RFID技術(shù)是一種新興的自動識別技術(shù),具有信息量大、讀取距離遠(yuǎn)、可同時(shí)讀取多張卡片等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于門禁、物流、管理等領(lǐng)域. 虛擬儀器是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和儀器技術(shù)深層次結(jié)合的產(chǎn)物.虛擬儀器充分利用了計(jì)算機(jī)的運(yùn)算、存儲、回放顯示及文件管理等智能化功能,同時(shí)把傳統(tǒng)儀器的專業(yè)化功能和面板控件軟件化,使之與計(jì)算機(jī)結(jié)合構(gòu)成一臺功能完全與傳統(tǒng)硬件儀器相同,同時(shí)又充分享用了計(jì)算機(jī)軟硬件資源的全新虛擬儀器系統(tǒng). Wiegand協(xié)議和ABA協(xié)議作為一種常用的通訊協(xié)議被廣泛的應(yīng)用于RFID讀卡器與上位機(jī)之間的通訊以及RFID讀卡器與控制器之間的通訊.本設(shè)計(jì)的目的是檢測Wiegand協(xié)議和ABA協(xié)議的數(shù)據(jù)通信是否符合協(xié)議規(guī)定,主要包括脈沖寬度、脈沖間隔等.本設(shè)計(jì)包含F(xiàn)PGA和上位機(jī)軟件兩部分,FPGA上完成對信號的采樣和對采樣數(shù)據(jù)的儲存和緩沖,上位機(jī)完成對采樣數(shù)據(jù)的處理,以及波形的顯示.FPGA上的設(shè)計(jì)應(yīng)用Verilog語言在Altera公司的Max+PlusII平臺上進(jìn)行開發(fā).上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)基于NI公司的圖形化編程軟件LabVIEW.
上傳時(shí)間: 2013-05-20
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在數(shù)字電視系統(tǒng)中,MPEG-2編碼復(fù)用器是系統(tǒng)傳輸?shù)暮诵沫h(huán)節(jié),所有的節(jié)目、數(shù)據(jù)以及各種增值服務(wù)都是通過復(fù)用打包成傳輸流傳輸出去。目前,只有少數(shù)公司掌握復(fù)用器的核心算法技術(shù),能夠采用MPEG-2可變碼率統(tǒng)計(jì)復(fù)用方法提高帶寬利用率,保證高質(zhì)量圖像傳輸。由于目前正處廣播電視全面向數(shù)字化過渡期間,市場潛力巨大,因此對復(fù)用器的研究開發(fā)非常重要。本文針對復(fù)用器及其接口技術(shù)進(jìn)行研究并設(shè)計(jì)出成形產(chǎn)品。 文中首先對MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)及NIOS Ⅱ軟核進(jìn)行分析。重點(diǎn)研究了復(fù)用器中的部分關(guān)鍵技術(shù):PSI信息提取及重構(gòu)算法、PID映射方法、PCR校正及CRC校驗(yàn)算法,給出了實(shí)現(xiàn)方法,并通過了硬件驗(yàn)證。然后對復(fù)用器中主要用到的AsI接口和DS3接口進(jìn)行了分析與研究,給出了設(shè)計(jì)方法,并通過了硬件驗(yàn)證。 本文的主要工作如下: ●首先對復(fù)用器整體功能進(jìn)行詳細(xì)分析,并劃分軟硬件各自需要完成的功能。給出復(fù)用器的整體方案以及ASI接口和DS3接口設(shè)計(jì)方案。 ●在FPGA上采用c語言實(shí)現(xiàn)了PSI信息提取與重構(gòu)算法。 ●給出了實(shí)現(xiàn)快速的PID映射方法,并根據(jù)FPGA特點(diǎn)給出一種新的PID映射方法,減少了邏輯資源的使用,提高了穩(wěn)定性。 ●采用Verilog設(shè)計(jì)了SI信息提取與重構(gòu)的硬件平臺,并用c語言實(shí)現(xiàn)了SDT表的提取與重構(gòu)算法,在FPGA中成功實(shí)現(xiàn)了動態(tài)分配內(nèi)存空間。 ●在FPGA上實(shí)現(xiàn)了.ASI接口,主要分析了位同步的實(shí)現(xiàn)過程,實(shí)現(xiàn)了一種新的快速實(shí)現(xiàn)字節(jié)同步的設(shè)計(jì)。 ●在FPGA上實(shí)現(xiàn)了DS3接口,提出并實(shí)現(xiàn)了一種兼容式DS3接口設(shè)計(jì)。并對幀同步設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)。 ●完成部分PCB版圖設(shè)計(jì),并進(jìn)行調(diào)試監(jiān)測。 