基于FPGA的數(shù)字中頻接收機(jī)設(shè)計(jì)及算法仿真
標(biāo)簽: fpga 數(shù)字中頻接收機(jī)
上傳時(shí)間: 2022-03-19
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該文檔為基于FPGA的圖像中值濾波器的硬件實(shí)現(xiàn)講解文檔,是一份很不錯(cuò)的參考資料,具有較高參考價(jià)值,感興趣的可以下載看看………………
標(biāo)簽: fpga 濾波器
上傳時(shí)間: 2022-04-13
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基于FPGA的DSP算法實(shí)現(xiàn)代碼,適合感興趣的學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí),可以提高自己的能力,大家可以多交流哈
標(biāo)簽: fpga dsp
上傳時(shí)間: 2022-05-21
基于FPGA的恒虛警(CFAR)算法
標(biāo)簽: fpga cfar算法
上傳時(shí)間: 2022-07-08
高性能ADC產(chǎn)品的出現(xiàn),給混合信號(hào)測(cè)試領(lǐng)域帶來(lái)前所未有的挑戰(zhàn)。并行ADC測(cè)試方案實(shí)現(xiàn)了多個(gè)ADC測(cè)試過(guò)程的并行化和實(shí)時(shí)化,減少了單個(gè)ADC的平均測(cè)試時(shí)間,從而降低ADC測(cè)試成本。 本文實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的ADC并行測(cè)試方法。在閱讀相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,總結(jié)了常用ADC參數(shù)測(cè)試方法和測(cè)試流程。使用FPGA實(shí)現(xiàn)時(shí)域參數(shù)評(píng)估算法和頻域參數(shù)評(píng)估算法,并對(duì)2個(gè)ADC在不同樣本數(shù)條件下進(jìn)行并行測(cè)試。 通過(guò)在FPGA內(nèi)部實(shí)現(xiàn)ADC測(cè)試時(shí)域算法和頻域算法相結(jié)合的方法來(lái)搭建測(cè)試系統(tǒng),完成音頻編解碼器WM8731L的控制模式接口、音頻數(shù)據(jù)接口、ADC測(cè)試時(shí)域算法和頻域算法的FPGA實(shí)現(xiàn)。整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)使用Angilent 33220A任意信號(hào)發(fā)生器提供模擬激勵(lì)信號(hào),共用一個(gè)FPGA內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的采樣時(shí)鐘控制模塊。并行測(cè)試系統(tǒng)將WM8731.L片內(nèi)的兩個(gè)獨(dú)立ADC的串行輸出數(shù)據(jù)分流成左右兩通道,并對(duì)其進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換。然后對(duì)左右兩個(gè)通道分別配置一個(gè)FFT算法模塊和時(shí)域算法模塊,并行地實(shí)現(xiàn)了ADC參數(shù)的評(píng)估算法。 在樣本數(shù)分別為128和4096的實(shí)驗(yàn)條件下,對(duì)WM8731L片內(nèi)2個(gè)被測(cè).ADC并行地進(jìn)行參數(shù)評(píng)估,被測(cè)參數(shù)包括增益GAIN、偏移量OFFSET、信噪比SNR、信號(hào)與噪聲諧波失真比SINAD、總諧波失真THD等5個(gè)常用參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,通過(guò)在FPGA內(nèi)配置2個(gè)獨(dú)立的參數(shù)計(jì)算模塊,可并行地實(shí)現(xiàn)對(duì)2個(gè)相同ADC的參數(shù)評(píng)估,減小單個(gè)ADC的平均測(cè)試時(shí)間。 