在衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信技術(shù)快速發(fā)展的今天，短波這一最古老和傳統(tǒng)的通信方式不僅沒有被淘汰，還在快速發(fā)展。其通信距離遠(yuǎn)、設(shè)備簡單以及移動(dòng)方便等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于無線通信領(lǐng)域。 數(shù)字調(diào)制技術(shù)作為通信領(lǐng)域中極為重要的一個(gè)方面，也得到了迅速發(fā)展。全數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)的使用使各類現(xiàn)代調(diào)制解調(diào)技術(shù)融合一體，目前國內(nèi)多速率/多制式調(diào)制解調(diào)大多基于通用．DSP實(shí)現(xiàn)，支持的速率比較低。由于運(yùn)算量大和硬件參數(shù)的限制，采用通用DSP無法勝任高速率調(diào)制解調(diào)的任務(wù)。現(xiàn)代FPGA可以提供支持以低系統(tǒng)丌銷、低成本實(shí)現(xiàn)高速乘．累加超前進(jìn)位鏈的DSP算法。本文采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的方式研究基于FPGA技術(shù)來實(shí)現(xiàn)短波數(shù)字信號(hào)的調(diào)制解調(diào)。通過對(duì)具體的FPGA系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試，將理論應(yīng)用到實(shí)際中。 本文通過具體的EPlC60240C8芯片作為處理器的FPGA實(shí)驗(yàn)板，研究了短波數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)的設(shè)計(jì)與丌發(fā)過程。分析了現(xiàn)代通信的各種調(diào)制方式．誤碼率。得出了不同的調(diào)制方式的優(yōu)劣性。最后重點(diǎn)提出了QPSK的調(diào)制解調(diào)方法。給出了Qf'SK的調(diào)制解調(diào)框圖、QPSK的SystemView系統(tǒng)仿真、VHDL程序進(jìn)行調(diào)制解調(diào)，在OUARTUS上進(jìn)行仿真。然后設(shè)計(jì)AD/DA輸入輸出電路，對(duì)短波數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制解調(diào)。通過設(shè)計(jì)的AD/DA電路輸入短波數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制解調(diào)，然后輸出原始的模擬信號(hào)。文中還對(duì)比了其他的調(diào)制解調(diào)方式，通過對(duì)比，發(fā)現(xiàn)不同的調(diào)制解調(diào)方式對(duì)短波信號(hào)的影響。最后，通過比較FPGA與DSP在處理高速率、大容量的數(shù)字信號(hào)，得出不同的結(jié)論。展示了FPGA在這方面的優(yōu)越性。
標(biāo)簽： FPGA 短波 數(shù)字信號(hào) 調(diào)制解調(diào)
上傳時(shí)間： 2013-06-05
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近年來，隨著多媒體技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子、計(jì)算機(jī)、通訊和娛樂之間的相互融合、滲透越來越多，而數(shù)字音頻技術(shù)則是應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)之一。MP3(MPEG-1 Audio LayerⅢ)編解碼算法作為數(shù)字音頻的解決方案，在便攜式多媒體產(chǎn)品中得到了廣泛流行。 在已有的便攜式MP3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案中，低速處理器與專用硬件結(jié)合的SOC設(shè)計(jì)方案結(jié)合了硬件實(shí)現(xiàn)方式和軟件實(shí)現(xiàn)方式的優(yōu)點(diǎn)，具有成本低、升級(jí)容易、功能豐富等特點(diǎn)。IMDCT(反向改進(jìn)離散余弦變換)是編解碼算法中一個(gè)運(yùn)算量大調(diào)用頻率高的運(yùn)算步驟，因此適于硬件實(shí)現(xiàn)，以降低處理器的開銷和功耗，來提高整個(gè)系統(tǒng)的性能。 本文首先闡述了MP3音頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)和流程，以及IMDCT常用的各種實(shí)現(xiàn)算法。在此基礎(chǔ)上選擇了適于硬件實(shí)現(xiàn)的遞歸循環(huán)實(shí)現(xiàn)方法，并在已有算法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，減小了所需硬件資源需求并保持了運(yùn)算速度。接著提出了模塊總體設(shè)計(jì)方案，結(jié)合算法進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，并在EDA環(huán)境下具體實(shí)現(xiàn)，用硬件描述語言設(shè)計(jì)、綜合、仿真，且下載到Xilinx公司的VirtexⅡ系列xc2v1000FPGA器件中，在減小硬件資源的同時(shí)快速地實(shí)現(xiàn)了IMDCT，經(jīng)驗(yàn)證功能正確。
上傳時(shí)間： 2013-06-11
