本文分析了目前軟PLC 編輯器中功能塊編程的不足,提出了使用面向對象的概念來設計功能塊圖的方法。通過研究軟PLC 開發系統和編譯系統的模型,詳細討論了PLC 梯形圖中圖元的設計方法,并基于此方
上傳時間: 2013-06-21
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光伏并網逆變器是將太陽能電池所輸出的直流電轉換成符合公共電網要求的交流電并送入電網的設備。按照不同的標準光伏并網逆變器的拓撲結構分為很多種,本文介紹了一種工頻隔離型光伏并網逆變器
上傳時間: 2013-08-02
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隨著FPGA(FieldProgrammableGateArray)器件的應用越來越廣泛且重要,FPGA的測試技術也得到了廣泛重視和研究。基于FPGA可編程的特性,應用獨立的測試(工廠測試)需要設計數個測試編程和測試向量來完成FPGA的測試,確保芯片在任何用戶可能的編程下都可靠工作。 本論文正是針對上述問題,以XilinxXC4000E系列FPGA為主要的研究對象,在詳細研究FPGA內部結構的基礎上,基于“分治法”的基本思路對FPGA的測試理論和方法做了探索性研究。 研究完成了對可編程邏輯模塊(ConfigrableLogicBlock)及其子模塊的測試。主要基于“分治法”對CLB及其子模塊進位邏輯(CLM)、查找表(LUT)的RAM工作模式等進行了測試劃分,分別實現了以“一維陣列”為基礎的測試配置和測試向量,以較少了測試編程次數完成了所有CLB資源的測試。 研究完成了對互連資源(ConfigrableInterconnectResource)的測試。基于普通數據總線的測試方法,針對互連資源主要由線段和NMOS開關管組成的特點及其自身的故障模型,通過手工連線實現測試配置,僅通過4次編程就實現了對其完全測試。 在測試理論研究的基礎上,我們開發了能對FPGA器件進行實際測試的測試平臺。基于硬件仿真器的測試平臺通過高速光纖連接工作站上的EDA仿真軟件,把軟件語言描述的測試波形通過硬件仿真器轉化為真實測試激勵,測試響應再讀回到仿真軟件進行觀察,能夠靈活、快速的完成FPGA器件的配置和測試。該平臺在國內首次實現了軟硬件協同在線測試FPGA。在該平臺支持下,我們成功完成了對各軍、民用型號FPGA的測試任務。 本研究成果為國內自主研發FPGA器件提供了有力保障,具有重大科研與實踐價值,成功解決了國外公司在FPGA測試技術上的壟斷問題,幫助國產FPGA器件實現完全國產化。
上傳時間: 2013-05-17
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Reed-Solomon碼(簡稱RS碼)是一種具有很強糾正突發和隨機錯誤能力的信道編碼方式,在深空通信、移動通信、磁盤陣列以及數字視頻廣播(DVB)等系統中具有廣泛的應用。 本文簡要介紹了有限域基本運算的算法和常用的RS編碼算法,分析了改進后的Euclid算法和改進后的BM算法,針對改進后的BM算法提出了一種流水線結構的譯碼器實現方案并改進了該算法的實現結構,在譯碼器復雜度和譯碼延時上作了折衷,降低了譯碼器的復雜度并提高了譯碼器的最高工作頻率。在Xilinx公司的Virtex-Ⅱ系列FPGA上設計實現了RS(255,239)編譯碼器,證明了該方案的可行性。
上傳時間: 2013-06-11
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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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本文對于全并行Viterbi譯碼器的設計及其FPGA實現方案進行了研究,并最終將用FPGA實現的譯碼器嵌入到某數字通信系統之中。 首先介紹了卷積碼及Viterbi譯碼算法的基本原理,并對卷積碼的糾錯性能進行了理論分析。接著介紹了Viterbi譯碼器各個模塊實現的一些經典算法,對這些算法的硬件結構設計進行優化并利用FPGA實現,而后在QuartusⅡ平臺上對各模塊的實現進行仿真以及在Matlab平臺上對結果進行驗證。最后給出Viterbi譯碼模塊應用在實際系統上的誤碼率測試性能結果。 測試結果表明,系統的誤碼率達到了工程標準的要求,從而驗證了譯碼器設計的可靠性,同時所設計的基于FPGA實現的全并行Viterbi譯碼器適用于高速數據傳輸的應用場合。
上傳時間: 2013-07-30
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數字電視近年來飛速發展,它最終取代模擬電視是一個必然趨勢。可編程邏輯技術以及EDA技術的升溫也帶來了電子系統設計的巨大變革。本論文將迅速發展的FPGA技術應用于數字電視系統中,研究探討了數字電視前端系統中的關鍵設備——傳輸流復用器的FPGA建模和實現,以及相關的關鍵技術。本論文首先介紹了數字電視的發展現狀和前景,概述了數字電視前端系統的組成結構與關鍵技術,以及可編程邏輯技術的發展和優勢。然后介紹了數字電視系統中的重要標準MPEG-2以及傳輸流復用器的原理和系統結構,并且從理論上闡述了復用器設計的關鍵技術:PSI重組和PCR調整。接著詳細說明了如何運用創新思路,采用獨特的硬件架構在一片FPGA上實現整個復用器的軟件和硬件系統的方案,并且舉例說明了復用器硬件邏輯設計中所運用的幾個FPGA設計技巧。最后對本文進行總結,并提出了數字電視系統中復用器設備未來發展的設想。本文中介紹的基于SOPC的硬件復用器設計方案,將系統的軟件和硬件集成在一款Altera公司新推出的低成本高密度cyclone系列FPGA上,并且將FPGA設計技巧運用于復用器的硬件邏輯設計中。整個設計方案不但簡化了系統設計,而且實現了穩定,高速,低成本,可擴展性強的復用器系統。
