隨著信息技術的發展,數字信號的采集與處理在科學研究、工業生產、航空航天、醫療衛生等部門得到越來越廣泛的應用,這些應用中對數字信號的傳輸速度提出了比較高的要求。傳統的基于ISA總線的信號傳輸效率低,嚴重制約著系統性能的提高。 PCI總線以其高性能、低成本、開放性、軟件兼容性等眾多優點成為當今最流行的計算機局部總線。但是,由于PCI總線硬件接口復雜、不易于接入、協議規范比較繁瑣等缺點,常常需要專用的接口芯片作為橋接,為了解決這一系列問題,本文提出了一種基于FPGA的PCI總線接口橋接邏輯的實現方案,支持PCI突發訪問方式,突發長度為8至128個雙字長度,核心FPGA芯片采用ALTERA公司的CYCLONE FPGA系列的EP1C6Q240C8,容量為6000個邏輯宏單元,速度為-8,編譯后系統速度可以達到80MHz,取得了良好的效果。 基于FPGA的PCI總線接口橋接邏輯的核心是PCI接口模塊。在硬件方面,特別討論了PCI接口模塊、地址轉換模塊、數據緩沖模塊、外部接口模塊和SRAM DMA控制模塊等五個功能模塊的設計方案和硬件電路實現方法,著重分析了PCI接口模塊的數據傳輸方式,采用模塊化的方法設計了內部控制邏輯,并進行了相關的時序仿真和邏輯驗證,硬件需要軟件的配合才能實現其功能,因此設備驅動程序的設計是一個重要部分,論文研究了Windows XP體系結構下的WDM驅動模式的組成、開發設備驅動程序的工具以及開發系統實際硬件的設備驅動程序時的一些關鍵技術。 本文最后利用基于FPGA的PCI總線接口橋接邏輯中的關鍵技術,對PCI數據采集卡進行了整體方案的設計。該系統采用Altera公司的cyclone Ⅱ系列FPGA實現。
上傳時間: 2013-05-22
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USBasp制作成功,全部資料包括原理圖和PCB及驅動安裝說明。首次制作過程中發現芯片燒寫熔絲位后不工作,以為芯片被鎖死,用8M有源晶振不能解鎖,因手邊沒有示波器,所以郁悶了好幾個小時,結果是因為晶振的電容容值不對,換成20PF的電容后問題就解決了,制作過程還算順利的,
標簽: USBasp
上傳時間: 2013-06-24
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該論文基于NIOS Ⅱ軟核處理器和Altera的FPGA技術,設計了一種便攜式的振動頻譜分析儀,用于旋轉機械的故障監測和診斷。以SOPC技術為手段,將信號采集和信號處理電路通過可編程片上系統來實現,其特點是將對ADC的控制、數字信號的濾波、快速傅立葉變換的設計,通過FPGA芯片集成在一起,以NIOS Ⅱ來完成32位CPU的狀態控制功能。工程機械、汽車車輛中都存在諸如發動機類的旋轉機械,這類設備的異常振動往往會影響正常工作,嚴重時還會出現各種重大事故,該分析儀可以實時地或定期地對發動機、齒輪箱等旋轉機械進行振動頻譜分析和監測,運用于民用機械能產生非常好的經濟效益。 該論文從四個方面進行了研究工作。其一,利用FPGA對ADC芯片的工作進行控制,使其在規定的時間內與DSP模塊進行數據交換,并對ADC各引腳時序進行控制,使兩者協調同步工作,編制了相應的VHDL語言程序。其二,采用SOPC Builder設計開發,實現了基于NIOS Ⅱ的32位CPU軟核,創建了相應的C/C++和匯編的宏代碼,使得軟件可以訪問用戶自定義邏輯。對頂層設計產生的VHDL的RTL代碼和仿真文件進行了綜合、編譯適配以及仿真。其三,配合Matlab和DSP Builder的強大功能進行DSP模塊設計,開發出了FIR和FFT等功能模塊,并且添加到SOPC系統中,使其可以由NIOS Ⅱ很容易的調用。其四,在NIOS Ⅱ系統中添加了uC/OS Ⅱ操作系統,提高了整個系統的穩定性,并且降低了開發難度,提高了系統升級的能力。由于整個設計是基于FPGA開發的,所以該系統包括了所有FPGA系統的特點,包括并行的DSP處理、在系統可編程、升級簡單等特點,極易使設計產品化。
上傳時間: 2013-04-24
