軟件無線電(SDR，Software Defined Radio)由于具備傳統(tǒng)無線電技術(shù)無可比擬的優(yōu)越性，已成為業(yè)界公認(rèn)的現(xiàn)代無線電通信技術(shù)的發(fā)展方向。理想的軟件無線電系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)體系結(jié)構(gòu)的開放性和可編程性，減少靈活性著的硬件電路，把數(shù)字化處理(ADC和DAC)盡可能靠近天線，通過軟件的更新改變硬件的配置、結(jié)構(gòu)和功能。目前，直接對射頻(RF)進(jìn)行采樣的技術(shù)尚未實現(xiàn)普及的產(chǎn)品化，而用數(shù)字變頻器在中頻進(jìn)行數(shù)字化是普遍采用的方法，其主要思想是，數(shù)字混頻器用離散化的單頻本振信號與輸入采樣信號在乘法器中相乘，再經(jīng)插值或抽取濾波，其結(jié)果是，輸入信號頻譜搬移到所需頻帶，數(shù)據(jù)速率也相應(yīng)改變，以供后續(xù)模塊做進(jìn)一步處理。數(shù)字變頻器在發(fā)射設(shè)備和接收設(shè)備中分別稱為數(shù)字上變頻器(DUC，Digital Upper Converter)和數(shù)字下變頻器(DDC，Digital Down Converter)，它們是軟件無線電通信設(shè)備的關(guān)鍵部什。大規(guī)模可編程邏輯器件的應(yīng)用為現(xiàn)代通信系統(tǒng)的設(shè)計帶來極大的靈活性。基于FPGA的數(shù)字變頻器設(shè)計是深受廣大設(shè)計人員歡迎的設(shè)計手段。本文的重點研究是數(shù)字下變頻器(DDC)，然而將它與數(shù)字上變頻器(DUC)完全割裂后進(jìn)行研究顯然是不妥的，因此，本文對數(shù)字上變頻器也作適當(dāng)介紹。 第一章簡要闡述了軟件無線電及數(shù)字下變頻的基本概念，介紹了研究背景及所完成的主要研究工作。 第二章介紹了數(shù)控振蕩器(NCO)，介紹了兩種實現(xiàn)方法，即基于查找表和基于CORDIC算法的實現(xiàn)。對CORDIc算法作了重點介紹，給出了傳統(tǒng)算法和改進(jìn)算法，并對基于傳統(tǒng)CORDIC算法的NCO的FPGA實現(xiàn)進(jìn)行了EDA仿真。 第三章介紹了變速率采樣技術(shù)，重點介紹了軟件無線電中廣泛采用的級聯(lián)積分梳狀濾波器 (cascaded integratot comb， CIC)和ISOP(Interpolated Second Order Polynomial)補(bǔ)償法，對前者進(jìn)行了基于Matlab的理論仿真和FPGA實現(xiàn)的EDA仿真，后者只進(jìn)行了基于Matlab的理論仿真。 第四章介紹了分布式算法和軟件無線電中廣泛采用的半帶(half-band，HB)濾波器，對基于分布式算法的半帶濾波器的FPGA實現(xiàn)進(jìn)行了EDA仿真，最后簡要介紹了FIR的多相結(jié)構(gòu)。 第五章對數(shù)字下變頻器系統(tǒng)進(jìn)行了噪聲綜合分析，給出了一個噪聲模型。 第六章介紹了數(shù)字下變頻器在短波電臺中頻數(shù)字化應(yīng)用中的一個實例，給出了測試結(jié)果，重點介紹了下變頻器的：FPGA實現(xiàn)，其對應(yīng)的VHDL程序收錄在本文最后的附錄中，希望對從事該領(lǐng)域設(shè)計的技術(shù)人員具有一定參考價值。
標(biāo)簽： 軟件無線電 數(shù)字下變頻 技術(shù)研究
上傳時間： 2013-06-09
上傳用戶：szchen2006
隨著人們對無線通信需求和質(zhì)量的要求越來越高，無線通信設(shè)備的研發(fā)也變得越來越復(fù)雜，系統(tǒng)測試在整個設(shè)備研發(fā)過程中所占的比重也越來越大。為了能夠盡快縮短研發(fā)周期，測試人員需要在實驗室模擬出無線信道的各種傳播特性，以便對所設(shè)計的系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試與測試。無線信道仿真器是進(jìn)行無線通信系統(tǒng)硬件調(diào)試與測試不可或缺的儀器之一。 本文設(shè)計的無線信道仿真器是以Clarke信道模型為參考，采用基于Jakes模型的改進(jìn)算法，使用Altera公司的StratixⅡ EP2S180模擬實現(xiàn)了頻率選擇性衰落信道。