該論文介紹二次雷達的基本概念、發(fā)展歷史、工作流程和運作機理以及單脈沖二次雷達的系統(tǒng)原理,并且對傳統(tǒng)的單脈沖二次雷達應(yīng)答信號處理器的硬件結(jié)構(gòu)進行改進,提出一種全新的應(yīng)答處理器硬件結(jié)構(gòu),即FPGA+DSP的混合結(jié)構(gòu).這種硬件結(jié)構(gòu)的特點是結(jié)構(gòu)靈活,有較強的通用性.該論文圍繞FPGA+DSP這種數(shù)字信號處理的硬件結(jié)構(gòu),闡述了它在單脈沖二次雷達應(yīng)答數(shù)字信號處理器中的應(yīng)用,使用VHDL語言設(shè)計FPGA程序,并且給出主要模塊的仿真結(jié)果.FPGA主要完成距離計數(shù)、方位計數(shù)、脈沖分解、產(chǎn)生應(yīng)答數(shù)據(jù)送給DSP、與PC104交換報表等功能.長時間的成功試驗表明,基于FPGA和DSP技術(shù)的二次雷達應(yīng)答信號處理器在3毫秒內(nèi)可以同時處理四個重疊應(yīng)答,計算所接收的每一個脈沖的到達方向,得到真實脈沖并且給出脈沖置信度.系統(tǒng)達到了預(yù)期的目的.該課題的另外一個重要意義是對傳統(tǒng)的二次監(jiān)視雷達應(yīng)答信號處理器進行了改進,使單脈沖二次雷達系統(tǒng)的應(yīng)答處理能力在可靠性、穩(wěn)定性和系統(tǒng)精度三個方面有質(zhì)的飛躍.
上傳時間： 2013-04-24
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隨著微電子技術(shù)和電力電子技術(shù)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(shù)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(jié)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(shù)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(shè)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(shè)計，在FPGA中實現(xiàn)了PCI總線目標設(shè)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(shù)字I/O信號處理電路。 基于改進的數(shù)字PID控制器和前饋控制，設(shè)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(shù)，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(qū)動程序，并詳細介紹了驅(qū)動程序的開發(fā)流程。
上傳時間： 2013-08-01
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隨著電子技術(shù)的發(fā)展,當前數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計正朝著速度快、容量大、體積小、重量輕的方向發(fā)展.FPGA以其功能強大,開發(fā)過程投資少、周期短,可反復(fù)修改,保密性能好,開發(fā)工具智能化等特點成為當今硬件設(shè)計的首選方式之一.由于Intel公司的MCS-51系列單片機被公認為8位機的工業(yè)標準,因此,使用FPGA模擬實現(xiàn)8051單片機及其外設(shè)的功能便成為大規(guī)模復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計中的重要課題.該文首先介紹了FPGA及Xilinx公司關(guān)于硬件設(shè)計開發(fā)的工具ISE系統(tǒng),繼而用VHDL語言編寫了8051單片機功能實現(xiàn)的源代碼,然后為其設(shè)計了與部分外設(shè)連接的接口模塊,包括8255并行接口、SCI串行接口和KBC鍵盤接口模塊.并將它們封裝到一塊FPGA之中,最終實現(xiàn)了8051單片機的大部分功能.
上傳時間： 2013-07-28
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該文就多媒體信息的主體之一-圖像信號的壓縮和解壓進行了分析,并結(jié)合實際課題所設(shè)計的數(shù)字圖像監(jiān)控系統(tǒng)對其中的圖像解碼過程進行了軟硬件的實現(xiàn).首先我們在ANALOG DEVICE公司的ADSP-2189上進行了解碼系統(tǒng)的驗證,就解碼輸出的質(zhì)量進行了主觀評價.通過軟件仿真,我們還進一步得到了解碼過程中,哪些指令占用較多的指令執(zhí)行時間,哪些指令會成為硬件實現(xiàn)時的瓶頸.它為我們的FPGA優(yōu)化設(shè)計提供了理論上的依據(jù).綜合考慮設(shè)計方案的復(fù)雜程度、系統(tǒng)規(guī)模、系統(tǒng)時延、器件成本等各項因素,通過對各種FPGA器件性能與開發(fā)工具的選擇比較,決定選用Altera公司的FLEX10K器件來做最終的硬件實現(xiàn).它不僅為圖像解碼系統(tǒng)的ASIC實現(xiàn)做了一定的理論分析和技術(shù)準備,也為FPGA技術(shù)在數(shù)字信號處理領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了新的研究方向.在硬件設(shè)計過程中,根據(jù)FPGA技術(shù)的優(yōu)點,采用"自上而下"和"自下而上"相結(jié)合的設(shè)計方法,將整個系統(tǒng)進行功能模塊分割并分別實現(xiàn).所有處理模塊均采用VERILIG語言編寫,對其中的主要模塊都進行了優(yōu)化設(shè)計.通過這些優(yōu)化不僅提高了解壓性能,還減少了處理時間和所占用的硬件空間.最后通過仿真表明了所實現(xiàn)的圖像解碼系統(tǒng)具有良好的性能,具有一定的使用價值.