本復(fù)用器設(shè)計(jì)最大特點(diǎn)是將軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行合理劃分,硬件平臺及接口采用Verilog語言實(shí)現(xiàn),PSI信息算法主要采用c語言實(shí)現(xiàn)。這種軟硬件的劃分使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加靈活,且軟件設(shè)計(jì)與硬件設(shè)計(jì)可同時(shí)進(jìn)行,極大的提高了工作效率。 整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用verilog和c兩種語言完成,采用Altera公司的FPGA芯片EP1C20,在Quartus和NIOS IDE兩種設(shè)計(jì)平臺下設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)此方案已經(jīng)開發(fā)出兩臺帶有ASI和DS3接口的數(shù)字電視TS流復(fù)用器,經(jīng)測試達(dá)到了預(yù)期的性能和技術(shù)指標(biāo)。
上傳時(shí)間: 2013-06-10
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該論文基于NIOS Ⅱ軟核處理器和Altera的FPGA技術(shù),設(shè)計(jì)了一種便攜式的振動頻譜分析儀,用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障監(jiān)測和診斷。以SOPC技術(shù)為手段,將信號采集和信號處理電路通過可編程片上系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn),其特點(diǎn)是將對ADC的控制、數(shù)字信號的濾波、快速傅立葉變換的設(shè)計(jì),通過FPGA芯片集成在一起,以NIOS Ⅱ來完成32位CPU的狀態(tài)控制功能。工程機(jī)械、汽車車輛中都存在諸如發(fā)動機(jī)類的旋轉(zhuǎn)機(jī)械,這類設(shè)備的異常振動往往會影響正常工作,嚴(yán)重時(shí)還會出現(xiàn)各種重大事故,該分析儀可以實(shí)時(shí)地或定期地對發(fā)動機(jī)、齒輪箱等旋轉(zhuǎn)機(jī)械進(jìn)行振動頻譜分析和監(jiān)測,運(yùn)用于民用機(jī)械能產(chǎn)生非常好的經(jīng)濟(jì)效益。 該論文從四個(gè)方面進(jìn)行了研究工作。其一,利用FPGA對ADC芯片的工作進(jìn)行控制,使其在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)與DSP模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,并對ADC各引腳時(shí)序進(jìn)行控制,使兩者協(xié)調(diào)同步工作,編制了相應(yīng)的VHDL語言程序。其二,采用SOPC Builder設(shè)計(jì)開發(fā),實(shí)現(xiàn)了基于NIOS Ⅱ的32位CPU軟核,創(chuàng)建了相應(yīng)的C/C++和匯編的宏代碼,使得軟件可以訪問用戶自定義邏輯。對頂層設(shè)計(jì)產(chǎn)生的VHDL的RTL代碼和仿真文件進(jìn)行了綜合、編譯適配以及仿真。其三,配合Matlab和DSP Builder的強(qiáng)大功能進(jìn)行DSP模塊設(shè)計(jì),開發(fā)出了FIR和FFT等功能模塊,并且添加到SOPC系統(tǒng)中,使其可以由NIOS Ⅱ很容易的調(diào)用。其四,在NIOS Ⅱ系統(tǒng)中添加了uC/OS Ⅱ操作系統(tǒng),提高了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并且降低了開發(fā)難度,提高了系統(tǒng)升級的能力。由于整個(gè)設(shè)計(jì)是基于FPGA開發(fā)的,所以該系統(tǒng)包括了所有FPGA系統(tǒng)的特點(diǎn),包括并行的DSP處理、在系統(tǒng)可編程、升級簡單等特點(diǎn),極易使設(shè)計(jì)產(chǎn)品化。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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電梯群控系統(tǒng)是一種控制三臺或以上電梯的控制系統(tǒng),旨在提高對電梯乘客的服務(wù)質(zhì)量并減少成本,如:電梯的功耗。