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基于fpga的超聲波測距系統(tǒng)

基于FPGA的高速IPSec協(xié)議實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究

隨著國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不斷豐富，Intenret已經(jīng)從最初以學(xué)術(shù)交流為目的而演變?yōu)樯虡I(yè)行為，網(wǎng)絡(luò)安全性需求日益增加，高速網(wǎng)絡(luò)安全保密成為關(guān)注的焦點(diǎn)，在安全得到保障的情況下，為了滿足網(wǎng)速無限制的追求，高速網(wǎng)絡(luò)硬件加密設(shè)備也必將成為需求熱點(diǎn)。另一方面，IPSec協(xié)議被廣泛的應(yīng)用于防火墻和安全網(wǎng)關(guān)中，但對IPSec協(xié)議的處理會(huì)大大增加網(wǎng)關(guān)的負(fù)載，成為千兆網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的瓶頸。本文便是針對上述現(xiàn)狀，研究基于高性能FPGA實(shí)現(xiàn)千兆IPSec協(xié)議的設(shè)計(jì)技術(shù)。目前，國外IPSec協(xié)議實(shí)現(xiàn)已經(jīng)芯片化，達(dá)到幾千兆的速率，但是國內(nèi)產(chǎn)品多以軟件實(shí)現(xiàn)，速度難以提高。本文采用的基于FPGA的IPSec技術(shù)方案，采用硬件實(shí)現(xiàn)隧道模式下的IPSec協(xié)議，為IP分組及其上層協(xié)議數(shù)據(jù)提供機(jī)密性、數(shù)據(jù)完整性驗(yàn)證以及數(shù)據(jù)源驗(yàn)證等安全服務(wù)。在以VPN為實(shí)施方案的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了以KDIPSec為設(shè)備原型以IPSec協(xié)議為出發(fā)點(diǎn)的千兆網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)環(huán)境模型，從硬件體系結(jié)構(gòu)到各個(gè)模塊的劃分以及各個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)的功能這幾個(gè)方面描述了KDIPSec實(shí)現(xiàn)技術(shù)，最后描述了一些關(guān)鍵模塊的FPGA設(shè)計(jì)和和仿真。所有處理模塊均在Xilinx公司的FPGA芯片中實(shí)現(xiàn)，處理速率超過1Gb/s。

標(biāo)簽： IPSec FPGA 協(xié)議實(shí)現(xiàn)技術(shù)

上傳時(shí)間： 2013-07-03

上傳用戶：wfl_yy
基于FPGA的8051 IP核的設(shè)計(jì)

本文探索了自主系統(tǒng)CPU設(shè)計(jì)方法和經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)對80C51產(chǎn)品進(jìn)行了必要的改進(jìn)。文章采用XILINX公司的Virtex-ⅡPro系列FPGA芯片，在相關(guān)EDA軟件平臺(tái)的支持下進(jìn)行基于FPGA的8051芯片的設(shè)計(jì)。在已公開的8051源代碼的基礎(chǔ)上，對其中的程序存儲(chǔ)器、指令存儲(chǔ)器做了較大幅度的修改，增加了定時(shí)器、串行收發(fā)器的軟件編寫，VerilogHDL語句共6000余行(見附錄光盤)。在設(shè)計(jì)中筆者特別的注意了源代碼中組合邏輯循環(huán)的去除，時(shí)序設(shè)計(jì)中合理確定建立時(shí)間和保持時(shí)間，保證了工作頻率的提高(工作頻率由12MHz提高到約30MHz)，串行收發(fā)器的下載實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該模塊頻率的提高。對設(shè)計(jì)高頻CPU提供了有益的借鑒。本文利用Modelsim進(jìn)行了功能仿真和后仿真，利用Synplify進(jìn)行了綜合，仿真和綜合結(jié)果達(dá)到了設(shè)計(jì)的預(yù)期要求，并為下載和組成系統(tǒng)作了準(zhǔn)備工作(設(shè)計(jì)了外圍電路的PCB板圖)。