標簽： FPGA 數(shù)字圖像 監(jiān)控系統(tǒng) 片的設(shè)計
上傳時間： 2013-06-26
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目前,以互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)為代表的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,正快速地向包括數(shù)據(jù)、語音、圖像的綜合寬帶多媒體方向發(fā)展,構(gòu)建寬帶化、大容量、全業(yè)務(wù)、智能化的現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)已成為大勢所趨.寬帶無線接入(BWA)憑借其組網(wǎng)快速靈活、運營維護方便及成本較低等競爭優(yōu)勢,迅速成為市場熱點,各種微波、無線通信領(lǐng)域的先進手段和方法不斷引入,各種寬帶無線接入技術(shù)迅速涌現(xiàn).由于BWA要用于非視距傳輸,所以必須考慮無線信道的多經(jīng)效應(yīng).而OFDM技術(shù)憑借著魯棒的對抗頻率選擇性衰落能力和極高頻譜效率引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視.其基本思想是把調(diào)制在單載波上的高速串行數(shù)據(jù)流,分成多路低速的數(shù)據(jù)流,調(diào)制到多個正交載波上并行傳輸,這樣在傳輸時,雖然整個信道是頻率選擇性衰落,但是各個子信道卻是平坦衰落,有效對抗了多經(jīng)效應(yīng),同時由于各個子載波是正交的,極大提高了頻譜效率.可以預(yù)料的是,隨著通信系統(tǒng)將向基于IPv6核心網(wǎng)的全IP包的傳輸方向發(fā)展,越來越多的通信系統(tǒng)將具有"突發(fā)模式"的特征.本文關(guān)注的正是突發(fā)OFDM系統(tǒng)接收機設(shè)計和實現(xiàn).由于IEEE 802.11a無線局域網(wǎng)是OFDM技術(shù)第一次真正的應(yīng)用于突發(fā)系統(tǒng),實現(xiàn)了面向IP的無線寬帶傳輸,所以基于IEEE 802.11a的突發(fā)OFDM系統(tǒng)有著重要的借鑒和研究價值,本文也正是圍繞著這個中心而展開.本文的各章節(jié)安排如下:在第一章中主要介紹OFDM的技術(shù)原理和在寬帶無線接入中的應(yīng)用,同時引出本文所關(guān)注的突發(fā)OFDM接收機設(shè)計.在第二章中先介紹了相干接收和信道估計的概念,重點分析了本文所采用的WLAN信道模型和信道估計算法,然后在得到同步誤差表達式的基礎(chǔ)上,先用星座圖直觀的表現(xiàn)OFDM系統(tǒng)中各種同步誤差的影響,再從信噪比損失的角度對符種同步誤差進行分析.第三章是本文的重點之一,在本章中對基于IEEE 802.11a的各種同步算法包括幀檢測和符號定時、載波同步和采樣時鐘同步進行仿真和比較,并針對適合FPGA實現(xiàn)的同步算法進行了重點的分析.第四章也是本文的重點之一,提出了整個OFDM系統(tǒng)平臺的硬件結(jié)構(gòu)和基于IEEE 802.11a的接收機FPGA設(shè)計方案,然后從整體上介紹了接收機的實現(xiàn)結(jié)構(gòu),并給出了接收機各個模塊的具體設(shè)計,最后對整個系統(tǒng)調(diào)試過程和測試結(jié)果進行了分析.
