本項(xiàng)目完成的是基于中國“數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)、信道編碼和調(diào)制”國家標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)射端系統(tǒng)FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在本設(shè)計(jì)中,系統(tǒng)采用了Stratix系列的EP1S80F1020C5 FPGA為基礎(chǔ)構(gòu)建的主硬件處理平臺(tái)。對(duì)于發(fā)射端系統(tǒng),數(shù)據(jù)處理部分的擾碼器(隨機(jī)化)、前向糾錯(cuò)編碼(FEC)、符號(hào)星座映射、符號(hào)交織、系統(tǒng)信息復(fù)用、頻域交織、幀體數(shù)據(jù)處理(OFDM調(diào)制)、同步PN頭插入、以及信號(hào)成形4倍插值滾降濾波器(SRRC)等各模塊都是基于FPGA硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的。其中關(guān)鍵技術(shù):TDS-OFDM技術(shù)及其和絕對(duì)時(shí)間同步的復(fù)幀結(jié)構(gòu)、信號(hào)幀的頭和幀體保護(hù)技術(shù)、低密度校驗(yàn)糾錯(cuò)碼(LDPC)等,體現(xiàn)了國標(biāo)的自主創(chuàng)新特點(diǎn),為數(shù)字電視領(lǐng)域首次采用。其硬件實(shí)現(xiàn),亦尚未有具體產(chǎn)品參考。 本文首先介紹了當(dāng)今國內(nèi)外數(shù)字電視的發(fā)展現(xiàn)狀,中國數(shù)字電視地面廣播傳輸國家標(biāo)準(zhǔn)的頒布背景。并對(duì)國標(biāo)系統(tǒng)技術(shù)原理框架,發(fā)端系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)以及FPGA設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行了簡要介紹。在此基礎(chǔ)上,第三章重點(diǎn)、詳細(xì)地介紹了基于FPGA實(shí)現(xiàn)的發(fā)射端系統(tǒng)各主要功能模塊的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),論述了系統(tǒng)中各功能模塊的FPGA設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),包括設(shè)計(jì)方案、算法和結(jié)構(gòu)的選取、FPGA實(shí)現(xiàn)、仿真分析等。第四章介紹了對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的級(jí)連調(diào)試過程中,對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的優(yōu)化調(diào)整,并對(duì)級(jí)連后的整個(gè)系統(tǒng)的性能進(jìn)行了仿真、分析和驗(yàn)證。作者在項(xiàng)目中完成的工作主要有: 1.閱讀相關(guān)資料,了解并分析國標(biāo)系統(tǒng)的技術(shù)結(jié)構(gòu)和原理,分解其功能模塊。 2.制定了基于國標(biāo)的發(fā)端系統(tǒng)FPGA實(shí)現(xiàn)的框架及各模塊的接口定義。 3.調(diào)整和改進(jìn)了3780點(diǎn)IFFT OFDM調(diào)制模塊及滾降濾波器模塊的FPGA設(shè)計(jì)并驗(yàn)證。 4.完成了擾碼器、前向糾錯(cuò)編碼、符號(hào)星座映射、符號(hào)交織、系統(tǒng)信息復(fù)用、頻域交織、幀體數(shù)據(jù)處理、同步PN頭插入、以及信號(hào)成形4倍插值滾降濾波器等功能模塊的FPGA設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。 5.在系統(tǒng)級(jí)連調(diào)試中,利用各模塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),優(yōu)化系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)。 6.完成了整個(gè)發(fā)射端系統(tǒng)FPGA部分的調(diào)試、分析和驗(yàn)證。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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自香農(nóng)先生于1948年開創(chuàng)信息論以來,經(jīng)過將近60年的發(fā)展,信道編碼技術(shù)已經(jīng)成為通信領(lǐng)域的一個(gè)重要分支,各種編碼技術(shù)層出不窮。目前廣泛研究的低密度奇偶校驗(yàn)(LDCP)碼是由R.G.Gallager先生提出的一種具有逼近香農(nóng)限性能的優(yōu)秀糾錯(cuò)碼,并已在數(shù)字電視、無線通信、磁盤存儲(chǔ)等領(lǐng)域得到大量應(yīng)用。 