本文完成了對MIPS-CPU的指令集確定,流水線與架構設計,代碼編寫,并且在x86計算機上搭建了稱為gccmips_elf的仿真系統,完成了對MIPS-CPU硬件系統的模擬仿真,最終完成FPGA芯片的下載與實現。 @@ 本文完成了包含34條指令的MIPS-CPU指令集的制定,完成了整個MIPS-CPU的架構設計與5級流水線級數的確定。制定了整個CPU的主控制模塊的狀態轉移圖;根據MIPS-CPU的指令集的模式,完成了對不同模式下的指令的分析,給出了相應的取指,譯碼,產生新的程序存儲器尋址地址,執行,數據存儲器與寄存器文件回寫的控制信號,完成取指令模塊,譯碼模塊,執行模塊,數據回寫等模塊代碼的編寫,從而完成了流水線模塊的代碼設計。 @@ 重點分析了由于流水線設計而引入的競爭與冒險,分析了在不同流水線階段可能存在的競爭與冒險,對引起競爭與冒險的原因進行了確定,并通過增加一些電路邏輯來避免競爭與冒險的發生,完成了競爭與冒險檢測電路模塊以及數據回寫前饋電路模塊的代碼編寫,從而解決了競爭與冒險的問題,使設計的5級流水線得以暢順實現。 @@ 完成了MIPS-CPU的仿真系統平臺的搭建,該仿真器用來對應用程序進行編譯,鏈接與執行,生成相應匯編語言程序以及向量文件(16進制機器碼);并且同時產生相關的Modelsim仿真,及Quartus II下載驗證的文件。本設計利用該仿真系統來評估設計的MIPS-CPU的硬件系統,模擬仿真結果證明本文設計的MIPS-CPU可以實現正常功能。本論文課題的研究成功對今后從事專用RISC-CPU設計的同行提供了有益的參考。 @@ 最終將設計的MIPS-CPU下載到ALTERA公司的FPGA-EP1C6Q240芯片,并且借助ALTERA公司提供的Quartus II軟件進行了編譯與驗證,對設計的MIPS-CPU的資源使用,關鍵路徑上的時序,布線情況進行了分析,最終完成各個指標的檢查,并且借助Quartus II軟件內嵌的Signal Tap軟件進行軟硬件聯合調試,結果表明設計的MIPS-CPU功能正常,滿足約束,指標正確。 @@關鍵詞 MIPS;流水線;競爭與冒險;仿真器;FPGA
上傳時間: 2013-07-31
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激光打標是指利用高能量密度的激光束在物件表面作永久性標刻。激光打標以其“打標速度快、性能穩定、打標質量好”等優勢,獲得了日益廣泛的應用。傳統的激光打標系統一般是基于ISA總線或PCI總線的,運動控制卡必須插在計算機的PCI插槽內,且不支持熱捅拔,影響了控制卡的穩定性;以單片機為主控制器的激光打標控制卡雖然成本低、運行可靠,但由于其運算速度慢、存儲容量有限,限制了它的應用范圍。 運動控制卡是激光打標系統的核心組成部分。本文設計了一種新型的基于USB總線,以FPGA為主控單元的振鏡掃描式激光打標控制卡,它利用了USB總線高速、穩定、易用和FPGA資源豐富、處理能力強、易擴展等優點,將PC機強大的信息處理能力與運動控制卡的運動控制能力相結合,具有信息處理能力強、開放程度高、使用方便的特點。 本文首先介紹了激光打標的原理,激光打標技術的發展現狀以及激光打標系統的組成結構。在對USB總線技術作了簡要介紹后,詳細討論了激光打標控制卡的硬件電路設計,包括USB接口電路,FPGA主控單元電路,D/A單元電路,存儲器電路,I/O接口電路等。接著對USB接口單元的固件程序和FPGA中USB接口功能模塊、D/A寫控制功能模塊和SRAM讀寫控制功能模塊的程序做了詳細設計,通過軟硬件調試,控制卡實現了USB通信,輸出兩路模擬信號,SRAM數據讀寫,數字量輸入輸出等功能。
上傳時間: 2013-04-24
