隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與公共安全保障需求的提高，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)、日常生活、警備與軍事方面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。采用基于 FPGA 的SOPC技術(shù)、H．264壓縮編碼技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳輸控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在穩(wěn)定性、功能、成本與擴(kuò)展性等方面都有著突出的優(yōu)勢(shì)，具有重要的學(xué)術(shù)意義與實(shí)用意義， 本課題所設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)由以Nios Ⅱ?yàn)楹诵牡那度胧綀D像服務(wù)器、相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與若干PC機(jī)客戶端組成。嵌入式圖像服務(wù)器實(shí)時(shí)采集圖像，采用H．264 編碼算法進(jìn)行壓縮，并持續(xù)監(jiān)聽(tīng)網(wǎng)絡(luò)。PC機(jī)客戶端可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)服務(wù)器進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問(wèn)，接收編碼數(shù)據(jù)，使用H．264解碼算法重建圖像并實(shí)時(shí)顯示，使監(jiān)控人員有效地掌握現(xiàn)場(chǎng)情況， 在嵌入式圖像服務(wù)器設(shè)計(jì)階段，本文首先進(jìn)行了芯片選型與開(kāi)發(fā)平臺(tái)選擇。然后構(gòu)建圖像采集子系統(tǒng)，采用雙緩存乒乓交換的方法設(shè)計(jì)圖像采集用戶自定義模塊。接著設(shè)計(jì)雙Nios Ⅱ架構(gòu)的SOPC系統(tǒng)，闡述了雙軟核設(shè)計(jì)中定制連接、內(nèi)存芯片共享、數(shù)據(jù)搬移、通信與互斥的解決方法。同時(shí)完成了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的設(shè)計(jì)，采用μC/OS-Ⅱ進(jìn)行多任務(wù)的管理與調(diào)度， H．264視頻壓縮編解碼算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)是本文的重點(diǎn)。文中首先分析H．264．標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)劃編解碼器結(jié)構(gòu)。接著設(shè)計(jì)了16×16幀內(nèi)預(yù)測(cè)算法，并設(shè)計(jì)宏塊掃描方式，采用兩次判決策略進(jìn)行預(yù)測(cè)模式選擇。然后設(shè)計(jì)4×4子塊掃描方式，編寫整數(shù)變換與量化算法程序。熵編碼采用Exp-Golomb編碼與CAVLC相結(jié)合的方案，針對(duì)除拖尾系數(shù)之外的非零系數(shù)值編碼子算法，實(shí)現(xiàn)了一種基于表示范圍判別的編碼方法。最后設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拇a流組成格式，并針對(duì)編碼算法設(shè)計(jì)相應(yīng)解碼算法。使用VC++完成算法驗(yàn)證，并進(jìn)行測(cè)試，觀察不同參數(shù)下壓縮率與失真度的變化。 算法驗(yàn)證完成后，本文進(jìn)行了PC機(jī)客戶端設(shè)計(jì)，使其具有遠(yuǎn)程訪問(wèn)、H．264解碼與實(shí)時(shí)顯示的功能。同時(shí)將H．264 編碼算法程序移植到NiosⅡ中，并將嵌入式圖像服務(wù)器與若干客戶端接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，構(gòu)建完整的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)， 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本系統(tǒng)視頻壓縮率高，監(jiān)控圖像質(zhì)量良好，充分證明了系統(tǒng)軟硬件與圖像編解碼算法設(shè)計(jì)成功。本系統(tǒng)具有成本低、擴(kuò)展性好及適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展前景十分廣闊。
標(biāo)簽： FPGA 264 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控 實(shí)現(xiàn)研究
上傳時(shí)間： 2013-08-03
上傳用戶：88mao
加密算法一直在信息安全領(lǐng)域起著極其重要的作用,它直接影響著國(guó)家的安全和發(fā)展.隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,原有的數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)(DES)已不能滿足人們的保密要求.在未來(lái)的20年內(nèi),高級(jí)數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)(AES)將替代DES成為新的數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn).在不對(duì)原有應(yīng)用系統(tǒng)作大的改動(dòng)的情況下,3-DES算法有了很大的生存空間.該文介紹了DES和3-DES算法的概要,給出了一種電路實(shí)現(xiàn)模型,并基于XILINX公司的FPGA器件設(shè)計(jì)了IP核,介紹了I P核設(shè)計(jì)中主要模塊的設(shè)計(jì)方法.最后對(duì)該IP核進(jìn)行了分析,給出它的性能參數(shù).該課題系統(tǒng)地論述了基3-DES算法的密碼IP核設(shè)計(jì)全過(guò)程.文章首先闡述了該設(shè)計(jì)的課題背景,給出了使用VHDL方法設(shè)計(jì)密碼電路的特點(diǎn)和研究思路和特點(diǎn),然后對(duì)IP核的設(shè)計(jì)環(huán)境和密碼算法進(jìn)行了介紹.在此基礎(chǔ)上,詳細(xì)討論了3-DES算法的密碼芯片設(shè)計(jì)方法和各個(gè)電路模塊實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)圖,包括算法電路、譯碼電路、接口電路和控制模塊電路等.通過(guò)對(duì)各個(gè)模塊設(shè)計(jì)的介紹,闡明了使用VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)專用集成電路的原理和特點(diǎn).
