隨著集成電路技術的飛速發展,芯片的規模越來越大,集成度越來越高,工作頻率越來越快,但是芯片的設計能力卻面臨巨大的挑戰。而IP核的重用則是解決當今芯片設計所面臨問題的最有效的解決方法。 MDIO接口模塊為以太網接口芯片中MAC層對PHY器件的控制管理接口。隨著以太網技術的快速發展以及MAC應用越來越廣泛,MDIO接口模塊的應用也越來越多,因此將MDIO接口模塊設計成可重用的IP核對于以各種太網接口集成芯片的設計具有很重要的作用。 本文詳細描述了MDIO接口模塊IP核的設計,介紹了該IP核的系統結構以及各個子模塊的詳細設計方法,對此IP核進行了仿真驗證,最后進行了FPGA測試,功能和性能達到了要求,最終通過了IP審核流程并且已成功應用于企業的以太網接口芯片中。
上傳時間: 2013-07-20
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本文以Turbo碼譯碼器的FPGA實現為目標,對Turbo碼的迭代譯碼算法及用硬件語言實現其譯碼算法進行了深入研究。 本文首先在理論上對Turbo碼的編譯碼原理進行了深入的研究,并用C語言對其MAP譯碼算法進行了驗證仿真,接著就Turbo碼MAP算法的衍生算法即LOG_MAP和MAX_LOG_MAP算法用C程序做了仿真和測試。隨后本文就一些對MAP譯碼性能起著重要影響的參數也用C程序做了仿真對比。 最后,考慮到硬件實現的簡化,MAX-Log-MAP算法成為了本文的硬件實現方案。本文采用了模塊化設計,在對各個模塊進行設計的基礎上提出了一些改進的方案,對Turbo碼編碼器設計中的同步問題進行了改進,對分塊并行Turbo碼譯碼算法的硬件實現進行了研究。在設計中綜合運用了“自頂向下”和“自下而上”的設計方去,通過功能模塊分割,合理設置系統參數,并通過模塊之間的參數傳遞,使Turbo碼編譯碼器具有較好的靈活性。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著安全通信數據速率的提高,關鍵數據加密算法的軟件實施成為重要的系統瓶頸.基于FPGA的高度優化的可編程的硬件安全性解決方案提供了并行處理能力,并且可以達到所要求的加密處理性能(每秒的SSL或RSA運算次數)基準.網絡的迅速發展,對安全性的需要變得越來越重要.然而,盡管網絡技術進步很快,安全性問題仍然相對落后.由于FPGA所提供的設計優勢,特別是新的高速版本,網絡系統設計人員可以在這些網絡設備中經濟地實現安全性支持.FPGA是實現設計靈活性和功能升級的關鍵,對于容錯、IPSec協議和系統接口問題而言這兩點非常重要.而且,FPGA還為網絡系統設計人員提供了適應不同安全處理功能以及隨著安全技術的發展方便地增加對新技術支持的能力.標準加密/解決以及認證算法,如RC-4、DES、三次DES、MD-5以及安全哈希算法-1(SHA-1)被廣泛用于全球網絡安全系統中.本文介紹了基于PCI總線的加密卡的研制,硬件板卡的結構,著重論述了加密卡上加密模塊的實現,即用FPGA實現3DES及IDEA、MD5算法的過程,加密卡的工作原理,加密卡中多種密碼算法的配置原理,最后對3DES算法及IDEA、MD5算法的實現進行仿真,并繪制了板卡的原理圖,對PCI接口原理進行了闡述.在論文中,首先闡述了數據加密原理.介紹了數據加密的算法和數據加密的技術發展趨勢,并重點說明了3DES的算法.由于加密卡的生存空間在于其高速的加密性能與便捷的使用方式,所以,我們的加密卡采用的是基于PCI插槽的結構,遵從的是PCI2.2規范,理解并掌握PCI總線的規范是了解整個系統的重要一環,本文講述了PCI總線的特點和性能,以及總線的信號.由于遵從高速性的要求,我們在硬件選型的時候,選用的是TI公司高速DSP T M S 3 2 0 C 5 4 x:T I公司新推出的T M S 3 2 0 C 6 x系列D S P功能強,速度也非常快,但目前價格仍然太高,不適合一般加解密使用.而TMS3 2 0 C 5 4 x系列具有性能適中,價格低廉,產品成熟等特點,是較好的選擇.FPGA選用的XILINX公司的XC2V3000,在隨后的文章中,我們將會對這些器件特性做相應說明.并由此得出電路原理圖的繪制.文章的重點之一在于3DES算法及IDEA、MD5算法的FPGA實現,以Xilinx公司VIRTEXII結構的VXC2V3000為例,闡述用FPGA高速實現3DES算法及IDEA、MD5算法的設計要點及關鍵部分的設計.
