本論文主要對無線擴頻集成電路設計中的信道編解碼算法進行研究并對其FPGA實現思路和方法進行相關研究。 近年來無線局域網IEEE802.11b標準建議物理層采用無線擴頻技術,所以開發(fā)一套擴頻通信芯片具有重大的現實意義。無線擴頻通信系統(tǒng)與常規(guī)通信相比,具有很強的抗干擾能力,并具有信息蔭蔽、多址保密通信等特點。無線信道的特性較復雜,因此在無線擴頻集成電路設計中,加入信道編碼是提高芯片穩(wěn)定性的重要方法。 在了解擴頻通信基本原理的基礎上,本文提出了“串聯(lián)級聯(lián)碼+兩次交織”的信道編碼方案。串聯(lián)的級聯(lián)碼由外碼——(15,9,4)里德-所羅門(Reed-Solomon)碼,和內碼-(2,1,3)卷積碼構成,交織則采用交織深度為4的塊交織。重點對RS碼的時域迭代譯碼算法和卷積碼的維特比譯碼算法進行了詳細的討論,并完成信道編譯碼方案的性能仿真及用FPGA實現的方法。 計算機仿真的結果表明,采用此信道編碼方案可以較好的改善現有仿真系統(tǒng)的誤符號率。 本論文的內容安排如下:第一章介紹了無線擴頻通信技術的發(fā)展狀態(tài)以及國內外開發(fā)擴頻通信芯片的現狀,并給出了本論文的研究內容和安排。第二章主要介紹了擴頻通信的基本原理,主要包括擴頻通信的定義、理論基礎和分類,直接序列擴頻通信方式的數學模型。第三章介紹了基本的信道編碼原理,信道編碼的分類和各自的特點。第四章給出了本課題選擇的信道編碼方案——“串聯(lián)級聯(lián)碼+兩次交織”,詳細討論了方案中里德-所羅門(Reed-Solomon)碼和卷積碼的基本原理、編碼算法和譯碼算法。最后給出編碼方案的實際參數。第五章對第四章提出的編碼方案進行了性能仿真。第六章結合項目實際,討論了FPGA開發(fā)基帶擴頻通信系統(tǒng)的設計思路和方法。首先對FPGA開發(fā)流程以及實際開發(fā)的工具進行了簡要的介紹,然后給出了擴頻通信系統(tǒng)的總體設計。對發(fā)射和接收子系統(tǒng)中信道編碼、解碼等相關功能模塊的實現原理和方法進行分析。第七章對論文的工作進行總結。
上傳時間: 2013-07-07
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磁通反向電機(FRM)是一種新型的雙凸極永磁(DSPM)電機,它把高磁能的永磁體放在定子極的表面,永磁體易于安裝.隨著轉子旋轉,FRM定子繞組所交鏈的永磁磁通改變極性,這意味著比磁通脈振產生更大的磁通變化.由于FRM的繞組利用率高、結構簡單、轉動慣量小及適于高速運轉等優(yōu)點,可廣泛應用于汽車制造業(yè)、航空航天等工業(yè)領域.本文將從模型建立、分析方法、性能分析等方面對該電機進行深入研究.首先,為了解FRM基本理論和掌握其基本規(guī)律,寫出FRM的基本方程式;由于電機的雙凸極結構以及飽和和非線性的影響,整個系統(tǒng)為一強非線性系統(tǒng).對該電機作適當簡化,建立其線性數學模型,這樣有利于對FRM的定性分析,弄清其內部的基本電磁關系和基本特性.討論了繞組電感、繞組磁鏈、感應電動勢及繞組電流、電磁轉矩等靜態(tài)特性,推導出FRM的功率密度計算公式.其次,為準確計算FRM性能,要考慮磁路飽和、鐵磁材料的非線性以及永磁磁場與電樞反應磁場之間的相互影響等因素,要建立FRM的非線性模型,提出用變網絡等效磁路法進行分析.具體方法是建立FRM的非線性變網絡等效磁路模型,推導等效磁路中各部分磁導的計算公式,用節(jié)點磁位法建立相應的方程,通過求解該非線性等效磁路方程,得到磁路各部分的磁通分布,進一步求得靜態(tài)特性,計算出電磁參數.然后用FRM樣機的實驗結果驗證理論分析的正確性.樣機的理論分析結果同實驗結果進行比較表明,本文所介紹的FRM變網絡等效磁路模型具有較好的精度及通用性,基于等效磁網絡模型的FRM電磁計算是可行的,計算結果是正確的.最后對磁通反向汽車發(fā)電機的功率密度進行分析.導出了磁通反向汽車發(fā)電機功率密度的計算公式,分析了影響電機功率密度的因素,并與電勵磁汽車發(fā)電機進行了比較.