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：萌萌噠小森森
介紹了一種基于ARM9 和CPLD 架構(gòu)的嵌入式輸入輸出系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)以工業(yè)級(jí)EP9315 為核心，擴(kuò)展了LCD、觸摸屏、以太網(wǎng)、串口和USB 等控制接口；以MAX2_EPM240為核
標(biāo)簽： ARM9 CPLD 輸入輸出 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-05-27
上傳用戶：pwcsoft
隨著電子技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，可編程邏輯器件的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越寬。可編程SoC設(shè)計(jì)已成為SoC設(shè)計(jì)的新方法。論文介紹了可編程邏輯器件的設(shè)計(jì)方法和開(kāi)發(fā)技術(shù)，并用硬件描述語(yǔ)言和FPGA／CPLD設(shè)計(jì)技術(shù)，探索和研究了基于FPGA的RISCMCU的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程。 論文參照Mircochip公司的PICl6C5X單片機(jī)的體系結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了8位RISCMCU。該嵌入式MCU設(shè)計(jì)采用了自頂向下的設(shè)計(jì)方法和模塊化設(shè)計(jì)思想。MCU總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)劃分控制模塊、ALU模塊、存儲(chǔ)模塊三大模塊。然后，對(duì)各模塊的具體技術(shù)實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)分別進(jìn)行了闡述。論文中設(shè)計(jì)的MCU能實(shí)現(xiàn)PICl6C5X單片機(jī)33條指令中除OPTION、CLRWDT、SLEEP和TRIS四條指令以外的其余29條指令的功能，但應(yīng)用是基于FPGA的，能與其他外設(shè)IP方便的結(jié)合在一起使用，比ASIC的PICl6C57X的應(yīng)用更具靈活性。 軟件仿真和硬件驗(yàn)證表明：所設(shè)計(jì)的嵌入式MCU在各方面均達(dá)到了一定的性能指標(biāo)，在Altera公司ACEX1K系列的EPlK30TCl44-3器件上的工作頻率達(dá)21.88MHz。這些為自主設(shè)計(jì)R／SCMCU的IP核提供了值得借鑒的探索成果和設(shè)計(jì)思路，在通用控制領(lǐng)域也有一定的實(shí)用價(jià)值。 此外，論文中還介紹了三相SPWM控制模塊的設(shè)計(jì)，該模塊具有死區(qū)時(shí)間和載波比任意可調(diào)的特點(diǎn)，可以單獨(dú)應(yīng)用，也可以作為MCU的外設(shè)子模塊應(yīng)用。
標(biāo)簽： FPGA MCU 嵌入式 應(yīng)用研究
上傳時(shí)間： 2013-07-16
上傳用戶：熊少鋒
隨著圖像處理和模式識(shí)別技術(shù)的進(jìn)步，基于生物特征的識(shí)別技術(shù)成為蓬勃發(fā)展的高技術(shù)之一，根據(jù)IBG(InternationalBiometricGroup)組織對(duì)生物特征市場(chǎng)的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)，該領(lǐng)域的收入的年增長(zhǎng)率30-50％，到2008年，全球總收入將達(dá)到46.39億美元。而基于指紋特征的識(shí)別技術(shù)由于其獨(dú)特的可靠性，穩(wěn)定性，方便快捷的特點(diǎn)，恰好符合了市場(chǎng)的需求。目前指紋識(shí)別技術(shù)是生物識(shí)別領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的識(shí)別技術(shù)，也是研究與應(yīng)用的一個(gè)熱點(diǎn)。 SOPC片上可編程系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)是當(dāng)前電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域中最熱門的概念。NiosⅡ是Altera公司開(kāi)發(fā)的一種采用流水線技術(shù)、單指令流的RISC嵌入式處理器軟核，可以將它嵌入FPGA內(nèi)部，與用戶自定義邏輯結(jié)合構(gòu)成一個(gè)基于FPGA的片上系統(tǒng)。與嵌入式硬核相比較，嵌入式軟核具有更大的靈活性。