感應(yīng)電機(jī)由于具有可靠性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)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(dòng)機(jī)。然而，感應(yīng)電機(jī)是一個(gè)多變量、強(qiáng)耦合、非線性的時(shí)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(duì)控制精度要求比較高的場(chǎng)合，設(shè)計(jì)出高精度的感應(yīng)電機(jī)控制系統(tǒng)變得非常困難。 針對(duì)高精度感應(yīng)電機(jī)控制較困難的問(wèn)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(wèn)題。在對(duì)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(tái)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(duì)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(yàn)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(jì)方案。按照FPGA模塊化設(shè)計(jì)思想，將整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了合理的劃分，對(duì)SVPWM、Park變換、模糊PI控制器、反饋速度測(cè)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(jì)上提出了自己的思路。各模塊在Modelsim平臺(tái)上完成功能仿真后并下載到Spartan-3E開(kāi)發(fā)板上完成硬件驗(yàn)證。
標(biāo)簽： FPGA 感應(yīng)電機(jī) 控制器
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本文研究的視頻處理系統(tǒng)是上海市科委技術(shù)攻關(guān)基金項(xiàng)目“計(jì)算機(jī)視覺(jué)及其芯片化實(shí)現(xiàn)”的一部分，主要完成計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)的一些基本工作，即視頻圖像的采集、預(yù)處理和顯示等。 視頻圖像采集和預(yù)處理系統(tǒng)以Xilinx公司Virtex-ⅡPro系列的FPGA為核心控制器件，結(jié)合視頻模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片和VGA顯示器，完成視頻圖像的實(shí)時(shí)采集、預(yù)處理和顯示。采集和顯示部分作為同外界交流信息的渠道，是構(gòu)成計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)必不可少的一部分；圖像預(yù)處理則是計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行高層處理的基礎(chǔ)，優(yōu)秀的預(yù)處理算法能有效改善圖像質(zhì)量，提高系統(tǒng)分析判斷的準(zhǔn)確性。 本文在介紹基于FPGA的視頻采集、預(yù)處理系統(tǒng)整體架構(gòu)的基礎(chǔ)上，圍繞以下四個(gè)方面展開(kāi)了工作： 1.研究并給出了兩種基于FPGA的設(shè)計(jì)方案用于實(shí)現(xiàn)YCrCb色度空間到RGB色度空間的轉(zhuǎn)換； 2.針對(duì)采集的視頻圖像，根據(jù)VGA顯示的要求，給出了一種實(shí)現(xiàn)圖像去隔行的方案； 3.分析了一系列圖像濾波的預(yù)處理算法，如均值濾波、中值濾波和自適應(yīng)濾波等，在比較和總結(jié)各算法特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了一種新的適用于處理混合噪聲的濾波算法：混合自適應(yīng)濾波法； 4.根據(jù)算法特點(diǎn)設(shè)計(jì)了多種采用FPGA實(shí)現(xiàn)的圖像濾波算法，并對(duì)硬件算法進(jìn)行RTL級(jí)的功能仿真和驗(yàn)證，還給出了各種濾波算法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在此基礎(chǔ)上對(duì)各種算法的效果進(jìn)行直觀的比較。 文中，預(yù)處理算法的實(shí)現(xiàn)充分利用了FPGA的片內(nèi)資源，體現(xiàn)了FPGA在圖像處理方面的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，視頻采集和顯示的控制模塊也由同一FPGA芯片實(shí)現(xiàn)，從而簡(jiǎn)化了系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)。視頻采集和預(yù)處理系統(tǒng)在FPGA上的成功實(shí)現(xiàn)為“計(jì)算機(jī)視覺(jué)及其芯片化實(shí)現(xiàn)”奠定了必要的基礎(chǔ)、提供了一定理論依據(jù)。
