多功能車輛總線一類設(shè)備是一個在列車通信網(wǎng)(TCN，TrainCommunication Network)中普遍使用的網(wǎng)絡(luò)接口單元。目前我國的新式列車大多采用列車通信網(wǎng)傳輸列車中大量的控制和服務(wù)信息。但使用的列車通信網(wǎng)產(chǎn)品主要為國外進(jìn)口，因此迫切需要研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的列車通信網(wǎng)產(chǎn)品。 論文以一類設(shè)備控制器的設(shè)計為核心，采取自頂向下的模塊設(shè)計方法。將設(shè)備控制器分為同步層和數(shù)據(jù)處理層來分別實(shí)現(xiàn)對幀的發(fā)送與接收處理和對幀數(shù)據(jù)的提取與存儲處理。 同步層包含幀的識別模塊、曼徹斯特譯碼模塊、曼徹斯特編碼與幀封裝三個模塊。幀識別模塊檢測幀的起始位并對幀類型進(jìn)行判斷。譯碼模塊根據(jù)采集的樣本值來判斷曼徹斯特編碼的值，采樣的難點(diǎn)在于非理想信號帶來的采樣誤差，論文使用結(jié)合位同步的多點(diǎn)采樣法來提高采樣質(zhì)量。幀分界符中的非數(shù)據(jù)符不需要進(jìn)行曼徹斯特編碼，編碼時在非數(shù)據(jù)符位關(guān)閉編碼電路使非數(shù)據(jù)符保持原來的編碼輸出。 數(shù)據(jù)處理層以主控單元(MCU，Main Control Unit)和通信存儲器為設(shè)計核心。MCU是控制器的核心，對接收的主幀進(jìn)行分析，判斷是從通信存儲器相應(yīng)端口取出應(yīng)答從幀并發(fā)送，還是準(zhǔn)備接收從幀并存入通信存儲器。通信存儲器存儲設(shè)備的通信數(shù)據(jù)，合適的地址分配能簡化MCU的控制程序，論文固定了通信存儲器端口大小使MCU可以根據(jù)一個固定的公式進(jìn)行端口的遍歷從而簡化了MCU程序的復(fù)雜度。數(shù)據(jù)在傳輸中由于受到干擾和沖突等問題而出現(xiàn)錯誤，論文采用循環(huán)冗余檢驗碼結(jié)合偶檢驗擴(kuò)展來對傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯控制。 最后，使用FPGA和硬件描述語言Verilog HDL開發(fā)出了MVB一類設(shè)備。目前該一類設(shè)備已運(yùn)用在SS4G電力機(jī)車的制動控制單元(BCU．Brake Control Unit)中并在鐵道科學(xué)研究院通過了TCN通信測試。一類設(shè)備的成功研制為列車通信網(wǎng)中總線管理器等高類設(shè)備的開發(fā)奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。
上傳時間： 2013-07-27
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在過去的十幾年間，F(xiàn)PGA取得了驚人的發(fā)展：集成度已達(dá)到1000萬等效門、速度可達(dá)到400～500MHz。隨著FPGA的集成度不斷增大，在高密度FPGA中，芯片上時鐘的分布質(zhì)量就變得越來越重要。時鐘延時和時鐘相位偏移已成為影響系統(tǒng)性能的重要因素。現(xiàn)在，解決時鐘延時問題主要使用時鐘延時補(bǔ)償電路。 為了消除FPGA芯片內(nèi)的時鐘延時，減小時鐘偏差，本文設(shè)計了內(nèi)置于FPGA芯片中的延遲鎖相環(huán)，采用一種全數(shù)字的電路結(jié)構(gòu)，將傳統(tǒng)DLL中的用模擬方式實(shí)現(xiàn)的環(huán)路濾波器和壓控延遲鏈改進(jìn)為數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)的時鐘延遲測量電路，和延時補(bǔ)償調(diào)整電路，配合特定的控制邏輯電路，完成時鐘延時補(bǔ)償。在輸入時鐘頻率不變的情況下，只需一次調(diào)節(jié)過程即可完成輸入輸出時鐘的同步，鎖定時間較短，噪聲不會積累，抗干擾性好。 在Smic0.18um工藝下，設(shè)計出的時鐘延時補(bǔ)償電路工作頻率范圍從25MHz到300MHz，最大抖動時間為35ps，鎖定時間為13個輸入時鐘周期。另外，完成了時鐘相移電路的設(shè)計，實(shí)現(xiàn)可編程相移，為用戶提供與輸入時鐘同頻的相位差為90度，180度，270度的相移時鐘；時鐘占空比調(diào)節(jié)電路的設(shè)計，實(shí)現(xiàn)可編程占空比，可以提供占空比為50/50的時鐘信號；時鐘分頻電路的設(shè)計，實(shí)現(xiàn)頻率分頻，提供1.5，2，2.5，3，4，5，8，16分頻時鐘。
