應用EDA 技術仿真電子線路分析 摘 要 介紹了電子電路仿真軟件Elect ronicsWo rkbench 在EDA 中的應用, 給出了仿真實
上傳時間: 2013-07-27
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多功能EDA仿真/教學實驗系統產品簡介北京普立華電子科技有限公司研發部提供核心模塊-單片機系統核心模塊-CPLD核心模塊-FP
上傳時間: 2013-05-26
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自適應濾波器是統計信號處理的一個重要組成部分。在實際應用中,由于沒有充足的信息來設計固定系數的數字濾波器,或者設計規則會在濾波器正常運行時改變,因此我們需要研究自適應濾波器。凡是需要處理未知統計環境下運算結果所產生的信號或需要處理非平穩信號時,自適應濾波器可以提供一種吸引人的解決方法,而且其性能通常遠優于用常規方法設計的固定濾波器。此外,自適應濾波器還能提供非自適應方法所不可能提供的新的信號處理能力。 本論文從自適應濾波器研究的重要意義入手,介紹了線性自適應濾波器的基本原理、算法及設計方法,對幾種基于最小均方誤差準則或最小平方誤差準則的自適應濾波器算法進行研究,最終基于一改近的LMS算法設計復數自適應濾波器,并以VHDL語言編寫在maxplus平臺上進行仿真測試。
上傳時間: 2013-07-11
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建立在數據率轉換技術之上的寬帶數字偵察接收機要求能夠實現高截獲概率、高靈敏度、近乎實時的信號處理能力。雙信號數據率轉換技術是寬帶數字偵察接收機關鍵技術之一,是解決寬帶數字接收機中前端高速ADC采樣的高速數據流與后端DSP處理速度之間瓶頸問題的可行方案。測頻技術以及帶通濾波,即寬帶數字下變頻技術,是實現數據率轉換系統的關鍵技術。本文首先介紹了寬帶數字偵察接收關鍵技術之一的數據率轉換技術,著重研究了快速、高精度雙信號測頻算法以及實驗系統硬件實現。論文主要工作如下: (1)分析了現代電子偵察環境下的信號特征,指出寬帶數字接收機必須滿足寬監視帶寬、流水作業以及近實時的響應時間。給出了一種頻率引導式的數字接收機方案,簡要介紹這種接收機的關鍵技術——快速、高精度頻率估計以及高效的數據率轉換。 (2)介紹了FFT技術在測頻算法中的應用,比較了FFT專用芯片及其優點和缺點,指出為了滿足實時處理要求,必須選用FPGA設計FFT模塊。 (3)在分析常規的插值算法基礎上,提出了一種單信號的快速插值頻率估計方法,只需三個FFT變換系數的實部構造頻率修正項,計算量低。該方法具有精度高、測頻速率快的特點。 (4)基于DFT理論和自相關理論,提出了結合FFT和自相關的雙信號頻率估計算法。該方法先用DFT估計其中一個信號的頻率和幅度,以此頻率對信號解調并對消該頻率成分,最后利用自相關理論估計出另一個信號的頻率。 (5)基于DFT理論和FFT技術,研究了信號平方與FFT結合的雙信號頻率估計算法。根據信號中兩頻率分量的幅度比,只需一次一維平方信號譜峰搜索,就可以得到雙信號的和頻與差頻分量的估計值,并利用插值技術提高測頻精度。該算法能夠精確地估計頻率間隔小的雙信號頻率,且容易地擴展到復信號,FPGA硬件實現容易。 (6)基于現代譜分析理論,研究了基于AR(2)模型的雙信號頻率估計算法。方法在利用AR(2)模型系數估計雙正弦信號頻率之和的同時,利用FFT快速測頻算法估計其中強信號分量的頻率值。算法仿真驗證和性能分析表明了提出的算法能快速高精度地估計雙信號頻率。 (7)給出了基于頻譜重心算法的雷達雙信號頻率估計的FPGA硬件實現架構,并進行了時序仿真。 (8)討論了雙信號帶寬匹配接收系統的硬件設計方案,給出了快速測頻及帶寬估計模塊設計。
上傳時間: 2013-06-02