上傳時間: 2013-04-24
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目前,以互聯網業務為代表的網絡應用,正快速地向包括數據、語音、圖像的綜合寬帶多媒體方向發展,構建寬帶化、大容量、全業務、智能化的現代通信網絡已成為大勢所趨.寬帶無線接入(BWA)憑借其組網快速靈活、運營維護方便及成本較低等競爭優勢,迅速成為市場熱點,各種微波、無線通信領域的先進手段和方法不斷引入,各種寬帶無線接入技術迅速涌現.由于BWA要用于非視距傳輸,所以必須考慮無線信道的多經效應.而OFDM技術憑借著魯棒的對抗頻率選擇性衰落能力和極高頻譜效率引起了學術界和工業界的高度重視.其基本思想是把調制在單載波上的高速串行數據流,分成多路低速的數據流,調制到多個正交載波上并行傳輸,這樣在傳輸時,雖然整個信道是頻率選擇性衰落,但是各個子信道卻是平坦衰落,有效對抗了多經效應,同時由于各個子載波是正交的,極大提高了頻譜效率.可以預料的是,隨著通信系統將向基于IPv6核心網的全IP包的傳輸方向發展,越來越多的通信系統將具有"突發模式"的特征.本文關注的正是突發OFDM系統接收機設計和實現.由于IEEE 802.11a無線局域網是OFDM技術第一次真正的應用于突發系統,實現了面向IP的無線寬帶傳輸,所以基于IEEE 802.11a的突發OFDM系統有著重要的借鑒和研究價值,本文也正是圍繞著這個中心而展開.本文的各章節安排如下:在第一章中主要介紹OFDM的技術原理和在寬帶無線接入中的應用,同時引出本文所關注的突發OFDM接收機設計.在第二章中先介紹了相干接收和信道估計的概念,重點分析了本文所采用的WLAN信道模型和信道估計算法,然后在得到同步誤差表達式的基礎上,先用星座圖直觀的表現OFDM系統中各種同步誤差的影響,再從信噪比損失的角度對符種同步誤差進行分析.第三章是本文的重點之一,在本章中對基于IEEE 802.11a的各種同步算法包括幀檢測和符號定時、載波同步和采樣時鐘同步進行仿真和比較,并針對適合FPGA實現的同步算法進行了重點的分析.第四章也是本文的重點之一,提出了整個OFDM系統平臺的硬件結構和基于IEEE 802.11a的接收機FPGA設計方案,然后從整體上介紹了接收機的實現結構,并給出了接收機各個模塊的具體設計,最后對整個系統調試過程和測試結果進行了分析.
