偏移正交相移鍵控(OQPSK:Offset Quadrature Phase Shift Keying)調制技術是一種恒包絡調制技術,具有頻譜利用率高、頻譜特性好等特點,廣泛應用于衛星通信和移動通信領域。 論文以某型偵收設備中OQPSK解調器的全數字化為研究背景,設計并實現了基于FPGA的全數字OQPSK調制解調器,其中調制器主要用于仿真未知信號,作為測試信號源。論文研究了全數字OQPSK調制解調的基本算法,包括成形濾波器、NCO模型、載波恢復、定時恢復等;完成了整個調制解調算法的MATLAB仿真。在此基礎上,采用VHDL硬件描述語言在Xilinx公司ISE7.1開發環境下設計并實現了各個算法模塊,并在硬件平臺上加以實現。通過實際現場測試,實現了對所偵收信號的正確解調。論文還實現了解調器的百兆以太網接口,使得系統可以方便地將解調數據發送給計算機進行后續處理。
上傳時間: 2013-05-19
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本文以Turbo碼編譯碼器的FPGA實現為目標,對Turbo碼的編譯碼算法和用硬件語言將其實現進行了深入的研究。 首先,在理論上對Turbo碼的編譯碼原理進行了介紹,確定了Max-log-MAF算法的譯碼算法,結合CCSDS標準,在實現編碼器時,針對標準中給定的幀長、碼率與交織算法,以及偽隨機序列模塊與幀同步模塊,提出了相應解決方案;而在相應的譯碼器設計中,采用了FPGA設計中“自上而下”的設計方法,權衡硬件實現復雜度與處理時延等因素,優先考慮面積因素,提高元件的重復利用率和降低電路復雜度,來實現Turbo碼的Max-log-MAP算法譯碼。把整個系統分割成不同的功能模塊,分別闡述了實現過程。 然后,基于Verilog HDL 設計出12位固點數據的Turbo編譯碼器以及仿真驗證平臺,與用Matlab語言設計的相同指標的浮點數據譯碼器進行性能比較,得到該設計的功能驗證。 最后,研究了Tuxbo碼譯碼器幾項最新技術,如滑動窗譯碼,歸一化處理,停止迭代技術結合流水線電路設計,將改進后的譯碼器與先前設計的譯碼器分別在ISE開發環境中針對目標器件xilinx Virtex-Ⅱ500進行電路綜合,證實了這些改進技術能有效地提高譯碼器的吞吐量,減少譯碼時延和存儲器面積從而降低功耗。
上傳時間: 2013-04-24
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本文介紹了一種采用單片FPGA 芯片進行出租車計費器的設計方法,主要闡述如何使用新興的EDA 器件取代傳統的電子設計方法,利用FPGA 的可編程性,簡潔而又多變的設計方法,縮短了研發周期,同時使出租車計費器體積更小功能更強大。本設計不僅實現了出租車計費器所需的一些基本功能,同時考慮到出租車行業的一些特殊性,更注重了把一些新的思路加入到設計中。主要包括采用了FPGA 芯片,使用VHDL 語言進行編程,使其具有了更強的移植性,更加利于產品升級;利用LCD 液晶顯示取代了傳統的LED顯示,使其在顯示時更靈活多變,可以按需要改變顯示內容而不拘泥于硬件; 靈活的計價標準設定使得油價波動等成本因數和出租車價格聯動成為可能; 同時也增加了統計功能、密碼設定、超速警報、路橋費等新的功能使得本設計更加具有實用價值。
上傳時間: 2013-08-02
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光纖水聽器自問世以來,在巨大的軍事價值和民用價值推動下得到了迅速發展,已逐漸從實驗室研究階段走向工程應用。同時隨著光纖水聽器的不斷發展,對水聲信號的檢測技術以及數字處理能力也提出了新的要求。論文在此背景下開展了一系列研究工作,并提出了利用FPGA(Field ProgrammableGate Array,現場可編程門陣列)實現光纖3×3耦合器解調算法的新思路。 目前干涉型光纖水聽器的解調一般采用PGC(Phase Generated Carrier,相位生成載波技術)技術和基于3×3光纖耦合器干涉的解調技術。PGC技術在解調過程中引入了載波信號,它對采樣率,激光器等的要求都較高,因此我們把目光投向3×3耦合器解調技術,文中對其解調原理進行了闡述,對采樣率的確定進行了討論,并對3×3耦合器三路輸出不對稱的情況進行了分析,最后在本文的結論部分提出了基于3×3耦合器解調的改良方案。 目前,光纖信號數字化解調的硬件實現采用DSP(Digital Signal Process,可編程數字信號處理器)信號處理機,與之相比,FPGA解調具有速度快、資源占用少、易于擴展等優勢。本文對FPGA與DSP、ASIC(application-specificintegrated circuit,專用集成電路)實現方案進行了對比,分析了適合利用FPGA實現的算法所應具備的特征;介紹了3×3耦合器解調算法中各個模塊的設計情況;分析了系統的工作情況,硬件的構造及芯片的選擇,最后驗證了利用FPGA可以實現3×3耦合器解調算法。