FPGA片內(nèi)實(shí)時(shí)評(píng)估算法的實(shí)現(xiàn)節(jié)省了測(cè)試樣本傳輸至自動(dòng)測(cè)試機(jī)PC端的時(shí)間。而且只需將HDL代碼多次復(fù)制,就可實(shí)現(xiàn)多個(gè)被測(cè)ADC在同一時(shí)刻并行地被評(píng)估,配置靈活。基于FPGA的ADC并行測(cè)試方法易于實(shí)現(xiàn),具有可行性,但由于噪聲的影響,測(cè)試精度有待進(jìn)一步提高。該方法可用于自動(dòng)測(cè)試機(jī)的混合信號(hào)選項(xiàng)卡或測(cè)試子系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞:ADC測(cè)試;并行;參數(shù)評(píng)估;FPGA;FFT
標(biāo)簽: FPGA ADC 并行測(cè)試
上傳時(shí)間: 2013-07-11
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電力電子裝置的控制技術(shù)隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展而愈來(lái)愈復(fù)雜。開(kāi)關(guān)電源是現(xiàn)代電力電子設(shè)備中不可或缺的組成部分,其質(zhì)量的優(yōu)劣以及體積的大小直接影響電子設(shè)備整體性能。高頻化、小型化、數(shù)字化是開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展方向。 在應(yīng)用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),數(shù)字控制器的性能決定了控制系統(tǒng)的整體性能。數(shù)字化電力電子設(shè)備中的控制部分多以MCU/DSP為核心,以軟件實(shí)現(xiàn)離散域的運(yùn)算及控制。在很多高頻應(yīng)用的場(chǎng)合,目前常用的控制器(高性能單片機(jī)或DSP)的速度往往不能完全滿足要求。FPGA具有設(shè)計(jì)靈活、集成度高、速度快、設(shè)計(jì)周期短等優(yōu)點(diǎn),與單片機(jī)和DSP相比,F(xiàn)PGA具有更高的處理速度。同時(shí)FPGA應(yīng)用在數(shù)字化電力電子設(shè)備中,還可以大大簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并可實(shí)現(xiàn)多種高速算法,具有較高的性價(jià)比。 依據(jù)FPGA的這些突出優(yōu)點(diǎn),本文將FPGA應(yīng)用于直流開(kāi)關(guān)電源控制器設(shè)計(jì)中,以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)電源數(shù)字化和高頻化的要求。主要研究工作如下: 介紹了基于FPGA的DC/DC數(shù)字控制器中A/D采樣控制、數(shù)字PI算法的實(shí)現(xiàn);重點(diǎn)描述了采用混合PWM方法實(shí)現(xiàn)高分辨率、高精度數(shù)字PWM的設(shè)計(jì)方案,并對(duì)各模塊進(jìn)行了仿真測(cè)試;用FPGA開(kāi)發(fā)板進(jìn)行了一部分系統(tǒng)的仿真和實(shí)際結(jié)果的檢測(cè),驗(yàn)證了文中的分析結(jié)論,證實(shí)了可編程邏輯器件在直流開(kāi)關(guān)電源控制器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。
標(biāo)簽: FPGA PWM 高頻
上傳時(shí)間: 2013-07-23