上傳時間: 2013-06-02
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本論文將在對MPEG-4解碼中的幾種關鍵技術的充分理解和算法分析的基礎之上,結合FPGA的靈活性,采用VHDL語言對幾種關鍵技術在應用層面上進行結構設計并仿真驗證。 本文討論了一種高吞吐量流水方式構建的MPEG-4可變長解碼器的設計。在這種解碼器中,我們采用了基于PLA的并行 解碼算法,這種算法能夠實現每個時鐘解碼一個碼字。同時,為了提高解碼的效率,降低操作的延遲,我們在設計中還引入了流水線操作方式、碼表分割等技術,這些技術有利于并行操作的實現。 本論文的設計充分利用IDCT算法對稱性,用高度的并行結構來加速處理,采用一維IDCT單元復用的方式來實現二維IDCT運算,并提出一種基于加法操作的結構來取代乘法操作,實現了一種高效二維逆DCT變換處理器。
上傳時間: 2013-06-02
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頻率合成技術廣泛應用于通信、航空航天、儀器儀表等領域。目前,常用的頻率合成技術有直接式頻率合成,鎖相頻率合成和直接數字頻率合成(DDS)。本次設計是利用FPGA完成一個DDS系統并利用該系統實現模擬信號的數字化調頻。 DDS是把一系列數字量形式的信號通過D/A轉換形成模擬量形式的信號的合成技術。主要是利用高速存儲器作查尋表,然后通過高速D/A轉換器產生已經用數字形式存入的正弦波(或其他任意波形)。一個典型的DDS系統應包括:相位累加器,可在時鐘的控制下完成相位的累加;相位碼—幅度碼轉換電路,一般由ROM實現;DA轉換電路,將數字形式的幅度碼轉換成模擬信號。DDS系統可以很方便地獲得頻率分辨率很精細且相位連續的信號,也可以通過改變相位字改變信號的相位,因此也廣泛用于數字調頻和調相。本次數字化調頻的基本思想是利用AD轉換電路將模擬信號轉換成數字信號,同時用該數字信號與一個固定的頻率字累加,形成一個受模擬信號幅度控制的頻率字,從而獲得一個頻率受模擬信號的幅度控制的正弦波,即實現了調頻。該DDS數字化調頻方案的硬件系統是以FPGA為核心實現的。使用Altera公司的ACEX1K系列FPGA,整個系統由VHDL語言編程,開發軟件為MAX+PLUSⅡ。經過實際測試,該系統在頻率較低時與理論值完全符合,但在高頻時,受器件速度的限制,波形有較大的失真。
上傳時間: 2013-06-14
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隨著移動終端、多媒體、Internet網絡、通信,圖像掃描技術的發展,以及人們對圖象分辨率,質量要求的不斷提高,用軟件壓縮難以達到實時性要求,而且會帶來因傳輸大量原始圖象數據帶來的帶寬要求,因此采用硬件實現圖象壓縮已成為一種必然趨勢。而熵編碼單元作為圖像變換,量化后的處理環節,是圖像壓縮中必不可少的部分。研究熵編解碼器的硬件實現,具有廣闊的應用背景。本文以星載視頻圖像壓縮的硬件實現項目為背景,對熵編碼器和解碼器的硬件實現進行探討,給出了并行熵編碼和解碼器的實現方案。熵編解碼器中的難點是huffman編解碼器的實現。在設計并行huffman編碼方案時通過改善Huffman編碼器中變長碼流向定長碼流轉換時的控制邏輯,避免了因數據處理不及時造成數據丟失的可能性,從而保證了編碼的正確性。而在實現并行的huffman解碼器時,解碼算法充分利用了規則化碼書帶來的碼字的單調性,及在特定長度碼字集內碼字變化的連續性,將并行解碼由模式匹配轉換為算術運算,提高了存儲器的利用率、系統的解碼效率和速度。在實現并行huffman編碼的基礎上,結合針對DC子帶的預測編碼,針對直流子帶的游程編碼,能夠對圖像壓縮系統中經過DWT變換,量化,掃描后的數據進行正確的編碼。同時,在并行huffman解碼基礎上的熵解碼器也可以解碼出正確的數據提供給解碼系統的后續反量化模塊,進一步處理。在本文介紹的設計方案中,按照自頂向下的設計方法,對星載圖像壓縮系統中的熵編解碼器進行分析,進而進行邏輯功能分割及模塊劃分,然后分別實現各子模塊,并最終完成整個系統。在設計過程中,用高級硬件描述語言verilogHDL進行RTL級描述。利用了Altera公司的QuartusII開發平臺進行設計輸入、編譯、仿真,同時還采用modelsim仿真工具和symplicity的綜合工具,驗證了設計的正確性。通過系統波形仿真和下板驗證熵編碼器最高頻率可以達到127M,在62.5M的情況下工作正常。而熵解碼器也可正常工作在62.5M,吞吐量可達到2500Mbps,也能滿足性能要求。仿真驗證的結果表明:設計能夠滿足性能要求,并具有一定的使用價值。
上傳時間: 2013-05-19
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