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自適應濾波器的硬件實現一直是自適應信號處理領域研究的熱點。隨著電子技術的發展,數字系統功能越來越強大,對器件的響應速度也提出更高的要求。 本文針對用通用DSP 芯片實現的自適應濾波器處理速度低和用HDL語言編寫底層代碼用FPGA實現的自適應濾波器開發效率低的缺點,提出了一種基于DSP Builder系統建模的設計方法。以隨機2FSK信號作為研究對象,首先在matlab上編寫了LMS去噪自適應濾波器的點M文件,改變自適應參數,進行了一系列的仿真,對算法迭代步長、濾波器的階數與收斂速度和濾波精度進行了研究,得出了最佳自適應參數,即迭代步長μ=0.0057,濾波器階數m=8,為硬件實現提供了參考。 然后,利用最新DSP Builder工具建立了基于LMS算法的8階2FSK信號去噪自適應濾波器的模型,結合多種EDA工具,在EPFlOKl00EQC208-1器件上設計出了最高數據處理速度為36.63MHz的8階LMS自適應濾波器,其速度是文獻[3]通過編寫底層VHDL代碼設計的8階自適應濾波器數據處理速度7倍多,是文獻[50]采用DSP通用處理器TMS320C54X設計的8階自適應濾波器處理速度25倍多,開發效率和器件性能都得到了大大地提高,這種全新的設計理念與設計方法是EDA技術的前沿與發展方向。 最后,采用異步FIFO技術,設計了高速采樣自適應濾波系統,完成了對雙通道AD器件AD9238與自適應濾波器的高速匹配控制,在QuartusⅡ上進行了仿真,給出了系統硬件實現的原理框圖,并將采樣濾波控制器與異步FIF0集成到同一芯片上,既能有效降低高頻可能引起的干擾又降低了系統的成本。
上傳時間: 2013-06-01
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離散余弦變換(DCT)及其反變換(IDCT)在圖像編解碼方面應用十分廣泛,至今已被JPEG、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4和H.26x等國際標準所采用。由于其計算量較大,軟件實現往往難以滿足實時處理的要求,因而在很多實際應用中需要采用硬件設計的DCT/IDCT處理電路來滿足我們對處理速度的要求。本文所研究的內容就是針對圖像處理應用的8×8二維DCT/IDCT處理核的硬件實現。 本文首先介紹了DCT和IDCT在圖像處理中的作用和原理,詳細說明了DCT變換實現圖像壓縮的過程,并與其它變換比較說明了用DCT變換實現圖像壓縮的優勢。接著,分析研究了DCT的各種快速算法,總結了前人對DCT快速算法及其實現所做的研究。本文給出了兩種性能、資源上有一定差異的二維DCT/IDCT的FPGA設計方案。兩種方案均利用DCT的行列分離特性,采用流水線設計技術,將二維DCT/IDCT實現轉化為兩個一維DCT/IDCT實現。在一維DCT/IDCT設計中,根據圖像處理的特點對Loeffler算法的數據流進行了優化,通過合理安排時鐘周期數和簡化各周期內的操作,大大縮短了關鍵路徑的執行時間,從而提高了流水線的執行速度。最后,對所設計的DCT/IDCT處理核進行了綜合和時序仿真。 結果表明,當使用Altera公司的MERCURY系列FPGA器件時,本文設計的方案一能夠在116M時鐘頻率下正確完成8×8的二維DCT或IDCT的邏輯運算,消耗2827個邏輯單元;方案二能夠在74M時鐘頻率下正常工作,消耗1629個邏輯單元。
上傳時間: 2013-07-14
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隨著ASIC設計規模的增長,功能驗證已成為整個開發周期的瓶頸。傳統的基于軟件模擬和硬件仿真的邏輯驗證方法已難以滿足應用的要求,基于FPGA組的原型驗證方法能有效縮短系統的開發周期,可提供更快更全面的驗證。由于FPGA芯片容量的增加跟不上ASIC設計規模的增長,單芯片已無法容納整個設計,所以常常需要對設計進行邏輯分割,將子邏輯塊映射到FPGA陣列中。 本文對邏輯驗證系統的可配置互連結構和ASIC邏輯分割算法進行了深入的研究,提出了FPGA陣列的非對稱可配置互連結構。與現有的對稱互連結構相比,該結構能提供更多的互連通道,可實現對I/O數量、電平類型和互連路徑的靈活配置。 本文對邏輯分割算法進行了較深入的研究。針對現有的兩類分割算法存在的不足,提出并實現了基于設計模塊的邏輯分割算法,該算法有三個重要特征:1)基于設計代碼;2)以模塊作為邏輯分割的最小單位;3)使用模塊資源信息指導邏輯分割過程,避免了設計分割過程的盲目性,簡化了邏輯分割過程。 本文還對并行邏輯分割方法進行了研究,提出了兩種基于不同任務分配策略的并行分割算法,并對其進行了模擬和性能分析;驗證了采用并行方案對ASIC邏輯進行分割和映射的可行性。 最后基于改進的芯片互連結構,使用原型系統驗證方法對某一大規模ASIC設計進行了邏輯分割和功能驗證。實驗結果表明,使用改進后的FPGA陣列互連結構可以更方便和快捷地實現ASIC設計的分割和驗證,不但能顯著提高芯片間互連路徑的利用率,而且能給邏輯分割乃至整個驗證過程提供更好的支持,滿足現在和將來大規模ASIC邏輯驗證的需求。