上傳時間： 2013-04-24
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傅里葉變換是信號處理領(lǐng)域中較完善、應(yīng)用較廣泛的一種分析手段.但傅里葉變換只是一種時域或頻域的分析方法,它要求信號具有統(tǒng)計平穩(wěn),即時不變的特性.但是實際應(yīng)用中存在很多非平穩(wěn)信號,它們并不能很好的用傅立葉變換來處理.小波變換的出現(xiàn)解決了這個問題,它在處理非平穩(wěn)信號方面具有傅立葉變換無法比擬的優(yōu)越性.小波變換在通信技術(shù)、信號處理、地球物理、水利電力、醫(yī)療等領(lǐng)域中獲得了日益廣泛的應(yīng)用.小波變換的研究成為了當今學(xué)術(shù)界的一個熱點.隨著現(xiàn)代數(shù)字信號處理朝著高速實時的方向發(fā)展,純軟件的程序式信號處理方法越來越不能滿足實際應(yīng)用的需求,因此人們希望用硬件電路來實現(xiàn)高速信號處理問題.基于以上原因,該文在研究了小波變換的基本理論和特點的基礎(chǔ)上,重點研究了小波變換的VLSI電路構(gòu)架,并用FPGA實現(xiàn)了它的功能.毫無疑問,該文所做的具體工作在理論和實踐上都有參考價值.論文中,在簡單介紹了小波變換的基本理論、特點和應(yīng)用;對信號小波變換分解,重構(gòu)的MATLAB算法進行了分析,為硬件實現(xiàn)奠定了理論基礎(chǔ).論文在研究了小波核心算法MALLAT算法的基礎(chǔ)上,以直觀的圖形方式描述了算法的流程圖;并由此提出了基于VLSI的電路模塊架構(gòu).根據(jù)上述模塊結(jié)構(gòu),對相關(guān)模塊進行了硬件描述語言(VERILOG-HDL)的建模,并且在仿真平臺上(ACTIVE-HDL)進行了仿真.在仿真正確的前提下,該文選用了EP20K100BC356-1V芯片作為目標器件進行了綜合和后仿真,并且將仿真結(jié)果通過MATLAB與理論參數(shù)進行了比較,結(jié)果表明設(shè)計是正確的.對設(shè)計中存在的誤差和部分模塊的進一步優(yōu)化,該文也作了分析和說明,為下一步實現(xiàn)通用IP核設(shè)計奠定了基礎(chǔ).
上傳時間： 2013-06-27
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語音識別技術(shù)是信息技術(shù)領(lǐng)域的重要發(fā)展方向之一,小詞匯量非特定人孤立詞語音識別是語音識別領(lǐng)域中一個具有廣泛應(yīng)用背景的分支,在家電遙控、智能玩具、人機交互等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價值.語音識別芯片從20世紀90年代開始出現(xiàn),目前的語音識別芯片都是以DSP為核心集成的語音識別系統(tǒng),算法主要通過軟件實現(xiàn),為了提高速度和降低成本,下一代語音識別芯片將設(shè)計成軟硬件協(xié)同實現(xiàn),本文的目的是使用全硬件方法實現(xiàn)語音識別算法,為軟硬件協(xié)同實現(xiàn)的方案提供參考.本論文主要完成了以下工作:(1)在選定的FPGA平臺上,完成了整個系統(tǒng)的硬件設(shè)計.(2)對于硬件中難于實現(xiàn)而且占用較多資源的乘法器、求對數(shù)、求平方根以及快速傅立葉變換等關(guān)鍵模塊,本文都根據(jù)電路的具體特點,給出了巧妙的實現(xiàn)方案,完成了算法需要的功能.(3)設(shè)計中使用了模塊復(fù)用和流水線技術(shù).(4)根據(jù)設(shè)計結(jié)果,給出了各個模塊占用的硬件資源和運行速度.實驗結(jié)果表明,本文所設(shè)計的硬件系統(tǒng)能夠正常工作,在速度和面積方面都達到了設(shè)計要求.
上傳時間： 2013-06-12
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嵌入式系統(tǒng)是將先進的計算機技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合的產(chǎn)物。目前，嵌入式系統(tǒng)己經(jīng)廣泛應(yīng)用到工業(yè)、交通、能源、通信、科研、醫(yī)療衛(wèi)生、國防以及日常生活等領(lǐng)域，并不斷朝著體積小，功能強的方向發(fā)展。嵌入式系統(tǒng)不同于原來的單片機系統(tǒng)，它不僅有自己的操作系統(tǒng)，上層應(yīng)用程序，而且還具備網(wǎng)絡(luò)通信和信息管理的功能。 ARM體系的處理器是目前嵌入式系統(tǒng)中使用最廣泛的處理器。它采用了RISC技術(shù)，具有尋址方式簡單，寄存器多，指令長度固定等的特點使得它的處理速度快，執(zhí)行效率高。由于Linux對于ARM技術(shù)的支持，具有內(nèi)核可裁減，網(wǎng)絡(luò)功能強大，代碼開放的特點，把Linux應(yīng)用到嵌入式系統(tǒng)中，能充分發(fā)揮ARM和Linux的優(yōu)勢。 論文以“掌上中文語言學(xué)習(xí)系統(tǒng)”項目為依托，以ARM體系處理器和Ljnux操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)為基礎(chǔ)，構(gòu)建一個掌上語言學(xué)習(xí)設(shè)備。 論文首先進行了開發(fā)環(huán)境的設(shè)計與搭建，對開發(fā)主機進行TFTP服務(wù)器、NFS服務(wù)器、minicom串口通信和GNU交叉工具鏈進行配置。實現(xiàn)了針對NAND閃存的U-Boot啟動程序的建立，并對Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核進行了移植工作。最后利用圖形界面系統(tǒng)MiniGUI和遠程調(diào)試技術(shù)實現(xiàn)了掌上語言學(xué)習(xí)的軟件功能。