上傳時間: 2013-07-03
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隨著計算機科學和視頻技術的廣泛發展,數字圖像采集在電子通信與信息處理領域得到了廣泛的應用,例如廣播電視的數字化、網絡視頻、監視監控系統等. 視頻圖像采集卡作為計算機視頻應用的前端設備,承擔著模擬視頻信號向數字視頻信號轉換的任務,在多媒體時代占據著重要的位置.設計一種功能靈活,使用方便,便于嵌入到系統中的視頻信號采集電路具有重要的實用意義. 本文首先介紹數字圖像采集系統的發展現狀和前景,提出了本次設計的目標: 完成基于PCI總線的高分辨率圖像采集卡設計.然后簡單介紹了本次設計用到的基本理論:數據采集理論,特別說明了采樣和量化的定義與區別,以及量化的幾種方式和量化與AD技術之間的關系. 圖像采集系統的基本構成,是以數字信號處理器為核心,控制外圍的A/D、D/A轉換器和外圍存儲器.本文對比了當下流行的DSP芯片和IFPGA芯片作為數字處理核心的優缺點,并根據系統實際需要,選用FPGA作為數字信號處理器.然后列舉了幾款常用A/D視頻芯片,還介紹了SDRAM控制的基本流程,最后提出了系統的整體設計方案. 圖像采集卡的硬件設計分為A/D前端模擬通道設計和FPGA數字信號傳輸及外圍電路設計.本文重點介紹了A/D芯片外圍電路連接和使用方法,對PCI總線和它的控制電路也做了詳細闡述.對圖像采集卡的PCB布局布線也有詳細說明. 圖像采集卡FPGA內部程序構成也是本文的一個重點.本次的程序設計主要分為數據采集模塊,即與A/D接口模塊,數據暫存模塊,即SDRAM讀寫控制模塊,數據處理模塊和數據傳輸模塊,即PCI控制模塊.重點在于對的SDRAM的連續讀寫控制和各個模塊間的協調工作.說明了.A/D采集數據從接收到存儲詳細過程,以及對SDRAM讀寫狀態機和PCI總線的操控. 最后介紹了硬件調試和FPGA程序驗證結果.詳細說明了以Modelsim為平臺的前端功能仿真和后端時序仿真,以及以SignalTapⅡ為平臺,程序下載到FPGA中進行的實時驗證.結果表明整個圖像采集系統基本達到了系統設計中所給出的性能指標,證明了整個系統設計的正確性和合理性.
上傳時間: 2013-04-24
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交流電源供電方式正在由集中式向分布式、全功能式發展,而實現分布式電源的核心就是模塊的并聯技術。多臺逆變器并聯可以實現大容量供電和冗余供電,可大大提高系統的靈活性,使電源系統的體積重量大為降低,同時其主開關器件的電流應力也可大大減少,從根本上提高了可靠性、降低成本和提高功率密度。本文主要研究逆變器并聯技術。 本文首先對電壓、電流雙閉環逆變器控制系統進行了研究。通過對傳遞函數的分析,得到了基于等效輸出阻抗的雙閉環控制的逆變器并聯系統模型。在分析逆變器模型的基礎上設計了各控制器參數,并通過MATLAB仿真進行了驗證。根據上述模型,分析了逆變器并聯的環流特性,以及基于有功和無功功率的并聯控制方案。 隨著電子技術的不斷發展,FPGA技術正在越來越多地用于工程實踐中。本文在研究SPWM控制技術的基礎上,應用FPGA芯片EP1C12Q240C8實現了SPWM數字控制器,用于多模塊逆變器并聯控制系統。文中給出了仿真結果和芯片的測試結果。 基于FPGA的三相逆變器并聯數字控制器的研究具有現實意義,設計具有創新性。仿真和芯片的初步測試結果表明:本文設計的基于FPGA的逆變器并聯數字控制器能夠滿足逆變器并聯系統的要求。
上傳時間: 2013-08-05
