作為嵌入式系統核心的微處理器,是SOC不可或缺的“心臟”,微處理器的性能直接影響著整個SOC的性能。 與國際先進技術相比,我國在這一領域的研究和開發工作還相當落后,這直接影響到我國信息產業的發展。本著趕超國外先進技術,填補我國在該領域的空白以擺脫受制于國外的目的,我國很多科研單位和公司進行了自己的努力和嘗試。經過幾年的探索,已經有多種自主知識產權的處理器芯片完成了設計驗證并逐漸進入市場化階段。我國已結束無“芯”的歷史,并向設計出更高性能處理器的目標邁進。 艾科創新微電子公司的VEGA處理器,是公司憑借自己的技術力量和科研水平設計出的一款64位高性能RSIC微處理器。該處理器基于MIPSISA構架,采用五級流水線的設計,并且使用了高性能處理器所廣泛采用的虛擬內存管理技術。設計過程中采用自上而下的方法,根據其功能將其劃分為取指、譯碼、算術邏輯運算、內存管理、流水線控制和cache控制等幾個功能塊,使得我們在設計中能夠按照其功能和時序要求進行。 本文的首先介紹了MIPS微處理器的特點,通過對MIPS指令集和其五級流水線結構的介紹使得對VEGA的設計有了一個直觀的認識。在此基礎上提出了VEGA的結構劃分以及主要模塊的功能。作為采用虛擬內存管理技術的處理器,文章的主要部分介紹了VEGA的虛擬內存管理技術,將VEGA的內存管理單元(MMU)尤其是內部兩個翻譯后援緩沖(TLB)的設計作為重點給出了流水線處理器設計的方法。結束總體設計并完成仿真后,并不能代表設計的正確性,它還需要我們在實際的硬件平臺上進行驗證。作為論文的又一重點內容,介紹了我們在VEGA驗證過程中使用到的FPGA的主要配置單元,FPGA的設計流程。VEGA的FPGA平臺是一完整的計算機系統,我們利用在線調試軟件XilinxChipscope對其進行了在線調試,修正其錯誤。 經過模塊設計到最后的FPGA驗證,VEGA完成了其邏輯設計,經過綜合和布局布線等后端流程,VEGA采用0.18工藝流片后達到120MHz的工作頻率,可在其平臺上運行Windows-CE和Linux嵌入式操作系統,達到了預計的設計要求。
上傳時間: 2013-07-07
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運算放大器的基本工作原理,包括非倒相放大電路、倒相放大電路、差分放大電路。還有一些放大器電流電壓的計算方法
上傳時間: 2013-07-06
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本論文討論的是如何對符合DVB-T標準的數字圖像無線監控系統中的MPEG2圖像實現底層硬件的實時加/解密.數字圖像無線監控系統是某公司研發的符合DVB-T標準的實時圖像語音無線傳輸系統,通過對實時采集的圖像等信息的發射與接收實現對遠程現場的無線監控.為了保證圖像數據在傳輸中的保密性,設計了基于FPGA的實時MPEG2圖像加/解密系統.該系統由加/解密算法模塊和密鑰管理模塊組成.加/解密算法模塊完成發射機及接收機中的實時數據流的加/解密,該模塊是基于FPGA的,采用美國國家標準DES(Dara Encryption Standard)算法,實現了對MPEG2 TS流的硬件加/解密.密鑰管理模塊完成加/解密模塊的密鑰產生、管理、控制、輸入等功能.本論文首先介紹了密碼學的基本知識及幾種典型的加密體制和算法.接著介紹了DVB-T數字廣播標準和數字圖像無線監控系統的原理和系統結構.然后對圖像加解密器的系統設計原理及實現做了詳細介紹.在此基礎上,介紹了FPGA中的加密算法的仿真及實現和密鑰管理模塊的實現.最后介紹了系統的硬件電路和整個系統的軟硬件調試.本人的工作主要包括:1.查閱資料,了解密碼學及DVB系統相關領域知識.2.根據項目要求設計基于FPGA的實時MPEG2圖像加/解密系統方案.3.基于FPGA完成MPEG2圖像的底層硬件加密及解密邏輯程序設計,并設計各個控制程序和驅動.4.設計系統原理圖及電路板,完成系統的軟硬件調試和與全系統的聯調.