標簽： Linux ARM 嵌入式 學(xué)習(xí)系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-24
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ZigBee是近年來出現(xiàn)的一種新型無線通信技術(shù)，其具有近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的特點，在家用系統(tǒng)控制、樓宇自動化、工業(yè)監(jiān)控領(lǐng)域具有廣闊的市場空間。ZigBee的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層由IEEE802.15.4工作組制定，高層(網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)安全性及互邊互通應(yīng)用)由ZigBee聯(lián)盟負責(zé)。 隨著ZigBee技術(shù)在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用，越來越多的ZigBee設(shè)備終端將出現(xiàn)在工業(yè)現(xiàn)場，這就提出了將這些ZigBee設(shè)備與傳統(tǒng)的以太網(wǎng)連接起來要求，為此需要設(shè)計一個無線的ZigBee網(wǎng)關(guān)來進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，因此對ZigBee網(wǎng)關(guān)的研究和設(shè)計具有重要的意義。 本系統(tǒng)選用基于ARM 920T內(nèi)核的S3C2410作為ZigBee網(wǎng)關(guān)的主處理器，并且選用符合802.15.4標準的CC2420作為ZigBee網(wǎng)關(guān)的無線收發(fā)器。為了降低開發(fā)成本以及方便程序升級，網(wǎng)關(guān)選用開源嵌入式Linux操作系統(tǒng)，基于2.6.內(nèi)核進行開發(fā)。本文主要對網(wǎng)關(guān)軟件部分進行了深入研究。軟件部分主要由2個程序組成：無線收發(fā)器的驅(qū)動程序和網(wǎng)關(guān)程序。其中網(wǎng)關(guān)程序主要包含Zigbee協(xié)議棧模塊和網(wǎng)關(guān)通信模塊。開發(fā)和測試主要語言采用標準C語言，驅(qū)動部分測試部分采用Bash腳本。 本文首先介紹了無線通信的背景知識和ZigBee協(xié)議棧，然后詳細闡述了采用Linux來進行無線收發(fā)器驅(qū)動程序設(shè)計的關(guān)鍵點，同時對基于Linux的嵌入式ZigBee網(wǎng)關(guān)協(xié)議棧進行了移植，并且給出了ZigBee網(wǎng)關(guān)通信程序的設(shè)計方法以及程序的編譯、調(diào)試和測試方法，實現(xiàn)了將ZigBee設(shè)備的數(shù)據(jù)及其狀態(tài)轉(zhuǎn)發(fā)給上位數(shù)據(jù)服務(wù)器的過程，最后還提出了作者對未來工作方向的一些改進思路和方法。
標簽： ZigBee ARM 嵌入式無線 網(wǎng)關(guān)
上傳時間： 2013-07-17
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隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。在當今的工業(yè)控制領(lǐng)域，控制邏輯和功能變得越來越復(fù)雜，簡單的嵌入式系統(tǒng)己經(jīng)不能滿足工業(yè)生產(chǎn)需求，而帶有高性能處理器以及完整操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)的引入將逐漸成為工業(yè)控制自動化發(fā)展的方向。 本文對用于工業(yè)供水設(shè)備測控的工業(yè)供水測控系統(tǒng)展開研究。首先，在ARM嵌入式最小系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立通用的硬件平臺，對平臺的硬件結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，特別是對于關(guān)鍵的接口電路進行了比較深入的研究，針對供水設(shè)備測控的不同要求，集成了多種接口電路。其次，在實現(xiàn)嵌入式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ在ARM上可移植的基礎(chǔ)上，建立了測控系統(tǒng)的軟件平臺，對接口電路驅(qū)動程序進行模塊化設(shè)計。最后，在研制出的測控平臺上，加入了電力參數(shù)與傳感器數(shù)據(jù)監(jiān)測電路以及開關(guān)量輸入/輸出電路，特別是對工頻交流信號有效值的測量進行了較深入的硬件設(shè)計以及軟件算法研究，并對測控系統(tǒng)的無線通訊部分進行了設(shè)計。 在上述工作的基礎(chǔ)上，開發(fā)出嵌入式無線工業(yè)供水測控系統(tǒng)樣機。工業(yè)現(xiàn)場近半年來試運行的結(jié)果表明：該基于ARM的嵌入式無線工業(yè)供水測控系統(tǒng)設(shè)計合理，性能穩(wěn)定可靠，達到了設(shè)計的要求。
標簽： ARM 嵌入式無線 工業(yè) 測控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-23
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