隨著Internet的不斷發(fā)展，人們希望日常生活中所用到的嵌入式設備都能夠很方便地實現Intemet接入，這對嵌入式系統(tǒng)設計提出了新的挑戰(zhàn)，要求低成本、多功能、高性能。這些是目前嵌入式系統(tǒng)設計的熱點。 可編程邏輯器件FPGA在過去的幾十年中取得了飛速發(fā)展，從最初的幾千門到現在的幾百萬門，可靠性與集成度不斷提高，而功耗和成本卻在不斷降低，具有很高的性價比。再加上開發(fā)周期短、對開發(fā)人員的要求相對較低的優(yōu)點，因此被大量應用于嵌入式系統(tǒng)設計中。 本文是基于FPGA高性價比、可靈活配置的特點，也是當前流行的“微控制器+FPGA”的嵌入式系統(tǒng)設計方式，所以我們提出了基于FPGA的實現方案。本文通過在FPGA中硬件實現嵌入式TCP/IP協(xié)議(包括UDP、IP、ARP、TCP等網絡協(xié)議)以及以太網MAC協(xié)議，并提供標準MII接口，通過外接PHY實現網絡連接。最終成功地通過了驗證。 基于FPGA的實現可以有效地降低成本，同時可以在其中集成其他功能模塊，提高整個系統(tǒng)的集成度，減小PCB版圖面積和布線復雜度，有利于提高系統(tǒng)可靠性。因此，本研究課題對嵌入式系統(tǒng)設計有很大的實用價值。
上傳時間： 2013-07-08
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隨著GPS(Global Positioning System)技術的不斷發(fā)展和成熟，其全球性、全天候、低成本等特點使得GPS接收機的用戶數量大幅度增加，應用領域越來越廣。但由于定位過程中各種誤差源的存在，單機定位精度受到影響。目前常從兩個方面考慮減小誤差提高精度：①用高精度相位天線、差分技術等通過提高硬件成本獲取高精度；②針對誤差源用濾波算法從軟件方面實現精度提高。兩種方法中，后者相對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)中實現定位濾波算法需要時間，傳統(tǒng)CPU往往不能滿足實時性的要求，而FPGA以其快速并行計算越來越受到青睞。 本文在FPGA平臺上，根據“先時序后電路”的設計思想，由同步沒計方法以及自頂向下和自下而上的混合設計方法實現系統(tǒng)的總體設計。從GPS-OEM板輸出的定位信息的接收到定位結果的坐標變換，最終到kalman濾波遞推計算減小定位誤差，實現實時、快速、高精度的GPS定位信息采集處理系統(tǒng)，為GPS定位數據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。具體工作如下： 基于FPGA設計了GPS定位數據的正確接收和顯示，以及經緯度到平面坐標的投影變換。根掘GPS輸出信息標準和格式，通過串口接收模塊實現串口數掘的接收和經緯度信息提取，并通過LCD實時顯示。在提取信息的同時將數據格式由ASCⅡ碼轉變?yōu)槭M制整數型，實現利用移位和加法運算達到代替乘法運算的效果，從而減少資源的利用率。在坐標轉換過程中，利用查找表的方法查找轉化時需要的各個參數值，并將該參數先轉為雙精度浮點小數，再進行坐標轉換。根據高斯轉化公式的規(guī)律將公式簡化成只涉及加法和乘法運算，以此簡化公式運算量，達到節(jié)省資源的目的。 卡爾曼濾波器的實現。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行卡爾曼濾波設計，并通過Matlab進行仿真。