上傳時間: 2013-04-24
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合成孔徑雷達的實時信號處理系統,可以分成相對獨立的幾個階段,即A/D變換和緩存、距離向預處理器、方位向預處理器、距離向壓縮處理、轉置存儲器、方位向壓縮處理、逆轉置存儲器.合成孔徑雷達預處理的目的,就是緩解高處理數據率和低傳輸數據率的矛盾,使得在不太影響成像質量的前提下,盡量減少傳輸的數據率,有利于后續處理的硬件實現,做到實時處理.論文結合電子所合成孔徑雷達實時成像處理系統,設計開發了基于Xilinx Virtex-E FPGA的星載SAR高速預處理板,該信號處理板處理能力強,結構緊湊,運行效率高;其硬件電路的設計思路和結構形式有很強的通用性和使用價值.論文重點研究了預處理的核心部分—固定系數FIR濾波器的設計問題.而固定系數FIR濾波器的實現問題的重點又是FPGA內部的固定系數FIP濾波器實現問題,針對FPGA內部的查找表資源,我們選擇目前流行的分布式算法來實現FIR濾波器的設計.對比于預處理器中其他濾波器設計方案,基于FPGA分布式算法的FIR濾波器的設計,避免了乘累加運算,提高了系統運行的速度并且節省了大量的FPGA資源.并且由于FPGA可編程的特性,所以可以靈活的改變濾波器的系數和階數.所設計的電路簡單高速,工作正常、可靠,完全滿足了預處理器設計的技術要求.隨著超大規模集成電路技術,高密度存儲器技術,計算機技術的發展,一個全數字化的機載實時成像處理系統的研制,已經不是非常困難的事情了.而在現有條件下,全數字化的高分辨率星載實時成像處理系統的研制,將是一個非常具有挑戰意義的課題,論文以星載SAR的預處理器設計為例,拋磚引玉,希望對未來全數字化星載實時成像處理系統的研制起到一定參考價值.
上傳時間: 2013-07-03
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正交頻分復用(OFDM)技術是一種多載波數字調制技術,它具有頻譜利用率高、抗多徑能力強等特點,在寬帶無線多媒體通信領域中受到了廣泛的關注。 OFDM系統可分為連續工作模式和突發工作模式。在IEEE802.11a、HiperLANType2等無線局域網標準中采用了OFDM的突發工作模式,該模式下的接收機首先對符合某種特定格式的幀做出檢測。本文介紹了一種基于最小錯誤概率準則的幀檢測算法,提出了該算法的FPGA實現方案。 同步技術是OFDM最關鍵的技術之一,它包括載波頻率同步和符號同步。載波頻率同步是為了糾正接收端相對于發送端的載波頻率偏移,以保證子載波間的正交性;符號同步確定OFDM符號有用數據信息的開始時刻,也就是確定FFT窗的開始時刻。本文首先介紹了一種基于自相關的載波頻率同步算法,給出了它的FPGA實現方案,重點講述了其中用到的Cordic算法及其實現;然后介紹了分別基于互相關和自相關的兩種符號同步算法,給出了各自的FPGA實現方案,從實現的角度比較了兩種算法的優缺點,并且在FPGA設計中體現了面積復用和流水線操作的設計思想。 文章最后介紹了系統調試的情況,總結出一種ChipScopePro與Matlab相結合的調試方法,該方法在FPGA調試方面具有一定的通用性。
上傳時間: 2013-07-16