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未來的時代是信息時代,信息需要通過媒體來進行記錄、傳播和獲取。視頻數據的壓縮技術和解壓縮技術成了多媒體技術中的關鍵技術之一,本論文設計的芯片正是基于FPGA實現視頻編碼器的設計,主要面向于對音頻和視頻信號進行壓縮和解壓縮的廣泛場合。 本論文首先對FPGA技術做了介紹,主要從FPGA的結構和特點,闡述了FPGA設計的輸入、綜合、仿真、實現等,其次介紹了當今主流的視頻編碼標準,如H.263、H.264。本論文基于FPGA來實現視頻編碼,提出了視頻編解碼器系統設計方案,包括系統設計和模塊設計,最后,文章又提出了圖像預處理部分和運動估計部分的設計思想和實現步驟,其中的運動估計設計部分是整個論文的關鍵,以及通過仿真得到理想的結果。
上傳時間: 2013-06-28
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本文設計和實現了基于FPGA的數字下變頻器DDC,用于寬帶數字中頻軟件無線電接收機中。采用自上向下的模塊化設計方法,將DDC的功能劃分為基本單元,實現這些功能模塊并組成模塊庫。在具體應用時,優化配置各個模塊來滿足具體無線通信系統性能的要求。這樣做比傳統ASIC數字下變頻器具有更好的可編程性和靈活性,從而滿足不同的工程設計需求。 首先闡述了軟件無線電中關鍵的數字信號處理技術,包括中頻處理中的下變頻技術、抽取技術以及帶通采樣技術。利用MATLAB的Simulink完成了對系統的設計與仿真,驗證了設計的正確性。之后用QuartusII進行了基于FPGA抽取濾波器和NCO等關鍵模塊的設計,編譯后進行了時序仿真,最后在PCB板上實現了實際電路并應用于工程項目中。
上傳時間: 2013-08-05
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通過對UART技術的研究,提出了一種利用軟件實現UART的單片機擴展方法,沒有使用任何外圍器件,僅僅利用單片機的一個I/O端口、一個T/C技術定時器和一個INT外部中斷并通過軟件編程實現,節約了
上傳時間: 2013-08-02
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目前的國內的CCD高清攝相頭能夠輸出一組視頻信號和數字圖像信號,雖然視頻信號能夠直接在監視器顯示,但是輸出的數字圖像信號占用存儲空間太大,不便于進行傳輸。本文設計了一種基于FPGA的數字圖像壓縮卡。 在過去的十幾年中,國際標準化組織制訂了一系列的國際視頻編碼標準并廣泛應用到各種領域。It.264/AVC是ITU-T和ISO聯合推出的新標準,采用了近幾年視頻編碼方面的先進技術,以較高編碼效率和網絡友好性成為新一代國際視頻編碼標準。 新發展的H.264/AVC比原有的視頻編碼標準大幅度提高了編碼效率,但其運算復雜度也大大增加,本文簡要分析了H.264/AVC的復雜度及其優化的途徑,給出了主要模塊的優化算法實驗結果。 H.264/AVC仍基于以前視頻編碼標準的運動補償混合編碼方案,主要不同有:增強的運動預測能力,準確匹配的較小塊變換,自適應環內濾波器,增強的熵編碼。測試結果表明這些新特征使H.264/AVC編碼器提高50%編碼效率的同時,增加了一個數量級的復雜度。實際中恰當地使用H.264/AVC編碼工具可以較低的實現復雜度得到與復雜配置相當的編碼效率。故實際編碼系統開發需要在運算復雜性和編碼效率之間進行折衷、兼顧考慮。H.264/AVC引入的新編碼特征既增加基本模塊的復雜度,也成倍增加算法的復雜度。針對它們的作用和實現方法的不同,可采用不同的硬件實現方法。本文基于上述思路進行優化,具體的工作包括:針對去塊濾波的復雜性,本文提出一種適合硬件實現的算法,使其在節省了資源的同時,很好的達到了標準所定義的性能。針對變換量化的復雜性,本文提出一種既滿足整體的硬件流水結構,又極大的降低了硬件資源的實現方法。針對碼率控制的實現,本文提出了一種有別于傳統實現方式的算法,在保證實時性的同時,極大的提高了編碼器的性能。本文基于上述算法還進行Baseline Profile編碼器的研究,給出了一種實時編碼器結構,實現了對高清圖像格式(720P)的實時編碼,并將其和當前業界先進水平進行了對比,表明本文所實現得結構能夠達到當前業界的先進水平。
上傳時間: 2013-07-23
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