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軟件無(wú)線電(Software Defined Radio)是無(wú)線通信系統(tǒng)收發(fā)信機(jī)的發(fā)展方向,它使得通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者可以將主要精力集中到收發(fā)機(jī)的數(shù)字處理上,而不必過(guò)多關(guān)注電路實(shí)現(xiàn)。在進(jìn)行數(shù)字處理時(shí),常用的方案包括現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)和專用集成電路(ASIC)。FPGA以其相對(duì)較低的功耗和相對(duì)較低廉的成本,成為許多通信系統(tǒng)的首先方案。正是在這樣的前提下,本課題結(jié)合軟件無(wú)線電技術(shù),研究并實(shí)現(xiàn)基于FPGA的數(shù)字收發(fā)信機(jī)。 @@ 本論文主要研究了發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的結(jié)構(gòu)和相關(guān)的硬件實(shí)現(xiàn)問(wèn)題。首先,從理論上對(duì)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,找到收發(fā)信機(jī)設(shè)計(jì)中關(guān)鍵問(wèn)題。其次,在理論上有深刻認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,以FPGA為手段,將反饋控制算法、反饋補(bǔ)償算法和前饋補(bǔ)償算法落實(shí)到硬件電路上。同步一直是數(shù)字通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵問(wèn)題,它也是本文的研究重點(diǎn)。本文在研究了已有各種同步方法的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種新的同步方法和相應(yīng)的接收機(jī)結(jié)構(gòu),并以硬件電路將其實(shí)現(xiàn)。最后,針對(duì)所設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng),本文還進(jìn)行了充分的硬件系統(tǒng)測(cè)試。硬件測(cè)試的各項(xiàng)數(shù)據(jù)結(jié)果表明系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案是可行的,基本實(shí)現(xiàn)了數(shù)字中頻收發(fā)機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。 @@ 本文中發(fā)射機(jī)系統(tǒng)是以Altera公司EP2C70F672C6為硬件平臺(tái),接收機(jī)系統(tǒng)以Altera公司EP2S180F1020C3為硬件平臺(tái)。收發(fā)系統(tǒng)均是在Ouartus Ⅱ 8.0環(huán)境下,通過(guò)編寫(xiě)Verilog HDL代碼和調(diào)用Altera IP core加以實(shí)現(xiàn)。在將設(shè)計(jì)方案落實(shí)到硬件電路實(shí)現(xiàn)之前,各種算法均使用MATLAB進(jìn)行原理仿真,并在MATLAB仿真得到正確結(jié)果的基礎(chǔ)上,使用Quartus Ⅱ 8.0中的功能仿真工具和時(shí)序仿真工具進(jìn)行了前仿真和后仿真。所有仿真結(jié)果無(wú)誤后,可下載至硬件平臺(tái)進(jìn)行調(diào)試,通過(guò)Quartus Ⅱ 8.0中集成的SignalTap邏輯分析儀,可以實(shí)時(shí)觀察電路中各點(diǎn)信號(hào)的變化情況,并結(jié)合示波器和頻譜儀,得到硬件測(cè)試結(jié)果。 @@關(guān)鍵詞:SDR;數(shù)字收發(fā)機(jī);FPGA;載波同步;符號(hào)同步
