本課題是在課題組已實現的高速串行通信平臺的基礎上,進一步引伸,設計開源的PCI軟核通信模塊替代Xilinx公司提供的LogiCORE PCI核,力求在從模式下,做到占用資源更少,傳輸速度更快,也為以后實現更完整的功能提供平臺。 本文以此為背景,基于FPGA平臺,搭建以開源的PCI軟核為核心的串行通信接口平臺,使其成為PCI總線與用戶邏輯之間的橋梁,使用戶邏輯避開與復雜的PCI總線協議。本課題采用Spartan-II FPGA芯片XC2S200-6FG456C系統開發板作為串行通信接口的硬件實驗平臺,實現了支持配置讀/寫交易、單數據段讀/寫、突發模式讀/寫、命令/地址譯碼功能和數據傳送錯誤檢測與處理功能的PCI軟核。 本文主要闡述了以PCI軟核為核心的串行通信平臺的實現,首先介紹了PCI軟核的編程語言、軟件工具和硬件實驗平臺Spartan-II FPGA芯片XC2S200-6FG456C系統開發板。然后,介紹了PCI總線命令、PCI軟核所支持的功能、PCI軟核兩側信號的定義、PCI軟核配置模塊以及探討了PCI軟核的狀態機接收、發送數據等過程,分析了PCI軟核的數據收發功能仿真,主要包括配置讀/寫交易、單數據段模式讀/寫和突發模式讀/寫的仿真圖形,并闡述了管腳約束的操作流程。最后介紹PCI軟核模塊的WDM驅動,內容包括驅動程序簡介、驅動程序的開發、中斷處理、驅動程序與應用程序之間的通信以及應用程序操作。最后,對PCI軟核的各種性能進行了比較分析。整個模塊設計緊湊,完成在實驗平臺上的數據發送。 設計選用硬件描述語言VerilogHDL,在開發工具Xilinx ISE7.1中完成整個系統的設計、綜合、布局布線,利用Modelsim進行功能及時序仿真,使用DriverWorks為PCI軟核編寫WinXP下的驅動程序,用VC++6.0編寫相應的測試應用程序。之后,將FPGA設計下載到Spanan-II FPGA芯片XC2S200-6FG456C系統開發板中運行。 文章最后指出工作中的不足之處和需要進一步完善的地方。
上傳時間: 2013-04-24
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上傳時間: 2013-04-24
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隨著科學技術的飛速發展,電子測量技術被廣泛應用在電子、機械、醫療、測控及航天等各個領域,而電子測量技術要用到各種形式的高質量信號源,因此任意波形發生器的研制就具有非常重要的現實意義。 本文便是基于DDS(DirectDigitalSynthesis)技術進行任意波形發生器研制的。要求可以產生正弦波、方波、三角波與鋸齒波等常規波形,而且能夠產生任意波形,從而滿足研究的需要。具體工作如下: (一)介紹國內外關于任意波形發生器研究的發展情況,闡述頻率合成技術的各種方式與技術對比情況,并選定直接數字頻率合成技術進行研制。 (二)介紹系統的硬件設計構成與功能實現,并對系統部件進行逐一細述。選用單片機作為控制模塊,使用FPGA實現DDS功能作為技術核心,并對外圍電路的設計與接口技術進行分析。 (三)講述DDS的工作原理、工作特點與技術指標,并基于FPGA芯片EP1C3T144C8進行設計,通過使用相位累加器與波形ROM等模塊,實現DDS功能。同時輔以使能模塊與行列式鍵盤,實現各種波形的靈活輸出。 (四)給出系統產生的測試數據,并對影響頻譜純度的雜散與噪聲產生的原因進行分析。
上傳時間: 2013-04-24
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SATA接口是新一代的硬盤串行接口標準,和以往的并行硬盤接口比較它具有支持熱插拔、傳輸速率快、執行效率高的明顯優勢。SATA2.0是SATA的第二代標準,它規定在數據線上使用LVDS NRZ串行數據流傳輸數據,速率可達3Gb/s。另外,SATA2.0還具有支持NCQ(本地命令隊列)、端口復用器、交錯啟動等一系列技術特征。正是由于以上的種種技術優點,SATA硬盤業已被廣泛的使用于各種企業級和個人用戶。 硬盤作為主要的信息載體之一,其信息安全問題尤其引起人們的關注。由于在加密時需要實時處理大量的數據,所以對硬盤數據的加密主要使用帶有密鑰的硬件加密的方式。因此將硬盤加密和SATA接口結合起來進行設計和研究,完成基于SATA2.0接口的加解密芯片系統設計具有重要的使用價值和研究價值。 本論文首先介紹了SATA2.0的總線協議,其協議體系結構包括物理層、鏈路層、傳輸層和命令層,并對系統設計中各個層次中涉及的關鍵問題進行了闡述。其次,本論文對ATA協議和命令進行了詳細的解釋和分析,并針對設計中涉及的命令和對其做出的修改進行了說明。接著,本論文對SATA2.0加解密控制芯片的系統設計進行了講解,包括硬件平臺搭建和器件選型、模塊和功能劃分、系統工作原理等,剖析了系統設計中的難點問題并給出解決問題的方法。然后,對系統數據通路的各個模塊的設計和實現進行詳盡的闡述,并給出各個模塊的驗證結果。最后,本文簡要的介紹了驗證平臺搭建和測試環境、測試方法等問題,并分析測試結果。 本SATA2.0硬盤加解密接口電路在Xilinx公司的Virtex5 XC5VLX50T FPGA上進行測試,目前工作正常,性能良好,已經達到項目性能指標要求。本論文在SATA加解密控制芯片設計與實現方面的研究成果,具有通用性、可移植性,有一定的理論及經濟價值。