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當代科學技術突飛猛進,極大促進了自動識別技術的發展——條形碼、光學字符識別、磁條(卡)、工C卡、語音識別、視覺識別、RFID等,其中,RFID無疑是最為前沿的自動識別技術,是一種非接觸式的識別技術;同時,隨著另外一項技術——嵌入式技術的飛速發展,機構小巧、性能優越、價格便宜、操作簡便的手持式數據自動讀寫設備發展尤為迅速。具體說來,一款好的手持式RFID讀寫器適用于工作現場,可以供工作人員對現場物品信息進行自動收集,而隨著嵌入式操作系統和網絡技術的應用,使讀寫器不僅有數據采集功能,而且可以對數據進行分析以供管理決策。在這其中,操作系統、芯片、總線、接口技術成為讀寫器的內核,嵌入式系統成為技術的代表。 隨著嵌入式操作系統(如linux、wirice.net)的出現,使得軟件開發人員在嵌入式系統和普通pc機上進行應用軟件開發不會感到太大的差別(借助于交叉開發環境,即在pc機上編譯連接,但生成的是目標機代碼)。但是,對于那些應用軟件開發者,往往對某一行業軟件開發比較熟悉卻對硬件有些陌生,熟悉硬件原理(嵌入式處理器架構、部件工作原理等)恰恰是構建一個嵌入式系統所必須的。因此,構建一個性能穩定、持續工作時間長、完善數據接口、方便讀寫器接口的手持式設備成為了當今一個比較熱門的技術領域。本項目就是根據以上事實,先分析了國內外研究現狀,再根據項目需求、生產成本以及RFID應用開發者的要求,決定采用以ARM920T為內核的$3C2410為嵌入式處理器、微軟公司力推的wiIice.net為嵌入式操作系統,設計開發了供RFID應用軟件開發者使用的手持式RFID讀寫器。針對手持式設備的特點和實際要求,對讀寫器軟硬件系統整體結構進行了規劃,完成了時鐘電路、nand flash存儲器接口電路、SDRAM電路、串行接口電路、RFID讀寫模塊接口電路、USB接口電路、無線通信模塊接口電路、LCD/觸摸屏接口電路的設計,并開發了讀寫器的二次發API;在wince.net平臺下,利用platform builder工具定制了適于讀寫器的操作系統,實現了嵌入式操作系統的設計,最后對整個系統進行了測試。
上傳時間: 2013-06-21
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5月1日凌晨發布第一測試版 功能介紹: 1.生成中英文數字混合的字符串的字模數據. 2.可選擇字體,大小,并且可獨立調整文字的長和寬,生成任意形狀的字符。 3.各種旋轉,翻轉文字功能 4.任意調整輸出點陣大小,并任意調整字符在點陣中的位置。 5.字模數據輸出可自定義各種格式,系統預設了C語言和匯編語言兩種格式,并且可自己 定義出新的數據輸出格式;每行輸出數據個數可調。 6.支持四種取模方式:逐行(就是橫向逐行取點),逐列(縱向逐列取點),行列(先 橫向取第一行的8個點作為第一個字節,然后縱向取第二行的8個點作為第二個字節……), 列行(先縱向取第一列的前8個點作為第一個字節,然后橫向取第二列的前8個點作為第二個 字節……) 7.支持陰碼(亮點為1),陽碼(亮點為0)取模 8.支持縱向(第一位為低位)(,倒向第一位為高位)取模 9.輸出數制可選16進制或10進制 10.可生成索引文件,用于在生成的大量字庫中可快速檢索到需要的漢字 11.動態液晶面板彷真,可調節彷真面板象素點大小和顏色 12.圖形模式下可任意用鼠標作畫,左鍵畫圖,右鍵擦圖。 12.旋轉,翻轉,平移等字符模式下的功能也可用與對BMP圖象的處理 版本為pctolcd1.94 5月1日晚上發布第二測試版 更新如下: 1.增加鎖定點陣大小功能,例如可鎖定24X24點陣大小,然后調節獨立調節字點陣的大小 2.增加熱鍵功能,可用光標配合Ctrl,Shift對文字大小和位置修改 3.增加精簡輸出格式選項 4.把文字輸入框換成了文字輸入組合框,這樣就可以保存歷史紀錄。 5.輸出數據會自動清除以前的數據 6.可隱藏自定義格式,簡化操作 7.一些小的BUG修正。 版本為pctolcd2.03 5月3日凌晨發布第三測試版 更新如下: 1.