標(biāo)簽： FPGA 8051 IP核

上傳時(shí)間： 2013-06-28

上傳用戶：梧桐
基于FPGA的細(xì)胞圖像識(shí)別預(yù)處理的硬件研究

本文提出了一種基于FPGA的細(xì)胞圖像識(shí)別系統(tǒng)方案，該系統(tǒng)中FPGA處于核心地位，F(xiàn)PGA采用Altera公司的EP1K100QC208-1芯片，構(gòu)造專用處理功能，實(shí)現(xiàn)彩色圖像灰度化、灰度變換、中值濾波、低通濾波、灰度圖像二值化等算法。這部分處理的數(shù)據(jù)量非常大，由于采用FPGA處理，產(chǎn)生的時(shí)延變得很?。蛔詈笙到y(tǒng)機(jī)進(jìn)行識(shí)別處理的是二值圖像，數(shù)據(jù)量也很小。所進(jìn)行的仿真實(shí)驗(yàn)取得了良好的效果，給出了部分源代碼和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。設(shè)計(jì)采用VHDL語言描述，并使用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)工具進(jìn)行了模擬和驗(yàn)證。

標(biāo)簽： FPGA 圖像識(shí)別預(yù)處理硬件

上傳時(shí)間： 2013-04-24

上傳用戶：xwd2010
基于FPGA的DES加密系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種基于FPGA的DES加密系統(tǒng)。概括起來，本文主要完成了以下幾方面的主要工作：完成了DES加密系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)包括DES加密核心模塊，UART通信接口模塊和BLOCKRAM存儲(chǔ)模塊。以EITS2003開發(fā)板為硬件開發(fā)平臺(tái)，ISEwebpack為開發(fā)軟件，用Verilog硬件描述語言設(shè)計(jì)并且實(shí)現(xiàn)了三大模塊的具體功能及整體連接。用PC，串口調(diào)試工具，UART通信接口和EITS2003開發(fā)板測試并驗(yàn)證了整個(gè)系統(tǒng)的功能。探討了DES加密系統(tǒng)在軍事通信總站內(nèi)的應(yīng)用。

標(biāo)簽： FPGA DES 加密系統(tǒng)設(shè)計(jì)

上傳時(shí)間： 2013-06-14

上傳用戶：dancnc
指紋識(shí)別算法的研究及基于FPGA的硬件實(shí)現(xiàn)

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)組織對生物特征市場的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測，該領(lǐng)域的收入的年增長率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)對速度的要求。本文對指紋識(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開發(fā)板對硬件設(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，具有廣闊的發(fā)展空間。最后提出了對這一設(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： 2013-06-07

上傳用戶：kikye
基于FPGA的數(shù)字化通用PWM控制器設(shè)計(jì)

如今電力電子電路的控制旨在實(shí)現(xiàn)高頻開關(guān)的計(jì)算機(jī)控制，并向著更高頻率、更低損耗和全數(shù)字化的方向發(fā)展。現(xiàn)場可編程門陣列器件(FieldProgrammableGateArrays)是近年來嶄露頭角的一類新型集成電路，它具有簡潔、經(jīng)濟(jì)、高速度、低功耗等優(yōu)勢，又具有全集成化、適用性強(qiáng)，便于開發(fā)和維護(hù)(升級)等顯著優(yōu)點(diǎn)。與單片機(jī)和DSP相比，F(xiàn)PGA的頻率更高、速度更快，這些特點(diǎn)順應(yīng)了電力電子電路的日趨高頻化和復(fù)雜化發(fā)展的需要。因此，在越來越多的領(lǐng)域中FPGA得到了日益廣泛的發(fā)展和應(yīng)用?！　”疚奶岢隽艘环N采用現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)器件實(shí)現(xiàn)數(shù)字化通用PWM控制器的方案。該控制器能產(chǎn)生多路PWM脈沖，具有開關(guān)頻率可調(diào)、各路脈沖間的相位可調(diào)、接口簡單、響應(yīng)速度快、易修改、可現(xiàn)場編程等特點(diǎn)，可應(yīng)用于PWM的全數(shù)字化控制。文中對方案的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了比較詳細(xì)的論述，包括A/D采樣控制、PI算法的實(shí)現(xiàn)、PWM波形的產(chǎn)生、各模塊的工作原理等?！　”疚倪€提出一種新型ZCT-PWMBoost變換器，詳細(xì)的分析了該變換器的工作過程，并采用基于FPGA的數(shù)字化通用PWM控制器對這種軟開關(guān)Boost變換器進(jìn)行控制，給出了比較完滿的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該控制器以及該ZCTBoost變換器的可行性和有效性，

標(biāo)簽： FPGA PWM 數(shù)字化制器設(shè)計(jì)

上傳時(shí)間： 2013-06-22

上傳用戶：yph853211
8位MCU架構(gòu)研究及基于FPGA的IP驗(yàn)證平臺(tái)實(shí)現(xiàn)