上傳時間: 2013-04-24
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焊有元件的印制電路板在線測試是印制電路板生產過程中的一個重要環節,關系著整個電子產品的質量。本文在深入研究國內外印制電路板自動測試技術的基礎上,結合當前先進的電子技術,設計出一套高性能,低價位,小體積,便于攜帶和操作的印制電路板在線測試儀。 本文設計的在線測試儀系統包括控制器電路、信號發生電路、信號采集電路、元件測試電路、USB通信電路和開關矩陣電路等,其中控制器電路是以FPGA可編程控制芯片為核心,負責控制下位機其它所有電路的正常工作,并實現與上位機間的通信。 針對模擬元件的測試,本文首先探討了對印制電路板上模擬元件測試時的隔離原理,繼而詳細闡述了電阻、電容(電感)、二極管、三極管、運算放大器等的測試方法,并分別設計了硬件測試電路。因為測試時需向被測元件施加測試激勵信號,本文設計并完成了一信號發生電路,可輸出幅值可調的直流恒壓源信號和直流恒流源信號、幅值和頻率都可調的交流信號。 針對數字器件的測試,本文將數字器件分為兩種,一種為具有邊界掃描功能單元的器件,另一類為非邊界掃描器件,并分別對兩種類型的數字器件的測試原理和方法進行了詳細的描述,在文中給出了相關的硬件測試電路圖。 本設計中,所有測試激勵信號經測試電路后輸出的測試結果都是直流電壓信號,所以本文設計了一通用信號采集電路來完成對測試結果的取樣。本文還設計了開關矩陣電路,用于將被測印制電路板上的元件接入到測試電路中。對通信電路的設計,本文采用USB通信方式與上位機進行有效的數據交換,并通過USB接口芯片完成了硬件電路的設計。 在軟件方面,本文采用NiosⅡ C語言完成所有軟件設計,以協助硬件部分來完成對印制電路板的測試工作。 本文已完成各部分電路試驗及系統聯調,試驗證明設計達到了項目預定要求。
上傳時間: 2013-08-02
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隨著計算機和自動化測量技術的日益發展,測量儀器和計算機的關系日益密切。計算機的很多成果很快就應用到測量和儀器領域,與計算機相結合已經成為測量儀器和自動測試系統發展的必然趨勢。高度集成的現場可編程門陣列(FPGA)是超大規模集成電路和計算機輔助設計技術發展的結果,由于FPGA器件具備集成度高、體積小、可以利用基于計算機的開發平臺,用編寫軟件的方法來實現專門硬件的功能等優點,大大推動了數字系統設計的單片化、自動化,縮短了單片數字系統的設計周期、提高了設計的靈活性和可靠性。 本文研究基于網絡的高速數據采集系統的設計與實現問題。論文完成了以FPGA結構為系統硬件平臺,uClinux為核心的系統的軟件平臺設計,進行信號的采集和遠程網絡監測的功能。 論文從軟硬件兩方面入手,闡述了基于FPGA器件進行數據采集的硬件系統設計方法,以及基于uClinux操作系統的設備驅動程序設計和應用程序設計。 硬件方面,FPGA采用Xilinx公司Spartan系列的XC3S500芯片,用verilog HDL硬件描述語言在Xilinx公司提供的ISE輔助設計軟件中實現FPGA編程。將微處理器MicroBlaze、數據存儲器、程序存儲器、以太網控制器、數模轉換控制器等數字邏輯電路通過CoreConnect技術用OPB總線集成在同一個FPGA內部,形成一個可編程的片上系統(SOPC)。采用基于FPGA的SOPC設計的突出優點是不必更換芯片就可以實現設計的改進和升級,同時也可以降低成本和提高可靠性。 軟件方面,為了更好更有效地管理和拓展系統功能,移植了uClinux到MicroBlaze軟處理器上,設計實現了平臺上的ADC設備驅動程序和數據采集應用程序。并通過修訂內核,實現了利用以太網TCP/IP協議來訪問數據采集程序獲得的數據。
上傳時間: 2013-05-23
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51單片機綜合學習系統 STC芯片燒寫軟件
上傳時間: 2013-04-24
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51單片機綜合學習系統 SST芯片燒寫軟件
上傳時間: 2013-07-21