目前數(shù)字電視已經(jīng)成為最熱門的話題之一,用手機(jī)看北京奧運(yùn),已經(jīng)成為每一個(gè)中國人的夢想。最近兩年我國頒布了兩部與數(shù)字電視有關(guān)的通信標(biāo)準(zhǔn),分別是數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)(DMB-TH)和移動(dòng)多媒體(CMMB)即俗稱的手機(jī)電視標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)字電視正與每個(gè)人走得越來越近,我國預(yù)期在2015年全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視并停止模擬電視的播出。作為數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的核心技術(shù)之一的前向糾錯(cuò)碼技術(shù)已經(jīng)成為眾多科研單位的研究熱點(diǎn),相應(yīng)的編解碼芯片更成為重中之重。在DMB-TH標(biāo)準(zhǔn)中用到了LDPC碼和BCH碼的級(jí)聯(lián)編碼方式,在CMMB標(biāo)準(zhǔn)中用到了LDPC碼和RS碼的級(jí)聯(lián)編碼方式,在DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)中用到了LDPC碼和BCH碼的級(jí)聯(lián)編碼方式。 本論文以目前最重要的三個(gè)與數(shù)字電視相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn):數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)(DMB-TH)、手機(jī)電視標(biāo)準(zhǔn)(CMMB)以及數(shù)字衛(wèi)星電視廣播標(biāo)準(zhǔn)(DVB-S2)為切入點(diǎn),深入研究它們的編碼方式,設(shè)計(jì)了這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中的LDPC碼編碼器,并在FPGA上實(shí)現(xiàn)了前兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的編碼芯片,實(shí)現(xiàn)了DMB-TH標(biāo)準(zhǔn)中0.4、0.6以及0.8三種碼率的復(fù)用。在研究CMMB標(biāo)準(zhǔn)中編碼器設(shè)計(jì)時(shí),提出一種改進(jìn)的LU分解算法,該分解方式適合任意的H矩陣,具有一定的廣泛性。測試結(jié)果表明,芯片邏輯功能完全正確,速度和資源消耗均達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)的要求,具有一定的商用價(jià)值。
上傳時(shí)間: 2013-07-07
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LDPC(Low Density Parity Check)碼是一類可以用非常稀疏的校驗(yàn)矩陣或二分圖定義的線性分組糾錯(cuò)碼,最初由Gallager發(fā)現(xiàn),故亦稱Gallager碼.它和著名Turbo碼相似,具有逼近香農(nóng)限的性能,幾乎適用于所有信道,因此成為近年來信道編碼界研究的熱點(diǎn)。 LDPC碼的奇偶校驗(yàn)矩陣呈現(xiàn)稀疏性,其譯碼復(fù)雜度與碼長成線性關(guān)系,克服了分組碼在長碼長時(shí)所面臨的巨大譯碼計(jì)算復(fù)雜度問題,使長編碼分組的應(yīng)用成為可能。而且由于校驗(yàn)矩陣的稀疏特性,在長的編碼分組時(shí),相距很遠(yuǎn)的信息比特參與統(tǒng)一校驗(yàn),這使得連續(xù)的突發(fā)差錯(cuò)對(duì)譯碼的影響不大,編碼本身就具有抗突發(fā)差錯(cuò)的特性。 本文首先介紹了LDPC碼的基本概念和基本原理,其次,具體介紹了LDPC碼的構(gòu)造和各種編碼算法及其生成矩陣的產(chǎn)生方法,特別是準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼的構(gòu)造以及RU算法、貪婪算法,并在此基礎(chǔ)上采用貪婪算法對(duì)RU算法進(jìn)行了改進(jìn)。 最后,選用Altera公司的Stratix系列FPGA器件EPls25F67217,實(shí)現(xiàn)了碼長為504的基于RU算法的LDPC編碼器。在設(shè)計(jì)過程中,為節(jié)省資源、提高速度,在向量存儲(chǔ)時(shí)采用稀疏矩陣技術(shù),在向量相加時(shí)采用通過奇校驗(yàn)直接判定結(jié)果的方法,在向量乘法中,采用了前向迭代方法,避開了復(fù)雜的矩陣求逆運(yùn)算。結(jié)果表明,該編碼器只占用約10%的邏輯單元,約5%的存儲(chǔ)單元,時(shí)鐘頻率達(dá)到120MHz,數(shù)據(jù)吞吐率達(dá)到33Mb/s,功能上也滿足編碼器的要求。
