現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)器件是能通過對其進行編程實現(xiàn)具有用戶規(guī)定功能的電路，特別適合集成電路的新品開發(fā)和小批量ASIC電路的生產(chǎn)。近幾年來，F(xiàn)PGA的發(fā)展非常迅速，但目前國內(nèi)廠商所使用的FPGA芯片主要還是從國外進口，這種狀況除了給生產(chǎn)廠家?guī)砗艽蟮某杀緣毫σ酝?，同時也影響到國家信息產(chǎn)業(yè)的保密和安全問題，因此在國內(nèi)自主研發(fā)FPGA便成為一種必然的趨勢。 基于上述現(xiàn)實狀況及國內(nèi)市場的巨大需求，中國電子科技集團公司第58研究所近年來對FPGA進行了專項研究，本論文正是作為58所專項的一部分研究工作的總結(jié)。本文深入研究了FPGA的相關設計技術(shù)，并進行了實際的FPGA器件設計，研究工作的重點是在華潤上華(CSMC)0.5μm標準CMOS工藝基礎上進行具有6000有效門的FPGA的電路設計與仿真。 論文首先闡述了可編程邏輯器件的基本結(jié)構(gòu)，就可編程邏輯器件的發(fā)展過程及其器件分類，對可編程只讀存儲器、現(xiàn)場可編程邏輯陣列、可編程陣列邏輯、通用邏輯陣列和復雜PLD等的基本結(jié)構(gòu)特點進行了討論。接著討論了FPGA的基本結(jié)構(gòu)與分類及它的編程技術(shù)，另外還闡述了FPGA的集成度和速率等相關問題。并根據(jù)實際指標要求確定本文研究目標FPGA的基本結(jié)構(gòu)和它的編程技術(shù)，在華潤上華0.5μm標準CMOS工藝的基礎上，進行一款FPGA芯片的設計研究工作。進行了可編程邏輯單元的基本結(jié)構(gòu)的設計，并用CMOS邏輯和NMOS傳輸管邏輯實現(xiàn)了函數(shù)發(fā)生器、快速進位鏈和觸發(fā)器的電路設計，并對其進行了仿真，達到了預期的目標。
上傳時間： 2013-07-18
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在工業(yè)生產(chǎn)中，二次自動化儀表是構(gòu)成自動化系統(tǒng)的基本單元之一。我國的單元儀表己基本完成由電動Ⅲ型儀表向基于八位或十六位單片機為基礎設計的數(shù)字化儀表的轉(zhuǎn)換。由于常規(guī)單片機資源的限制，以單片機為基礎設計的單元儀表基本上還是在功能上替代電動Ⅲ型儀表，并按電動Ⅲ型功能進行分類。這樣造成國內(nèi)自動化儀表生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的二次數(shù)字化儀表品種繁雜，標準難以統(tǒng)一，設計隨意性大。因此帶來如下現(xiàn)實問題： 1．自動化系統(tǒng)設計單位的儀表選型、系統(tǒng)調(diào)試、使用中操作、維修和系統(tǒng)的功能優(yōu)化及備件的準備非常的不方便： 2．儀表生產(chǎn)廠家的批量生產(chǎn)困難，產(chǎn)品質(zhì)量的提高及成本的節(jié)約不利： 3．國內(nèi)現(xiàn)在自動化儀表廠家數(shù)量眾多，但都無法形成規(guī)模生產(chǎn)，質(zhì)量不佳，而國外進口的二次儀表往往依附于特定的集散系統(tǒng)，也存在標準不統(tǒng)一，難以靈活替換的問題，且價格昂貴。 自動化系統(tǒng)設計、生產(chǎn)及應用迫切需要一種使用方便、通用性強的智能型二次儀表，以解決上述問題，改變傳統(tǒng)設計、生產(chǎn)及應用方式，這將是未來自動化儀表的發(fā)展趨勢，也就是本課題的努力方向。 本論文正是針對上述問題，以設計出一種可靈活組態(tài)的通用智能型二次儀表為研究對象，在深入分析國內(nèi)主流儀表廠家的儀表操作方式和儀表功能的基礎上，合理地進行軟硬件設計，為在同一硬件平臺下實現(xiàn)多種儀表的功能進行了創(chuàng)新性和探索性研究。主要內(nèi)容為： 1．各種常規(guī)二次儀表功能、標準、接線、操作習慣及結(jié)構(gòu)方式的歸類分析； 2．多信號多量程的柔性測量方法研究； 3．系統(tǒng)整機設計以及系統(tǒng)可靠性設計； 4．u-boot的向ARM的移植、uClinux向ARM的移植、uClinux下的通用組態(tài)軟件設計。 本文設計了一種以三星公司的ARM7TDMI系列處理器S3C44BOX為核心，輔以外圍電路，實現(xiàn)同一硬件平臺下多種儀表的功能，并成功制作了樣品系統(tǒng)。 本文所討論的基于$3C44BOX和uClinux的智能儀表系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)同樣適用于其它項目的開發(fā)，對其它嵌入式的應用系統(tǒng)開發(fā)有重要的參考價值。