上傳時間: 2013-06-30
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FPGA器件在通信、消費類電子等領域應用越來越廣泛,隨著FPGA規模的增大、功能的加強對時鐘的要求也越來越高。在FPGA中嵌入時鐘發生器對解決該問題是一個不錯的選擇。本論文首先,描述并分析了電荷泵鎖相環時鐘發生器的體系結構、組成單元及各單元的非理想特性;然后討論并分析了電荷泵鎖相環的小信號特性和瞬態特性;并給出了電荷泵鎖相環器件參數的計算表達式。其次,研究了環形振蕩器和鎖相環的相位噪聲特性。由于噪聲性能是時鐘發生器設計中的關鍵指標,本工作對此進行了較為詳細的分析。相位噪聲和抖動是衡量時鐘信號的兩個主要指標。文中從理論上推導了一階鎖相環的噪聲特性,并建立了由噪聲分析抖動和由抖動分析噪聲的解析表達式關系,并討論了環路低噪聲設計的基本原則。在前面討論和分析的基礎上,利用Hynix0.35umCMOS工藝設計了200MHz電荷泵鎖相環時鐘發生器,并進行了仿真。設計中環形振蕩器的延遲單元采用replica偏置結構,把延遲單元輸出擺幅限定在確定范圍,尾電流源采用cascode結構,增強電路對電源和襯底噪聲的抑制作用。通過增加限流管,改善電荷泵中的開關的非理想特性。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著電子儀器、電子設備的廣泛使用,特別是家用電器的普及,家用電器的用電安全性問題不可忽視。泄漏電流、絕緣電阻、電氣強度并稱為電氣安全性能中的3大電參數。其中泄漏電流,尤其是工作溫度下的泄漏電流是1個最能確切反映實際工作狀態的安全電參數;也是一個對人體安全有著直接影響的電參數。因為,當電源線一端接地,人體觸及電器外殼的情況下,電器泄漏電流會通過人體流人大地,可能導致人身傷亡。因此,漏電檢測無論是對家用電器還是對人的自身安全都具有十分重要的意義,通過對漏電的檢測,可以根據漏電的情況作出具體的反應,從而保護電路及人身財產安全。
上傳時間: 2013-05-17
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對當前無刷電動機在電動車領域的應用做了簡單分析,簡要介紹了直流無刷電動機的組成和工作原理,提出設計總體方案,詳細闡述了驅動電路組成和調速部分的具體實現方法,并且介紹了電路的過流保護功能。
上傳時間: 2013-04-24
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該文利用FPGA技術,設計了全概率寬帶數字接收機的實驗平臺,并在其上提出了數字接收機實現的可行性方法,以及對這些方法的驗證.該文的主要貢獻和創新有以下幾個方面.提出了并行結構算法的工程實現,討論了解決前端采樣的高速數據流遠遠超過后端DSP處理能力問題的可行性方法.利用多相濾波下變頻的并行結構特點,使濾波器能夠以高效的形式實現,也使得后端的混頻能夠工作在一個較低的速率上.經過多相濾波下變頻處理后的數據,在速率和數量上都有大幅減少,達到了現有通用DSP器件的處理能力的要求.針對多相濾波下變頻與短數據快速測頻算法的特點,用FPGA搭建了其實驗模型,并利用微機EPP接口,對實驗目標板進行控制并與其進行數據交換.利用FPGA的在線編程特性,可以方便靈活對各種實現方法加以驗證、比較.同時也給調試帶來了方便,可以每個模塊單獨調試而不用改變硬件結構,使調試效率大大提高.該平臺也可用來對其他數字處理算法進行實現性分析與實驗.參考軟件無線電設計的概念和國內外相關文獻,提出了多項濾波下變頻結構的FPGA實現.傳統的DDC通過數字混頻、濾波、抽取實現數字下變頻,在高速A/D和電子偵察環境條件下商用DDC不能使用.該文采用濾波器多相分解方法,按數字混頻序列劃分調諧信道,使用先抽取,后低通濾波,再混頻的數字下變頻結構,高效實現了變載頻帶通信號數字下變頻.結合多相濾波下變頻結構、算法對測頻精度及速度的要求,提出了短數據快速測頻算法的具體實現,使用流水線的設計方法,提高了系統的數據吞吐率,在盡可能短的時間內提供多相濾波下變頻所需的載頻位置信息.以上兩部分的FPGA實現除了純粹的算法模塊外,還包括測試用的外圍模塊,以及運行于實驗平臺上的控制模塊、緩存、數據控制等.這些模塊也用FPGA來實現.