信道仿真器實現(xiàn)了四根天線數(shù)據(jù)的上行接收，每根天線由八條可分辨路徑，每條可分辨路徑由64個反射體構(gòu)成，每根天線可分辨路徑和反射體的數(shù)目可以獨立配置。通過對每個反射體初始角度和初始相位的設(shè)置，并且保證反射體的角度和相位是均勻分布的隨機(jī)數(shù)，可以使得同一條路徑不同反射體之間的非相關(guān)特性，得到的多徑傳播信道是一個離散的廣義平穩(wěn)非相關(guān)散射模型(WSSUS)。無線信道仿真器模擬了上行數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境，上行數(shù)據(jù)由后臺產(chǎn)生后儲存在單板上的SDRAM中。啟動測試之后，上行數(shù)據(jù)在CPU的控制下通過信道仿真器，然后送達(dá)基帶處理板解調(diào)，最后測試數(shù)據(jù)的誤碼率和誤塊率，從而分析基站的上行接收性能。 首先，本文研究了3GPP TS 25.141協(xié)議中對通信設(shè)備測試的要求和無線信道自身的特點，完成了對無線信道仿真器系統(tǒng)設(shè)計方案的吸收和修改。 其次，針對FPGA內(nèi)部資源結(jié)構(gòu)，研究了信道仿真器FPGA實現(xiàn)過程中的困難和資源的消耗，進(jìn)行了模塊劃分。主要完成了時延模塊、瑞利衰落模塊、背板接口模塊等的RTL級代碼的開發(fā)、仿真、綜合和板上調(diào)試；完成了FPGA和后臺軟件的聯(lián)合調(diào)試；完成了兩天線到四天線的改版工作，使FPGA內(nèi)部的工作頻率翻了一倍，大幅降低了FPGA資源的消耗。 最后，在完成無線信道仿真器的硬件設(shè)計之后，對無線信道仿真器的測試根據(jù)3GPP TS 25.141 V6.13.0協(xié)議中的要求進(jìn)行，即在數(shù)據(jù)誤塊率(BLER)一定的情況下，對不同信道傳播環(huán)境和不同傳輸業(yè)務(wù)下的信噪比(Eb/No)進(jìn)行測試，單天線和多天線的測試結(jié)果符合協(xié)議中規(guī)定的信噪比(Eb/No)的要求。
上傳時間： 2013-04-24
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信號與信息處理是信息科學(xué)中近幾年來發(fā)展最為迅速的學(xué)科之一,隨著片上系統(tǒng)(SOC,System On Chip)時代的到來,FPGA正處于革命性數(shù)字信號處理的前沿。基于FPGA的設(shè)計可以在系統(tǒng)可再編程及在系統(tǒng)調(diào)試,具有吞吐量高,能夠更好地防止授權(quán)復(fù)制、元器件和開發(fā)成本進(jìn)一步降低、開發(fā)時間也大大縮短等優(yōu)點。然而,FPGA器件是基于SRAM結(jié)構(gòu)的編程工藝,掉電后編程信息立即丟失,每次加電時,配置數(shù)據(jù)都必須重新下載,并且器件支持多種配置方式,所以研究FPGA器件的配置方案在FPGA系統(tǒng)設(shè)計中具有極其重要的價值,這也給用于可編程邏輯器件編程的配置接口電路和實驗開發(fā)設(shè)備提出了更高的要求。 本論文基于IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)和USB2.0技術(shù),完成了FPGA配置接口電路及實驗開發(fā)板的設(shè)計與實現(xiàn)。作者在充分理解IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)和USB技術(shù)原理的基礎(chǔ)上,針對Altcra公司專用的USB數(shù)據(jù)配置電纜USB-Blaster,對其內(nèi)部工作原理及工作時序進(jìn)行測試與詳細(xì)分析,完成了基于USB配置接口的FPGA芯片開發(fā)實驗電路的完整軟硬件設(shè)計及功能時序仿真。作者最后進(jìn)行了軟硬件調(diào)試,完成測試與驗證,實現(xiàn)了對Altera系列PLD的配置功能及實驗開發(fā)板的功能。 本文討論的USB下載接口電路被驗證能在Altera的QuartusII開發(fā)環(huán)境下直接使用,無須在主機(jī)端另行設(shè)計通信軟件,其兼容性較現(xiàn)有設(shè)計有所提高。由于PLD(Programmable Logic Device)廠商對其知識產(chǎn)權(quán)嚴(yán)格保密,使得基于USB接口的配置電路應(yīng)用受到很大限制,同時也加大了自行對其進(jìn)行開發(fā)設(shè)計的難度。 與傳統(tǒng)的基于PC并口的下載接口電路相比,本設(shè)計的基于USB下載接口電路及FPGA實驗開發(fā)板具有更高的編程下載速率、支持熱插拔、體積小、便于攜帶、降低對PC硬件傷害,且具備其它下載接口電路不具備的SignalTapII嵌入式邏輯分析儀和調(diào)試NiosII嵌入式軟核處理器等明顯優(yōu)勢。從成本來看,本設(shè)計的USB配置接口電路及FPGA實驗開發(fā)板與其同類產(chǎn)品相比有較強(qiáng)的競爭力。