而FPGA的高速性、恰恰滿足了指紋識(shí)別系統(tǒng)對(duì)速度的要求。 本文對(duì)指紋識(shí)別技術(shù)中各個(gè)環(huán)節(jié)的算法進(jìn)行了較為深入的研究，結(jié)合NiosⅡ嵌入式處理器的特點(diǎn)，對(duì)算法進(jìn)行了合理的選擇與優(yōu)化，形成了一套完整的指紋識(shí)別算法，并提出了一種基于FPGA的指紋識(shí)別系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案。 論文的內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面： 1、對(duì)指紋圖像預(yù)處理、后處理和匹配算法進(jìn)行了改進(jìn)，提高了算法的性能；設(shè)計(jì)了一種適用于快速匹配的指紋特征數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；提出了一套基于特征點(diǎn)匹配的指紋識(shí)別算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法速度快、誤識(shí)率較低、可靠性較高，可以滿足實(shí)用的要求。 2、本著增加系統(tǒng)集成度、減小系統(tǒng)體積、提高便攜性、降低功耗和成本，同時(shí)提升系統(tǒng)的性能的原則，使用Altera公司提供的外圍設(shè)備IP核配合NiosⅡ處理器軟核搭建了一個(gè)單片嵌入式系統(tǒng)，然后以內(nèi)嵌NiosⅡ軟核的FPGA和FPS200指紋采集器為核心芯片，外配片外RAM和Flash存儲(chǔ)器以及小鍵盤和LCD顯示屏等器件，設(shè)計(jì)了一個(gè)便攜式指紋識(shí)別系統(tǒng)，提出了一套基于FPGA的硬件設(shè)計(jì)方案。 3、利用NiosⅡ開(kāi)發(fā)板對(duì)硬件設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了初步的驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了指紋采集芯片F(xiàn)PS200與FPGA的接口，并進(jìn)行了算法的移植。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文所提出的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案是可行的。基于FPGA的自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)在速度、功耗、體積、擴(kuò)展性方面有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，具有廣闊的發(fā)展空間。最后提出了對(duì)這一設(shè)計(jì)繼續(xù)改進(jìn)的思路和下一步研究的內(nèi)容。
標(biāo)簽： FPGA 指紋識(shí)別 法的研究 硬件實(shí)現(xiàn)
上傳時(shí)間： 2013-07-28
上傳用戶：hxy200501
自上世紀(jì)90年代Linux首次應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，至今已過(guò)了近10年。10年間，隨著芯片技術(shù)、總線技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，嵌入式處理器也從8位單片機(jī)時(shí)代發(fā)展到了如今高低端處理器百花齊放的時(shí)代。32位、16位處理器的價(jià)格不再是那么高不可攀。在這種背景下，本課題擬研究一種適用于小規(guī)模現(xiàn)場(chǎng)的，低成本的，具有RS-232C和CAN總線通訊方式且可在線進(jìn)行軟件更新的監(jiān)控系統(tǒng)。 現(xiàn)今，很多監(jiān)控系統(tǒng)都以裝有微軟操作系統(tǒng)的IPC作為監(jiān)督平臺(tái)，以單片機(jī)、PLC、DSP等作為DDC控制器，通過(guò)串口等方式通訊。其開(kāi)發(fā)周期短，但成本總體較高，通訊方式單一。 本課題首先對(duì)幾種嵌入式處理器和嵌入式操作系統(tǒng)進(jìn)行比較，確定了以ARM核的處理器和Linux作為本監(jiān)督平臺(tái)的處理器和操作系統(tǒng)；其次研究了Linux在ARM上的移植以及運(yùn)行過(guò)程，包括引導(dǎo)加載程序vivi、Linux2.6內(nèi)核、根文件系統(tǒng)、各種外設(shè)(包括觸摸屏與以太網(wǎng)等)驅(qū)動(dòng)程序的移植，以及基于Qt/E的串口通訊的圖形用戶界面的開(kāi)發(fā)；最后對(duì)CAN總線以及RS-232C通訊方式在ARM7核的處理器及單片機(jī)上的應(yīng)用進(jìn)行研究。 