增加了一些小東西,例如演示動畫一類的,我懶的一一寫了 2.改掉一些可惡的小BUG,例如點陣輸入框的自動完成。 3.增加大量文字處理和導入TXT文本文件功能,并且可以去除文本中的空白和重復字符, 可以對文本進行排序,適合于生成小字庫。我這里測試是3萬多字的TXT文件在2分鐘內轉成16X16點陣的字庫文件。 版本號為pctolcd2.53 由于本軟件側重于對字符的處理,所以在圖象方面功能較弱,請見晾。 5月8日發布正式版 正式版已經開始朝著液晶字庫生成軟件的方向進化了,我在后來的更新中把主要精力也放 在這部分,由于我目前還沒有發現有同類的軟件具備這個功能,也無法得到任何的參考,只能 自己摸索前進,所以如果還有不方便的地方請大家多提意見. 具體更新如下: 1.重寫大部分的內核代碼以配合漢字庫生成的功能,目前這個內核已經進行了反復的測試, 相信穩定性和速度較前一版本有了巨大的提高. 2.去掉那個比較愚蠢的熱鍵區了,因為用處不大 3.增加漢字庫生成功能,這是最重要的改進之處,下文將詳細介紹. 4.修正許多小BUG,使軟件更加成熟些. 5月12日發布完美版 這次發布的PCtoLCD2002完美版與前一版本相比沒有增加太多的功能,因為我覺得現有的這些功能已經足夠用于生成各種字模的需要了,所以完美版的主要工作是反復測試,精心去除各種BUG,以及調節一些細微之處,目的當然就是追求完美!不過世上不會有真正完美的東西,這個軟件也不例外,而且這個軟件從頭至尾全部是我一個人編寫完成,精力有限,難免會顧此失彼,如果大家發現了這個版本中存在的BUG,請及時告訴我。 更新說明: 1。界面采用新的字體,不會再有那種難看的黑色粗體字,比以前的要漂亮多了。 2。加入全面的提示幫助,盡量減少普通用戶的各種疑惑。 3。修正生成文件的擴展名的一些BUG,不會總是加上FON的擴展名了。 4。修正生成字模數據的一些格式BUG,現在生成的C51格式字模數據基本上可以直接粘貼到源程序中使用而不需要修改了 5。加入新的字模數據格式調整項,允許用戶更自由的定制自己需要的數據格式 6。最重要的更新:全面支持保存當前設置功能,用戶設置的字模格式,主窗口狀態和字庫生成窗口選項信息均可保存,下一次打開窗口時不用重新設置。 7。修正了新建圖象時會自動跳到圖形模式的BUG 8。增加輸出緊湊格式數據選項,可以生成不包含空白行的字模數據。 9。完善了每行數據顯示個數的功能,可以任意設置每行顯示的數據個數,并同時可以設置每行索引數據顯示個數。 10。修正了取模說明的一些錯誤,并改動了格式。 11。現在當用戶選擇10進制輸出時,會自動去掉生成字模數據前的“0x",或后面的“H”,選擇16進制時則會自動加上。 12。對各個窗體重新設計以全面適應最大化的需要,如果您覺得當前窗口不夠大,可以最大化使用。 13。增加生成英文點陣字庫功能,可自動生成ASCII碼從0-127的任意點陣字庫,使用方法同生成國標點陣字庫功能。 14。再次優化代碼,去掉各種調試信息,使程序速度再快一些。 15。還有許多細微的調整我記不清了…… 需要注意的地方: 在測試的過程中我發現了一個問題:在WIN98或WINME下當用戶直接生成特大點陣的字模時(例如320*320,1024*768的漢字字模),此時由于數據量非常龐大,而WIN98/WINME會有64K的數據容量限制,所以在主窗口中是無法得到全部的字模數據的,這時您需要使用字庫生成功能,通過形成一個數據文件才能得到完整的字模數據。 我認為到現在這個軟件功能已經很完善了,但可能使用上有點不方便,如果你有什么不明白 的地方,可以發帖子或發MAIL詢問
上傳時間: 2013-07-26