上傳時間: 2013-07-30
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橫向磁通電機是近些年來出現的一種新型結構的電機,由于其轉矩密度和功率密度大的優(yōu)點受到了廣泛的關注,但我國對該種電機的研究尚處于起步階段。 本課題是國家863計劃項目——“新型稀土永磁電機設計與集成技術(課題編號:2002AA324020)”中有關橫向磁通永磁同步電動機的部分。本課題的目標就是要充分發(fā)揮橫向磁通電機功率密度和轉矩密度大的優(yōu)點,克服其功率因數低的缺點,對橫向磁通永磁同步電動機的磁場進行計算、分析,找出功率因數偏低的原因,并提出相應的改進方法和建議。在此基礎上進行樣機的研制,對理論成果進行驗證,并力爭樣機在性能和工藝指標上有所突破,部分指標達到國際領先水平。 本文介紹了橫向磁通永磁電機的特點及運行原理,并按照不同的分類方式介紹了橫向磁通電機的各種結構。三維磁場的有限元計算十分復雜、計算量大,因此傳統(tǒng)電機均采用簡化的二維磁場進行計算。但是橫向磁通電機由于結構特殊,無法采用簡化的二維磁場的計算方法進行分析。因此本文利用ANSYS軟件建立了樣機模型,對樣機進行了三維電磁場分析。在電磁場計算的基礎上,進行了電機空載反電勢,空載漏磁系數,電磁轉矩等相關參數的計算,討論了橫向磁通永磁同步電動機的結構變化對參數的影響。本文特別針對橫向磁通永磁電機功率因數較低這一問題進行了分析,找出了功率因數偏低的原因,提出了相應的改善方法和建議,對橫向磁通電機的理論研究和設計應用分析方法進行了探討。本文利用電磁場計算的結果,完成了電機運行特性仿真,克服了采用傳統(tǒng)磁路等效的方法帶來的誤差。最后,通過與樣機測試結果的對照研究,驗證和完善分析方法,并為進一步獲得性能更加優(yōu)異的樣機奠定了基礎。
上傳時間: 2013-04-24
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單片機讀寫U盤的模塊 USB118 _不用電腦也能讀寫U盤中的文件! ■ 型 號: USB118AD USB118A 關鍵詞:U盤、單片機、USB2.0、USB Host、USB主設備、設備黑匣子、數據記錄 ■ 簡 介 目前,基于USB2.0接口的移動存儲設備已經被廣泛使用,尤其是采用USB-FLASH技術的U盤產品的容量由幾年前的16M增加到現在的4G以上。我們知道,U盤通常是作為計算機的外部存儲設備,能否脫離計算機直接向U盤讀寫文件呢?答案是肯定的。USB118系列嵌入式U盤讀寫模塊提供了通過串口或SPI口讀寫U盤的簡單途徑,由此結合單片機的RS232串口或高速SPI總線就可以實現對U盤上的文件讀寫。 USB118AD型高速U盤讀寫模塊是對USB118A模塊的性能進行改進后的USB2.0接口的高速模塊,具有與USB118A模塊完全兼容的串口,同時增加了高速的SPI接口,主要應用于便攜儀器或者嵌入式數據采集系統(tǒng)的外掛式海量存儲。 ■ 特 征 ◆ 不必了解USB協(xié)議,直接嵌入用戶系統(tǒng) ◆ 兼容1G以上U盤、移動硬盤 ◆ USB2.0接口,提供USB HOST接口 ◆ RS232串口波特率:57600/115200/9600bps ◆ 高速SPI接口文件傳輸速度:150KByte/Sec ◆ 支持文件系統(tǒng):FAT16/FAT32 ◆ 創(chuàng)建Word、 Excel、二進制等各種類型文件 ◆ 提供單片機編程實例C51源代碼 ◆ 提供模塊測試板及電腦串口測試軟件 ◆ 直流5V供電,電流100mA(不含U盤) ◆ 模塊只有火柴盒大小:51.6×43×12mm ■ 應 用 ◆ 海量數據采集存儲 ◆ 設備黑箱子 ◆ 考勤機數據記錄 ◆ 石油儀器儀表 ◆ 紡織機械 ◆ 水文監(jiān)測 ◆ 無紙記錄儀