目前大多數(shù)的電梯群控系統(tǒng)采用的是“大廳呼叫指派”的方法來指派電梯去響應(yīng)乘客的呼梯。在這種方法中,電梯群控系統(tǒng)將根據(jù)目前建筑內(nèi)的客流量來選擇最合適的電梯。在充分研究了當(dāng)前普遍應(yīng)用的電梯群控算法后,本文提出了一種基于模糊算法的電梯群控算法,該算法可根據(jù)不同的客流量模式對整個(gè)建筑中的電梯群進(jìn)行派梯策略的調(diào)整,并在此基礎(chǔ)上,加入了經(jīng)驗(yàn)調(diào)整參數(shù),使該算法增加了記憶調(diào)整功能。 本文在Matlab上對改進(jìn)的算法進(jìn)行了相關(guān)建模驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果表明,相比只是應(yīng)用類似模糊算法的電梯群控算法,本算法對于客流量模式相對穩(wěn)定的大型寫字樓等對群控系統(tǒng)要求比較嚴(yán)格的樓宇更為適用,即擁有更好的應(yīng)用前景。 本文還對所提出的算法在工程上采用FPGA進(jìn)行應(yīng)用做了一定的研究。在用C程序建立該算法的基礎(chǔ)上采用了在Xilinx VirtexII Pro開發(fā)板上運(yùn)行MicroBlaze軟IP核的方法對該算法進(jìn)行了調(diào)試并運(yùn)行成功。得到的運(yùn)行結(jié)果與用Matlab驗(yàn)證的結(jié)果一致。證明了該算法在工程上的可應(yīng)用性。
標(biāo)簽: FPGA 電梯群控系統(tǒng) 分
上傳時(shí)間: 2013-07-02
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當(dāng)今電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是以大規(guī)模FPGA為物理載體的系統(tǒng)芯片的設(shè)計(jì),基于FPGA的片上系統(tǒng)可稱為可編程片上系統(tǒng)(SOPC)。SOPC的設(shè)計(jì)是以知識產(chǎn)權(quán)核(IPCore)為基礎(chǔ),以硬件描述語言為主要設(shè)計(jì)手段,借助以計(jì)算機(jī)為平臺的EDA工具進(jìn)行的。 本文在介紹了FPGA與SOPC相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上,給出了SOPC技術(shù)開發(fā)調(diào)制解調(diào)器的方案。在分析設(shè)計(jì)軟件Matlab/DSP(Digital Signal Processing)。builder以及Quartus Ⅱ開發(fā)軟件進(jìn)行SOPC(System On a Programmable Chip)設(shè)計(jì)流程后,依據(jù)調(diào)制解調(diào)算法提出了一種基于DSP Builder調(diào)制解調(diào)器的SOPC實(shí)現(xiàn)方案,模塊化的設(shè)計(jì)方法大大縮短了調(diào)制解調(diào)器的開發(fā)周期。 在SOPC技術(shù)開發(fā)調(diào)制解調(diào)器的過程中,用MATLAB/Simulink的圖形方式調(diào)用Altera DSP Builder和其他Simulink庫中的圖形模塊(Block)進(jìn)行系統(tǒng)建模,在Simulink中仿真通過后,利用DSP Builder將Simulink的模型文件(.mdl)轉(zhuǎn)化成通用的硬件描述語言VHDL文件,從而避免了VHDL語言手動編寫系統(tǒng)的煩瑣過程,將精力集中于算法的優(yōu)化上。 基于DSP Builder的開發(fā)功能,調(diào)制解調(diào)器電路中的低通濾波器可直接調(diào)用FIRIP Core,進(jìn)一步提高了開發(fā)效率。 在進(jìn)行編譯、仿真調(diào)試成功后,經(jīng)過QuartusⅡ?qū)⒕幾g生成的編程文件下載到ALTERA公司Cyclone Ⅱ系列的FPGA芯片EP2C5F256C6,完成器件編程,從而給出了一種調(diào)制解調(diào)器的SOPC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案。
標(biāo)簽: FPGA 調(diào)制解調(diào)器
上傳時(shí)間: 2013-05-28