標(biāo)簽： FPGA 應(yīng)用于 全數(shù)字 鎖相環(huán)
上傳時間： 2013-07-06
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回波消除器廣泛應(yīng)用于公用電話交換網(wǎng)(PSTN)、移動通信系統(tǒng)和視頻電話會議系統(tǒng)等多種語音通信領(lǐng)域。在PSTN系統(tǒng)中，由于線路阻抗不匹配，遠(yuǎn)端語音信號通過混合線圈時產(chǎn)生一定泄漏，一部分信號又傳回遠(yuǎn)端，產(chǎn)生線路回波，回波的存在會嚴(yán)重影響語音通信質(zhì)量。本文主要針對線路回波進(jìn)行研究，設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了滿足實(shí)用要求的基于FPGA平臺的回波消除器。 首先，對回波產(chǎn)生原理和目前幾種常用回波消除算法進(jìn)行了分析，在研究自適應(yīng)回波消除器的各個模塊，特別是深入分析各種自適應(yīng)濾波算法和雙講檢測算法，綜合考慮各種算法的運(yùn)算復(fù)雜度和性能的情況下，這里采用NLMS算法實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)回波消除器。針對傳統(tǒng)雙講檢測算法在近端語音幅度較低情況下容易產(chǎn)生誤判的情況，給出一種基于子帶濾波器組的改進(jìn)雙講檢測算法。 本文首先使用C語言實(shí)現(xiàn)回波消除器的各個模塊，其中包括自適應(yīng)濾波器、遠(yuǎn)端檢測、雙講檢測、非線性處理和舒適噪聲產(chǎn)生模塊。經(jīng)過仿真測試，相關(guān)模塊算法能夠有效提高回波消除器性能。在此基礎(chǔ)上，本文使用硬件描述語言Veillog HDL，在QuartusⅡ和ModelSim軟件平臺上實(shí)現(xiàn)各功能模塊，并通過模塊級和系統(tǒng)級功能仿真以及時序仿真驗證，最終在現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Arrav，F(xiàn)PGA)平臺上實(shí)現(xiàn)回波消除系統(tǒng)。本文詳細(xì)闡述了基于FPGA的設(shè)計流程與設(shè)計方法，并描述了自適應(yīng)濾波器、基于分布式算法FIR濾波器、除法器和有限狀態(tài)機(jī)的設(shè)計過程。 根據(jù)ITU-T G.168標(biāo)準(zhǔn)提出的測試要求，本文塒基于FPGA設(shè)計實(shí)現(xiàn)的自適應(yīng)回波消除系統(tǒng)進(jìn)行大量主客觀測試。經(jīng)過測試，各項性能指標(biāo)均達(dá)到或超過G.168標(biāo)準(zhǔn)的要求，具有良好的回波消除效果。
上傳時間： 2013-06-18
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感應(yīng)電機(jī)由于具有可靠性好、結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉和體積小等優(yōu)點(diǎn)，成為生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用最廣泛的一種電動機(jī)。然而，感應(yīng)電機(jī)是一個多變量、強(qiáng)耦合、非線性的時變系統(tǒng)，這使得感應(yīng)電機(jī)的控制十分復(fù)雜，尤其是在對控制精度要求比較高的場合，設(shè)計出高精度的感應(yīng)電機(jī)控制系統(tǒng)變得非常困難。 針對高精度感應(yīng)電機(jī)控制較困難的問題，本文分析了感應(yīng)電機(jī)的數(shù)學(xué)建模方法及電機(jī)控制策略問題。