上傳時間: 2013-06-03
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為了對蓄電池的性能進行在線檢測和故障診斷,介紹了用以提供檢測蓄電池的交流恒流源的設計思想和實現方法。通過實驗進行了實例應用和驗證,取得了較好的效果,為蓄電池的在線檢測提供了一種實用的方法。關鍵
上傳時間: 2013-06-05
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隨著新的控制算法的應用和電子技術的發(fā)展,移動機器人正朝著高速度、高精度、開放化、智能化、網絡化方向發(fā)展,對控制系統(tǒng)也提出了更高的要求。移動機器人要實現高速度、高精度的位置控制和軌跡跟蹤,必須依賴先進的控制策略和優(yōu)良的運動控制系統(tǒng)。 導航是移動機器人最具挑戰(zhàn)性的能力之一,機器人感知、定位、認知及運動控制的性能是決定導航成功的關鍵因素。根據課題“仿生導航系統(tǒng)”的要求,本文選擇“主控制器+運動控制器+英特網遠程無線監(jiān)控”結構進行導航移動機器人控制系統(tǒng)的設計。首先分析導航移動機器人體系結構,建立機器人運動學模型,最后詳細闡述控制系統(tǒng)的全部開發(fā)過程,包括控制系統(tǒng)需求分析、總體設計、功能模塊的劃分及軟硬件的設計與實現,并對無線通信及英特網通訊做了一些基礎研究,開發(fā)了無線通訊模塊軟件和上位機軟件。 在控制系統(tǒng)的硬件設計方面,主要包括基于 LPC2138 的主控制單元、基于HCTL-1100 的運動控制單元、基于 6N137 的光電隔離單元、基于 LMD18200 的功率放大單元、傳感器接口單元及上位機無線通訊單元的電路設計。軟件方面,在μC/OS-Ⅱ實時操作系統(tǒng)的多任務環(huán)境下,利用其任務調度功能,合理地協(xié)調和組織了控制系統(tǒng)的各項硬件資源,提高了整個系統(tǒng)的實時性和可靠性。上位機采用的無線通訊、Internet 通訊以及可視化監(jiān)控程序界面,讓用戶可以方便直觀地遠程觀察和控制機器人。 該控制系統(tǒng)的研制為仿生傳感器性能測試提供了一個良好的實驗平臺,經過實驗,驗證了系統(tǒng)的可行性,系統(tǒng)的各項功能及控制精度滿足設計要求。
上傳時間: 2013-05-22
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現場可編程門陣列FPGA具有性能好、規(guī)模大、可重復編程、開發(fā)投資小等優(yōu)點,在現代電子產品中應用得越來越廣泛。隨著微電子技術的高速發(fā)展,成本的不斷下降,FPGA正逐漸成為各種電子產品不可或缺的重要部件。 FPGA軟件復雜的設置和不同的算法、FPGA硬件多樣的結構和豐富的功能、各個廠商互不兼容的軟硬件等差異,都不僅使如何挑選合適的軟硬件用于產品設計成為FPGA用戶棘手的問題,而且使構造一個精確合理的FPGA軟硬件性能的測試方法變得十分復雜。 基準測試是用一個基準設計集按照統(tǒng)一的測試規(guī)范評估和量化目標系統(tǒng)的軟件或硬件性能,是目前計算機領域應用最廣泛、最主要的性能測試技術。 通過分析影響FPGA軟硬件性能基準測試的諸多因素,比如基準設計的挑選、基準設計的優(yōu)化,FPGA軟件的設置和約等,本文基于設計和硬件分類、優(yōu)化策略分類的基準測試規(guī)范,提出了一組詳盡的度量指標。 