標(biāo)簽： FPGA 視頻圖像 采集
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Max+plusⅡ是Altera公司提供的FPGA/CPLD開(kāi)發(fā)集成環(huán)境，Altera是世界上最大可編程邏輯器件的供應(yīng)商之一。Max+plusⅡ界面友好，使用便捷，被譽(yù)為業(yè)界最易用易學(xué)的EDA軟件。在Max+plusⅡ上可以完成設(shè)計(jì)輸入、元件適配、時(shí)序仿真和功能仿真、編程下載整個(gè)流程，它提供了一種與結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)的設(shè)計(jì)環(huán)境，是設(shè)計(jì)者能方便地進(jìn)行設(shè)計(jì)輸入、快速處理和器件編程。
標(biāo)簽： 10.230 PLUSII MAX
上傳時(shí)間： 2013-07-31
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ispLEVER2.0是一套完整的EDA軟件。設(shè)計(jì)輸入可采用原理圖、硬件描述語(yǔ)言、混合輸入三種方式。能對(duì)所設(shè)計(jì)的數(shù)字電子系統(tǒng)進(jìn)行功能仿真和時(shí)序仿真。編譯器是此軟件的核心，能進(jìn)行邏輯優(yōu)化，將邏輯映射到器件中去，自動(dòng)完成布局與布線并生成編程所需要的熔絲圖件。軟件支持原有Lattice公司的GAL、ispLSI、MACH、ispGDX、ORCA2、ORCA3、ORCA4和最新的ispMACH器件。Xilinx.ISE.Design.Suite（北京市電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽指定軟件）
標(biāo)簽： ispLEVER2
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modelsim么就是個(gè)比較強(qiáng)大的功能仿真軟件。然后作為互助軟件。modelsim和altera、xilinx等提供了專用的優(yōu)化版本
標(biāo)簽： ModleSim 10.0
上傳時(shí)間： 2013-06-01
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波束形成模塊是聲納信號(hào)處理系統(tǒng)中的核心部分，其作用為在空域上加強(qiáng)來(lái)自某一方向的信號(hào)，抑制干擾，同時(shí)探測(cè)目標(biāo)的方位。因此，波束形成模塊的研究在水下探測(cè)器、水下武器引信等聲納系統(tǒng)中顯得尤為重要。本文基于陣列波束形成的原理對(duì)圓陣自適應(yīng)波束形成展開(kāi)了比較深入的研究。 首先，本文概述了聲納波束形成的研究背景和研究現(xiàn)狀。基于本課題所研究的主動(dòng)聲納模型，分析了主動(dòng)聲納信號(hào)，提出應(yīng)用復(fù)基帶信號(hào)進(jìn)行波束形成的方案；對(duì)接收波束形成的原理和方法進(jìn)行了比較詳細(xì)的推導(dǎo)和論述。 其次，本文重點(diǎn)對(duì)均勻圓形陣列流形的波束形成作了詳細(xì)分析和波束圖函數(shù)推導(dǎo)，并且應(yīng)用MATLAB軟件進(jìn)行了仿真分析。然后對(duì)LMS自適應(yīng)算法進(jìn)行了介紹，由對(duì)LMS算法的分析推導(dǎo)了DLMS算法，并對(duì)LMS算法和DLMS算法進(jìn)行了分析，并將DLMS算法應(yīng)用于均勻圓陣波束形成。仿真結(jié)果表明，基于FIR濾波架構(gòu)的DLMS算法以犧牲部分收斂速度為代價(jià)，可獲得高速并行處理能力。DLMS自適應(yīng)波束形成方法能使目標(biāo)方向信號(hào)加強(qiáng)，同時(shí)將干擾信號(hào)零陷。 最后，本文介紹了基于FPGA的并行度為2的8陣元DLMS自適應(yīng)波束形成設(shè)計(jì)思路以及實(shí)現(xiàn)方法。系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)采用了并行處理架構(gòu)，而在單個(gè)支路采用了流水線技術(shù)。并應(yīng)用硬件描述(VHDL)語(yǔ)言在QuartusⅡ4.0環(huán)境下設(shè)計(jì)了各軟件模塊和功能仿真。