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在工業控制領域,多種現場總線標準共存的局面從客觀上促進了工業以太網技術的迅速發展,國際上已經出現了HSE、Profinet、Modbus TCP/IP、Ethernet/IP、Ethernet Powerlink、EtherCAT等多種工業以太網協議。將傳統的商用以太網應用于工業控制系統的現場設備層的最大障礙是以太網的非實時性,而實現現場設備間的高精度時鐘同步是保證以太網高實時性的前提和基礎。 IEEE 1588定義了一個能夠在測量和控制系統中實現高精度時鐘同步的協議——精確時間協議(Precision Time Protocol)。PTP協議集成了網絡通訊、局部計算和分布式對象等多項技術,適用于所有通過支持多播的局域網進行通訊的分布式系統,特別適合于以太網,但不局限于以太網。PTP協議能夠使異質系統中各類不同精確度、分辨率和穩定性的時鐘同步起來,占用最少的網絡和局部計算資源,在最好情況下能達到系統級的亞微級的同步精度。 基于PC機軟件的時鐘同步方法,如NTP協議,由于其實現機理的限制,其同步精度最好只能達到毫秒級;基于嵌入式軟件的時鐘同步方法,將時鐘同步模塊放在操作系統的驅動層,其同步精度能夠達到微秒級?,F場設備間微秒級的同步精度雖然已經能滿足大多數工業控制系統對設備時鐘同步的要求,但是對于運動控制等需求高精度定時的系統來說,這仍然不夠?;谇度胧杰浖臅r鐘同步方法受限于操作系統中斷響應延遲時間不一致、晶振頻率漂移等因素,很難達到亞微秒級的同步精度。 本文設計并實現了一種基于FPGA的時鐘同步方法,以IEEE 1588作為時鐘同步協議,以Ethernet作為底層通訊網絡,以嵌入式軟件形式實現TCP/IP通訊,以數字電路形式實現時鐘同步模塊。這種方法充分利用了FPGA的特點,通過準確捕獲報文時間戳和動態補償晶振頻率漂移等手段,相對于嵌入式軟件時鐘同步方法實現了更高精度的時鐘同步,并通過實驗驗證了在以集線器互連的10Mbps以太網上能夠達到亞微秒級的同步精度。
上傳時間: 2013-07-28
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全部采用德國Infineon的元器件產品,保證產品的性能穩定。
上傳時間: 2013-04-24
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RealView Developer Suite工具是ARM公司是推出的新一代ARM集成開發工具。支持所有ARM 系列核,并與眾多第三方實時操作系統及工具商合作簡化開發流程。開發工具包含以下組件: ? 完全優化的ISO C/C++編譯器 ? C++ 標準模板庫 ? 強大的宏編譯器 ? 支持代碼和數據復雜存儲器布局的連接器 ? 可選 GUI調試器 ? 基于命令行的符號調試器(armsd) ? 指令集仿真器 ? 生成無格式二進制工具、Intel 32位和Motorola 32位ROM映像代碼
上傳時間: 2013-08-02
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Keil是目前最流行的開發單片機的軟件工具,Keil編輯器提供了包括C編譯器,宏匯編,連接器,庫管理和一個功能強大的仿真調試器等在內的完整的開發方案,通過一個集成開發環境將這些部分組合在一起。
上傳時間: 2013-06-01
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在3G移動通信網絡建設中,如何實現密集城區的無線網絡覆蓋是目前基站的發展方向。目前網絡覆蓋理念的核心思想就把傳統宏基站的基帶處理和射頻部分分離,分成基帶處理單元和射頻拉遠單元兩個設備,這樣既節省空間、降低設置成本,又提高了組網效率。本文研究的數字收發機用于WCDMA基站系統的射頻拉遠單元中,實現移動通信網中射頻信號的傳輸工作。 數字收發機主要由射頻處理部分、模數/數模轉換部分、數字上下變頻處理部分、接口轉換以及數字光模塊組成。本文研究的重點是數字上下變頻處理部分。設計采用軟件無線電的架構和FPGA技術,所設計的數字上下變頻部分可以在不修改硬件電路的基礎上只需修改軟件部分的參數則可實現多種頻率的變頻處理,極大地降低了開發成本,且縮短了開發周期。 根據系統設計的設計要求,以及現有芯片使用情況比較,本文選用Altera公司的:FPGA芯片,應用公司提供的Dspbuilder作為系統級的開發工具,應用Quartus Ⅱ作為綜合、布局布線工具實現數字上下變頻處理部分設計。 本文的主要研究工作包括以下幾個部分: (1)對數字收發機的整體結構進行分析研究,確定數字收發機的實現結構和各個部分的功能; (2)通過對數字上下變頻的相關理論的研究,分析出數字上下變頻的結構、實現方法及性能; (3)通過對數控振蕩器、CIC濾波器、FIR濾波器進行理論研究、內部實現結構以及性能分析,得出具體的參數和仿真實現結構; (4)使用FPGA中的IP核技術來實現數字上下變頻,利用Matlab中Dspbuilder提供的IP核分別進行NCO、CIC、FIR的仿真工作;并得出數字上下變頻的總體仿真實現結果; (5)對高速收發通道進行了研究和設計,根據系統的要求給出了數據幀結構,并采用Altera的第三代FPGA產品Stratix Ⅱ GX系列芯片實現了數字收發機的信號的串并/并串的接口轉換。為后續繼續研究工作奠定基礎。