本文首先介紹了主流8位MCU(微控制器)的通用架構(gòu)，通過比較分析主流國際MCU半導(dǎo)體供應(yīng)商的MCU產(chǎn)品，結(jié)合作者在德國英飛凌公司的項(xiàng)目實(shí)踐，分析了英飛凌XC866系列8位MCU的架構(gòu)特點(diǎn)和功能特性。在此基礎(chǔ)上，介紹了該MCU芯片的系統(tǒng)集成方法，以及組成模塊的架構(gòu)和功能。 LlN協(xié)議是當(dāng)前廣泛應(yīng)用的車載局部互連協(xié)議，作為英飛凌XC866MCU上很關(guān)鍵的一個(gè)外圍IP，本論文在介紹了MCU架構(gòu)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了LlN控制器。LIN協(xié)議是UART在數(shù)據(jù)鏈路層上的擴(kuò)展，其關(guān)鍵是LlN協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層的檢測實(shí)現(xiàn)。本文給出了一種可靠，高效的協(xié)議檢測機(jī)制，從而使軟件和硬件更好配合工作完成協(xié)議檢測。在完成LlN控制器設(shè)計(jì)后，本文結(jié)合了XC866ADC的架構(gòu)，介紹了ADC模擬和系統(tǒng)的數(shù)字接口概念和實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)，介紹了如何考慮分析選擇合理的數(shù)字接口方案。論文最后以XC866的系統(tǒng)架構(gòu)為基礎(chǔ)，提出了一種高效的基于FPGA的IP原型驗(yàn)證平臺(tái)方案，并以LlN控制器作為驗(yàn)證這一平臺(tái)的IP，在FPGA上成功的實(shí)現(xiàn)了驗(yàn)證方案。論文同時(shí)介紹了從SOC設(shè)計(jì)向FPGA原型驗(yàn)證轉(zhuǎn)換時(shí)的處理方法及工程經(jīng)驗(yàn)，介紹了MCU及驗(yàn)證平臺(tái)的測試平臺(tái)思想，以及基于FPGA原型和邏輯分析儀實(shí)時(shí)測試的MCU固件代碼覆蓋率測試方法。目前8位MCU在中低端的應(yīng)用越來越廣泛，特別是目前發(fā)展迅速的汽車電子和消費(fèi)電子領(lǐng)域。因此對MCU架構(gòu)的不斷研究和提高，對更多面向應(yīng)用領(lǐng)域的IP的研究和設(shè)計(jì)，以及如何更快速的實(shí)現(xiàn)芯片驗(yàn)證將極大的推動(dòng)MCU在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣，將產(chǎn)生極大的經(jīng)濟(jì)和應(yīng)用價(jià)值。

標(biāo)簽： FPGA MCU 8位架構(gòu)

上傳時(shí)間： 2013-07-14

上傳用戶：李夢晗
HDTV碼流發(fā)生器內(nèi)置信源解碼板和基于FPGA的顯示器測試信號(hào)發(fā)生器的研究

該論文的工作主要分為兩部分,第一部分是介紹與數(shù)字高清晰度電視(HDTV)碼流發(fā)生器配套的信源解碼板的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).信源解碼板是整個(gè)碼流發(fā)生器的重要組成部分,該論文在介紹相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)MPEG-2和AC-3以及整個(gè)碼流發(fā)生器功能的基礎(chǔ)上提出了用ST公司的芯片組實(shí)現(xiàn)HDTV信源解碼板的設(shè)計(jì)方案.論文詳細(xì)分析了各個(gè)功能模塊的具體設(shè)計(jì)方法以及實(shí)現(xiàn)時(shí)應(yīng)注意的問題.目前該課題已經(jīng)成功結(jié)題,各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)完全符合合作單位的要求.該論文的第二部分主要是進(jìn)行基于FPGA的顯示器測試信號(hào)發(fā)生器的研究與開發(fā).在對測試信號(hào)發(fā)生器所需產(chǎn)生的13種測試圖案和所要適應(yīng)的18種顯示格式的介紹之后,該論文提出了以FLEX10K50為核心控制芯片的顯示器測試信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)方案.該論文詳細(xì)討論了FPGA設(shè)計(jì)中各個(gè)功能模塊的劃分和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法,并介紹了對FLEX10K50進(jìn)行配置的方法.