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近年來,語音識別研究大部分集中在算法設計和改進等方面,而隨著半導體技術的高速發展,集成電路規模的不斷增大與各種研發技術水平的不斷提高,新的硬件平臺的推出,語音識別實現平臺有了更多的選擇。語音識別技術在與DSP、FPGA、ASIC等器件為平臺的嵌入式系統結合后,逐漸向實用化、小型化方向發展。 本課題通過對現有各種語音特征參數與孤立詞語音識別模型進行研究的基礎上,重點探索基于動態時間規整算法的DTW模型在孤立詞語音識別領域的應用,并結合基于FPGA的SOPC系統,在嵌入式平臺上實現具有較好精度與速度的孤立詞語音識別系統。 本系統整體設計基于DE2開發平臺,采用基于Nios II的SOPC技術。采用這種解決方案的優點是實現了片上系統,減少了系統的物理體積和總體功耗;同時系統控制核心都在FPGA內部實現,可以極為方便地更新和升級系統,大大地提高了系統的通用性和可維護性。 此外,由于本系統需要大量的高速數據運算,在設計中作者充分利用了Cyclone II芯片的豐富的硬件乘法器,實現了語音信號的端點檢測模塊,FFT快速傅立葉變換模塊,DCT離散余弦變換模塊等硬件設計模塊。為了提高系統的整體性能,作者充分利用了FPGA的高速并行的優勢,以及配套開發環境中的Avalon總線自定義硬件外設,使系統處理數字信號的能力大大提高,其性能優于傳統的微控制器和普通DSP芯片。 本論文主要包含了以下幾個方面: (1)結合ALTERA CYCLONE II芯片的特點,確定了基于FPGA語音識別系統的總體設計,在此基礎上進行了系統的軟硬件的選擇和設計。 (2)自主設計了純硬件描述語言的驅動電路設計,完成了高速語音采集的工作,并且對存儲數據芯片SRAM中的原始語音數據進行提取導入MATLAB平臺測試數據的正確性。整個程序測試的方式對系統的模塊測試起到重要的作用。 (3)完成高速定點256點的FFT模塊的設計,此模塊是系統成敗的關鍵,實現高速實時的運算。 (4)結合SOPC的特性,設計了人機友好接口,如LCD顯示屏的提示反饋信息等等,以及利用ALTERA提供的一些驅動接口設計完成用戶定制的系統。 (5)進行了整體系統測試,系統可以較穩定地實現實時處理的目的,具有一定的市場潛在價值。
上傳時間: 2013-05-23
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隨著現代DSP、FPGA等數字芯片的信號處理能力不斷提高,基于軟件無線電技術的現代通信與信息處理系統也得到了更為廣泛的應用。軟件無線電的基本思想是以一個通用、標準、模塊化的硬件系統作為其應用平臺,把盡可能多的無線及個人通信和信號處理的功能用軟件來實現,從而將無線通信新系統、新產品的開發逐步轉移到軟件上來。另一方面,現代信號處理系統對數據的處理速度、處理精度和動態范圍的要求也越來越高,需要每秒完成幾千萬到幾百億次運算。因此研制具備高速實時信號處理能力的通用硬件平臺越來越受到業界的重視。 @@ 目前的高速實時信號處理系統一般均采用DSP+FPGA的架構,其中DSP主要負責完成系統通信和基帶信號處理算法,而FPGA主要完成信號預處理等前端算法,并提供系統常用的各種外部接口邏輯。本文的主要工作就在于完成通用型高速實時信號處理系統的FPGA軟件設計。 @@ 本文提出了一種基于多DSP與FPGA的通用高速實時信號處理系統的架構。綜合考慮各方面因素,作者選擇使用兩片ADSP-TS201浮點DSP以混合耦合模型構成系統信號處理核心;以Xilinx公司最新的高性能FPGA Virtex-5系列的XC5VLX50T提供系統所需的各種接口,包括與ADSP-TS201的高速Linkport接口以及SPI、UART、SPORT等常用外設接口。此外,作者還選擇了ADSP-BF533定點DSP加入系統當中以擴展系統音視頻信號處理能力,體現系統的通用性。 @@ 基于FPGA的嵌入式系統設計正逐漸成為現代FPGA應用的一個熱點。結合課題需要,作者以Xilinx公司的MicroBlze軟核處理器為核心在Virtex-5片內設計了一個嵌入式系統,完成了對CF卡、DDR2 SDRAM存儲器的讀寫控制,并利用片內集成的三態以太網MAC硬核模塊,實現了系統與上位PC機之間的以太網通信鏈路。此外,為擴展系統功能,適應未來可能的軟件升級,進一步提高系統的通用性,還將嵌入式實時操作系統μC/OS-II移植到MicroBlaze處理器上。 @@ 最后,作者介紹了基于Xilinx RocketIO GTP收發器的高速串行傳輸設計的關鍵技術和基本的設計方法,充分體現了目前高速實時信號處理系統的發展要求和趨勢。 @@關鍵詞:高速實時信號處理;FPGA;Virtex-5;嵌入式系統;MicroBlaze
上傳時間: 2013-05-17
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