基于以上研究開(kāi)發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)督平臺(tái)以S3C2410處理器為核心，以Linux2.6內(nèi)核為操作系統(tǒng)，以觸摸屏為主要人機(jī)界面，具有RS-232C和以太網(wǎng)通訊方式，其成本較低，體積較小，功能較為靈活；其DDC控制器由基于STC5410AD和ARM7核的LPC2119的兩塊控制板以及一塊RS-232C與CAN總線轉(zhuǎn)換板組成，其控制功能更加強(qiáng)大，通訊方式也更加多樣化；另外，監(jiān)督平臺(tái)與DDC控制器均可在線更新程序，降低了系統(tǒng)維護(hù)難度。 經(jīng)過(guò)實(shí)踐調(diào)試，本監(jiān)控系統(tǒng)的軟硬件均工作正常，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)。本監(jiān)控系統(tǒng)可應(yīng)用于電力、化工、機(jī)電等多個(gè)領(lǐng)域的現(xiàn)場(chǎng)，具有較強(qiáng)的通用性。
標(biāo)簽： Linux ARM 監(jiān)控 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-07-08
上傳用戶：zhch602
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，各類建設(shè)工程越來(lái)越多，這導(dǎo)致了國(guó)家對(duì)工程機(jī)械的需求越來(lái)越大，要求也越來(lái)越高。在機(jī)械和液壓技術(shù)已發(fā)展成熟的今天，信息化和智能化成了工程機(jī)械進(jìn)行產(chǎn)品性能提升的新的突破口。而無(wú)線遙控技術(shù)是信息化的一個(gè)重要方面。 鑒于工程機(jī)械設(shè)備對(duì)無(wú)線遙控設(shè)備的需求，本文研制了用于工程機(jī)械的無(wú)線遙控器。因?yàn)楣こ虣C(jī)械對(duì)遙控通信的可靠性、抗干擾性和通信距離都有比較高的要求，所以本文沒(méi)有選擇紅外、藍(lán)牙等技術(shù)作為通信手段，而是選用高性能的射頻芯片ADF7020來(lái)搭建射頻模塊。在控制器方面，考慮到通信過(guò)程中需要進(jìn)行非常復(fù)雜的編解碼運(yùn)算，所以本文選用了運(yùn)算速率較快的32位ARM核微控制器LPC2119。 論文首先在對(duì)上述兩塊主芯片進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上介紹了它們的功能特點(diǎn)和參數(shù)性能，與此同時(shí)還介紹了嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的相關(guān)知識(shí)。接著基于這兩塊芯片對(duì)遙控器的實(shí)施方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩方面的內(nèi)容，這構(gòu)成了論文的主體內(nèi)容之一。然后論文詳細(xì)深入的研究和討論了對(duì)遙控器通信性能起關(guān)鍵作用的差錯(cuò)控制系統(tǒng)。研究?jī)?nèi)容包括循環(huán)碼、CRC碼、RS碼和交織技術(shù)等一系列的信道編碼理論，并且給出了各種編解碼的實(shí)現(xiàn)方法。基于這些理論，論文設(shè)計(jì)了一種CRC碼、RS碼以及交織技術(shù)相結(jié)合的差錯(cuò)控制方法并將其應(yīng)用在遙控器中，實(shí)際測(cè)試證明該方法從很大程度上提升了遙控器的通信性能。此外，還實(shí)現(xiàn)了遙控器的跳頻功能，可以有效的抵抗同頻干擾。論文的最后簡(jiǎn)要介紹了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)調(diào)試環(huán)境以及仿真工具，并總結(jié)了軟件實(shí)現(xiàn)過(guò)程中對(duì)一些關(guān)鍵問(wèn)題的處理辦法。
標(biāo)簽： ARM 射頻技術(shù) 工程機(jī)械 遙控器
上傳時(shí)間： 2013-05-18
上傳用戶：yyyyyyyyyy