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基于微處理器的數(shù)字PID控制器改變了傳統(tǒng)模擬PID控制器參數(shù)整定不靈活的問題。但是常規(guī)微處理器容易在環(huán)境惡劣的情況下出現(xiàn)程序跑飛的問題，如果實(shí)現(xiàn)PID軟算法的微處理器因?yàn)閺?qiáng)干擾或其他原因而出現(xiàn)故障，會(huì)引起輸出值的大幅度變化或停止響應(yīng)。而FPGA的應(yīng)用可以從本質(zhì)上解決這個(gè)問題。因此，利用FPGA開發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能控制器算法的芯片化，使之能夠廣泛的用于各種場(chǎng)合，具有很大的應(yīng)用意義。 首先分析FPGA的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，總結(jié)FPGA設(shè)計(jì)技術(shù)及開發(fā)流程，指出實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低設(shè)計(jì)難度，是擴(kuò)展設(shè)計(jì)功能、提高芯片性能和產(chǎn)品性價(jià)比的關(guān)鍵。控制系統(tǒng)由四個(gè)模塊組成，主要包括核心控制器模塊、輸入輸出模塊以及人機(jī)接口。其中控制器部分為系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。在分析FPGA設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)類型和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出一種基于FPGA改進(jìn)型并行結(jié)構(gòu)的PID溫度控制器設(shè)計(jì)方法。在PID算法與FPGA的運(yùn)算器邏輯映像過程中，采用將補(bǔ)碼的加法器代替減法器設(shè)計(jì)，增加整數(shù)運(yùn)算結(jié)果的位擴(kuò)展處理，進(jìn)行不同數(shù)據(jù)類型的整數(shù)歸一化等不同角度的處理方法融合為一體，可以有效地減少邏輯運(yùn)算部件。應(yīng)用Ouartus Ⅱ圖形輸入與Verilog HDL語言相結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了PID控制器，用Modelsim仿真驗(yàn)證了設(shè)計(jì)結(jié)果的正確性，用Synplify Pro進(jìn)行電路綜合，在Quaitus Ⅱ軟件中實(shí)現(xiàn)布局布線，最后生成FPGA的編程文件。根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，論文設(shè)計(jì)完成了12位模數(shù)AD轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)顯示器、按鍵等相關(guān)外圍接口電路。 將一階、純滯后、大慣性電阻爐溫作為控制對(duì)象，以EP1C3T144 FPGA為核心，構(gòu)建PID控制系統(tǒng)。在采用Pt100溫度傳感器、分辨率為2℃、最大溫度控制范圍0～400℃的條件下，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，達(dá)到無超調(diào)的穩(wěn)定控制要求，為降低FPGA實(shí)現(xiàn)PID控制器的設(shè)計(jì)難度提供了有效的方法。
上傳時(shí)間： 2013-05-24
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TASKING 產(chǎn)品是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)平臺(tái)的嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境，是嵌入式軟件開發(fā)的世界領(lǐng)先地位的工具， 它融合了嵌入式交流通信時(shí)代競(jìng)爭所需的先進(jìn)的軟件設(shè)計(jì)技術(shù)。 TASKING綜合發(fā)展的環(huán)境， 編譯器， 調(diào)試器和RTOS給嵌入式所有發(fā)展領(lǐng)域的DSPs， 8-， 16- 和 32-bit微處理器及微控制器。 TASKING產(chǎn)品目前已擁有100，000得到許可的使用商， 其中包括世界一流的汽車業(yè)、工業(yè)、電信、數(shù)據(jù)通信和計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備制造商， TASKING產(chǎn)品在技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)和革新方面歷史悠久。 ?
標(biāo)簽： Tasking_v 8.51 Demo 1.2
上傳時(shí)間： 2013-05-20
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新型的電子內(nèi)窺鏡融合了電子、光學(xué)以及圖像處理等技術(shù)，以其方便優(yōu)良的圖像采集、處理及顯示能力在工業(yè)無損檢測(cè)、現(xiàn)代醫(yī)療等方面得到了廣泛的應(yīng)用。如何進(jìn)一步提高電子內(nèi)窺鏡的圖像采集及處理速度、智能化控制水平、便攜性...
標(biāo)簽： 電子內(nèi)窺鏡 圖像處理 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-07-26
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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(cè)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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機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)是移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域的一項(xiàng)核心研究內(nèi)容。隨著傳感器技術(shù)的不斷進(jìn)步，視覺導(dǎo)航、電磁導(dǎo)航、光電導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航、嗅覺導(dǎo)航等各種導(dǎo)航方式不斷應(yīng)運(yùn)而生，而在實(shí)際應(yīng)用中總是采用多種方式融合導(dǎo)航，其中視覺導(dǎo)航經(jīng)常...