上傳時間: 2013-06-22
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隨著技術的飛速發展,電力電子裝置如變頻設備、變流設備等容量日益擴大,數量日益增多,使得電網中的諧波污染日益嚴重,給電力系統和各類用電設備帶來危害,輕則增加能耗,縮短設備使用壽命,重則造成用電事故,影響安全生產.電力系統中的諧波問題早在20世紀20年代就引起了人們的注意.近年來,產生諧波的設備類型及數量均已劇增,并將繼續增長,諧波造成的危害也日趨嚴重.該論文分析比較了傳統測量諧波裝置和基于FPGA的新型諧波測量儀器的特性.分析了基于FFT的諧波測量方法,綜述了可編程元器件的發展過程、主要工藝發展及目前的應用情況,并介紹了一種主流硬件描述語言Verilog HDL的語法及其具體應用.分析了高速數字信號系統的信號完整性問題,提出了使用FPGA實現的整合處理器解決高速數字系統信號完整性問題的方法,并比較分析了各種主流的整合處理器解決方案的優缺點.分析了使用實時操作系統進行復雜嵌入式系統軟件開發的優缺點,并在該系統軟件開發中成功移植應用了實時操作系統UCOSII,改造了該操作系統中內存管理方式.研究了使用FPGA實現FFT算法的優缺點,對比分析了主要硬件實現架構的性能和優缺點,提出了一種基于浮點數的FFT算法FPGA實現架構,詳細設計了基于浮點數的硬件乘法器和加法器.該設計架構運行穩定,計算速度快捷.并通過實際仿真驗證了該設計的正確性和優越性.最終通過以上工作設計實現了一種新型的基于FPGA的諧波測量儀,該儀器的變送單元和采樣單元通過實際型式試驗檢驗,符合設計要求.該儀器的FPGA單元通過系統仿真,符合設計要求.
上傳時間: 2013-04-24
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TIL300 TIL300A應用主要問題(包括工作狀態,運放的選擇和阻值的計算)的考慮14
上傳時間: 2013-04-24
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視頻監控系統是一門集計算機技術、通信技術和數字視頻技術于一體的綜合系統。目前視頻監控正向著數字化、網絡化的方向發展。實現基于網絡的視頻監控系統的關鍵是一種嵌入式設備,它應該能夠采集壓縮視頻數據并通過網絡進行傳輸。 本文介紹了一種基于嵌入式Linux的網絡視頻監控系統的設計和實現方法。首先從整體上分析了網絡視頻監控系統的總體設計方案,給出了視頻服務器的硬件框架和軟件體系,并重點討論了在ARM處理器上實現MPEG-4壓縮編碼的方法。其次在ARM硬件平臺成功構建了armlinux嵌入式系統:包括引導程序Bootloader的設計、修改配置linux內核以及制作JFFS2文件系統。其中創新地提出了從nandflash啟動U-BOOT具體設計方法。為了完成系統進一步的視頻采集工作,系統實現了USB數碼攝像頭的驅動。在應用程序開發過程中,首先設計了基于Vide04Linux的視頻采集程序,并采用mmap(內存映射)方式截取圖片。其次重點分析了MPEG-4編碼模型XVID程序中的運動估計部分,并研究了半像素快速搜索算法,從而減少了搜索點數提高了運算速度。最后利用開源JRTPLIB庫實現視頻數據流的RTP傳送。 整個設計都是在深圳旋極公司研制的SUPER-ARM硬件平臺上進行的,linux內核采用2.4.18。其中MPEG-4編碼優化測試是在ARM DeveloperSuite(ADS)version 1.2中完成。 本課題為在ARM平臺實現網絡視頻監控的設計做了有益的探索性嘗試,對今后進一步完成遠程嵌入式視頻監控系統的設計有著積極的意義。
上傳時間: 2013-07-21
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