基準測試的規(guī)范如下,首先根據測試目的配置測試環(huán)境、挑選基準設計和硬件分類,針對不同的FPGA軟硬件優(yōu)化基準設計,然后按照速度優(yōu)先最少優(yōu)化、速度優(yōu)先最大優(yōu)化、資源和功耗優(yōu)先最少優(yōu)化、資源和功耗優(yōu)先最大優(yōu)化四種優(yōu)化策略分別編譯基準設計,并收集延時、成本、功耗和編譯時間這四種性能數據,最后使用速度優(yōu)先最少優(yōu)化下的性能集、速度優(yōu)先最少優(yōu)化性能集、資源和功耗優(yōu)先最少優(yōu)化下的性能集、資源和功耗優(yōu)先最大優(yōu)化下的性能集、速度優(yōu)先最少和最大優(yōu)化之間性能集的差、速度優(yōu)先最少優(yōu)化下性能集的比較等十個度量指標量化性能,生成測試報告。 最后,本基準測試規(guī)范被應用于評估和比較Altera和Xilinx兩廠商軟硬件在低成本領域帶處理器應用方面的性能。
上傳時間: 2013-04-24
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數字信息在有噪聲的信道中傳輸時,受到噪聲的影響,誤碼總是不可避免的。根據香農信息理論,只要使Es/N0足夠大,就可以達到任意小的誤碼率。采用差錯控制編碼,即信道編碼技術,可以在一定的Es/N0條件下有效地降低誤碼率。按照對信息元處理方式不同,信道編碼分為分組碼與卷積碼兩類。卷積碼的k0和n0較小,實現最佳譯碼與準最佳譯碼更加容易。卷積碼運用廣泛,被ITU選入第三代移動通信系統(tǒng),作為包括WCDMA,CDMA2000和TD-SCDMA在內的信道編碼的標準方案。 本文研究了CDMA2000業(yè)務通道中的幀結構,對CDMA2000系統(tǒng)中的卷積碼特性及維特比譯碼的性能限進行了分析,并基于MATLAB平臺做了相應的譯碼性能仿真。我們設計了一種可用于CDMA2000通信系統(tǒng)的通用、高速維特比譯碼器。該譯碼器在設計上具有以下創(chuàng)新之處:(1)采用通用碼表結構,支持可變碼率;幀控制模塊和頻率控制器模塊的設計中采用計數器、定時器等器件實現了可變幀長、可變數據速率的數據幀處理方式。(2)結合流水線結構思想,利用四個ACS模塊并行運行,加快數據處理速度;在ACS模塊中,將路徑度量值存貯器的存儲結構進行優(yōu)化,防止數據讀寫的阻塞,縮短存儲器讀寫時間,使譯碼器的處理速度更快。(3)為了防止路徑度量值和幸存路徑長度的溢出,提出了保護處理策略。我們還將設計結果在APEXEP20K30E芯片上進行了硬件實現。該譯碼器芯片具有可變的碼率和幀長處理能力,可以運行于40MHZ系統(tǒng)時鐘下,內部最高譯碼速度可達625kbps。本文所提出的維特比譯碼器硬件結構具有很強的通用性和高速性,可以方便地應用于CDMA2000移動通信系統(tǒng)。
上傳時間: 2013-06-24
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本論文主要對無線擴頻集成電路設計中的信道編解碼算法進行研究并對其FPGA實現思路和方法進行相關研究。 近年來無線局域網IEEE802.11b標準建議物理層采用無線擴頻技術,所以開發(fā)一套擴頻通信芯片具有重大的現實意義。無線擴頻通信系統(tǒng)與常規(guī)通信相比,具有很強的抗干擾能力,并具有信息蔭蔽、多址保密通信等特點。無線信道的特性較復雜,因此在無線擴頻集成電路設計中,加入信道編碼是提高芯片穩(wěn)定性的重要方法。 在了解擴頻通信基本原理的基礎上,本文提出了“串聯(lián)級聯(lián)碼+兩次交織”的信道編碼方案。串聯(lián)的級聯(lián)碼由外碼——(15,9,4)里德-所羅門(Reed-Solomon)碼,和內碼-(2,1,3)卷積碼構成,交織則采用交織深度為4的塊交織。