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汽車工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)增長中發(fā)揮著越來越重要的作用。近幾年,雖然我國的汽車工業(yè)已經(jīng)得到了飛速的發(fā)展,但汽車ECU(Electronic Control Unit)的設(shè)計(jì)制造一直無法實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,嚴(yán)重制約了汽車工業(yè)的發(fā)展。針對這個(gè)現(xiàn)狀,本課題對于ECU的設(shè)計(jì)進(jìn)行了初步研究。首次嘗試了基于SOPC技術(shù)的ECU系統(tǒng)設(shè)計(jì),并利用dSPACE實(shí)時(shí)仿真發(fā)動機(jī),完成了ECU的硬件在回路仿真,對控制效果進(jìn)行了測試和分析。 目前,市場上的ECU系統(tǒng)都是基于專用單片機(jī)的。本文首先對現(xiàn)有的汽車發(fā)動機(jī)控制器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析比較,總結(jié)出ECU的主要組成部件;而后通過各類方案的對比,確定了本課題采用基于FPGA的嵌入NIOS Ⅱ軟核的SOPC技術(shù)方案。 之后,進(jìn)行了汽車發(fā)動機(jī)模型搭建和控制算法的設(shè)計(jì)。發(fā)動機(jī)模型以Hendricks提出的均值模型為基礎(chǔ),參考mathworks公司的發(fā)動機(jī)建模方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。并在該模型基礎(chǔ)上,參考Fekete提出的針對多缸發(fā)動機(jī)的基于模型的空燃比控制策略和mathworks發(fā)動機(jī)控制方案,建立了以控制空燃比為核心的發(fā)動機(jī)噴油控制算法。并通過simulink的仿真,驗(yàn)證了模型和算法的合理有效性。 基于系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案,完成了ECU硬件電路設(shè)計(jì),并在該系統(tǒng)中完成了上述算法的移植和優(yōu)化。最后,利用dSPACE實(shí)時(shí)仿真發(fā)動機(jī),進(jìn)行ECU的硬件在回路仿真,對本文設(shè)計(jì)的ECU系統(tǒng)進(jìn)行了測試。證實(shí)了該ECU方案在空燃比控制方面取得了較好的效果。 本論文以大量的圖示形式介紹了發(fā)動機(jī)模型和系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì),使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和軟件流程等一目了然,淺顯易懂。同時(shí)論文中采用的基于SOPC技術(shù)的ECU設(shè)計(jì)具有一定創(chuàng)新性,對于其他ECU系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計(jì)具有一定指導(dǎo)意義。
標(biāo)簽: FPGA 汽車發(fā)動機(jī) 控制器
上傳時(shí)間: 2013-07-11
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RealView Developer Suite工具是ARM公司是推出的新一代ARM集成開發(fā)工具。支持所有ARM 系列核,并與眾多第三方實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)及工具商合作簡化開發(fā)流程。開發(fā)工具包含以下組件: ? 完全優(yōu)化的ISO C/C++編譯器 ? C++ 標(biāo)準(zhǔn)模板庫 ? 強(qiáng)大的宏編譯器 ? 支持代碼和數(shù)據(jù)復(fù)雜存儲器布局的連接器 ? 可選 GUI調(diào)試器 ? 基于命令行的符號調(diào)試器(armsd) ? 指令集仿真器 ? 生成無格式二進(jìn)制工具、Intel 32位和Motorola 32位ROM映像代碼
上傳時(shí)間: 2013-08-02
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Xilinx EDK是一個(gè)囊括所有用于設(shè)計(jì)嵌入式編程系統(tǒng)的解決方案。這個(gè)預(yù)配置的套件包括了Platform Studio工具以及您用嵌入式IBM PowerPC? 硬件處理器核和/或Xilinx MicroBlaze?軟處理器核進(jìn)行Xilinx平臺FPGA設(shè)計(jì)時(shí)所需的技術(shù)文檔和IP.