在對感應(yīng)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了數(shù)學(xué)推導(dǎo)的基礎(chǔ)上，在Matlab/Simulink平臺上建立了感應(yīng)電機(jī)的電機(jī)模型，提出了一種感應(yīng)電機(jī)控制系統(tǒng)仿真建模的新方法。對常用的數(shù)字脈寬調(diào)制方法進(jìn)行了數(shù)學(xué)推導(dǎo)及仿真研究，并將模糊控制理論應(yīng)用于感應(yīng)電機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)中，改善了傳統(tǒng)PI控制器超調(diào)較大、響應(yīng)較慢、魯棒性差的缺點(diǎn)。仿真結(jié)果驗證模糊PI控制方案的優(yōu)越性。 在感應(yīng)電機(jī)建模仿真的基礎(chǔ)上，根據(jù)高精度感應(yīng)電機(jī)控制器的需求及FPGA的特點(diǎn)，本文提出感應(yīng)電機(jī)控制器的的設(shè)計方案。按照FPGA模塊化設(shè)計思想，將整個系統(tǒng)進(jìn)行了合理的劃分，對SVPWM、Park變換、模糊PI控制器、反饋速度測量等重要模塊的FPGA硬件實(shí)現(xiàn)算法進(jìn)行了深入的研究。并在一些模塊算法的設(shè)計上提出了自己的思路。各模塊在Modelsim平臺上完成功能仿真后并下載到Spartan-3E開發(fā)板上完成硬件驗證。
標(biāo)簽： FPGA 感應(yīng)電機(jī) 控制器
上傳時間： 2013-04-24
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本文針對目前國內(nèi)外基于FPGA實(shí)現(xiàn)模糊控制器的理論、EDA軟件工具的使用以及FPGA 技術(shù)的發(fā)展，對模糊控制器的設(shè)計作了有益的探索，并達(dá)到了預(yù)期的實(shí)驗效果。文章綜述了模糊控制理論的產(chǎn)生、發(fā)展、應(yīng)用現(xiàn)狀以及今后的發(fā)展方向；介紹了模糊邏輯、模糊控制的基本原理和模糊控制器的結(jié)構(gòu)；闡述了常規(guī)模糊控制器的設(shè)計過程。文章介紹了運(yùn)用 VHDL語言進(jìn)行模糊控制器的設(shè)計過程。對模糊控制過程中隸屬度函數(shù)的存儲采用了分段存儲法，其設(shè)計方法簡單，提高了運(yùn)算速度和運(yùn)算精度。采用了“最大－最小”函數(shù)法簡化了模糊控制規(guī)則的推理過程。運(yùn)用“倒數(shù)相乘法”實(shí)現(xiàn)除法器的設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)任意數(shù)的除法運(yùn)算，且精度較高。并以模糊空調(diào)溫度控制器為例進(jìn)行了理論說明和模糊設(shè)計，并給出了相應(yīng)的VHDL代碼。整體設(shè)計及其各個模塊都在ALTERA公司的EDA 工具Quartus Ⅱ和Modelsim SE平臺上進(jìn)行了邏輯綜合及功能時序仿真，綜合與仿真的結(jié)果表明，基于FPGA的模糊控制器芯片消耗較少的硬件資源，達(dá)到了較高的設(shè)計性能，在速度和資源利用率方面均達(dá)到了較優(yōu)的狀態(tài)，通過在 FPGA開發(fā)板上的驗證與測試，測試結(jié)果表明，所設(shè)計的模糊控制器可滿足實(shí)時模糊控制的要求。關(guān)鍵詞：模糊邏輯 模糊控制器 VHDL FPGA
上傳時間： 2013-04-24
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隨著數(shù)字信號處理技術(shù)和大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展以及軟件無線電技術(shù)的廣泛應(yīng)用，中頻全數(shù)字解調(diào)技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展，在無線通信中得到了廣泛應(yīng)用。論文簡要介紹了QPSK數(shù)字調(diào)制的基本原理，對QPSK中頻全數(shù)字解調(diào)器的...