上傳時間： 2013-05-16
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8051處理器自誕生起近30年來，一直都是嵌入式應用的主流處理器，不同規(guī)模的805l處理器涵蓋了從低成本到高性能、從低密度到高密度的產(chǎn)品。該處理器極具靈活性，可讓開發(fā)者自行定義部分指令，量身訂制所需的功能模塊和外設接口，而且有標準版和經(jīng)濟版等多種版本可供選擇，可讓設計人員各取所需，實現(xiàn)更高性價比的結(jié)構(gòu)。如此多的優(yōu)越性使得8051處理器牢固地占據(jù)著龐大的應用市場，因此研究和發(fā)展8051及與其兼容的接口具有極大的應用前景。在眾多8051的外設接口中，I2C總線接口扮演著重要的角色。通用的12C接口器件，如帶12C總線的RAM，ROM，AD／DA，LCD驅(qū)動器等，越來越多地應用于計算機及自動控制系統(tǒng)中。因此，本論文的根本目的就是針對如何在8051內(nèi)核上擴展I2C外設接口進行較深入的研究。 本課題項目采用可編程技術(shù)來開發(fā)805l核以及12C接口。由于8051內(nèi)核指令集相容，我們能借助在現(xiàn)有架構(gòu)方面的經(jīng)驗，發(fā)揮現(xiàn)有的大量代碼和工具的優(yōu)勢，較快地完成設計。在8051核模塊里，我們主要實現(xiàn)中央處理器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、定時／計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等七大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，這些都是標準8051核所具有的模塊。在其之上我們再嵌入12C的串行通信模塊，采用自下而上的方法，逐次實現(xiàn)一位的收發(fā)、一個字節(jié)的收發(fā)、一個命令的收發(fā)，直至實現(xiàn)I2C的整個通信協(xié)議。 8051核及I2C總線的研究通過可編程邏輯器件和一塊外圍I2C從設備TMPl01來驗證。本課題的最終目的是可編程邏輯器件實現(xiàn)的8051核成功并高效地控制擴展的12C接口與從設備TMPl01通信。 用EP2C35F672C6芯片開發(fā)的12C接口，數(shù)據(jù)的傳輸速率由該芯片嵌入8051微處理的時鐘頻率決定。經(jīng)測試其傳輸速率可達普通速率和快速速率。 目前集成了該12C接口的8051核已經(jīng)在工作中投入使用，主要用于POS設備的用戶數(shù)據(jù)加密及對設備溫度的實時控制。雖然該設備尚未大批量投產(chǎn)，但它已成功通過PCI(PaymentCardIndustry)協(xié)會認證。
上傳時間： 2013-06-18
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在工業(yè)領域中，經(jīng)常需要在產(chǎn)品表面留下永久性的標識，通常作為便于今后追蹤的商標、流水號、日期等等。特別在機械行業(yè)對零部件的管理，在市場上需要對其進行識別和質(zhì)量跟蹤。機械行業(yè)在零部件上的標記打印在追求美觀的同時，要求有一定的打印速度和打印深度。標記打印能夠為企業(yè)提供產(chǎn)品的可追溯性，更好的貫徹IS09000標準。 由于傳統(tǒng)的標記打印在打印效率、美觀以及防偽等方面存在問題，不適應現(xiàn)代化大生產(chǎn)要求，而激光打印技術(shù)雖然較好的克服了傳統(tǒng)工藝的許多缺點，但激光器在惡劣的生成現(xiàn)場缺乏長期穩(wěn)定性的工作特點的制約，不能完全滿足生產(chǎn)實際的需要。為了彌補上述不足，適應大批量生產(chǎn)發(fā)展需要，氣動標記打印技術(shù)成為一種較好的選擇。 本課題在分析了現(xiàn)在市場上存在氣動標記刻印系統(tǒng)的優(yōu)缺點后，針對現(xiàn)有的標記打印機打印速度相對較慢，打印精度相對較低以及控制軟件不靈活的缺點，設計了一套新的控制方案，使用FPGA作為核心控制器，配合PC機標記打印軟件工作，代替以往PC或單片機的控制。