上傳時間: 2013-06-12
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可編程邏輯器件FPGA(現場可編程門陣列)和CPLD(復雜可編程邏輯器件)越來越多的應用于數字信號處理領域,與傳統的ASIC(專用集成電路)和DSP(數字信號處理器)相比,基于FPGA和CPLD實現的數字信號處理系統具有更高的實時性和可嵌入性,能夠方便地實現系統的集成與功能擴展。 FFT的硬件結構主要包括蝶形處理器、存儲單元、地址生成單元與控制單元。本文提出的算法在蝶形處理器內引入流水線結構,提高了FFT的運算速度。同時,流水線寄存器能夠寄存蝶形運算中的公共項,這樣在設計蝶形處理器時只用到了一個乘法器和兩個加法器,降低了硬件電路的復雜度。 為了進一步提高FFT的運算速度,本文在深入研究各種乘法器算法的基礎上,為蝶形處理器設計了一個并行乘法器。在實現該乘法器時,本文采用改進的布斯算法,用以減少部分積的個數。同時,使用華萊士樹結構和4-2壓縮器對部分積并行相加。 本文以32點復數FFT為例進行設計與邏輯綜合。通過設計相應的存儲單元,地址生成單元和控制單元完成FFT電路。電路的仿真結果與軟件計算結果相符,證明了本文所提出的算法的正確性。 另外,本文還對設計結果提出了進一步的改進方案,在乘法器內加入一級流水線寄存器,使FFT的速度能夠提高到當前速度的兩倍,這在實時性要求較高的場合具有極高的實用價值。
上傳時間: 2013-07-18
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甚短距離傳輸(VSR)是一種用于短距離(約300 m~600m)內進行數據傳輸的光傳輸技術.它主要應用于網絡中的交換機、核心路由器(CR)、光交叉連接設備(OXC)、分插復用器(ADM)和波分復用(WDM)終端等不同層次設備之間的互連,具有構建方便、性能穩定和成本低等優點,是光通信技術發展的一個全新領域,逐漸成為國際通用的標準技術,成為全光網的一個重要組成部分. 本文深入研究了VSR并行光傳輸系統,完成了VSR技術的核心部分--轉換器子系統的設計與實現,使用現場可編程陣列FPGA(Field Programmable GateArray)來完成轉換器電路的設計和功能實現.深入研究現有VSR4-1.0和VSR4-3.0兩種并行傳輸標準,在其技術原理的基礎上,提出新的VSR并行方案,提高了多模光纖帶的信道利用率,充分利用系統總吞吐量大的優勢,為將來向更高速率升級提供了依據.根據萬兆以太網的技術特點和傳輸要求,提出并設計了用VSR技術實現局域和廣域萬兆以太網在較短距離上的高速互連的系統方案,成功地將VSR技術移植到萬兆以太網上,實現低成本、構建方便和性能穩定的高速短距離傳輸. 本文所有的設計均在Altera Stratix GX系列FPGA的EP1SGX25F1020C7上實現,采用Altera的Quartus Ⅱ開發工具和 Verilog HDL硬件描述語言完成了VSR4-1.0轉換器集成電路和萬兆以太網的SERDES的設計和仿真,并給出了各模塊的電路結構和仿真結果.仿真的結果表明,所有的設計均能正確的實現各自的功能,完全能夠滿足10Gb/s高速并行傳輸系統的要求.
上傳時間: 2013-07-14
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本課題首先研究了常規的RS譯碼器的算法,確定在關鍵方程的計算中采用一種新改進的BM算法,然后提出了基于復數基的有限域快速并行乘法器和利用冪指數相減進行除法計算的有限域除法器,通過這些優化方法提高了RS譯碼器的速度,減少了譯碼延時和硬件資源使用,最后利用VHDL硬件描述語言在FPGA上實現了流水線處理的RS(255,223)譯碼器。 本課題實現的RS(255,223)硬件譯碼器的性能在國內具有領先水平,對我國以后航天項目高速數據傳輸系統的設計有著很大的意義。
上傳時間: 2013-06-29
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