結果表明，本文設計的卡爾曼濾波器收斂性好，定位精度高、估計誤差小。在仿真基礎上，實現基于FPGA的卡爾曼濾波計算。在滿足實時性的基礎上，通過IP核、模塊的分時復用和樹狀結構節(jié)省資源，實現數據卡爾曼濾波，達到提高數據精度的效果。 設計中以Xilinx公司的Virtex-5系列的XC5VLX110-FF676為硬件平臺，采用Verilog HDL硬件描述語言實現，利用Xilinx公司的ISE10.1工具布局布線，一共使用44438個邏輯資源，時鐘頻率達到100MHZ以上，滿足實時性信號處理要求，在保證精度的前提下達到資源最優(yōu)。Modelsim仿真驗證了該設計的正確性。
上傳時間： 2013-04-24
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反激式轉換器在筆記本適配器市場很普及，這種轉換器工作在電流模式控制，使其非常適合于低成本且堅固的結構。這類轉換器的典型應用如圖1所示。其中的控制器采用了NCP1271，這一器件工作在固定頻率電流模式控制，包含眾多的實用特性，如基于定時器的短路保護、提供利于抑制電磁干擾(EMI)信號的頻率調制技術，以及工作在軟工作模式的跳周期功能，以滿足沒有可聽噪聲時的待機能耗要求。這些轉換器通常用于低電源輸入時工作在連續(xù)導電模式(CCM)以降低導電損耗，而在高電源輸入時自然轉換到非連續(xù)導電模式(DCM)工作。在本文的案例中，假定硬件設計已經完成，這表示已經選擇好變壓器初級電感Lp、變壓器匝數比N及剩余元件。TL431單獨考慮，等待選擇補償元件。
上傳時間： 2013-06-03
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LT8900是LDT公司生產的一款低成本，高集成度的2.4GHZ的無線收發(fā)芯片，片上集成發(fā)射機，接收機，頻率綜合器，GFSK調制解調器。發(fā)射機支持功率可調，接收機采用數字擴展通信機制，在復雜環(huán)境和強干擾條件下，可以達到優(yōu)良的收發(fā)性能。外圍電路簡單，只需搭配MCU以及少數外圍被動器件。LT8900傳輸GFSK信號，發(fā)射功率約為2dBm，最大可以到6dBm。接收機采用低中頻結構，接收靈敏度可以達到-87dBm。數字信道能量檢測可以隨時監(jiān)控信道質量。 片上的發(fā)射接收FIFO寄存器可以和MCU進行通信，存儲數據，然后以1Mbps數據率在空中傳輸。它內置了CRC，FEC，auto-ack和重傳機制，可以大大簡化系統(tǒng)設計并優(yōu)化性能。 數字基帶支持4線SPI和2線I2C接口，此外還有Reset，Pkt_flag, Fifo_flag三個數字接口。 為了提高電池使用壽命，芯片在各個環(huán)節(jié)都降低功耗，芯片最低工作電壓可以到1.9V，在保持寄存器值條件下，最低電流為1uA。 芯片有QFN24 4*4mm和SSOP16封裝，都符合RoHS標準。
上傳時間： 2013-04-24
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在慣性導航系統(tǒng)中，捷聯式慣性導航系統(tǒng)以其體積小、成本低和可靠性高等優(yōu)點正逐步取代平臺式慣性導航系統(tǒng)，成為慣性導航系統(tǒng)的發(fā)展趨勢?！ ?為了適應捷聯慣性導航系統(tǒng)小型化、低成本和高性能的發(fā)展方向，本文設計了DSP...