上傳時(shí)間: 2013-06-09
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文章開篇提出了開發(fā)背景。認(rèn)為現(xiàn)在所廣泛應(yīng)用的開關(guān)電源都是基于傳統(tǒng)的分立元件組成的。它的特點(diǎn)是頻率范圍窄、電力小、功能少、器件多、成本較高、精度低,對(duì)不同的客戶要求來“量身定做”不同的產(chǎn)品,同時(shí)幾乎沒有通用性和可移植性。在電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天,這種傳統(tǒng)的模擬開關(guān)電源已經(jīng)很難跟上時(shí)代的發(fā)展步伐。 隨著DSP、ASIC等電子器件的小型化、高速化,開關(guān)電源的控制部分正在向數(shù)字化方向發(fā)展。由于數(shù)字化,使開關(guān)電源的控制部分的智能化、零件的共通化、電源的動(dòng)作狀態(tài)的遠(yuǎn)距離監(jiān)測成為了可能,同時(shí)由于它的智能化、零件的共通化使得它能夠靈活地應(yīng)對(duì)不同客戶的需求,這就降低了開發(fā)周期和成本。依靠現(xiàn)代數(shù)字化控制和數(shù)字信號(hào)處理新技術(shù),數(shù)字化開關(guān)電源有著廣闊的發(fā)展空間。 在數(shù)字化領(lǐng)域的今天,最后一個(gè)沒有數(shù)字化的堡壘就是電源領(lǐng)域。近年來,數(shù)字電源的研究勢頭與日俱增,成果也越來越多。雖然目前中國制造的開關(guān)電源占了世界市場的80%以上,但都是傳統(tǒng)的比較低端的模擬電源。高端市場上幾乎沒有我們份額。 本論文研究的主要內(nèi)容是在傳統(tǒng)開關(guān)電源模擬調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上,提出了一種新的數(shù)字化調(diào)節(jié)器方案,即基于DSP和FPGA的數(shù)字化PID調(diào)節(jié)器。論文對(duì)系統(tǒng)方案和電路進(jìn)行了較為具體的設(shè)計(jì),并通過測試取得了預(yù)期結(jié)果。測試證明該方案能夠適合本行業(yè)時(shí)代發(fā)展的步伐,使系統(tǒng)電路更簡單,精度更高,通用性更強(qiáng)。同時(shí)該方案也可用于相關(guān)領(lǐng)域。 本文首先分析了國內(nèi)外開關(guān)電源發(fā)展的現(xiàn)狀,以及研究數(shù)字化開關(guān)電源的意義。然后提出了數(shù)字化開關(guān)電源的總體設(shè)計(jì)框圖和實(shí)現(xiàn)方案,并與傳統(tǒng)的開關(guān)電源做了較為詳細(xì)的比較。本論文的設(shè)計(jì)方案是采用DSP技術(shù)和FPGA技術(shù)來做數(shù)字化PID調(diào)節(jié),通過數(shù)字化PID算法產(chǎn)生PWM波來控制斬波器,控制主回路。從而取代傳統(tǒng)的模擬PID調(diào)節(jié)器,使電路更簡單,精度更高,通用性更強(qiáng)。傳統(tǒng)的模擬開關(guān)電源是將電流電壓反饋信號(hào)做PID調(diào)節(jié)后--分立元器件構(gòu)成,采用專用脈寬調(diào)制芯片實(shí)現(xiàn)PWM控制。電流反饋信號(hào)來自主回路的電流取樣,電壓反饋信號(hào)來自主回路的電壓采樣。再將這兩個(gè)信號(hào)分別送至電流調(diào)節(jié)器和電壓調(diào)節(jié)器的反相輸入端,用來實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。同時(shí)用來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的過流過壓保護(hù)、電流和電壓值的顯示。電壓、電流的給定信號(hào)則由單片機(jī)或電位器提供。再次,文章對(duì)各個(gè)模塊從理論和實(shí)際的上都做了仔細(xì)的分析和設(shè)計(jì),并給出了具體的電路圖,同時(shí)寫出了軟件流程圖以及設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的地方。整個(gè)系統(tǒng)由DSP板和ADC板組成。DSP板完成PWM生成、PID運(yùn)算、環(huán)境開關(guān)量檢測、環(huán)境開關(guān)量生成以及本地控制。ADC板主要完成前饋電壓信號(hào)采集、負(fù)載電壓信號(hào)采集、負(fù)載電流信號(hào)采集、以及對(duì)信號(hào)的一階數(shù)字低通濾波。由于整個(gè)系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng),要求采樣速率相當(dāng)高。本系統(tǒng)采用FPGA來控制ADC,這樣就避免了高速采樣占用系統(tǒng)資源的問題,減輕了DSP的負(fù)擔(dān)。DSP可以將讀到的ADC信號(hào)做PID調(diào)節(jié),從而產(chǎn)生PWM波來控制逆變橋的開關(guān)速率,從而達(dá)到閉環(huán)控制的目的。 