本文提出了一種高速Viterbi譯碼器的FPGA實現(xiàn)方案。這種Viterbi譯碼器的設計方案既可以制成高性能的單片差錯控制器,也可以集成到大規(guī)模ASIC通信芯片中,作為全數字接收的一部分。 本文所設計的Viterbi譯碼器采用了基四算法,與基二算法相比,其譯碼速率在理論上約提升一倍。加一比一選單元是Viterbi譯碼器最主要的瓶頸所在,本文在加一比一選模塊中采用了全并行結構的設計方法,這種方法雖然增加了硬件的使用面積,卻有效的提高了譯碼器的速率。在幸存路徑管理部分采用了兩路并行回溯的設計方法,與寄存器交換法相比,回溯算法更適用于FPGA開發(fā)設計。為了提高譯碼性能,減小譯碼差錯,本文采用較大譯碼深度的回溯算法以保證幸存路徑進行合并。實現(xiàn)了基于FPGA的誤碼測試儀,在FPGA內部完成誤碼驗證和誤碼計數的工作。 與基于軟件實現(xiàn)譯碼過程的DSP芯片不同,F(xiàn)PGA芯片完全采用硬件平臺對Viterbi譯碼器加以實現(xiàn),這使譯碼速率得到很大的提升。針對于具體的FPGA硬件實現(xiàn),本文采用了硬件描述語言VHDL來完成設計。通過對譯碼器的綜合仿真和FPGA實現(xiàn)驗證了該方案的可行性。譯碼器的最高譯碼輸出速率可以達到60Mbps。
上傳時間: 2013-04-24
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上傳時間: 2013-06-30
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隨著空間科學任務的增加,需要處理的空間科學數據量激增,要求建立一個高速的空間數據連接網絡.高速復接器作為空間飛行器星上網絡的關鍵設備,其性能對整個空間數據網絡的性能起著重要影響.該文闡述了利用先入先出存儲器FIFO進行異步速率調整,應用VHDL語言和可編程門陣列FPGA技術,對多個信號源數據進行數據打包、信道選通調度和多路復接的方法.設計中,用VHDL語言對高速復接器進行行為級建模,為了驗證這個模型,首先使用軟件進行仿真,通過編寫testbench程序模擬FIFO的動作特點,對程序輸入信號進行仿真,在軟件邏輯仿真取得預期結果后,繼續(xù)設計硬件電路,設計出的實際電路實現(xiàn)了將來自兩個不同速率的信源數據(1394總線數據和1553B總線數據)復接成一路符合CCSDS協(xié)議的位流業(yè)務數據.在實驗調試中對FPGA的輸出數據進行檢驗,同時對設計方法進行驗證.驗證結果完全符合設計目標.應用硬件可編程邏輯芯片F(xiàn)PGA設計高速復接器,大幅度提高了數據的復接速率,可應用于未來的星載高速數據系統(tǒng)中,能夠完成在軌系統(tǒng)的數據復接任務.
上傳時間: 2013-07-17
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IEEE802旗下的無線網絡協(xié)議引領了無線網絡領域的新革命,其不斷提升的速度優(yōu)勢滿足了人們對于高速無線接入的迫切要求,在這其中,OFDM技術所起的作用不可小覷。隨著FPGA、信號處理和通信技術的發(fā)展,OFDM的應用得到了長足的進步。在此情況下,以OFDM技術為核心實現(xiàn)數據傳輸的原型機系統(tǒng)顯得應情應景而且必要。 本課題在深入理解OFDM技術的同時,結合相應的EDA工具對系統(tǒng)進行建模并基于IEEE802.11a物理層標準給出了一種OFDM基帶傳輸的系統(tǒng)實現(xiàn)方案。整個設計采用目前主流的自頂向下的設計方法,由總體設計至詳細設計逐步細化。 在系統(tǒng)功能模塊的FPGA實現(xiàn)過程中,針對XilinxVirtex-Ⅱ芯片對各個模塊進行了詳細設計,通過采用雙端口RAM、流水、乒乓結構等處理實現(xiàn)高速的同步的信道編碼的功能模塊;通過比較符號定時的不同算法,給出了基于MultiplierlessCorrelator的實現(xiàn)結構并給出了仿真波形圖,驗證了采用該算法后符號定時模塊的資源耗費大大降低而功能卻依然和基于乘法器的符號定時模塊相當;通過對Viterbi算法進行簡化,給出了(2,1,6)卷積碼的4比特軟判決Viterbi解碼器的設計和實現(xiàn)。最后根據系統(tǒng)所選芯片XC2V3000給出了具有較高配置靈活性的基于SystemACE配置方案的FPGA的硬件原理圖設計和PCB設計。 本文首先以無線局域網和IEEE802無線網絡家族引出OFDM技術發(fā)展、研究價值及OFDM的優(yōu)缺點,接下來從OFDM原理入手,簡要說明了OFDM的基本要素以及目前的研究熱點,之后在介紹完IEEE802.11a物理層標準的同時給出了本原型機系統(tǒng)的總體設計方案,并從硬件語言設計和FPGA硬件原理設計兩方面給出了該系統(tǒng)的詳細設計。 隨著OFDM技術的普及以及未來通信技術對OFDM的青睞,相信本論文的工作對OFDM基帶傳輸系統(tǒng)的原型設計和實現(xiàn)具有一定的參考價值。
上傳時間: 2013-07-13