上傳時間: 2013-06-21
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數據采集系統是信號與信息處理系統中不可缺少的重要組成部分,同時也是軟件無線電系統中的核心模塊,在現代雷達系統以及無線基站系統中的應用越來越廣泛。為了能夠滿足目前對軟件無線電接收機自適應性及靈活性的要求,并充分體現在高性能FPGA平臺上設計SOC系統的思路,本文提出了由高速高精度A/D轉換芯片、高性能FPGA、PCI總線接口、DB25并行接口組成的高速數據采集系統設計方案及實現方法。其中FPGA作為本系統的控制核心和傳輸橋梁,發揮了極其重要的作用。通過FPGA不僅完成了系統中全部數字電路部分的設計,并且使系統具有了較高的可適應性、可擴展性和可調試性。 在時序數字邏輯設計上,充分利用FPGA中豐富的時序資源,如鎖相環PLL、觸發器,緩沖器FIFO、計數器等,能夠方便的完成對系統輸入輸出時鐘的精確控制以及根據系統需要對各處時序延時進行修正。 在存儲器設計上,采用FPGA片內存儲器??筛鶕到y需要隨時進行設置,并且能夠方便的完成數據格式的合并、拆分以及數據傳輸率的調整。 在傳輸接口設計上,采用并行接口和PCI總線接口的兩種數據傳輸模式。通過FPGA中的宏功能模塊和IP資源實現了對這兩種接口的邏輯控制,可使系統方便的在兩種傳輸模式下進行切換。 在系統工作過程控制上,通過VB程序編寫了應用于PC端的上層控制軟件。并通過并行接口實現了PC和FPGA之間的交互,從而能夠方便的在PC機上完成對系統工作過程的控制和工作模式的選擇。 在系統調試方面,充分利用QuartuslI軟件中自帶的嵌入式邏輯分析儀SignalTaplI,實時準確的驗證了在系統整個傳輸過程中數據的正確性和時序性,并極大的降低了用常規儀器觀測FPGA中眾多待測引腳的難度。 本文第四章針對FPGA中各功能模塊的邏輯設計進行了詳細分析,并對每個模塊都給出了精確的仿真結果。同時,文中還在其它章節詳細介紹了系統的硬件電路設計、并行接口設計、PCI接口設計、PC端控制軟件設計以及用于調試過程中的SignalTapⅡ嵌入式邏輯分析儀的使用方法,并且也對系統的仿真結果和測試結果給出了分析及討論。最后還附上了系統的PCB版圖、FPGA邏輯設計圖、實物圖及注釋詳細的相關源程序清單。
上傳時間: 2013-06-09
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FPGA布局算法和軟件位于工藝映射和布線之間,是一個承上啟下的階段,對最終的布通率和時序都有著重要的影響。 本論文的工作之一便是研究旨在提高布通率的布局算法。在研究了國內外裝箱和布局算法的基礎上,本文提出了一種新的結合了裝箱的布局算法框架,并稱之為"低溫交替改善的"布局算法。其基本思想是,在模擬退火的低溫階段交替的優化裝箱和布局。本文給了基于學術界標準布局布線軟件VPR的一個軟件實現,并且提出了低溫的判定條件以及一種新的選擇待交換邏輯單元的方法。采用三種不同的裝箱算法作為布局輸入,基于VPR的低溫交替改善的布局算法實現,在布通率上,比VPR分別提高了21.3%、15.5%、10.7%。而帶來的平均額外時間開銷不到20%。 FPGA布局軟件實現對整個FPGA CAD流程的運行效率,算法的可擴展性也有著不可忽視的影響。現代FPGA有著多樣而復雜的邏輯和布線資源。而學術界的布局軟件'VPR所面向的FPGA卻只能處理十分簡單的FPGA結構,對于宏、總線、多時鐘等實際應用中很重要的部分都沒有考慮。本文提出了"邏輯單元層"的概念,用具有特定幾何結構的邏輯單元層來統一處理多種類型的邏輯資源。針對相對位置約束在現代FPGA布局軟件中的重要地位,我們提出了一種處理相對位置約束的方法。這些討論均已經在面向Xilinx SpartanⅡ芯片布局的原型系統中得到了實現,初步證實了這些方法的可擴展性和實用性。
上傳時間: 2013-06-21
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