最后,對(duì)數(shù)字化開關(guān)電源和模擬開關(guān)電源做了對(duì)比測試,得出了預(yù)期結(jié)論。同時(shí)也提出了一些需要改進(jìn)的地方,認(rèn)為該方案在其他相關(guān)行業(yè)中可以廣泛地應(yīng)用。模擬控制電路因?yàn)槭褂迷S多零件而需要很大空間,這些零件的參數(shù)值還會(huì)隨著使用時(shí)間、溫度和其它環(huán)境條件的改變而變動(dòng)并對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性和響應(yīng)能力造成負(fù)面影響。數(shù)字電源則剛好相反,同時(shí)數(shù)字控制還能讓硬件頻繁重復(fù)使用、加快上市時(shí)間以及減少開發(fā)成本與風(fēng)險(xiǎn)。在當(dāng)前對(duì)產(chǎn)品要求體積小、智能化、共通化、精度高和穩(wěn)定度好等前提條件下,數(shù)字化開關(guān)電源有著廣闊的發(fā)展空間。本系統(tǒng)來基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。能夠滿足較高精度的設(shè)計(jì)要求。但對(duì)于高精度數(shù)字化電源,系統(tǒng)還有值得改進(jìn)的地方,比如改進(jìn)主控器,提高參考電壓的精度,提高采樣器件的精度等,都可以提高系統(tǒng)的精度。 本系統(tǒng)涉及電子、通信和測控等技術(shù)領(lǐng)域,將數(shù)字PID算法與電力電子技術(shù)、通信技術(shù)等有機(jī)地結(jié)合了起來。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案不僅可以用在電源控制器上,只要是相關(guān)的領(lǐng)域都可以采用。
上傳時(shí)間: 2013-06-29
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大氣能見度(Visibility)是反映大氣透明度的一個(gè)指標(biāo),是氣象觀測的常規(guī)項(xiàng)目,它對(duì)航海、航空、陸上交通以及軍事活動(dòng)等都有重要影響。目前國內(nèi)能見度儀,特別是適用于海洋惡劣環(huán)境中的便攜式、高精度的能見度儀較少,需要研制適合海上測量的能見度儀。 在系統(tǒng)闡述大氣能見度檢測理論依據(jù)的基礎(chǔ)上,研究了能見度檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),主要包括光源的穩(wěn)定性、微弱信號(hào)的相敏檢測技術(shù)及信號(hào)的抗干擾技術(shù)等。本系統(tǒng)由發(fā)射模塊、接收模塊、信號(hào)處理模塊及電源模塊等組成。設(shè)計(jì)了發(fā)射模塊和接收模塊的光學(xué)系統(tǒng),并進(jìn)行了發(fā)射光源的調(diào)制設(shè)計(jì)、接收模塊中的光電轉(zhuǎn)換電路、放大電路、帶通濾波電路的設(shè)計(jì)及信號(hào)的鎖相放大電路的設(shè)計(jì)等。大氣能見度測量屬于微弱信號(hào)檢測技術(shù),在海上更容易受到外界自然光及其它環(huán)境因素的干擾,因此濾除各種干擾,提取有用的微弱信號(hào)是本設(shè)計(jì)的核心。本文重點(diǎn)研究了光敏檢測技術(shù)和適合于微弱信號(hào)檢測的鎖相放大技術(shù),設(shè)計(jì)了以O(shè)PT101為核心的光敏檢測電路,有效提高了電路的靈敏度和抗干擾,簡化了設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)了以平衡調(diào)制解調(diào)芯片AD630為核心的鎖相放大電路和由雙D觸發(fā)器SN74HCT74及單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器M74HC4538B1R組成的移相電路,實(shí)驗(yàn)證明,在較大的噪聲背景下,該電路可以有效地提取出反映能見度變化的有用信號(hào)。鎖相放大后的直流信號(hào),經(jīng)AD處理后輸入到微處理器ARM中,經(jīng)過理論運(yùn)算最后得到能見度值。為了保證系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性,特別是海上惡劣環(huán)境,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了防鹽、霧、水的設(shè)計(jì),如對(duì)鏡頭進(jìn)行鍍膜、對(duì)PCB板進(jìn)行了三防處理等。 最后進(jìn)行了能見度儀樣機(jī)的研制。