上傳時間： 2013-06-07
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區(qū)截裝置測速法是現(xiàn)代靶場中彈丸測速的普遍方法，測時儀作為區(qū)截裝置測速系統(tǒng)的主要組成部分，其性能直接影響彈丸測速的可靠性和精度。本文根據(jù)測時儀的發(fā)展現(xiàn)狀，按照設(shè)計要求，設(shè)計了一種基于單片機(jī)和FPGA的高精度智能測時儀，系統(tǒng)工作穩(wěn)定、操作方便、測時精度可達(dá)25ns。 本文詳細(xì)給出了系統(tǒng)的設(shè)計方案。該方案提出了一種在后端用單片機(jī)處理干擾信號的新方法，簡化了系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計，提高了測時精度；提出了一種基于系統(tǒng)基準(zhǔn)時間的測時方案，相對于傳統(tǒng)的測時方法，該方案為分析試驗過程提供了有效數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)工作的可靠性；給出了一種輸入信息處理的有效方法，保證了系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。 本文設(shè)計了系統(tǒng)FPGA邏輯電路，包括輸入信號的整形濾波、輸入信號的捕捉、時基模塊、異步時鐘域間數(shù)據(jù)傳遞、與單片機(jī)通信、單片機(jī)I/O總線擴(kuò)展等；實現(xiàn)了系統(tǒng)單片機(jī)程序，包括單片機(jī)和。FPGA的數(shù)據(jù)交換、干擾信號排除和彈丸測速測頻算法的實現(xiàn)、LCD液晶菜單的設(shè)計和打印機(jī)的控制、FLASH的讀寫、上電后對FPGA的配置、與上位機(jī)的通信等；分析了系統(tǒng)的誤差因素，給出了系統(tǒng)的誤差和相對誤差的計算公式；通過實驗室模擬測試以及靶場現(xiàn)場測試，結(jié)果表明系統(tǒng)工作可靠、精度滿足設(shè)計要求、人機(jī)界面友好。
上傳時間： 2013-07-25
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在超深亞微米技術(shù)工藝下，布局成為超大規(guī)模集成電路物理設(shè)計中至關(guān)重要的一步。由于現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programable Gate Array，F(xiàn)PGA)布線資源的預(yù)先確定性，使得FPGA的布局更為重要。本文以建立高性能、低擁擠的布局為目標(biāo)，從FPGA芯片結(jié)構(gòu)和布局算法兩方面進(jìn)行了深入研究。論文提出了一種通用的層次式FPGA(HFPGA)結(jié)構(gòu)模型及布局模型，并且給出了該模型的數(shù)學(xué)計算公式；提出將元件之間的層次距離轉(zhuǎn)化為線長的方法，實現(xiàn)了基于線網(wǎng)模型的高精度布局算法：提出利用矩形的對角線元件之間層次來代替線長，從而達(dá)到優(yōu)化線長的同時提高布通率的快速布局算法。實驗結(jié)果表明，兩種算法均在北卡羅來納微電子中心(MCNC)學(xué)術(shù)芯片測試案例上取得了較理想的布局實驗效果，為下一步的布線工作建立了良好的基礎(chǔ)接口，并且完成了初始布線的工作。本FPGA結(jié)構(gòu)模型的提出和布局算法的實現(xiàn)也都為工業(yè)界提供了借鑒價值。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著Internet的不斷發(fā)展，人們希望日常生活中所用到的嵌入式設(shè)備都能夠很方便地實現(xiàn)Intemet接入，這對嵌入式系統(tǒng)設(shè)計提出了新的挑戰(zhàn)，要求低成本、多功能、高性能。