該方案充分利用了FPGA可以高速并行工作的特點，能夠高精度平穩(wěn)的輸出控制脈沖，使打印過程平穩(wěn)進行。 本文描述了從總體方案設計到一些關鍵模塊的設計思路和設計細節(jié)。根據(jù)設計要求，總體方案中提出了整個控制系統(tǒng)的劃分和關鍵設計指標上的考慮。在硬件設計方面完成硬件電路設計，包括接口電路設計和抗干擾設計；在設計FPGA控制器時，采用了優(yōu)化后的比較積分直線插補算法使得輸出的插補脈沖均勻穩(wěn)定；采用梯形速率控制算法，克服了速度突變情況時的失步或過沖現(xiàn)象；在軟件方面，新開發(fā)了一套PC工業(yè)標記系統(tǒng)軟件，采用了多線程技術(shù)和TTF矢量字庫等技術(shù)。 整套標記打印系統(tǒng)經(jīng)過較長時間的運行調(diào)試，表現(xiàn)穩(wěn)定，現(xiàn)已經(jīng)試用性投放市場．從生產(chǎn)廠家重慶恒偉精密機械有限公司和客戶的反饋信息來看，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，打印速度達到設計指標，能夠在256細分下驅(qū)動電機平穩(wěn)快速運動，打印精度高，達到市場領先水平，并且得到客戶充分的肯定。
標簽： 工業(yè) 標記 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-21
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貼片元件焊接標準 現(xiàn)在越來越多的電路板采用表面貼裝元件，同傳統(tǒng)的封裝相比，它可以減少電路板的面積， 易于大批量加工，布線密度高。
上傳時間： 2013-07-20
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當今的船用導航雷達具有數(shù)字化、多功能、高性能、多接口、網(wǎng)絡化。同時要求具有高可靠性、高集成度、低成本，信號處理單元的小型化，產(chǎn)品更新周期短。要同時滿足上述需求，高集成度的器件應用是必須的。同時開發(fā)周期要短，需求軟件的可移植性要強，并且是模塊化設計，現(xiàn)場可編程門陣列器件(FPGA)已經(jīng)成為設計首選。 現(xiàn)場可編程門陣列是基于通過可編程互聯(lián)連接的可配置邏輯塊(CLB)矩陣的可編程半導體器件。與為特殊設計而定制的專用集成電路(ASIC)相對，F(xiàn)PGA可以針對所需的應用或功能要求進行編程。雖然具有一次性可編程(OTP)FPGA，但是主要是基于SRAM的，其可隨著設計的演化進行重編程。CLB是FPGA內(nèi)的基本邏輯單元。實際數(shù)量和特性會依器件的不同而不同，但是每個CLB都包含一個由4或6個輸入、一些選型電路(多路復用器等)和觸發(fā)器組成的可配置開關矩陣。開關矩陣是高度靈活的，可以進行配置以便處理組合邏輯、移位寄存器或RAM。當今的FPGA已經(jīng)遠遠超出了先前版本的基本性能，并且整合了常用功能(如RAM、時鐘管理和：DSP)的硬(ASIC型)塊。由于具有可編程特性，所以FPGA是眾多市場的理想之選。它高集成度，以及用于設計的強大軟件平臺、IP核、在線升級可滿足需求。 本文介紹了基于FPGA實現(xiàn)船用導航雷達數(shù)字信號處理的設計，這是一個具體的、已經(jīng)完成并進行小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，對指導實踐具有一定意義。
標簽： 導航雷達 數(shù)字信號處理
上傳時間： 2013-04-24
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CCSDS組織(空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會)于2005年公布了新的圖像壓縮標準，該標準算法采用基于小波變換的比特平面編碼方法，支持無損有損壓縮編碼和精確碼率控制并具有較好的抗誤碼能力和非常高的圖像壓縮性能，能滿足實際應用中的多種需求。同時該算法具有較低的算法復雜度，易于低功耗硬件實現(xiàn)，并且對航天圖像具有較高的適應性，因此，在航天應用方面具有廣闊的前景。 本論文主要針對CCSDS圖像壓縮算法的FPGA硬件實現(xiàn)，在有限的硬件資源下，提出高速高效的CCSDS圖像壓縮編碼器設計方案并在已有的FPGA硬件平臺上加以實現(xiàn)。本文首先對CCSDS圖像壓縮算法的編碼原理進行詳細介紹；然后提出DWT、BPE和碼流組織這三大模塊的并行化硬件實現(xiàn)方案，并給出了進行批量仿真測試的仿真平臺設計方案。最后在Xilinx VIRTEX-II FPGA平臺上經(jīng)過成功驗證，測試結(jié)果表明系統(tǒng)各項技術(shù)指標可滿足星載圖像壓縮的要求。