標(biāo)簽: ARM 散射 儀的設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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開關(guān)磁阻電機(jī)(SwitchedReluctanceMotor,SRM)具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、效率高和成本較低等優(yōu)點(diǎn),在很多領(lǐng)域都顯示出強(qiáng)大的競爭力,但是位置傳感器的存在不僅削弱了SRM結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)勢,而且降低了系統(tǒng)高速運(yùn)行的可靠性,增加了成本,探索實(shí)用的無位置傳感器檢測轉(zhuǎn)子位置的方案成為開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(SwitchedReluctanceMotorDrive,SRD)研究的熱點(diǎn)。SRM高度非線性的電磁特性決定了在精確的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)無位置傳感器控制十分困難,而人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)為解決這個(gè)問題提供了新的思路。徑向基函數(shù)(RadialBasisFunction,RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種映射能力極強(qiáng)的前向型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),具有收斂速度快、全局逼近能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。本文提出一種利用自適應(yīng)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)SRM進(jìn)行控制的新方法,所采用的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以電機(jī)繞組的相電流、磁鏈作為輸入,轉(zhuǎn)子位置作為輸出,通過離線和在線相結(jié)合的方法對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練,建立SRM電流、磁鏈與轉(zhuǎn)子位置之間的非線性映射,從而實(shí)現(xiàn)SRM的無位置傳感器控制。 常規(guī)的PID控制以其結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、易于工程實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)至今仍被廣泛采用。在系統(tǒng)模型參數(shù)變化不大的情況下,PID控制效果良好,但當(dāng)被控對(duì)象具有高度非線性和不確定性時(shí),僅靠PID調(diào)節(jié)效果不好。對(duì)于SRM,它的電磁關(guān)系高度非線性,固定參數(shù)的PID調(diào)節(jié)器無法得到很理想的控制性能指標(biāo)。論文提出了一種基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線辨識(shí)的SRM單神經(jīng)元PID自適應(yīng)控制新方法。該方法針對(duì)開關(guān)磁阻電機(jī)的非線性,利用具有自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力的單神經(jīng)元來構(gòu)成開關(guān)磁阻電機(jī)的單神經(jīng)元自適應(yīng)控制器,不但結(jié)構(gòu)簡單,而且能適應(yīng)環(huán)境變化,具有較強(qiáng)的魯棒性。同時(shí)構(gòu)造了一個(gè)RBF網(wǎng)絡(luò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行在線辨識(shí),建立其在線參考模型,由單神經(jīng)元控制器完成控制器參數(shù)的自學(xué)習(xí),從而實(shí)現(xiàn)控制器參數(shù)的在線調(diào)整,能取得更好的控制效果。 仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,自適應(yīng)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)的準(zhǔn)確換相,從而實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的無位置傳感器控制;基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線辨識(shí)的單神經(jīng)元自適應(yīng)控制能夠達(dá)到在線辨識(shí)在線控制的目的,控制精度高,動(dòng)態(tài)特性好,具有較好的自適應(yīng)性和魯棒性。