重點對RS碼的時域迭代譯碼算法和卷積碼的維特比譯碼算法進行了詳細的討論,并完成信道編譯碼方案的性能仿真及用FPGA實現的方法。 計算機仿真的結果表明,采用此信道編碼方案可以較好的改善現有仿真系統(tǒng)的誤符號率。 本論文的內容安排如下:第一章介紹了無線擴頻通信技術的發(fā)展狀態(tài)以及國內外開發(fā)擴頻通信芯片的現狀,并給出了本論文的研究內容和安排。第二章主要介紹了擴頻通信的基本原理,主要包括擴頻通信的定義、理論基礎和分類,直接序列擴頻通信方式的數學模型。第三章介紹了基本的信道編碼原理,信道編碼的分類和各自的特點。第四章給出了本課題選擇的信道編碼方案——“串聯(lián)級聯(lián)碼+兩次交織”,詳細討論了方案中里德-所羅門(Reed-Solomon)碼和卷積碼的基本原理、編碼算法和譯碼算法。最后給出編碼方案的實際參數。第五章對第四章提出的編碼方案進行了性能仿真。第六章結合項目實際,討論了FPGA開發(fā)基帶擴頻通信系統(tǒng)的設計思路和方法。首先對FPGA開發(fā)流程以及實際開發(fā)的工具進行了簡要的介紹,然后給出了擴頻通信系統(tǒng)的總體設計。對發(fā)射和接收子系統(tǒng)中信道編碼、解碼等相關功能模塊的實現原理和方法進行分析。第七章對論文的工作進行總結。
上傳時間: 2013-07-18
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當前,嵌入式系統(tǒng)已經廣泛地應用到人們生活的各個領域。同時,隨著嵌入式處理器性能的不斷增強,特別是32位高性能嵌入式微處理器的廣泛使用,嵌入式操作系統(tǒng)逐漸成為嵌入式系統(tǒng)中最重要的組成部分。而在各種嵌入式操作系統(tǒng)中,IAnux憑借其代碼公開,性能穩(wěn)定,網絡功能強大等多方面的優(yōu)勢,在嵌入式系統(tǒng)中被廣泛地采用,得到了嵌入式系統(tǒng)設計者的普遍認可。研究Linux操作系統(tǒng)理論,進行嵌入式Linux系統(tǒng)的移植和應用程序的開發(fā),具有重要的理論意義和現實意義。 研究課題以32位ARM架構的嵌入式處理器$3C2410A為硬件平臺核心,系統(tǒng)地介紹了S3C2410A處理器和系統(tǒng)的硬件組成。在此基礎上重點研究了嵌入式Linux系統(tǒng)的構建和移植,其中首先研究了基于Linux的嵌入式交叉開發(fā)環(huán)境的構建。之后詳細地研究了系統(tǒng)引導程序的原理,分析了系統(tǒng)引導程序VIVI的結構并在此基礎上實現了VIVI的移植。接下來論文研究了ARM Linux內核結構和啟動引導過程,討論了ARM Linux內核移植及配置編譯的具體方法和過程。作為嵌入式Linux移植的另外一個重點,課題還詳細地研究了嵌入式Linux根文件系統(tǒng)的結構、根文件系統(tǒng)內容的構建以及如何為嵌入式系統(tǒng)進行多文件系統(tǒng)的選擇。在完成Linux內核與文件系統(tǒng)的移植后研究了嵌入式Linux驅動程序的原理,設計了S3C2410A微處理器擴展CAN總線接口,給出了ARM Linux上CAN設備驅動程序實現方法。課題最后還研究了嵌入式Linux系統(tǒng)下的圖形用戶界面,在分析國內外嵌入式GUI的特點和MiniGUI的技術優(yōu)勢基礎上,介紹了為嵌入式Linux系統(tǒng)配置、編譯和安裝MiniGUI的方法,而且以一個狀態(tài)顯示界面程序為實例介紹了MiniGUI程序的設計方法。
標簽: Linux ARM 嵌入式 系統(tǒng)研究
上傳時間: 2013-04-24
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