標(biāo)簽： HDTV FPGA 碼流發(fā)生器

上傳時(shí)間： 2013-04-24

上傳用戶：yoleeson
基于FPGA的π4-DQPSK全數(shù)字中頻發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)

本文以電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)課題為背景，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的π/4-DOPSK全數(shù)字中頻發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。π/4-DQPSK廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信和衛(wèi)星通信中，具有頻帶利用率高、頻譜特性好、抗衰落性能強(qiáng)的特點(diǎn)。近年來現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)器件在芯片邏輯規(guī)模和處理速度等方面性能的迅速提高，用硬件編程實(shí)現(xiàn)無線功能的軟件無線電技術(shù)在理論和實(shí)用化上都趨于成熟和完善，因此可以把數(shù)字調(diào)制，數(shù)字上/下變頻，數(shù)字解調(diào)在同一塊FPGA上實(shí)現(xiàn)，即實(shí)現(xiàn)了中頻發(fā)射機(jī)和接收機(jī)一體化的片上可編程系統(tǒng)(SOPC，System On Programmabie Chip)。本文首先根據(jù)指標(biāo)要求對數(shù)字收發(fā)機(jī)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定了適合不停車收費(fèi)系統(tǒng)的全數(shù)字發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的結(jié)構(gòu)，接著根據(jù)π/4-DQPSK發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的理論，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的成形濾波器SRRC、半帶濾波器HB和定時(shí)算法并給出性能分析，最后給出硬件測試平臺(tái)上結(jié)果和測試結(jié)果分析。

標(biāo)簽： DQPSK FPGA 全數(shù)字中頻

上傳時(shí)間： 2013-07-18

上傳用戶：saharawalker
基于FPGA的JPEG編解碼芯片設(shè)計(jì)

近年來,隨著微電子技術(shù)的高速發(fā)展,數(shù)字圖像壓縮編碼技術(shù)的逐漸成熟,實(shí)時(shí)圖象處理在多媒體、HDTV、圖像通信等領(lǐng)域有著越來越廣泛的應(yīng)用,圖像壓縮/解壓的IC芯片也已成為多媒體技術(shù)的核心,實(shí)現(xiàn)這些算法芯片的研究成為信息產(chǎn)業(yè)的新熱點(diǎn).該文基于FPGA設(shè)計(jì)了JPEG圖像壓縮編解碼芯片,通過改進(jìn)算法優(yōu)化結(jié)構(gòu),在合理地利用硬件資源的條件下,有效地挖掘出算法內(nèi)在的并行性.在JPEG編碼器設(shè)計(jì)中,改進(jìn)了JEONG的DCT變換算法,采用流水線優(yōu)化算法解決時(shí)間并行性問題,提高了DCT/IDCT模塊的運(yùn)算速度;設(shè)計(jì)了基于查找表結(jié)構(gòu)的定點(diǎn)乘法器,便于在設(shè)計(jì)中共享乘法單元,以適應(yīng)流水線設(shè)計(jì)的要求;依據(jù)Huffman編碼表的規(guī)律性,采用并行查找表結(jié)構(gòu),用較少的存儲(chǔ)單元完成Huffman編解碼的運(yùn)算,同時(shí)也提高了編解碼速度.在JPEG解碼器設(shè)計(jì)中,根據(jù)Huffman碼字本身的特點(diǎn)和JPEG標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)了一種Huffman碼字分組結(jié)構(gòu),基于該結(jié)構(gòu)提出分組Huffman查找表及地址編碼的設(shè)計(jì)方法,進(jìn)而完成了新的快速Huffman解碼算法及其模塊設(shè)計(jì).整個(gè)設(shè)計(jì)及其各個(gè)模塊都在ALTERA公司的EDA工具QUARTUSII平臺(tái)上進(jìn)行了邏輯綜合及功能和時(shí)序仿真.綜合和仿真結(jié)果表明,基于FPGA的JPEG圖像編解碼芯片消耗很少的FPGA硬件資源,達(dá)到了較高的工作頻率,在速度和資源利用率方面均達(dá)到了較優(yōu)的狀態(tài),可滿足實(shí)時(shí)JPEG圖像編解碼的要求.在邏輯設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,該設(shè)計(jì)可以進(jìn)一步作硬件仿真和實(shí)驗(yàn),將源代碼燒錄進(jìn)FPGA芯片,作為獨(dú)立器件或有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的JPEG IP模塊,應(yīng)用于可視電話、手機(jī)和會(huì)議電視等低成本JPEG編解碼系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn).

標(biāo)簽： FPGA JPEG 編解碼芯片設(shè)計(jì)

上傳時(shí)間： 2013-05-31

上傳用戶：yuying4000