隨著SOC技術(shù)、IP技術(shù)以及集成電路技術(shù)的發(fā)展，RISC軟核處理器的研究與開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)開(kāi)始受到了人們的重視。基于FPGA的RISC軟核處理器在各個(gè)行業(yè)開(kāi)始得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在一些基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)中有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用前景。 該論文在研究了大量國(guó)內(nèi)外技術(shù)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，總結(jié)了RISC處理器發(fā)展的現(xiàn)狀與水平。認(rèn)真分析了RISC處理器的基本結(jié)構(gòu)，包括總線結(jié)構(gòu)，流水線處理的原理，以及流水線數(shù)據(jù)通路和流水線控制的原理；并詳細(xì)分析了該設(shè)計(jì)采用的指令集——MIPS指令集的內(nèi)在結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)出了一個(gè)32位RISC軟核處理器，這個(gè)軟核處理器采用五級(jí)流水線結(jié)構(gòu)，能完成加法、減法、邏輯與、邏輯或、左移右移等算術(shù)邏輯操作，以及它們的組合操作。通過(guò)軟件仿真和在Altera的FPGA開(kāi)發(fā)板上進(jìn)行驗(yàn)證，證明了所設(shè)計(jì)的32位RISC處理器能準(zhǔn)確的執(zhí)行所選用的MIPS指令集，運(yùn)行速度能達(dá)到30MHz，功能良好。 通過(guò)對(duì)所設(shè)計(jì)對(duì)象特點(diǎn)及其可行性的研究，選用了Altera公司QuartusⅡ軟件作為設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證的環(huán)境。在設(shè)計(jì)方法上，該課題采用了自頂向下的設(shè)計(jì)方法。在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用了邊設(shè)計(jì)邊驗(yàn)證這種設(shè)計(jì)與驗(yàn)證相結(jié)合的設(shè)計(jì)流程，大大提高了設(shè)計(jì)的可靠性。該課題在設(shè)計(jì)過(guò)程中還提出了兩個(gè)有效的設(shè)計(jì)思路：第一是在32位寄存器的設(shè)計(jì)中利用FPGA的內(nèi)部RAM資源來(lái)設(shè)計(jì)，減少了傳輸延時(shí)，提高了運(yùn)行速度，并大大減少了對(duì)FPGA內(nèi)部資源的占用；第二是在系統(tǒng)架構(gòu)上采用了柔性化的設(shè)計(jì)方法，使得設(shè)計(jì)可以根據(jù)實(shí)際的需求適當(dāng)?shù)脑鰷p相應(yīng)的部件，以達(dá)到需求與性能的統(tǒng)一。這兩個(gè)方法都有效地解決了設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題，提高了處理器的性能。
上傳時(shí)間： 2013-07-21
上傳用戶：caozhizhi
本課題深入分析了GPS軟件接收機(jī)基于FFT并行捕獲算法并詳細(xì)闡述了其FPGA的實(shí)現(xiàn)。相比于其它的捕獲方案，該方案更好地滿足了信號(hào)處理實(shí)時(shí)性的要求。 論文的主體部分首先簡(jiǎn)單分析了擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的基本原理，介紹了GPS系統(tǒng)的組成，詳細(xì)闡述了GPS信號(hào)的特點(diǎn)，并根據(jù)GPS信號(hào)的組成特點(diǎn)介紹了接收機(jī)的體系結(jié)構(gòu)。其次，通過(guò)對(duì)GPS接收機(jī)信號(hào)捕獲方案的深入研究，確定了捕獲速度快且實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度不是很高的基于FFT的并行捕獲方案，并對(duì)該方案提出了幾點(diǎn)改進(jìn)的措施，根據(jù)前面的分析，提出了系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案，利用MATLAB對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行仿真，仿真的結(jié)果充分的驗(yàn)證了方案的可行性。接著，對(duì)于捕獲環(huán)節(jié)中的核心部分—FFT處理器，設(shè)計(jì)中沒(méi)有采用ALTERA提供的IP核，獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的FFT處理器，并通過(guò)對(duì)一組數(shù)據(jù)在MATLAB中運(yùn)算得到結(jié)果和FPGA輸出結(jié)果相對(duì)比，可以驗(yàn)證該FFT處理器的正確性。再次重點(diǎn)分析了GPS接收機(jī)并行捕獲部分的FPGA具體實(shí)現(xiàn)，通過(guò)捕獲的FPGA時(shí)序仿真波形，證明了該系統(tǒng)已經(jīng)能成功地捕獲到GPS信號(hào)。最后，對(duì)全文整個(gè)研究工作進(jìn)行總結(jié)，并指出以后繼續(xù)研究的方向。 本課題雖然是對(duì)于GPS接收機(jī)的研究，但其原理與GALILEO、北斗等導(dǎo)航系統(tǒng)的接收機(jī)相近，因此該課題的研究對(duì)我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)的發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用。