標簽： DSPFPGA 捷聯 慣性導航 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-07-20
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在慣性導航系統(tǒng)中，捷聯式慣性導航系統(tǒng)以其體積小、成本低和可靠性高等優(yōu)點正逐步取代平臺式慣性導航系統(tǒng)，成為慣性導航系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。 為了適應捷聯慣性導航系統(tǒng)小型化、低成本和高性能的發(fā)展方向，本文設計了DSP與FPGA相結合的系統(tǒng)方案：系統(tǒng)采用MEMS器件和高性能A/D轉換器構成慣性信號檢測單元，FPGA進行I/O控制，DSP完成導航計算。方案綜合考慮了系統(tǒng)成本、計算速度、精度、體積等各方面的因素，并通過GPS、磁航向計等信息融合進一步提高導航精度。 數據采集是捷聯慣導系統(tǒng)設計的關鍵，本文數據采集由信號調理、A/D轉換和。FPGA等幾部分組成。其中，FPGA是整個數據采集部分的核心，其主要功能包括：實現了ADC控制邏輯和時序生成；配置了FIFO寄存器，緩沖了ADC與DSP之間的轉換數據；擴展了UART串口，以實現系統(tǒng)的外部信息接口。在完成電路設計的基礎上，對各功能模塊進行了全面的半實物仿真，驗證了系統(tǒng)方案及各主要功能模塊的可行性。 論文簡述了慣性導航系統(tǒng)的應用背景及發(fā)展狀況，介紹了捷聯慣導系統(tǒng)的基本原理，設計了基于DSP/FPGA的捷聯慣導系統(tǒng)方案，實現了系統(tǒng)各部分硬件電路以及FPGA功能模塊，并通過搭建硬件驗證平臺和利用第三方仿真軟件，對傳感器的性能以及FPGA各功能模塊進行了較全面的驗證和仿真。結果表明：基于DSP/FPGA的捷聯慣導系統(tǒng)能夠滿足應用的要求，并在小型化、低成本和高性能等方面有一定的優(yōu)勢。
標簽： DSPFPGA 捷聯 慣性導航 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-04-24
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隨著圖像采集系統(tǒng)的廣泛應用，人們對CCD探測系統(tǒng)的要求日益提高。傳統(tǒng)的CCD探測系統(tǒng)由于結構復雜，造價較高，己不能滿足日益廣泛的應用需要。本文設計了一套基于單片FPGA的小型化與經濟化的CCD探測系統(tǒng)，能夠滿足空間光強的測量并實現光信號的識別和處理。 本文研究了CCD探測系統(tǒng)的基本結構。設計了基于單片FPGA的CCD探測系統(tǒng)的硬件電路原理圖，完成了硬件電路板制作與調試。系統(tǒng)FPGA選用Altera公司的低成本FPGA芯片EP2C20Q240，電路板采用雙層板設計，實現了CCD探測系統(tǒng)的小型化與經濟化的目標。利用FPGA器件實現了CCD驅動時序脈沖的設計、實現了單采樣與相關雙采樣的控制程序設計，利用FPGA的數字信號處理功能實現了相關雙采樣的信號處理?；贔PGA的可編程特性，在不改變外部電路的基礎上，通過程序的改變，對CCD驅動頻率、模數轉換器采樣時刻的選擇進行方便調節(jié)。系統(tǒng)與上位機的數據傳輸接口采用了網絡傳輸方案，充分發(fā)揮了網絡傳輸的遠距離傳輸、遠程訪問、信息共享等優(yōu)勢，系統(tǒng)采用基于FPGA的NiosⅡ嵌入式處理器系統(tǒng)，通過對其應用軟件的開發(fā)，實現了系統(tǒng)與上位機之間數據的可靠性傳輸。
標簽： FPGA CCD 探測系統(tǒng)
上傳時間： 2013-08-06
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· 摘要： 本文利用了十六位SPCE061A單片機的強大的DSP功能,實現了特定發(fā)音人識別(Speaker Dependent)功能.結合大容量的FLASH存儲器,成功地實現將語音播放與識別技術應用于智能家居控制系統(tǒng)中.另外,詳細介紹了具有語音識別功能的新一代智能家居控制系統(tǒng)的硬件配置與軟件流程,從而在實現系統(tǒng)功能的同時,將低成本、低功耗與友好人機界面有機結合起來.
標簽： 單片機 語音識別 智能家居控制系統(tǒng) 實現方案
上傳時間： 2013-04-24
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·摘 要:在他勵直流電機的數學模型的基礎上,得到了單反饋閉環(huán)控制的直流調速系統(tǒng)的結構。以MSP430為核心設計了直流調速系統(tǒng)的電機驅動和光電碼盤反饋控制電路,研究了增量式PID控制算法和MSP430程序,實現了低成本的直流電機轉速無靜差控制方法。[著者文摘]
上傳時間： 2013-04-24
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TinySwitch II系列產品可廣泛用于23W 以下小功率、低成本的高效開關電源。例如，IC 卡付費電度表中的小型化開關電源模塊，手機電池恒壓／恒流充電器，電源適配器 （Powersupplyadapter），微機、彩電、激光打印機、錄像機、攝錄像機等高檔家用電器中的待機電源（Standbypowersupply），還適用于ISDN及DSL 網絡終端設備。
上傳時間： 2013-04-24
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