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近年來,移動通信技術在全球范圍內得到了迅猛的發展及應用,各種全新的無線通信概念層出不窮、各種新的體制及其關鍵技術日新月異。由于正交頻分復用(OFDM)技術可以高效地利用頻譜資源并有效地對抗頻率選擇性衰落,多入多出(MIMO)利用多個天線實現多發多收,在不增加帶寬和發送功率的情況下,可以成倍提高信道容量,因此OFDM-MIMO技術被廣泛認為是后三代通信系統(B3G)的關鍵技術,是當今移動通信領域研究的熱點。 本文對OFDM-MIMO通信系統接收機的關鍵技術--數字下變頻,OFDM同步、解調進行了相關研究,在多天線接收板的XC2VP70-5FF1704芯片上,完成了數字下變頻,OFDM同步和解調的FPGA設計與實現。通過功能仿真、時序仿真、板級電路測試,驗證了該設計的正確性。 本文首先介紹了OFDM基本原理以其特點,然后對同步技術和數字下變頻技術作了相應的介紹。同步是OFDM系統設計中的一項關鍵技術,即是針對系統中存在的時間偏差、頻率偏差進行定時恢復、頻偏的估計與補償,來減少各種同步偏差對系統性能的影響。數字下變頻是軟件無線電的核心技術之一,其基本功能是從高速中頻數字信號中提取所需的窄帶信號,將其下變頻為基帶信號,降低數據率,以供后續DSP器件作進一步處理。 在數字下變頻器的設計和實現方面,本文先介紹了數字下變頻器的原理和基本結構,然后根據系統要求對其進行了設計,并在實現上作了一些簡化,節約了硬件資源。 在對時間同步的設計和實現方面,本文采用了利用PN序列進行時間同步的算法。在實現上根據系統實際情況將數據分為四路分別與本地PN碼做滑動相關運算,更有效的利用了同步數據,達到了更好的同步性能。 在OFDM的頻率同步的設計和實現方面,本文采用重復的PN碼兩兩相關來估計頻偏值,并聯合一個二階負反饋環路進行補償。該算法利用環路自身噪聲帶寬抑制噪聲,提高頻率估計精度,并同時利用負反饋擴大頻偏估計范圍。本文在對算法的詳細研究分析的基礎上對其進行了FPGA設計與實現。
上傳時間: 2013-04-24
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航天測控通信網是航天工程的重要組成部分。迄今為止,我國已建成“C頻段測控網”,及正在建設的“S頻段測控網”和“TDRSS測控網”。測距單元是測控系統基帶設備中的重要功能單元,為航天飛行器提供定位元素。目前,在航天測距系統中側音測距技術具有最高的測距精度。本文以中國電子科技集團第十研究所某項目為背景,對側音測距系統中的關鍵技術進行了詳細的研究,提出了一些改進測距精度的方法,最后用FPGA實現了側音測距功能單元。 本論文主要完成以下工作: 1)完成了直接數字頻率合成的雜散分析。采用嚴格的信號分析方法,運用離散傅立葉變換(DFT)和傅立葉變換(FT),推導了理想狀態和相位截短條件下的DDS輸出頻譜的數學表達式,并利用systemview仿真軟件建立了DDS相位截短模型,通過仿真驗證了分析結論的正確性。 2)改進了TT&C系統中經典的FFT頻率引導算法,增加了頻譜對稱性分析,在實現頻率引導的同時完成了防載波頻率錯鎖的功能。 3)首次采用基于正交雙通道相關原理的數字相關相位估計法來實現次側音匹配和解模糊,降低了設備復雜度,提高了測距精度。針對低信噪比的情況,提出了基于平滑濾波的數據處理方法,提高了相位測量精度。對測距信道中加限幅器導致的測距信號信噪比惡化程度做了深入的理論分析。最后,分析了測距誤差,并對其中一些引起測距誤差的因素提出了改善方法。 通過本論文的工作,成功的完成了TT&C側音測距終端的研制,系統現已通過測試,達到系統任務書的各項指標要求。
上傳時間: 2013-04-24
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