介紹了美國AD公司采用先進的直接數字頻率合成(DDS)技術推出的高集成度頻率合成器AD9850的工作原理、主要特點及其與MCS51單片機的接口,并給出了接口電路圖和部分源程序.
上傳時間: 2013-06-02
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本論文是以GSM基站系統為對象研究了軟件無線電思想在移動通信中應用的可行性,通過構造一個具有開放性、標準化、模塊化的通用硬件平臺,用軟件來完成各種功能。 本文首先從整體上介紹了GSM移動通信系統及其實現過程,通過大量的Matlab仿真詳細論述了GSM蜂窩通信系統中的語音編碼、信道編碼、交織、加密、調制等技術。 其次,文中介紹了GSM信道編碼規則,其中重點闡述了CRC、卷積碼和交織碼的基本原理和算法實現,并完成了三者編碼譯碼的軟件設計,采用FPGA技術實現并驗證了設計的正確性。 最后,對GMSK調制和解調的原理及特點進行論述,并提出了軟件實現的可行性方案,為下一步的軟件設計打下了堅實的基礎。硬件試驗平臺是軟件實現的基礎,因此,文中進行了詳細的分析與設計,并給出了部分電路設計圖,對相關課題的研究具有一定的指導意義和參考價值。
上傳時間: 2013-07-11
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第三代移動通信系統及技術是目前通信領域的研究熱點。本系統采用了第三代移動通信系統的部分關鍵技術,采用直接序列擴頻方式實現多路寬帶信號的碼分復用傳輸。在系統設計中,我們綜合考慮了系統性能要求,功能實現復雜度與系統資源利用率,選擇了并行導頻體制、串行滑動相關捕獲方式、延遲鎖相環跟蹤機制、導頻信道估計方案和相干解擴方式,并在Quartus軟件平臺上采用VHDL語言,在FPGA芯片CycloneEP1C12Q240C8上完成了系統設計。通過對硬件測試板的測試表明文中介紹的方案和設計方法是可行和有效的。并在測試的基礎上對系統提出了改進意見。
上傳時間: 2013-06-27
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常模信號是一類非常重要的信號,而專門應用于常模信號的常模算法[1]具有復雜度較低、實現起來比較簡單、對陣列模型的偏差不敏感等顯著的優點。因此,常模算法引起了眾多學者的廣泛關注。近年來,常模算法在多用戶檢測領域[2]的研究越來越受到諸多學者的關注。不僅如此,常模算法在其他領域也是備受矚目,如常模算法在盲均衡以及波束形成等領域的應用也是目前研究的熱點。除此之外,常模算法已經不僅僅局限在應用于常模信號,也可應用于多模信號[3]等。 本文對常模算法在多用戶檢測領域的應用以及FPGA[4]實現作了較多的研究工作,共分六章進行闡述。第一章為緒論,介紹了論文相關背景和本文的結構;第二章首先對常模算法作了理論分析,并改進了傳統的2-2型常模算法,我們稱之為M2-2CMA,它在誤碼率性能上有一些改善;之后在MATLAB平臺上搭建了仿真平臺,分析了常模算法在多用戶檢測中的應用;第三章研究了相關文獻,簡單介紹了FPGA概念及其設計流程和設計方法,并對VerilogHDL以及Quartus軟件做了簡要介紹;第四章則詳細介紹了常模算法的FPGA實現,用一種基于統計數據的方法確定了數據位長及精度,提出了其實現的系統框圖,并詳細闡述了各主要模塊的設計與實現,同時給出了最后的報告文件以及最高數據處理速度;第五章則在MATLAB平臺和QuartuslI的基礎上搭建了一個仿真平臺,借助于平臺分析了2-2型常模算法移植到FPGA平臺后的性能,對不同的精度對系統性能的影響做了討論,也統計了不同信噪比、多址干擾下的誤碼率性能。最后一章是對全文的總結和對未來的展望。
上傳時間: 2013-06-23
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H.264/AVC是ITU與ISO/IEC(International Standard Organization/Intemational Electrotechnical Commission國際標準化組織/國際電工委員會)聯合推出的活動圖像編碼標準。作為最新的國際視頻編碼標準,H.264/AVC與MPEG-4、H.263等視頻編碼標準相比,性能有了很大提高,并已在流媒體、數字電視、電話會議、視頻存儲等諸多領域得到廣泛的應用。基于上下文的自適應二進制算術編碼(Conrext-based Adaptive Binary Arithmetic Coding,CABAC)是H.264/AVC的兩個熵編碼方案之一,相對于另一熵編碼方案-CAVLC(基于上下文的自適應可變長編碼),CABAC具有更高的數據壓縮率:在同等編碼質量下要比CAVLC提高10%~15%的壓縮率。