這些是目前嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的熱點。 可編程邏輯器件FPGA在過去的幾十年中取得了飛速發(fā)展，從最初的幾千門到現(xiàn)在的幾百萬門，可靠性與集成度不斷提高，而功耗和成本卻在不斷降低，具有很高的性價比。再加上開發(fā)周期短、對開發(fā)人員的要求相對較低的優(yōu)點，因此被大量應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中。 本文是基于FPGA高性價比、可靈活配置的特點，也是當(dāng)前流行的“微控制器+FPGA”的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方式，所以我們提出了基于FPGA的實現(xiàn)方案。本文通過在FPGA中硬件實現(xiàn)嵌入式TCP/IP協(xié)議(包括UDP、IP、ARP、TCP等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議)以及以太網(wǎng)MAC協(xié)議，并提供標(biāo)準(zhǔn)MII接口，通過外接PHY實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。最終成功地通過了驗證。 基于FPGA的實現(xiàn)可以有效地降低成本，同時可以在其中集成其他功能模塊，提高整個系統(tǒng)的集成度，減小PCB版圖面積和布線復(fù)雜度，有利于提高系統(tǒng)可靠性。因此，本研究課題對嵌入式系統(tǒng)設(shè)計有很大的實用價值。
標(biāo)簽： TCPIP FPGA 嵌入式 協(xié)議
上傳時間： 2013-07-08
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隨著嵌入式技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，通過嵌入Web服務(wù)器來管理和控制設(shè)備成為嵌入式設(shè)備管理的一種發(fā)展趨勢。越來越多的嵌入式系統(tǒng)將Web服務(wù)器引入其中，可方便有效地管理這些掛接在網(wǎng)絡(luò)上的嵌入式設(shè)備，用戶可以使用瀏覽器通過互聯(lián)網(wǎng)來控制它們。本文所設(shè)計的嵌入式Web服務(wù)器就是基于HTTP協(xié)議和TCP／IP協(xié)議上的一種界面友好的Web服務(wù)器。 本文首先介紹了嵌入式Web系統(tǒng)的基本概念、歷史和發(fā)展?fàn)顩r，同時闡述了設(shè)計及實現(xiàn)嵌入式Web服務(wù)器的關(guān)鍵技術(shù)和相關(guān)的理論基礎(chǔ)。然后介紹了本系統(tǒng)的軟硬件開發(fā)平臺及其建立：選擇了一款具有優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)性能并且開源的操作系統(tǒng)—uClinux，為其在宿主機(jī)上搭建開發(fā)和編譯環(huán)境，并介紹了如何進(jìn)行內(nèi)核配置；確定使用以S3C44BOX為處理器的開發(fā)平臺為系統(tǒng)硬件平臺，并提出了嵌入式Web服務(wù)器的實現(xiàn)方案。本系統(tǒng)在boa服務(wù)器的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了動態(tài)Web技術(shù)，完成了真正的人機(jī)交互功能，用戶可以通過Web瀏覽器監(jiān)控嵌入式設(shè)備。為了實現(xiàn)用戶對嵌入式產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行更有效的管理，在基于ARM的嵌入式Web服務(wù)器中內(nèi)嵌一小型數(shù)據(jù)庫sqlite，用戶能夠借此在嵌入式產(chǎn)品中方便地插入、刪除或修改數(shù)據(jù)，在服務(wù)器端應(yīng)用程序中調(diào)用數(shù)據(jù)庫提供的API函數(shù)完成服務(wù)器對數(shù)據(jù)庫的訪問與更新，進(jìn)一步擴(kuò)展嵌入式Web服務(wù)器的功能。為了使所設(shè)計的嵌入式Web服務(wù)器能動態(tài)保存少量的數(shù)據(jù)，本文對uClinux系統(tǒng)進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母膭樱瑢崿F(xiàn)了一個可讀寫的文件系統(tǒng)，使JFFS2文件系統(tǒng)在嵌入式Web服務(wù)器中得到應(yīng)用。文章最后將該嵌入式Web服務(wù)器應(yīng)用于智能家居管理，給出了智能家居管理數(shù)據(jù)庫的設(shè)計及實現(xiàn)，并探討了該嵌入式Web服務(wù)器潛在的應(yīng)用前景。