標(biāo)簽： 聲納 自適應(yīng)波束
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數(shù)字超聲診斷設(shè)備在臨床診斷中應(yīng)用十分廣泛，研制全數(shù)字化的醫(yī)療儀器已成為趨勢(shì)。盡管很多超聲成像儀器設(shè)計(jì)制造中使用了數(shù)字化技術(shù)，但是我們可以說(shuō)現(xiàn)代VLSI 和EDA 技術(shù)在其中并沒(méi)有得到充分有效的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代電子信息技術(shù)的發(fā)展，PLD 在很多與B 型超聲成像或多普勒超聲成像有關(guān)的領(lǐng)域都得到了較好的應(yīng)用，例如數(shù)字通信和相控雷達(dá)領(lǐng)域。 在研究現(xiàn)代超聲成像原理的基礎(chǔ)上，我們首先介紹了常見(jiàn)的數(shù)字超聲成像儀器的基本結(jié)構(gòu)和模塊功能，同時(shí)也介紹了現(xiàn)代FPGA 和EDA 技術(shù)。隨后我們?cè)敿?xì)分析討論了B 超中，全數(shù)字化波束合成器的關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)現(xiàn)手段。我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了片內(nèi)高速異步FIFO 以降低采樣率，仿真結(jié)果表明資源使用合理且訪問(wèn)時(shí)間很小。正交檢波方法既能給出灰度超聲成像所需要的回波的幅值信息，也能給出多普勒超聲成像所需要的回波的相移信息。我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于直接數(shù)字頻率合成原理的數(shù)控振蕩器，能夠給出一對(duì)幅值和相位較平衡的正交信號(hào)，且在FPGA 片內(nèi)實(shí)現(xiàn)方案簡(jiǎn)單廉價(jià)。數(shù)控振蕩器輸出波形的頻率可動(dòng)態(tài)控制且精度較高，對(duì)于隨著超聲在人體組織深度上的穿透衰減，導(dǎo)致回波中心頻率下移的聲學(xué)物理現(xiàn)象，可視作將回波接收機(jī)的中心頻率同步動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行補(bǔ)償。 還設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了B 型數(shù)字超聲診斷儀前端發(fā)射波束聚焦和掃描控制子系統(tǒng)。在單片F(xiàn)PGA 芯片內(nèi)部設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了聚焦延時(shí)、脈寬和重復(fù)頻率可動(dòng)態(tài)控制的發(fā)射驅(qū)動(dòng)脈沖產(chǎn)生器、線掃控制、探頭激勵(lì)控制、功能碼存儲(chǔ)等功能模塊，功能仿真和時(shí)序分析結(jié)果表明該子系統(tǒng)為設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)高速度、高精度、高集成度的全數(shù)字化超聲診斷設(shè)備打下了良好的基礎(chǔ)，將加快其研發(fā)和制造進(jìn)程，為生物醫(yī)學(xué)電子、醫(yī)療設(shè)備和超聲診斷等方面帶來(lái)新思路。
標(biāo)簽： 全數(shù)字 中的應(yīng)用 超聲診斷儀
上傳時(shí)間： 2013-05-30
上傳用戶：tonyshao
可配置端口電路是FPGA芯片與外圍電路連接關(guān)鍵的樞紐，它有諸多功能：芯片與芯片在數(shù)據(jù)上的傳遞(包括對(duì)輸入信號(hào)的采集和輸出信號(hào)輸出)，電壓之間的轉(zhuǎn)換，對(duì)外圍芯片的驅(qū)動(dòng)，完成對(duì)芯片的測(cè)試功能以及對(duì)芯片電路保護(hù)等。 本文采用了自頂向下和自下向上的設(shè)計(jì)方法，依據(jù)可配置端口電路能實(shí)現(xiàn)的功能和工作原理，運(yùn)用Cadence的設(shè)計(jì)軟件，結(jié)合華潤(rùn)上華0.5μm的工藝庫(kù)，設(shè)計(jì)了一款性能、時(shí)序、功耗在整體上不亞于xilinx4006e[8]的端口電路。