上傳時(shí)間： 2013-05-29
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現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)是作為專用集成電路(ASIC)領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的,它結(jié)合了微電子技術(shù)、電路技術(shù)和EDA(Electronics Design Automation)技術(shù)。隨著它的廣泛應(yīng)用和快速發(fā)展,使設(shè)計(jì)電路的規(guī)模和集成度不斷提高,同時(shí)也帶來(lái)了電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)思想的不斷推陳出新。 隨著數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字信號(hào)處理的理論和技術(shù)廣泛的應(yīng)用于通訊、語(yǔ)音處理、計(jì)算機(jī)和多媒體等領(lǐng)域。離散傅立葉變換(DFT)作為數(shù)字信號(hào)處理中的基本運(yùn)算,發(fā)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(yùn)算量減小了幾個(gè)數(shù)量級(jí),使得數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)變得更加容易。FFT已經(jīng)成為現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理的核心技術(shù)之一,因此對(duì)FFT算法及其實(shí)現(xiàn)方法的研究具有很強(qiáng)的理論和現(xiàn)實(shí)意義。 本文主要研究如何利用FPGA實(shí)現(xiàn)FFT算法,研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的FFT信號(hào)處理器。該設(shè)計(jì)采用高效基-16算法實(shí)現(xiàn)了一種4096點(diǎn)FFT復(fù)數(shù)浮點(diǎn)運(yùn)算處理器,其蝶形處理單元的基-16運(yùn)算核采用兩級(jí)改進(jìn)的基-4算法級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn),僅用8個(gè)實(shí)數(shù)乘法器就可實(shí)現(xiàn)基-16蝶形單元所需的8次復(fù)數(shù)乘法運(yùn)算,在保持處理速度的優(yōu)勢(shì)下,比傳統(tǒng)的基-16算法節(jié)省了75％的乘法器邏輯資源。 在重點(diǎn)研究處理器蝶形單元設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,本文完成了整個(gè)FFT處理器電路的FPGA設(shè)計(jì)。首先基于對(duì)處理器功能和特點(diǎn)的分析,研究了FFT算法的選取和優(yōu)化,并完成了處理器體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；在此基礎(chǔ)上,以提高處理器處理速度和減小硬件資源消耗為重點(diǎn)研究了具體的實(shí)現(xiàn)方案,完成了1.2萬(wàn)行RTL代碼編程,并在XILINX公司提供的ISE 9.1i集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了處理器各個(gè)模塊的RTL設(shè)計(jì)：隨后,以XILINX Spartan-3系列FPGA芯片xc3S1000為硬件平臺(tái),完成了整個(gè)FFT處理器的電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。 經(jīng)過(guò)仿真驗(yàn)證,本文所設(shè)計(jì)的FFT處理器芯片運(yùn)行速度達(dá)到了100MHz,占用的FPGA門數(shù)為552806,電路的信噪比可以達(dá)到50dB以上,達(dá)到了高速高性能的設(shè)計(jì)要求。
標(biāo)簽： FPGA FFT 信號(hào)處理器
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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