標(biāo)簽： FPGA 機(jī)器人視覺 導(dǎo)航系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-05-28
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Actel Corporation Libero 集成設(shè)計(jì)環(huán)境(IDE) 為 FPGA 設(shè)計(jì)。新版本提供 SmartDesign, 使用戶設(shè)計(jì)在一個(gè)更高的水平抽象。新工具隨員支持所有Actel 的FPGAs, 包括并且基于閃光的, 低功率ProASIC3 和5 微瓦特Actel 園屋頂?shù)男∥軫PGAs, 單片Actel 融合PSC (可編程序的系統(tǒng)芯片)
上傳時(shí)間： 2013-07-11
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在慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中，捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)以其體積小、成本低和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)正逐步取代平臺(tái)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，成為慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。 為了適應(yīng)捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)小型化、低成本和高性能的發(fā)展方向，本文設(shè)計(jì)了DSP與FPGA相結(jié)合的系統(tǒng)方案：系統(tǒng)采用MEMS器件和高性能A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成慣性信號(hào)檢測(cè)單元，F(xiàn)PGA進(jìn)行I/O控制，DSP完成導(dǎo)航計(jì)算。方案綜合考慮了系統(tǒng)成本、計(jì)算速度、精度、體積等各方面的因素，并通過GPS、磁航向計(jì)等信息融合進(jìn)一步提高導(dǎo)航精度。 數(shù)據(jù)采集是捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，本文數(shù)據(jù)采集由信號(hào)調(diào)理、A/D轉(zhuǎn)換和。FPGA等幾部分組成。其中，F(xiàn)PGA是整個(gè)數(shù)據(jù)采集部分的核心，其主要功能包括：實(shí)現(xiàn)了ADC控制邏輯和時(shí)序生成；配置了FIFO寄存器，緩沖了ADC與DSP之間的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)；擴(kuò)展了UART串口，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的外部信息接口。在完成電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)各功能模塊進(jìn)行了全面的半實(shí)物仿真，驗(yàn)證了系統(tǒng)方案及各主要功能模塊的可行性。 論文簡述了慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用背景及發(fā)展?fàn)顩r，介紹了捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的基本原理，設(shè)計(jì)了基于DSP/FPGA的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)方案，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)各部分硬件電路以及FPGA功能模塊，并通過搭建硬件驗(yàn)證平臺(tái)和利用第三方仿真軟件，對(duì)傳感器的性能以及FPGA各功能模塊進(jìn)行了較全面的驗(yàn)證和仿真。結(jié)果表明：基于DSP/FPGA的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)能夠滿足應(yīng)用的要求，并在小型化、低成本和高性能等方面有一定的優(yōu)勢(shì)。
標(biāo)簽： DSPFPGA 捷聯(lián) 慣性導(dǎo)航 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：1966640071
軟件通信體系架構(gòu)(SCA)可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有開放性、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用軟件無線電平臺(tái)，從而使軟件無線電平臺(tái)的成本得到顯著降低，應(yīng)用靈活性得到極大增強(qiáng)。雖然SCA通過CORBA機(jī)制很好地解決了通用處理器設(shè)備波形組件的互連互通和可移植問題，但是這種機(jī)制不能很好地適用于FPGA這種專用處理器。隨著FPGA處理性能的不斷提升，它在SCA系統(tǒng)中的作用越來越突出。因此，如何在SCA系統(tǒng)中很好地集成FPGA波形，如何提高FPGA波形的可移植性就成為當(dāng)前軟件無線電研究領(lǐng)域中一個(gè)非常重要的研究課題。 論文首先通過對(duì)現(xiàn)有的旨在解決FPGA波形可移植性的協(xié)議和規(guī)范進(jìn)行了研究，深入分析了它們的優(yōu)缺點(diǎn)。接下來對(duì)MHAL規(guī)范、CP289協(xié)議、OCP接口規(guī)范中的方法加以融合和優(yōu)化，提出了新的FPGA可移植波形結(jié)構(gòu)。這個(gè)結(jié)構(gòu)既為FPGA波形設(shè)計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)的通信接口，又實(shí)現(xiàn)了波形應(yīng)用的分離，同時(shí)還通過OCP接口實(shí)現(xiàn)了波形組件運(yùn)行環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)化，真正實(shí)現(xiàn)了波形的可移植。 其次，論文根據(jù)提出的波形結(jié)構(gòu)，結(jié)合CP289協(xié)議中的操作要求，在原本過于簡單的MHAL消息格式的基礎(chǔ)上進(jìn)行了細(xì)化，同時(shí)具體給出了MHAL消息封裝結(jié)構(gòu)和MHAL消息解析結(jié)構(gòu)的處理流程，實(shí)現(xiàn)了FPGA波形在SCA系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)通信。論文通過對(duì)CP289協(xié)議的深入研究，結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用，提出了具體化的容器結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步進(jìn)行了容器中組件控制模塊、互連模塊和本地服務(wù)模塊的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了波形應(yīng)用的分離。論文以O(shè)CP規(guī)范為基礎(chǔ)，依據(jù)CP289協(xié)議中對(duì)組件接口的約束，設(shè)計(jì)了幾種典型的組件OCP接口，使得波形組件設(shè)計(jì)與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)相分離，并真正實(shí)現(xiàn)了波形運(yùn)行環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)化。 最后，論文根據(jù)所設(shè)計(jì)的波形結(jié)構(gòu)和組件接口設(shè)計(jì)了一個(gè)FPGA驗(yàn)證波形，通過波形的實(shí)現(xiàn)，證明FPGA波形組件可以像GPP波形組件一樣可加載、可裝配、可部署、可裝配，驗(yàn)證了論文所設(shè)計(jì)的FPGA波形是與SCA兼容的。另外，通過對(duì)波形組件移植試驗(yàn)，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的波形結(jié)構(gòu)和組件接口能夠?yàn)椴ㄐ谓M件提供很好的可移植性。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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