主要研究以下幾個(gè)方面的內(nèi)容： 1.基于端口電路信號(hào)寄存器的采集和輸出方式，本論文設(shè)計(jì)的端口電路可以通過(guò)配置將它設(shè)置成單沿或者雙沿的觸發(fā)方式[7]，并完成了Verilog XL和Hspiee的功能和時(shí)序仿真，且建立時(shí)間小于5ns和保持時(shí)間在0ns左右。和xilinx4006e[8]相比較滿足設(shè)計(jì)的要求。 2.基于TAP Controller的工作原理及它對(duì)16種狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)換的控制，對(duì)16種狀態(tài)機(jī)的轉(zhuǎn)換完成了行為級(jí)描述和實(shí)現(xiàn)了捕獲、移位、輸出、更新等主要功能仿真。 3.基于邊界掃描電路是對(duì)觸發(fā)器級(jí)聯(lián)的構(gòu)架這一特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一款邊界掃描電路，并運(yùn)用Verilog XL和Hspiee對(duì)它進(jìn)行了功能和時(shí)序的仿真。達(dá)到對(duì)芯片電路測(cè)試設(shè)計(jì)的要求。 4.對(duì)于端口電路來(lái)講，有時(shí)需要將從CLB中的輸出數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)異或、同或、與以及或的功能，為此本文采用二次函數(shù)輸出的電路結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)以上的功能，并運(yùn)用Verilog XL和Hspiee對(duì)它進(jìn)行了功能和時(shí)序的仿真。滿足設(shè)計(jì)要求。 5.對(duì)于0.5μm的工藝而言，輸入端口的電壓通常是3.3V和5V，為此根據(jù)設(shè)置不同的上、下MOS管尺寸來(lái)調(diào)整電路的中點(diǎn)電壓，將端口電路設(shè)計(jì)成3.3V和5V兼容的電路，通過(guò)仿真性能上已完全達(dá)到這一要求。此外，在輸入端口處加上擴(kuò)散電阻R和電容C組成噪聲濾波電路，這個(gè)電路能有效地抑制加到輸入端上的白噪聲型噪聲電壓[2]。 6.在噪聲和延時(shí)不影響電路正常工作的范圍內(nèi)，具有三態(tài)控制和驅(qū)動(dòng)大負(fù)載的功能。通過(guò)對(duì)管子尺寸的大小設(shè)置和驅(qū)動(dòng)大小的仿真表明：在實(shí)現(xiàn)TTL高電平輸出時(shí)，最大的驅(qū)動(dòng)電流達(dá)到170mA，而對(duì)應(yīng)的xilinx4006e的TTL高電平最大驅(qū)動(dòng)電流為140mA[8]；同樣，在實(shí)現(xiàn)CMOS高電平最大驅(qū)動(dòng)電流達(dá)到200mA,而xilinx4006e的CMOS驅(qū)動(dòng)電流達(dá)到170[8]mA。 7.與xilinx4006e端口電路相比，在延時(shí)和面積以及功耗略大的情況下，本論文研究設(shè)計(jì)的端口電路增加了雙沿觸發(fā)、將輸出數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)二次函數(shù)的輸出方式、通過(guò)添加譯碼器將配置端口的數(shù)目減少的新的功能，且驅(qū)動(dòng)能力更加強(qiáng)大。
標(biāo)簽： FPGA 可配置 端口 電路
上傳時(shí)間： 2013-06-03
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PCI（Peripheral Component Interconnect）局部總線是微型計(jì)算機(jī)中處理器、存儲(chǔ)器與外圍控制部件、擴(kuò)展卡之間的互連接口，由于其速度快、可靠性高、成本低、兼容性好等特點(diǎn)，在各種計(jì)算機(jī)總線標(biāo)準(zhǔn)占有重要地位，基于PCI標(biāo)準(zhǔn)的接口設(shè)計(jì)已經(jīng)成為相關(guān)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中的一個(gè)重要的選擇。 目前，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA（Field Programmable Gates）得到了廣泛應(yīng)用。