR 數(shù)字濾波。
標(biāo)簽: FPGA IIR 濾波器 實(shí)現(xiàn)方法
上傳時(shí)間: 2013-08-12
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針對(duì)數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)對(duì)反饋鏈路平坦度的要求,提出一種在不斷開模擬鏈路的前提下,采用單音測量WCDMA<E混模基站射頻拉遠(yuǎn)單元反饋鏈路的增益平坦度,并采用最小二乘法,分別擬合射頻、本振和中頻的增益的方法。采用MATLAB工具產(chǎn)生濾波器系數(shù),在基本不增加復(fù)雜度的基礎(chǔ)上,通過DPD軟件離線補(bǔ)償中頻的增益不平坦度。實(shí)際應(yīng)用取得良好的補(bǔ)償效果。
標(biāo)簽: 數(shù)字預(yù)失真 反饋 增益
上傳時(shí)間: 2013-10-18
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本應(yīng)用筆記介紹如何運(yùn)用本文所述電路來避免添加額外的求和放大器,以及IOUT架構(gòu)如何支持交流和直流兩種輸入,從而使該電路非常適合數(shù)據(jù)采集和儀器儀表應(yīng)用。
標(biāo)簽: DAC 乘法 運(yùn)算放大器 控制交流
上傳時(shí)間: 2013-11-21
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介紹了MSK信號(hào)的優(yōu)點(diǎn),并分析了其實(shí)現(xiàn)原理,提出一種MSK高性能數(shù)字調(diào)制器的FPGA實(shí)現(xiàn)方案;采用自頂向下的設(shè)計(jì)思想,將系統(tǒng)分成串/并變換器、差分編碼器、數(shù)控振蕩器、移相器、乘法電路和加法電路等6大模塊,重點(diǎn)論述了串/并變換、差分編碼、數(shù)控振蕩器的實(shí)現(xiàn),用原理圖輸入、VHDL語言設(shè)計(jì)相結(jié)合的多種設(shè)計(jì)方法,分別實(shí)現(xiàn)了各模塊的具體設(shè)計(jì),并給出了其在QuartusII環(huán)境下的仿真結(jié)果。結(jié)果表明,基于FPGA的MSK調(diào)制器,設(shè)計(jì)簡單,便于修改和調(diào)試,性能穩(wěn)定。
標(biāo)簽: FPGA MSK 制器設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-11-23
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定點(diǎn)乘法器設(shè)計(jì)(中文) 運(yùn)算符: + 對(duì)其兩邊的數(shù)據(jù)作加法操作; A + B - 從左邊的數(shù)據(jù)中減去右邊的數(shù)據(jù); A - B - 對(duì)跟在其后的數(shù)據(jù)作取補(bǔ)操作,即用0減去跟在其后的數(shù)據(jù); - B * 對(duì)其兩邊的數(shù)據(jù)作乘法操作; A * B & 對(duì)其兩邊的數(shù)據(jù)按位作與操作; A & B # 對(duì)其兩邊的數(shù)據(jù)按位作或操作; A # B @ 對(duì)其兩邊的數(shù)據(jù)按位作異或操作; A @ B ~ 對(duì)跟在其后的數(shù)據(jù)作按位取反操作; ~ B << 以右邊的數(shù)據(jù)為移位量將左邊的數(shù)據(jù)左移; A << B $ 將其兩邊的數(shù)據(jù)按從左至右順序拼接; A $ B
標(biāo)簽: 定點(diǎn) 乘法器設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-12-17
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模擬乘法器在運(yùn)算電路中的應(yīng)用 8.6.1 乘法運(yùn)算電路 8.6.2 除法運(yùn)算電路 8.6.3 開方運(yùn)算電路
標(biāo)簽: 模擬乘法器 中的應(yīng)用 運(yùn)算電路
上傳時(shí)間: 2013-10-10
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用來接收上位機(jī)的電壓輸出命令! 通過不斷對(duì)輸出采樣得到多組數(shù)據(jù)!先后利用最小二乘法曲線擬合及二分法進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整!以達(dá)到穩(wěn)定輸出的目的" 本方案還采用軟件保護(hù)和硬件保護(hù)雙保險(xiǎn)的設(shè)計(jì)!確保電源及用電器的安全" 此外!還具有電流實(shí)時(shí)監(jiān)控!設(shè)定電流閾值等功能"
上傳時(shí)間: 2014-12-24
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線性卷積和線性相關(guān)的FFT算法:一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1:掌握FFT基2時(shí)間(或基2頻率)抽選法,理解其提高減少乘法運(yùn)算次數(shù)提高運(yùn)算速度的原理。 2:掌握FFT圓周卷積實(shí)現(xiàn)線性卷積的原理 二 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求 1.對(duì)N=2048或4096點(diǎn)的離散時(shí)間信號(hào)x(n),試用Matlab語言編程分別以DFT和FFT計(jì)算N個(gè)頻率樣值X(k), 比較兩者所用時(shí)間的大小。 2.對(duì)N/2點(diǎn)長的x(n)和N/2點(diǎn)長的h(n),試用Matlab語言編程實(shí)現(xiàn)以圓周卷積代替線性卷積,并比較圓周卷積法和直接計(jì)算線性卷積兩者的運(yùn)算速度。 三預(yù)做實(shí)驗(yàn) 1.FFT與DFT計(jì)算時(shí)間的比較 (1)FFT提高運(yùn)算速度的原理 (2)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)論 2.圓周卷積代替線性卷積的有效性實(shí)驗(yàn) (1)圓周卷積代替線性卷積的原理 (2)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)論 FFT提高運(yùn)算速度的原理 FFT算法將長序列的DFT分解為短序列的DFT。N點(diǎn)的DFT先分解為2個(gè)N/2點(diǎn)的DFT,每個(gè)N/2點(diǎn)的DFT又分解為N/4點(diǎn)的DFT,等等。最小變換的點(diǎn)數(shù)即所謂的“基數(shù)”。因此,基數(shù)為2的FFT算法的最小變換(或稱蝶型)是2點(diǎn)的DFT。一般地,對(duì)N點(diǎn)FFT,對(duì)應(yīng)于N個(gè)輸入樣值,有N個(gè)頻域樣值與之對(duì)應(yīng)。
上傳時(shí)間: 2013-10-26
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