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智能化住宅小區,是指在一定范圍內通過有效的傳輸網絡,將多元住處服務、物業管理、安防以及住宅智能化等系統結合在一起,為該小區的服務與管理提供高技術的智能化手段。從而實現快捷高效的超值服務管理和安全舒適的家居環境,使業主生活得更安全、更方便。 隨著國民經濟和科學技術水平的提高,特別是計算機技術、通信技術、網絡技術和控制技術的迅速發展,促進了智能小區在我國的推廣和應用。目前這些小區的智能化建設大多數是采用Lonworks、FF等現場總線技術。但是現場總線協議標準化程度還不成熟,且成本較高。隨著寬帶Internet進入家庭,利用Internet來構建智能小區已成為大勢所趨。 本文介紹了一種基于以太網和FPGA的嵌入式智能小區管理系統的組建方法。首先,以Altera的FPGA為核心,通過在外圍添加適當的存儲設備和通信接口設備,構成一個嵌入式系統的硬件平臺。其次,在此平臺的基礎上,通過在FPGA中定制Nios Ⅱ軟核處理器以及在外圍的Flash存儲器中下載uClinux操作系統,從而構建出一套資源豐富的嵌入式操作系統。該系統帶有一個網絡功能齊全的Web服務器。最后,將此操作系統作為智能小區的樓宇集中器,再根據需要配置適當的采集器和顯示器,就可以組建成一套功能強大的智能小區管理系統。它可以完成圖像抄表、定時圖像采集、實時溫度監控、樓宇廣播、智能語音報警等功能。 這種利用當前流行的嵌入式系統來組建的智能小區管理系統,不但實現簡單、功能強大;而且節約布線、成本低廉。因此具有很高的性價比,相信在未來有較大的市場潛力。 本文主要包括如下幾個部分:系統硬件結構設計,包括系統的原理圖構建和PCB板的繪制:系統核心處理器設計,包括Nios Ⅱ軟核CPU的設計方法、外圍存儲和通信器件的添加及設計方法;嵌入式操作系統uClinux的相關知識及移植方法:系統的軟件結構設計,包括圖像采集、溫度采集、LCD顯示等CGI程序設計,以及單片機語音報警程序設計等;最后給出了調試情況以及一些試驗結果。
上傳時間: 2013-04-24
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本文以研究嵌入式微處理器為主,自主地設計了能夠運行MCS-51系列單片機指令的MCU系統。系統采用了VHDL 語言與原理框圖的綜合設計方法,并且在Altera公司的FPGA上通過驗證。論文深入地研究了微處理器的指令系統和數據地址通路,采用VHDL 語言完成了取指單元,指令譯碼器單元,存儲器單元和邏輯運算單元的電路模塊的設計與實現;研究了控制單元的實現方法和基于全局狀態機的設計理論,采用硬件描述語言完成了對各個控制線的相關設計與實現。論文通過原理示意圖和示例代碼的演示,著重介紹了指令譯碼器的實現方式,基于此種方式形成的譯碼電路還能夠實現更為復雜的CISC指令。 本系統采用分模塊的設計方式,把具有相同功能的邏輯電路集中到一個框圖里,使得系統的可移植性大大地提高。系統還采用層次框圖的設計方式,把明顯地具有主從關系的電路放在不同的層次里,這也使得系統模塊功能的可擴展性大大地增強。內部邏輯共分為數據存儲器模塊;程序存儲器模塊;時序控制模塊;特殊功能寄存器模塊和Core核心模塊這五個部分,文中對各個模塊的設計作了詳細的介紹。本文在最后對已實現的部分典型指令進行了邏輯仿真測試,測試結果表明,本文所設計的MCU系統能夠如預期地執行相應的指令。在指令執行的過程中,相應寄存器和總線上的值也均符合設計要求,實現了設計目標。
上傳時間: 2013-05-20
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0 引言 開關電源具有效率高、重量輕、體積小,穩壓范圍寬等突出優點,從20世紀中期問世以來,發展極其迅猛,在計算機、通信、航天、辦公和家用電器等方面得到了廣泛的應用,大有取代線性穩壓電源之勢。提高電路的集成化是開關電源的追求之一,對中小功率開關電源來說是實現單片集成化。開關集成穩壓器是指將控制電路、功率開關管和保護電路等集成在一個芯片內,而由開關集成穩壓器構成的開關電源就稱之為單片開關電源。
上傳時間: 2013-04-24
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altium designer教程下載:電路設計自動化( Electronic Design Automation ) EDA 指的就是將電路設計中各種工作交由計算機來協助完成。如電路圖( Sc
上傳時間: 2013-04-24