標簽： CCSDS 算法 星載 圖像壓縮系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-13
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隨著科學技術(shù)水平的不斷提高，數(shù)字集成電路被廣泛應用。通用串行總線USB(Universal Serial Bus)是計算機與外圍設備互連的標準接口之一，是一種點對點的通信接口，可同時支持多個外圍設備。USB2.0規(guī)范的通信速率非常高，其峰值可達480Mbit/s，使得它已經(jīng)成為目前最流行的外設接口標準。FPGA芯片是今后電子產(chǎn)品發(fā)展的趨勢，帶有USB接口的FPGA系統(tǒng)將有很好的市場需求和發(fā)展前景。 論文主要從研究FPGA的結(jié)構(gòu)、Xilinx公司Spartan3F系列中的XC3S400的引腳功能、了解FPGA開發(fā)流程、熟悉USB2.0的通信協(xié)議以及驅(qū)動的一些基本知識入手，目的是完成帶有USB接口的FPGA的PCB板的制作和FPGA內(nèi)部程序的編寫以及USB固件的開發(fā)。結(jié)合了Cypress公司的上位機，開發(fā)了基于USB接口的FPGA和PC機通信系統(tǒng)，能夠進行數(shù)據(jù)傳輸。論文研究了Xilinx的3S400芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和各個引腳的功能，設計了關于Xilinx的3S400最小系統(tǒng)電路圖，在Xilinx的FPGA的開發(fā)環(huán)境，編寫了FPGA的代碼。由于FPGA內(nèi)嵌的USB2.0的內(nèi)核價格昂貴，需要向生產(chǎn)FPGA的芯片廠商購買，因此論文選擇了外接USB芯片，雖然增加了PCB板的面積，但其開發(fā)成本較低，且技術(shù)成熟，大多數(shù)USB通信研究者進行廣泛研究。論文在詳細介紹了USB2.0的通信協(xié)議，Cypress公司生產(chǎn)的CY7C68013芯片的結(jié)構(gòu)，以及其固件的開發(fā)基礎上，開發(fā)了基于FPGA的USB與PC機的通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)可以和上位機進行點對點的數(shù)據(jù)傳輸，為大批量的數(shù)據(jù)通信產(chǎn)品的開發(fā)提供了研究和生產(chǎn)的基礎。
標簽： FPGA USB 通信系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-26
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·CPLD/FPGA是目前誚用最為廣泛的兩種可編程專用集成電路（ASIC），特別適合于產(chǎn)品的樣品開發(fā)與小批量生產(chǎn)。 本書從現(xiàn)代電子系統(tǒng)設計的角度出發(fā)，以全球著名的可編程邏輯器件供應商Xilinx公司的產(chǎn)品為背景，系統(tǒng)全面地介紹該公司的CPLD/FPGA產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)原理、性能特點、設計方法以及相應的EDA工具軟件，重點介紹CPLD/FPGA在數(shù)字系統(tǒng)設計、數(shù)字通信與數(shù)字信號處理等領域中的應用。
上傳時間： 2013-04-24
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設計規(guī)則檢查 (DRC) 是一項強大的自動功能，它可以檢查設計邏輯和物理的完整性。檢查是針對任何或所有啟用的設計規(guī)則，并且可以在您設計時在線檢查，并/或以批量的方式檢查，這樣結(jié)果會列在 消息 面板中，并生成一個報告文件。此功能應該用于每個布線好的板子上，以確保最小間距規(guī)則得到維持，并且沒有其他的設計干涉。尤其推薦您在生成最后的加工文件之前一定要執(zhí)行設計規(guī)則檢查。
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：黃華強