由于其具有規(guī)模大，開(kāi)發(fā)過(guò)程投資小，可反復(fù)編程，且支持軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)等特點(diǎn)，因此已逐步成為復(fù)雜數(shù)字硬件電路設(shè)計(jì)的首選。 PCI接口的開(kāi)發(fā)有多種方法，主要有兩種：一是使用專用接口芯片，二是使用可編程邏輯器件，如FPGA。本論文基于成本和實(shí)際需要的考慮，采用第二種方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。 本論文采用自上而下（Top-To-Down）和模塊化的設(shè)計(jì)方法，使用FPGA和硬件描述語(yǔ)言（VHDL和Verilog HDL）設(shè)計(jì)了一個(gè)PCI接口核，并通過(guò)自行設(shè)計(jì)的試驗(yàn)板對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。為使設(shè)計(jì)準(zhǔn)確可靠，在具體模塊的設(shè)計(jì)中廣泛采用流水線技術(shù)和狀態(tài)機(jī)的方法。 論文最終設(shè)計(jì)完成了一個(gè)33M32位的PCI主從接口，并把它作為以NIOSⅡ?yàn)楹诵牡腟OPC片內(nèi)外設(shè)，與通用計(jì)算機(jī)成功進(jìn)行了通訊。 論文對(duì)PCI接口進(jìn)行了功能仿真，仿真結(jié)果和PCI協(xié)議的要求一致，表明本論文設(shè)計(jì)正確。把設(shè)計(jì)下載進(jìn)FPGA芯片EP2C8Q208C7之后，論文給出了使用SIGNALTAPⅡ觀察到的信號(hào)實(shí)際波形，波形顯示PCI接口能夠滿足本設(shè)計(jì)中系統(tǒng)的需要。本文最后還給出試驗(yàn)板的具體設(shè)計(jì)步驟及驅(qū)動(dòng)程序的安裝。
標(biāo)簽： FPGA PCI 接口的設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-28
上傳用戶：372825274
隨著現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)在工業(yè)中的廣泛應(yīng)用，使得基于FPGA數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)在雷達(dá)信號(hào)處理中有著重要地位。模型化設(shè)計(jì)是一種自頂向下的面向FPGA的快速原型驗(yàn)證法，它不僅降低了FPGA設(shè)計(jì)門檻，而且縮短了開(kāi)發(fā)周期，提高了設(shè)計(jì)效率。這使得FPGA模型化設(shè)計(jì)成為了FPGA系統(tǒng)設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)。本文針對(duì)常見(jiàn)雷達(dá)信號(hào)處理模塊的FPGA模型化實(shí)現(xiàn)，在以下幾個(gè)方面展開(kāi)研究：首先對(duì)基于FPGA的模型化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了研究，給出了模型化設(shè)計(jì)方法的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，并對(duì)本文中使用的模型化設(shè)計(jì)方法的軟件工具System Generator和AccelDSP進(jìn)行了介紹。其次使用這兩種軟件工具對(duì)FIR濾波器進(jìn)行了模型化設(shè)計(jì)并同RTL(寄存器傳輸級(jí))設(shè)計(jì)方法進(jìn)行對(duì)比，全面分析了模型化設(shè)計(jì)方法和RTL設(shè)計(jì)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。然后在簡(jiǎn)明闡述雷達(dá)信號(hào)處理原理的基礎(chǔ)上，使用System Generator對(duì)數(shù)字下變頻(DDC)、脈沖壓縮、動(dòng)目標(biāo)顯示(MTI)及恒虛警(CFAR)處理等雷達(dá)信號(hào)處理模塊進(jìn)行了自頂向下的模型化設(shè)計(jì)。在Simulink中進(jìn)行了功能仿真驗(yàn)證，生成了HDL代碼，并在Xilinx FPGA中進(jìn)行了RTL的時(shí)序仿真分析。關(guān)鍵詞：雷達(dá)信號(hào)處理 FPGA 模型化設(shè)計(jì) System Generator AccelDSP
標(biāo)簽： FPGA 模型 雷達(dá)信號(hào)
上傳時(shí)間： 2013-07-25
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