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發光二極體(Light Emitting Diode, LED)為半導體發光之固態光源。它成為具省電、輕巧、壽命長、環保(不含汞)等優點之新世代照明光源。目前LED已開始應用於液晶顯示
上傳時間: 2013-04-24
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現代雷達系統廣泛采用脈沖壓縮技術,用以解決作用距離與分辨能力之間的矛盾。脈沖壓縮是指雷達通過發射寬脈沖,保證足夠的最大作用距離,而接收時,采用相應的脈沖壓縮法獲得窄脈沖以提高距離分辨率的過程。同時,數字信號處理技術的迅猛發展和廣泛應用,為雷達脈沖壓縮處理的數字化實現提供了可能。 本文主要研究雷達多波形頻域數字脈沖壓縮系統的硬件系統實現。在匹配濾波理論的指導下,成功研制了基于FPGAEP1K100QC208-1和4片高性能ADSP21160M的多波形頻域數字脈沖壓縮系統。該系統可處理時寬在42μs以內、帶寬在5MHz以下的線性調頻信號(LFM),非線性調頻信號(NLFM)和Taylor四相碼信號,且技術指標完全滿足實用系統的設計要求。 本文完成的主要工作和創新之處有:(1)基于雙通道模數轉換器AD10242設計高精度數據采集電路,為整個脈壓系統的工作提供必要的條件。完成了前端模擬信號輸入電路的優化和差分輸入時鐘的產生,以實現高精度采樣。 (2)根據協議和脈壓系統的工作要求,以基于FPGAEP1K100QC208完成系統控制,使整個脈壓系統正確穩定地工作。同時以該FPGA生成雙口RAM,實現數據暫存,以匹配采樣速率和脈壓系統頻率。 (3)設計基于4片高性能ADSP21160M的緊耦合并行處理系統,以完成多波形頻域數字脈沖壓縮的全部運算工作。4片DSP共享外部總線,且各DSP以鏈路口互連,進行數據通信。各DSP還使用一個鏈路口連接到接口板DSP,將脈壓結果送出。 (4)以一片ADSP21160M和一片EP1K100QC208為核心,設計輸出板電路,完成數據對齊、求模和數據向下一級的輸出,并產生模擬輸出。 (5)調試并改進處理板和輸出板。
上傳時間: 2013-06-11
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:電動汽車蓄電池組的工作狀態主要指各電池在工作時的端電壓、工作電流和溫度3 個參數的變化情況。對電池工 作狀態的檢測通常有集中式檢測法和分布式檢測法,采用“部分”集中、“整體”分布的思路,將電池分成若干分組,每 個分組集中檢測,各分組分布檢測,同時,采用“橋電容”技術解決了蓄電池組單體端電壓檢測中存在的參考點選擇和 被測電池與檢測設備隔離的問題,形成了一種具有完全隔離功能的集中/ 分布式檢測法。經過試驗,該檢測法電壓、電流和溫度采集功能正常,數據準確、可靠。
上傳時間: 2013-04-24
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生物特征識別是指通過計算機,利用人體固有的生理特征,如指紋,靜脈來進行個人身份鑒別的技術。由于生物特征唯一性和不變性,使得生物特征識別與傳統的方法如數字密碼和身份證相比,具有更高的安全性和易用性。傳統的高性能自動識別系統大多基于PC平臺聯機應用,然而在實際應用中往往對自動識別系統要求有更高的便攜性和易用性,嵌入式技術的快速發展使得實現這樣的系統變為了可能。 生物特征識別系統主要由通用模塊的控制系統與非通用模塊的圖像采集設備與識別算法組成。本文針對通用模塊與非通用模塊接口問題進行研究和設計,實現了一個工作良好的嵌入式平臺。 本課題在設計核心板、擴展板、轉接板的硬件基礎上,移植實時操作系統Linux,編寫各種接口與模塊的驅動、多路攝像頭切換程序,并很好的解決了攝像頭采集生物特征時光強控制問題,為很好的采集到清晰圖像提供了一個良好穩定的硬件平臺。 本課題所設計的嵌入式系統通過測試,做了大量的實驗,并將所采集到的手指靜脈圖像進行討論分析,具有實用價值。
上傳時間: 2013-06-03
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