標(biāo)簽： QPSK FPGA 中頻 全數(shù)字
上傳時間： 2013-05-30
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激光打標(biāo)是一種利用高能量的激光束在打標(biāo)物體表面刻下永久性標(biāo)識的技術(shù)。與傳統(tǒng)的壓刻等方法相比，激光打標(biāo)具有速度快、無污染、質(zhì)量高、性能穩(wěn)定、不接觸物體表面等優(yōu)點(diǎn)。激光打標(biāo)是目前工業(yè)產(chǎn)品標(biāo)記的先進(jìn)技術(shù)，是一種高效的標(biāo)記方法。傳統(tǒng)的基于ISA總線、PCI總線或者USB總線的激光打標(biāo)控制器增加了激光打標(biāo)機(jī)的成本和體積。本文提出一種基于ARM+FPGA架構(gòu)的嵌入式系統(tǒng)方案，主要的研究工作如下：首先，介紹了激光打標(biāo)系統(tǒng)的組成，激光打標(biāo)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和激光打標(biāo)機(jī)的原理。根據(jù)激光打標(biāo)控制系統(tǒng)的功能要求和性能要求，提出了ARM+FPGA的總體設(shè)計，并簡要討論了ARM和FPGA的特點(diǎn)和優(yōu)勢。ARM處理器的主要功能是完成打標(biāo)內(nèi)容的輸入和變換處理，打標(biāo)機(jī)參數(shù)的設(shè)置和控制打標(biāo)。FPGA的作用是接收、存儲和轉(zhuǎn)換打標(biāo)數(shù)據(jù)，然后產(chǎn)生控制信號去控制激光打標(biāo)設(shè)備。然后，詳細(xì)討論了激光打標(biāo)機(jī)控制器的硬件電路設(shè)計，包括ARM控制單元電路、FPGA控制單元電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊等。為了使控制器能夠長時間可靠穩(wěn)定地工作，還采取了隔離技術(shù)等許多抗干擾措施。完成了 FPGA中各個模塊的程序設(shè)計，利用Quartus Ⅱ軟件進(jìn)行了仿真驗證，調(diào)試了控制器的功能。本文所設(shè)計的嵌入式激光打標(biāo)控制器發(fā)揮了ARM和FPGA各自的優(yōu)勢。經(jīng)過在實(shí)際打標(biāo)系統(tǒng)中的測試，證明本次設(shè)計的激光打標(biāo)機(jī)控制器實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的功能，取得了滿意的打標(biāo)效果。關(guān)鍵詞：ARM，F(xiàn)PGA，激光打標(biāo)，F(xiàn)IFO，CO2激光器，掃描振鏡系統(tǒng)
標(biāo)簽： ARMFPGA 激光打標(biāo) 制器設(shè)計
上傳時間： 2013-04-24
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基于vhld的三層電梯控制器的設(shè)計，是關(guān)于EDA技術(shù)的，和CPLD也很相關(guān)。
上傳時間： 2013-06-26
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隨著各種通信系統(tǒng)數(shù)量的日益增多，為了充分地利用有限的頻譜資源，高頻譜利用率的調(diào)制技術(shù)不斷被應(yīng)用。偏移正交相移鍵控(OQPSK: Offset QuadraturePhase Shift Keying)是一種恒包絡(luò)調(diào)制技術(shù)，具有較高的頻譜利用率和功率利用率，廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)和地面移動通信系統(tǒng)。因此，對于OQPSK全數(shù)字解調(diào)技術(shù)的研究具有一定的理論價值。 本文以軟件無線電和全數(shù)字解調(diào)的相關(guān)理論為指導(dǎo)，成功設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的OQPSK全數(shù)字解調(diào)。論文介紹了OQPSK全數(shù)字接收解調(diào)原理和基于軟件無線電設(shè)計思想的全數(shù)字接收機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，詳細(xì)闡述了當(dāng)今OQPSK數(shù)字解調(diào)中載波頻率同步、載波相位同步、時鐘同步和數(shù)據(jù)幀同步的一些常用算法，并選擇了相應(yīng)算法構(gòu)建了三種系統(tǒng)級的實(shí)現(xiàn)方案。通過MATLAB對解調(diào)方案的仿真和性能分析，確定了FPGA中的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案。在此基礎(chǔ)上，本文采用VerilogHDL硬件描述語言在Altera公司的Quartus II開發(fā)平臺上設(shè)計了同步解調(diào)系統(tǒng)中的各個模塊，還對各模塊和整個系統(tǒng)在ModelSim中進(jìn)行了時序仿真驗證，并對設(shè)計中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了修正。最后，經(jīng)過FPGA調(diào)試工具嵌入式邏輯分析儀SignalTapⅡ的硬件實(shí)際測試，本文對系統(tǒng)方案進(jìn)行了最終的改進(jìn)與調(diào)整。 實(shí)際測試結(jié)果表明，本文的設(shè)計最終能夠達(dá)到了預(yù)期的指標(biāo)和要求。本課題設(shè)計經(jīng)過時序和資源優(yōu)化后還可以向ASIC和系統(tǒng)級SOC轉(zhuǎn)化，以進(jìn)一步縮小系統(tǒng)體積、降低成本和提高電路的可靠性，因此具有良好的實(shí)際應(yīng)用價值。
標(biāo)簽： OQPSK FPGA 全數(shù)字 解調(diào)
上傳時間： 2013-07-14
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雷達(dá)是由許多具有不同功能的分立模塊組成作為一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)，不同模塊之間必須按照一定的時序協(xié)調(diào)工作。雷達(dá)時序控制器以觸發(fā)脈沖的形式，為這些模塊提供工作所需的精確時序。現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)的時序控制主要采用MCU、 ...
標(biāo)簽： FPGA 雷達(dá) 時序 制器設(shè)計
上傳時間： 2013-07-05
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