標(biāo)簽: FPGA 數(shù)字中頻 收發(fā)信機(jī)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展,各種電子設(shè)備對(duì)時(shí)間精度的要求日益提升。在衛(wèi)星發(fā)射、導(dǎo)航、導(dǎo)彈控制、潛艇定位、各種觀測(cè)、通信等方面,時(shí)鐘同步技術(shù)都發(fā)揮著極其重要的作用,得到了廣泛的推廣。對(duì)于分布式采集系統(tǒng)來(lái)說(shuō),中心主站需要對(duì)來(lái)自于不同采集設(shè)備的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和分析,得到各個(gè)采集點(diǎn)對(duì)同一事件的采集時(shí)間差異,通過(guò)對(duì)該時(shí)間差異的分析,最終做出對(duì)事件的準(zhǔn)確判斷。如果分布式采集系統(tǒng)中的各個(gè)采集設(shè)備不具有統(tǒng)一的時(shí)鐘基準(zhǔn),那么得到的各個(gè)采集時(shí)間差異就不能反映出實(shí)際情況,中心主站也無(wú)法準(zhǔn)確地對(duì)事件進(jìn)行分析和判斷,甚至得出錯(cuò)誤的結(jié)論。因此,時(shí)鐘同步是分布式采集系統(tǒng)正常運(yùn)作的必要前提。 目前國(guó)內(nèi)外時(shí)鐘同步領(lǐng)域常用的技術(shù)有GPS授時(shí)技術(shù),鎖相環(huán)技術(shù)和IRIG-B 碼等。GPS授時(shí)技術(shù)雖然精度高,抗干擾性強(qiáng),但是由于需要專用的GPS接收機(jī),若單純使用GPS 授時(shí)技術(shù)做時(shí)鐘同步,就需要在每個(gè)采集點(diǎn)安裝接收機(jī),成本較高。鎖相環(huán)是一種讓輸出信號(hào)在頻率和相位上與輸入?yún)⒖夹盘?hào)同步的技術(shù),輸出信號(hào)的時(shí)鐘準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性直接依賴于輸入?yún)⒖夹盘?hào)。IRIG-B 碼是一種信息量大,適合傳輸?shù)臅r(shí)間碼,但是由于其時(shí)間精度低,不適合應(yīng)用于高精度時(shí)鐘同步的系統(tǒng)。基于上述分析,本文結(jié)合這三種常用技術(shù),提出了一種基于FPGA的分布式采集系統(tǒng)時(shí)鐘同步控制技術(shù)。該技術(shù)既保留了GPS 授時(shí)的高精確度和高穩(wěn)定性,又具備IRIG-B時(shí)間碼易傳輸和低成本的特性,為分布式采集系統(tǒng)中的時(shí)鐘同步提供了一種新的解決方案。 本文中的設(shè)計(jì)采用了Ublox公司的精確授時(shí)GPS芯片LEA-5T,通過(guò)對(duì)GPS芯片串行時(shí)間信息解碼,獲得準(zhǔn)確的UTC時(shí)間,并實(shí)現(xiàn)了分布式采集系統(tǒng)中各個(gè)采集設(shè)備的精確時(shí)間打碼。為了能夠使整個(gè)分布式采集系統(tǒng)具有統(tǒng)一的高精度數(shù)據(jù)采集時(shí)鐘,本論文采用了數(shù)模混合的鎖相環(huán)技術(shù),將GPS 接收芯片輸出的高精度秒信號(hào)作為參考基準(zhǔn),生成了與秒信號(hào)高精度同步的100MHZ 高頻時(shí)鐘。本文在FPGA 中完成了IRIG-B 碼的編碼部分,將B 碼的準(zhǔn)時(shí)標(biāo)志與GPS 秒信號(hào)同步,提高了IRIG-B 碼的時(shí)間精度。在分布式采集系統(tǒng)中,IRIG-B時(shí)間碼能直接通過(guò)串口或光纖將各個(gè)采集點(diǎn)時(shí)間與UTC時(shí)間統(tǒng)一,節(jié)約了各點(diǎn)布設(shè)GPS 接收機(jī)的高昂成本。最后,通過(guò)PC104總線對(duì)時(shí)鐘同步控制卡進(jìn)行了數(shù)據(jù)讀取和測(cè)試,通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析,提出了改進(jìn)方案。實(shí)驗(yàn)表明,改進(jìn)后的時(shí)鐘同步控制方案具有很高的時(shí)鐘同步精度,對(duì)時(shí)鐘同步技術(shù)有著重大的推進(jìn)意義!