標(biāo)簽: RBF PID 控制 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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數(shù)字電視技術(shù)和超大規(guī)模深亞微米的系統(tǒng)級(jí)芯片設(shè)計(jì)技術(shù)是當(dāng)前信息產(chǎn)業(yè)中最受關(guān)注的兩個(gè)方向。它們的交叉就是數(shù)字電視應(yīng)用中的一系列系統(tǒng)級(jí)芯片和超深亞微米專用集成電路。其中信道處理系統(tǒng)及其相關(guān)芯片更是集中了數(shù)字信號(hào)處理前向糾錯(cuò)編解碼等數(shù)字電視傳輸?shù)暮诵募夹g(shù),成為設(shè)計(jì)和開發(fā)整個(gè)數(shù)字電視系統(tǒng)的關(guān)鍵之一。數(shù)字高清晰度電視(Digital HDTV)做為第三代電視標(biāo)準(zhǔn),已成為當(dāng)今世界高技術(shù)競爭的焦點(diǎn),本文正是從這個(gè)交叉點(diǎn)上出發(fā)對(duì)DVB-H(Digital Video Broadcasting-Handheld)標(biāo)準(zhǔn)中所涉及的信道編碼和調(diào)制部分進(jìn)行了研究,重點(diǎn)分析了信道內(nèi)編碼部分的硬件優(yōu)化實(shí)現(xiàn)。本項(xiàng)目完成了DVB-H傳輸系統(tǒng)信道編碼的FPGA硬件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),系統(tǒng)所有FPGA硬件電路設(shè)計(jì)采用了Veillog HDL語言編寫。同時(shí)對(duì)清華大學(xué)數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)DMB-T(Terrestrial Digital Multimedia/TV Broadcasting)中的關(guān)鍵技術(shù)做了研究,與DVB標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)技術(shù)做了對(duì)比。 本文首先對(duì)DVB.H以及COFDM的相關(guān)理論進(jìn)行介紹和研究。然后針對(duì)DVB-H信道編碼調(diào)制器中的部分核心算法的FPGA設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的研究工作,包括外編碼、內(nèi)編碼(卷積刪余)、內(nèi)交織(包括比特交織和符號(hào)交織)、星座映射、幀形成、OFDM調(diào)制的部分設(shè)計(jì)等。相應(yīng)地對(duì)DVB-H信道解碼解調(diào)器中的部分算法的FPGA設(shè)計(jì)的研究工作做了描述,包括符號(hào)解交織和比特解交織。同時(shí)對(duì)清華大學(xué)數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)DMB-T外接收機(jī)中頻域和時(shí)域解交織模塊的FPGA設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)做了描述。 筆者在項(xiàng)目中完成的主要工作有: (1)與項(xiàng)目組成員合作制定系統(tǒng)框架,劃分模塊。 (2)對(duì)所負(fù)責(zé)的模塊,包括外編碼、內(nèi)編碼(卷積刪余)、內(nèi)交織(包括比特交織和符號(hào)交織)、星座映射、幀形成、OFDM調(diào)制的算法進(jìn)行研究并加以優(yōu)化,建立軟件仿真模型,進(jìn)行FPGA設(shè)計(jì),仿真和實(shí)現(xiàn)。
標(biāo)簽: DVBH FPGA 發(fā)射端 信道
上傳時(shí)間: 2013-06-10
上傳用戶:rockjablew
本文對(duì)16QAM基帶Modem的FPGA芯片設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究與論述.首先介紹了16QAM調(diào)制的原理和16QAM基帶Modem的FPGA芯片總體設(shè)計(jì),以及一些FPGA設(shè)計(jì)的基本原則.接著介紹了高性能濾波器的FPGA設(shè)計(jì)方法,并采用多相結(jié)構(gòu)濾波器和分布式算法(DA)設(shè)計(jì)了發(fā)送端平方根升余弦滾降濾波器.然后介紹了自適應(yīng)盲均衡器的設(shè)計(jì),該均衡器是一個(gè)復(fù)數(shù)結(jié)構(gòu)的橫向?yàn)V波器,采用復(fù)用抽頭的結(jié)構(gòu)來節(jié)省資源,本文對(duì)自適應(yīng)均衡器的核心運(yùn)算單元-采用booth編碼算法設(shè)計(jì)的高性能乘累加(MAC)運(yùn)算單元進(jìn)行了詳細(xì)描述.接下來介紹了載波恢復(fù)環(huán)路的FPGA設(shè)計(jì),這是一個(gè)數(shù)字二階鎖相環(huán),本文推導(dǎo)了數(shù)字二階鎖相環(huán)和模擬二階鎖相環(huán)的對(duì)應(yīng)關(guān)系.DD相位檢測算法中的反正切函數(shù)tan
上傳時(shí)間: 2013-04-24
上傳用戶:dajin