上傳時間： 2013-07-29
上傳用戶：shuiyuehen1987
在為所有 Xilinx® Virtex®-6 和 Spartan®-6 FPGA 產(chǎn)品系列提供全面生產(chǎn)支持的同時，ISE 12 版本作為業(yè)界唯一一款領(lǐng)域?qū)Ｓ迷O(shè)計套件，不斷發(fā)展和演進(jìn)，可以為邏輯、數(shù)字信號處理(DSP)、嵌入式處理以及系統(tǒng)級設(shè)計提供互操作性設(shè)計流程和工具配置。此外，賽靈思還在 ISE 12 套件中采用了大量軟件基礎(chǔ)架構(gòu)，并改進(jìn)了設(shè)計方法，從而不僅可縮短運(yùn)行時間，提高系統(tǒng)集成度，而且還能在最新一代器件產(chǎn)品系列和目標(biāo)設(shè)計平臺上擴(kuò)展 IP 互操作性
上傳時間： 2013-07-26
上傳用戶：青春給了作業(yè)95
FPGA(Field Programmable Gate Arrays)是目前廣泛使用的一種可編程器件，F(xiàn)PGA的出現(xiàn)使得ASIC(Application Specific Integrated Circuits)產(chǎn)品的上市周期大大縮短，并且節(jié)省了大量的開發(fā)成本。目前FPGA的功能越來越強(qiáng)大，滿足了目前集成電路發(fā)展的新需求，但是其結(jié)構(gòu)同益復(fù)雜，規(guī)模也越來越大，內(nèi)部資源的種類也R益豐富，但同時也給測試帶來了困難，F(xiàn)PGA的發(fā)展對測試的要求越來越高，對FPGA測試的研究也就顯得異常重要。 本文的主要工作是提出一種開關(guān)盒布線資源的可測性設(shè)計，通過在FPGA內(nèi)部加入一條移位寄存器鏈對開關(guān)盒進(jìn)行配置編程，使得開關(guān)盒布線資源測試時間和測試成本減少了99％以上，而且所增加的芯片面積僅僅在5％左右，增加的邏輯資源對FPGA芯片的使用不會造成任何影響，這種方案采用了小規(guī)模電路進(jìn)行了驗證，取得了很好的結(jié)果，是一種可行的測試方案。 本文的另一工作是采用一種FPGA邏輯資源的測試算法對自主研發(fā)的FPGA芯片F(xiàn)DP250K的邏輯資源進(jìn)行了嚴(yán)格、充分的測試，從FPGA最小的邏輯單元LC開始，首先得到一個LC的測試配置，再結(jié)合SLICE內(nèi)部兩個LC的連接關(guān)系得到一個SLICE邏輯單元的4種測試配置，并且采用陣列化的測試方案，同時測試芯片內(nèi)部所有的邏輯單元，使得FPGA內(nèi)部的邏輯資源得完全充分的測試，測試的故障覆蓋率可達(dá)100％，測試配置由配套編程工具產(chǎn)生，測試取得了完滿的結(jié)果。
上傳時間： 2013-06-29
上傳用戶：Thuan
論文設(shè)計了一種FPGA結(jié)構(gòu)描述方法，解決了FPGA建模問題。FPGA結(jié)構(gòu)描述方法包含邏輯單元信息，互連線信息等10部分。當(dāng)采用不同的FPGA芯片進(jìn)行布局布線時，只需要使用結(jié)構(gòu)描述方法重新定義這種FPGA芯片的結(jié)構(gòu)，不需要改變布局布線工具。 為了配合FPGA編程下載，論文改進(jìn)了劃分網(wǎng)表算法，能夠生成LUT配置信息文件。改進(jìn)了布局布線算法，能夠支持更多的商用FPGA結(jié)構(gòu)特征，開發(fā)的布局布線工具在可布通性上和VPR接近，布局階段能夠減少21％的邏輯單元交換次數(shù)，它在布局布線之后生成內(nèi)部連接信息，布局信息和布線信息。這些信息提供給布局布線的下一階段編程下載必要的支持，可以生成位流文件下載到FPGA中。
上傳時間： 2013-07-29
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