標(biāo)簽: FPGA 分布式 采集
上傳時(shí)間: 2013-08-05
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3D加速引擎是3D圖形加速系統(tǒng)的重要組成部分,以往在軟件平臺(tái)上對(duì)3D引擎的研究,實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的渲染模型和渲染算法,但這些復(fù)雜算法與模型在FPGA上綜合實(shí)現(xiàn)具有一定難度,針對(duì)FPGA的3D加速引擎設(shè)計(jì)及其平臺(tái)實(shí)現(xiàn)需要進(jìn)一步研究。 本文在研究3D加速引擎結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的圖像處理平臺(tái),使用模塊化的思想,利用IP核技術(shù)分析設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了3D加速管道及其他模塊,并進(jìn)行了仿真、驗(yàn)證、實(shí)現(xiàn)。 圖像處理平臺(tái)選用Virtex-Ⅳ FPGA為核心器件,并搭載了Hynix HY5DU573222F-25、AT91FR40162S、XCF32P VO48及其他組件。 為滿足3D加速引擎的實(shí)現(xiàn)與驗(yàn)證,設(shè)計(jì)搭建的圖像處理平臺(tái)還實(shí)現(xiàn)了DDR-SDRAM控制器模塊、VGA輸出模塊、總線控制器模塊、命令解釋模塊、指令寄存器模塊及控制寄存器模塊。 3D加速引擎設(shè)計(jì)包含3D加速渲染管道、視角變換管道、基元讀取、頂點(diǎn)FIFO、基元FIFO、寫(xiě)內(nèi)存等模塊。針對(duì)FPGA的特性,簡(jiǎn)化、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)了光照管道、紋理管道、著色管道和Alpha融合管道。 最后使用Modelsim進(jìn)行了仿真測(cè)試和圖像處理平臺(tái)上的驗(yàn)證,其結(jié)果表明3D加速引擎設(shè)計(jì)的大部分功能得到實(shí)現(xiàn),結(jié)果令人滿意。
標(biāo)簽: FPGA 3D加速 圖像
上傳時(shí)間: 2013-07-30
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卷積碼是廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通信、無(wú)線通信等多種通信系統(tǒng)的信道編碼方式。Viterbi算法是卷積碼的最大似然譯碼算法,該算法譯碼性能好、速度快,并且硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,是最佳的卷積碼譯碼算法。隨著可編程邏輯技術(shù)的不斷發(fā)展,使用FPGA實(shí)現(xiàn)Viterbi譯碼器的設(shè)計(jì)方法逐漸成為主流。不同通信系統(tǒng)所選用的卷積碼不同,因此設(shè)計(jì)可重配置的Viterbi譯碼器,使其能夠滿足多種通信系統(tǒng)的應(yīng)用需求,具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文設(shè)計(jì)了基于FPGA的高速Viterbi譯碼器。在對(duì)Viterbi譯碼算法深入研究的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)研究了Viterbi譯碼器核心組成模塊的電路實(shí)現(xiàn)算法。本設(shè)計(jì)中分支度量計(jì)算模塊采用只計(jì)算可能的分支度量值的方法,節(jié)省了資源;加比選模塊使用全并行結(jié)構(gòu)保證處理速度;幸存路徑管理模塊使用3指針偶算法的流水線結(jié)構(gòu),大大提高了譯碼速度。在Xilinx ISE8.2i環(huán)境下,用VHDL硬件描述語(yǔ)言編寫(xiě)程序,實(shí)現(xiàn)(2,1,7)卷積碼的Viterbi譯碼器。在(2,1,7)卷積碼譯碼器基礎(chǔ)上,擴(kuò)展了Viterbi譯碼器的通用性,使其能夠?qū)Σ煌木矸e碼譯碼。譯碼器根據(jù)不同的工作模式,可以對(duì)(2,1,7)、(2,1,9)、(3,1,7)和(3,1,9)四種廣泛運(yùn)用的卷積碼譯碼,并且可以修改譯碼深度等改變譯碼器性能的參數(shù)。 本文用Simulink搭建編譯碼系統(tǒng)的通信鏈路,生成測(cè)試Viterbi譯碼器所需的軟判決輸入。使用ModelSim SE6.0對(duì)各種模式的譯碼器進(jìn)行全面仿真驗(yàn)證,Xilinx ISE8.2i時(shí)序分析報(bào)告表明譯碼器布局布線后最高譯碼速度可達(dá)200MHz。在FPGA和DSP組成的硬件平臺(tái)上進(jìn)一步測(cè)試譯碼器,譯碼器運(yùn)行穩(wěn)定可靠。最后,使用Simulink產(chǎn)生的數(shù)據(jù)對(duì)本文設(shè)計(jì)的Viterbi譯碼器的譯碼性能進(jìn)行了分析,仿真結(jié)果表明,在同等條件下,本文設(shè)計(jì)的Viterbi譯碼器與Simulink中的Viterbi譯碼器模塊的譯碼性能相當(dāng)。
標(biāo)簽: Viterbi FPGA 譯碼器
上傳時(shí)間: 2013-06-24
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