偏振模色散(PMD)是限制光通信系統(tǒng)向高速率和大容量擴(kuò)展的主要障礙,尤其是160Gb/s光傳輸系統(tǒng)中,由PMD引起的脈沖畸變現(xiàn)象更加嚴(yán)重。為了克服PMD帶來的危害,國內(nèi)外已經(jīng)開始了對(duì)PMD補(bǔ)償?shù)难芯俊5悄壳暗难a(bǔ)償系統(tǒng)復(fù)雜、成本高且補(bǔ)償效果不理想,因此采用前向糾錯(cuò)(FEC)和偏振擾偏器配合抑制PMD的方法,可以實(shí)現(xiàn)低成本的PMD補(bǔ)償。 在實(shí)驗(yàn)中將擾偏器連入光時(shí)分復(fù)用系統(tǒng),通過觀察其工作前后的脈沖波形,發(fā)現(xiàn)擾偏器的應(yīng)用改善了系統(tǒng)的性能。隨著系統(tǒng)速率的提高,對(duì)擾偏器速率的要求也隨之提高,目前市場上擾偏器的速率無法滿足160Gb/s光傳輸系統(tǒng)要求。通過對(duì)偏振擾偏器原理的分析,決定采用高速控制電路驅(qū)動(dòng)偏振控制器的方法來實(shí)現(xiàn)高速擾偏器的設(shè)計(jì)。擾偏器采用鈮酸鋰偏振控制器,其響應(yīng)時(shí)間小于100ns,是目前偏振控制器能夠達(dá)到的最高速率,但是將其用于160Gb/s高速光通信系統(tǒng)擾偏時(shí),這個(gè)速率仍然偏低,因此,提出采用多段鈮酸鋰晶體并行擾偏的方法,彌補(bǔ)鈮酸鋰偏振控制器速率低的問題。通過對(duì)幾種處理器的分析和比較,選擇DSP+FPGA作為控制端,DSP芯片用于產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)據(jù),F(xiàn)PGA芯片具有豐富的I/O引腳,工作頻率高,可以實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的快速并行輸出。這樣的方案可以充分發(fā)揮DSP和FPGA各自的優(yōu)勢。另外對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片也要求響應(yīng)速度快,本論文以FPGA為核心,完成了FPGA與其它芯片的接口電路設(shè)計(jì)。在QuartusⅡ集成環(huán)境中進(jìn)行FPGA的開發(fā),使用VHDL語言和原理圖輸入法進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。 本文設(shè)計(jì)的偏振擾偏器在高速控制電路的驅(qū)動(dòng)下,可以實(shí)現(xiàn)大量的數(shù)據(jù)處理,采用多段鈮酸鋰晶體并行工作的方法,可以提高偏振擾偏器的速率。利用本方案制作的擾偏器具有高擾偏速率,適合應(yīng)用于160Gb/s光通信系統(tǒng)中進(jìn)行PMD補(bǔ)償。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
上傳用戶:suxuan110425
微電子技術(shù)的發(fā)展,特別是可編程邏輯器件的產(chǎn)生加速了電子設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)的核心日趨轉(zhuǎn)向基于計(jì)算機(jī)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù),即EDA技術(shù)。EDA技術(shù)采用的自頂向下設(shè)計(jì)流程代替了原有的自下而上設(shè)計(jì)流程,縮短了集成電路的開發(fā)周期,節(jié)省了開發(fā)費(fèi)用,促進(jìn)了集成電路的發(fā)展。布局布線是計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)自動(dòng)化的一個(gè)重要環(huán)節(jié),也是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的一個(gè)重要課題,其性能的好壞直接影響到電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的可靠性。 本文首先介紹了布局布線前的背景知識(shí),然后對(duì)學(xué)術(shù)上成熟的VPR布局布線工具所采用的算法進(jìn)行了闡述,分別介紹用于布局的模擬退火算法和布線的A*迭代式迷宮搜索算法,最后重點(diǎn)研究了自動(dòng)布線算法,并作出了以下改進(jìn);根據(jù)FPGA布線算法的需要對(duì)雙向啟發(fā)式搜索算法進(jìn)行了相應(yīng)的理論分析及改進(jìn);基于VPR實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)線遞增排序方法,并與網(wǎng)線遞減排序進(jìn)行了比較;在原有的時(shí)序驅(qū)動(dòng)布線啟發(fā)式函數(shù)中引入了面積約束條件以節(jié)約FPGA布線的面積。 通過對(duì)測試數(shù)據(jù)的分析比較,發(fā)現(xiàn):引入雙向啟發(fā)式搜索算法能大大增加布線拆線的速度;遞增有序比遞減有序布線減少了運(yùn)行時(shí)間;時(shí)序驅(qū)動(dòng)布線算法中引入面積約束后,大大減少了布線面積。
標(biāo)簽: FPGA 自動(dòng)布局 布線算法
上傳時(shí)間: 2013-07-17
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