CABAC能實現很高的數據壓縮率,但這是以增加實現的復雜性為代價的。在已有的硬件實現方法上,CABAC的解碼效率并不高。 論文在深入研究CABAC解碼算法及其實現流程,并在仔細分析了H.264/AVC碼流結構的基礎上,總結出了影響CABAC解碼效率的各個環節,并以此為出發點,對CABAC解碼所需中的各個功能模塊進行了優化設計,設計出一種新的CABAC解碼器結構,相對于一般的CABAC解碼器,它的解碼效率得到了顯著提高。論文針對影響CABAC解碼過程的"瓶頸"問題一多次訪問存儲部件影響解碼速率,提出了新的存儲組織方式,并根據CABAC的碼流結構特性,采用4個子解碼器級聯的方式來進一步提高解碼速率。 最后,用Verilog語言對所設計的CABAC解碼器進行了描述,用EDA軟件對其進行了仿真,并在FPGA上驗證了其功能,結果顯示,該CABAC解碼器結構顯著提高了解碼效率,能夠滿足高檔次實時通訊的要求。
上傳時間: 2013-07-03
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現場可編程門陣列(FPGA)是作為專用集成電路(ASIC)領域中的一種半定制電路而出現的,它結合了微電子技術、電路技術和EDA(Electronics Design Automation)技術。隨著它的廣泛應用和快速發展,使設計電路的規模和集成度不斷提高,同時也帶來了電子系統設計方法和設計思想的不斷推陳出新。 隨著數字電子技術的發展,數字信號處理的理論和技術廣泛的應用于通訊、語音處理、計算機和多媒體等領域。離散傅立葉變換(DFT)作為數字信號處理中的基本運算,發揮著重要作用。而快速傅里葉變換(FFT)算法的提出,使離散傅里葉變換的運算量減小了幾個數量級,使得數字信號處理的實現變得更加容易。FFT已經成為現代數字信號處理的核心技術之一,因此對FFT算法及其實現方法的研究具有很強的理論和現實意義。 本文主要研究如何利用FPGA實現FFT算法,研制具有自主知識產權的FFT信號處理器。該設計采用高效基-16算法實現了一種4096點FFT復數浮點運算處理器,其蝶形處理單元的基-16運算核采用兩級改進的基-4算法級聯實現,僅用8個實數乘法器就可實現基-16蝶形單元所需的8次復數乘法運算,在保持處理速度的優勢下,比傳統的基-16算法節省了75%的乘法器邏輯資源。 在重點研究處理器蝶形單元設計的基礎上,本文完成了整個FFT處理器電路的FPGA設計。首先基于對處理器功能和特點的分析,研究了FFT算法的選取和優化,并完成了處理器體系結構的設計;在此基礎上,以提高處理器處理速度和減小硬件資源消耗為重點研究了具體的實現方案,完成了1.2萬行RTL代碼編程,并在XILINX公司提供的ISE 9.1i集成開發環境中實現了處理器各個模塊的RTL設計:隨后,以XILINX Spartan-3系列FPGA芯片xc3S1000為硬件平臺,完成了整個FFT處理器的電路設計實現。 經過仿真驗證,本文所設計的FFT處理器芯片運行速度達到了100MHz,占用的FPGA門數為552806,電路的信噪比可以達到50dB以上,達到了高速高性能的設計要求。
上傳時間: 2013-04-24
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當前,片上系統(SOC)已成為系統實現的主流技術。流片風險與費用增加、上市時間壓力加大、產品功能愈加復雜等因素使得SOC產業逐漸劃分為IP提供者、SOC設計服務者和芯片集成者三個層次。SOC設計已走向基于IP集成的平臺設計階段,經過嚴格驗證質量可靠的IP核成為SOC產業中的重要一環。 GPIB控制器芯片是組建自動測試系統的核心,在測試領域應用廣泛。本人通過查閱大量的技術資料,分析了集成電路在國內外發展的最新動態,提出了基于FPGA的自主知識產權的GPIB控制器IP核的設計和實現。 本文首先討論了基于FPGA的GPIB控制器的背景意義,接著對FPGA開發所具備的基本知識作了簡要介紹。文中對GPIB總線進行了簡單的描述,根據芯片設計的主要思想,重點在于論述怎樣用FPGA來實現IEEE-488.2協議,并詳細闡述了GPIB控制器的十種接口功能及其狀態機的IP核實現。同時,對數據通路也進行了較為細致的說明。在設計的時候采用基于模塊化設計思想,用VerilogHDL語言完成各模塊功能描述,通過Synplifv軟件的綜合,用Modelsim對設計進行了前、后仿真。最后利用生成的模塊符號采取類似畫電路圖的方法完成整個系統芯片的lP軟核設計,并用EDA工具下載到了FPGA上。 為了更好地驗證設計思想,借助EDA工具對GPIB控制器的工作狀態進行了軟件仿真,給出仿真結果,仿真波形驗證了GPIB控制器的工作符合預想。