上傳時(shí)間: 2013-06-07
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隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的迅速發(fā)展,數(shù)字視頻在信息社會中發(fā)揮著越來越重要的作用,視頻傳輸系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于交通管理、工業(yè)監(jiān)控、廣播電視、銀行、商場等多個(gè)領(lǐng)域。同時(shí),F(xiàn)PGA單片規(guī)模的不斷擴(kuò)大,在FPGA芯片內(nèi)部實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)字信號處理系統(tǒng)也成為現(xiàn)實(shí),因此采用FPGA實(shí)現(xiàn)視頻壓縮和傳輸已成為一種最佳選擇。 本文將視頻壓縮技術(shù)和光纖傳輸技術(shù)相結(jié)合,設(shè)計(jì)了一種基于無損壓縮算法的多路數(shù)字視頻光纖傳輸系統(tǒng),系統(tǒng)利用時(shí)分復(fù)用和無損壓縮技術(shù),采用串行數(shù)字視頻傳輸?shù)姆绞剑稍谝桓饫w中同時(shí)傳輸8路以上視頻信號。系統(tǒng)在總體設(shè)計(jì)時(shí),確定了基于FPGA的設(shè)計(jì)方案,采用ADI公司的AD9280和AD9708芯片實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換,在FPGA里實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的時(shí)分復(fù)用/解復(fù)用、視頻數(shù)據(jù)壓縮/解壓縮和線路碼編解碼,利用光收發(fā)一體模塊實(shí)現(xiàn)電光轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換。視頻壓縮采用LZW無損壓縮算法,用Verilog語言設(shè)計(jì)了壓縮模塊和解壓縮模塊,利用Xilinx公司的IP核生成工具Core Generator生成FIFO來緩存壓縮/解壓縮單元的輸入輸出數(shù)據(jù),光纖線路碼采用CIMT碼,設(shè)計(jì)了編解碼模塊,解碼過程中,利用數(shù)字鎖相環(huán)來實(shí)現(xiàn)發(fā)射與接收的幀同步,在ISE8.2和Modelsim仿真環(huán)境下對FPGA模塊進(jìn)行了功能仿真和時(shí)序仿真,并在Spartan-3E開發(fā)板和視頻擴(kuò)展板上完成了系統(tǒng)的硬件調(diào)試與驗(yàn)證工作,實(shí)驗(yàn)證明,系統(tǒng)工作穩(wěn)定,圖像清晰,實(shí)時(shí)傳輸效果好,可用于交通、安防、工業(yè)監(jiān)控等多個(gè)領(lǐng)域。 本文將視頻壓縮和線路碼編解碼在FPGA里實(shí)現(xiàn),利用FPGA的并行處理優(yōu)勢,大大提高了系統(tǒng)的處理速度,使系統(tǒng)具有集成度高、靈活性強(qiáng)、調(diào)試方便、抗干擾能力強(qiáng)、易于升級等特點(diǎn)。
標(biāo)簽: FPGA 數(shù)字視頻 光纖傳輸系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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數(shù)字信號處理是信息科學(xué)中近幾十年來發(fā)展最為迅速的學(xué)科之一。常用的實(shí)現(xiàn)高速數(shù)字信號處理的器件有DSP和FPGA。FPGA具有集成度高、邏輯實(shí)現(xiàn)能力強(qiáng)、速度快、設(shè)計(jì)靈活性好等眾多優(yōu)點(diǎn),尤其在并行信號處理能力方面比DSP更具優(yōu)勢。在信號處理領(lǐng)域,經(jīng)常需要對多路信號進(jìn)行采集和實(shí)時(shí)處理,為解決這一問題,本文設(shè)計(jì)了基于FPGA的數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)。 本文首先介紹數(shù)字信號處理系統(tǒng)的組成和數(shù)字信號處理的優(yōu)點(diǎn),然后通過FFT算法的比較選擇和硬件實(shí)現(xiàn)方案的比較選擇,進(jìn)行總體方案的設(shè)計(jì)。在硬件方面,特別討論了信號調(diào)理模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、FPGA芯片配置等功能模塊的設(shè)計(jì)方案和硬件電路實(shí)現(xiàn)方法。信號處理單元的設(shè)計(jì)以Xilinx ISE為軟件平臺,采用VHDL和IP核的方法,設(shè)計(jì)了時(shí)鐘產(chǎn)生模塊、數(shù)據(jù)滑動模塊、FFT運(yùn)算模塊、求模運(yùn)算模塊、信號控制模塊,完成信號處理單元的設(shè)計(jì),并采用ModelSim仿真工具進(jìn)行相關(guān)的時(shí)序仿真。最后利用MATLAB對設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證,達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求。
標(biāo)簽: 同步數(shù)據(jù)采集 處理系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-07-07
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