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變頻器矢量控制及PID控制變頻器矢量控制及PID控制
上傳時間: 2013-04-24
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卷積碼是無線通信系統(tǒng)中廣泛使用的一種信道編碼方式。Viterbi譯碼算法是一種卷積碼的最大似然譯碼算法,它具有譯碼效率高、速度快等特點,被認為是卷積碼的最佳譯碼算法。本文的主要內容是在FPGA上實現(xiàn)約束長度為9,碼率為1/2,采用軟判決方式的Viterbi譯碼器。 本文首先介紹了卷積碼的基本概念,闡述了Viterbi算法的原理,重點討論了決定Viterbi算法復雜度和譯碼性能的關鍵因素,在此基礎上設計了采用“串-并”結合運算方式的Viterbi譯碼器,并在Altera EP1C20 FPGA芯片上測試通過。本文的主要工作如下: 1.對輸入數據采用了二比特四電平量化的軟判決方式,對歐氏距離的計算方法進行了簡化,以便于用硬件電路方式實現(xiàn)。 2.對ACS運算單元采用了“串-并”結合的運算方式,和全并行的設計相比,在滿足譯碼速度的同時,節(jié)約了芯片資源。本文中提出了一種路徑度量值存儲器的組織方式,簡化了控制模塊的邏輯電路,優(yōu)化了系統(tǒng)的時序。 3.在幸存路徑的選擇輸出上采用了回溯譯碼方法,與傳統(tǒng)的寄存器交換法相比,減少了寄存器的使用,大大降低了功耗和設計的復雜度。 4.本文中設計了一個仿真平臺,采用Modelsim仿真器對設計進行了功能仿真,結果完全正確。同時提出了一種在被測設計內部插入監(jiān)視器的調試方法,巧妙地利用了Matlab算法仿真程序的輸出結果,提高了追蹤錯誤的效率。 5.該設計在Altera EP1C20 FPGA芯片上通過測試,最大運行時鐘頻率110MHz,最大譯碼輸出速率10.3Mbps。 本文對譯碼器的綜合結果和Altera設計的Viterbi譯碼器IP核進行了性能比較,比較結果證明本文中設計的Viterbi譯碼器具有很高的工程實用價值。
上傳時間: 2013-07-23
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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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)。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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隨著微電子技術和電力電子技術的飛速發(fā)展,運動控制系統(tǒng)正朝著通用化、智能化、微型化的方向發(fā)展。目前,以數字信號處理器(DSP)和現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)為核心的運動控制卡已成為運動控制器的發(fā)展主流。它可方便地以插卡形式嵌入PC機,將PC機強大的信息處理能力和開放式特點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、運動控制方便、通用性好的特點。因此,本文通過對運動控制技術的深入研究,開發(fā)了一款以DSP和FPGA為主控單元、基于PCI總線的運動控制卡。 首先,設計了運動控制卡硬件電路,對控制卡的DSP和FPGA外圍電路、PCI總線接口電路、模擬量輸出電路、編碼器信號采集電路、通用I/O接口電路等實現(xiàn)方法進行了詳細討論。 為提高控制卡的硬件集成度和可靠性,通過對FPGA的編程設計,在FPGA中實現(xiàn)了PCI總線目標設備接口控制器、雙端口RAM、DDA精插補電路、DAC接口電路、編碼器信號處理電路和數字I/O信號處理電路。 基于改進的數字PID控制器和前饋控制,設計開發(fā)了運動控制卡的位置閉環(huán)伺服控制器,并整定了控制器參數,獲得良好的伺服控制特性。 最后,采用WinDriver開發(fā)了控制卡的驅動程序,并詳細介紹了驅動程序的開發(fā)流程。
上傳時間: 2013-08-01
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用c#編寫的 音樂播放器播放源碼 能實現(xiàn)基本本地音樂的播放功能-Written with c# music player, the local source to achieve basic music playback
上傳時間: 2013-07-22
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AD/DA轉化器,電子硬件工程師必備。比較基礎的入門知識,一起分享一下。
上傳時間: 2013-07-09
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