最后,本文對基于FPGA的GPIB控制器的IP核設計過程進行了總結,展望了當前GPIB控制器設計的發展趨勢,指出了開展進一步研究需要做的工作。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,在鋼鐵材質質量檢測的研究領域,電磁無損檢測方法以其非破壞性和簡便快速的優點取得了大量成果,然而對于鋼材及其制品的混料、硬度和裂紋質量檢測還存在許多難題.如用傳統檢測平臺檢測鋼鐵件硬度的檢測精度和速度都不夠理想。 基于上述情況,論文將先進的SOPC技術應用到鋼鐵件的電磁無損檢測中。SOPC技術將處理器、存儲器、IO接口、各種外圍設備等系統設計需要的部件集成到一個可編程邏輯器件上,構建成一個可編程的片上系統。 論文詳細論述了基于FPGA的電磁無損檢測試驗裝置的理論基礎,并在此基礎上給出了總體設計方案。全文著重敘述了系統的模擬部分,系統配置以及軟件部分的整個設計過程。利用QuartusⅡ自定義外設和Avalon總線多主并行處理的特點,采用Vefilog HDL,語言實現激勵信號發生器和高速數據采集器,使得信號激勵和信號采集在同一片芯片中實現,從而提高了信號及信號處理的精確度。由于電磁檢測對多種參數的敏感反應,必須抑制由此引入的多種因素的干擾,利用FIR數字濾波和相關方法從眾多的干擾信號中提取出有效信號的幅度和相位,同時利用NiosⅡC2H功能對濾波模塊進行硬件加速處理,大大提高了信號處理的速度。利用最小二乘法建立回歸方程模型進行無損檢測。最后運用此電磁無損檢測系統對軸承鋼的硬度進行了定性測試,取得了較好的檢測結果。 試驗結果表明,將SOPC技術應用到電磁無損檢測系統中,系統的檢測速度和檢測精度都有所提高,并使得整個系統在規模、可靠性、性能指標、開發成本、產品維護及硬件升級等多方面實現了優化。
上傳時間: 2013-06-04
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眾所周知,信息傳輸的核心問題是有效性和可靠性,調制解調技術的發展正是體現了這一思想。從最早的模擬調幅調頻技術的日益完善,到現在數字調制技術的廣泛運用,使得信息的傳輸更為有效和可靠。QAM調制作為一種新的調制技術,因其具有很高的頻帶利用率而得到了廣泛的應用。 本文對基于FPGA的16QAM調制解調進行了討論和研究。首先對16QAM調制解調原理進行了闡述,建立了16QAM調制解調系統的數學模型,然后通過分析提出了基于FPGA的16QAM調制解調系統的設計方案。最后編寫Verilog代碼實現了算法仿真。 FPGA芯片采用的是Altera公司的大規模集成電路芯片Cyclone系列的EPlC20F32417,并通過軟件編程對其進行了相關調試。文中詳細介紹了基帶成形濾波器、載波恢復和定時同步的基本原理及其設計方法。首先用Matlab對整個16QAM系統進行了軟件仿真;然后用硬件描述語言Verilog HDL在QuartusⅡ環境下完成了系統關鍵算法的編寫、行為仿真和綜合,最后詳細闡述了異步串口(UART)的FPGA實現,把我們編寫的Verilog程序下載到EPlC20F32417芯片上效果很好。
上傳時間: 2013-06-12
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渦流無損檢測技術作為五大常規無損檢測技術之一,不僅能夠探測導體表面的涂層厚度,材料成分,組織狀態以及某些物理量和機械量,還能檢測材料或構件中是否有缺陷并判斷缺陷的形狀、大小、分布、走向。脈沖渦流無損檢測技術因其激勵信號的頻域特點,具有有效率高,檢測準確的特性,因而有著廣泛的應用前景。 用無損檢測方法進行鋼鐵材質檢測的研究工作取得了大量成果,然而對于鋼材及其制品的混料、硬度和裂紋質量檢測還存在許多難題,如用傳統檢測方法檢測齒輪毛坯的硬度效果不夠理想,而且人工記錄方法較慢。 本文以渦流檢測技術理論為基礎,系統地分析了脈沖渦流檢測的基本理論。在此基礎上設計了一套用于檢測鋼鐵材硬度的脈沖渦流檢測儀器。該脈沖渦流檢測系統可分為硬件、軟件兩個子系統。整個系統由激勵源、渦流傳感器、數據處理、結果顯示這四個主要部分組成。在渦流探傷中,影響渦流的因素很多,產生大量噪聲使得信號分析相對困難。系統以FPGA為開發平臺,使得信號激勵和信號的采集可以在同一電路中實現,從而提高了信號處理的精確性,接著利用主成分分析方法去除噪音,提取信號的特征值,建立回歸方程,利用最小二乘法實現對鋼鐵材質硬度的測量。實驗結果表明,以FPGA為開發平臺,采用脈沖渦流激勵的方式及相關的脈沖渦流的主成分分析處理方法,使鋼鐵材質硬度的判別準確率有了很大提高。
上傳時間: 2013-04-24
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