GSM是全球使用最為廣泛的一種無線通信標準,不僅在民用領域,也在鐵路GSM-R等專用領域發揮著極為重要的作用。由于無線信道具有瑞利衰落和延時效應,在通信系統的收發兩端也存在不完全匹配等未知因素,因此接收的信號疊加有各種誤差因素的影響。GSM接收機的實現離不開系統的同步,為了得到更好的同步質量,就必須對GSM基帶同步技術進行研究,選擇一種最合適的同步算法。GSM的同步既有時間同步,也有頻率同步。 @@ 軟件無線電是當前通信領域引入注目的熱點之一。長期以來,GSM的接收和解調都是由專用的ASIC芯片來完成的,通過軟件來實現GSM接收機的基帶算法,體現了軟件無線電技術的思想,選擇用它們來實現的GSM接收機具有靈活、可靠、擴展性好的優點。 @@ 論文主要討論GSM接收機同步算法與基于FPGA和DSP的GSM接收機設計, @@ 主要內容包括: @@ 通過相關理論知識的學習,設計驗證了GSM基帶同步算法。對FB時間同步,討論了包絡檢測和FFT變換兩種不同的方法;對SB時間同步,介紹實相關和復相關兩種方法;對頻率同步,給出了一種對FB運用相關運算來精確估計頻率誤差的算法。 @@ 設計了使用GSM射頻收發芯片RDA6210并通過實驗室的ALTERA EP3C25FPGA開發板進行控制的GSM射頻端的解決方案,論文對RDA6210的性能和控制方式進行了詳細的介紹,設計了芯片的控制模塊,得到了下變頻后的GSM基帶信號。 @@ 設計了基于RF前端+FPGA的GSM接收機方案。利用ALTERA EP2S180開發平臺來完成基帶數據的處理。針對ALTERA EP2S180開發平臺模數轉換器AD9433的特點使用THS4501設計了單獨的差分運算放大器模塊;設計了平臺的數據存儲方案并將該平臺得到的基帶采樣數據用于同步算法的仿真。 @@ 設計了基于RF前端+DSP的GSM接收機方案。利用模數轉換器AD9243、FPGA芯片和TMS320C6416TDSP芯片來完成基帶數據的處理。設計了McBSP+EDMA傳輸的數據存儲方案。 @@ 給出了接收機硬件測試的結果,從多方面驗證了所設計硬件平臺的可靠性。 @@關鍵詞:GSM接收機;同步;RF; FPGA;DSP;
上傳時間: 2013-07-01
上傳用戶:sh19831212
FPGA作為新一代集成電路的出現,引起了數字電路設計的巨大變革。隨著FPGA工藝的不斷更新與改善,越來越多的用戶與設計公司開始使用FPGA進行系統開發,因此,PFAG的市場需求也越來越高,從而使得FPGA的集成電路板的工藝發展也越來越先進,在如此良性循環下,不久的將來,FPGA可以主領集成電路設計領域。正是由于FPGA有著如此巨大的發展前景與市場吸引力,因此,本文采用FPGA作為電路設計的首選。 @@ 隨著FPGA的開發技術日趨簡單化、軟件化,從面向硬件語言的VHDL、VerilogHDL設計語言,到現在面向對象的System Verilog、SystemC設計語言,硬件設計語言開始向高級語言發展。作為一個軟件設計人員,會很容易接受面向對象的語言。現在軟件的設計中,算法處理的瓶頸就是速度的問題,如果采用專用的硬件電路,可以解決這個問題,本文在第一章第二節詳細介紹了軟硬結合的開發優勢。另外,在第一章中還介紹了知識產權核心(IP Core)的發展與前景,特別是IP Core中軟核的設計與開發,許多FGPA的開發公司開始爭奪軟核的開發市場。 @@ 數字電路設計中最長遇到的就是通信的問題,而每一種通信方式都有自己的協議規范。在CPU的設計中,由于需要高速的處理速度,因此其內部都是用并行總線進行通信,但是由于集成電路資源的問題,不可能所有的外部設備都要用并行總線進行通信,因此其外部通信就需要進行串行傳輸。又因為需要連接的外部設備的不同,因此就需要使用不同的串行通信接口。本文主要介紹了小型CPU中常用的三種通信協議,那就是SPI、I2C、UART。除了分別論述了各自的通信原理外,本文還特別介紹了一個小型CPU的內部構造,以及這三個通信協議在CPU中所處的位置。 @@ 在硬件的設計開發中,由于集成電路本身的特殊性,其開發流程也相對的復雜。本文由于篇幅的問題,只對總的開發流程作了簡要的介紹,并且將其中最復雜但是又很重要的靜態時序分析進行了詳細的論述。在通信協議的開發中,需要注意接口的設計、時序的分析、驗證環境的搭建等,因此,本文以SPI數據通信協議的設計作為一個開發范例,從協議功能的研究到最后的驗證測試,將FPGA 的開發流程與關鍵技術等以實例的方式進行了詳細的論述。在SPI通信協議的開發中,不僅對協議進行了詳細的功能分析,而且對架構中的每個模塊的設計都進行了詳細的論述。@@關鍵詞:FPGA;SPI;I2C;UART;靜態時序分析;驗證環境
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:vvbvvb123
衛星導航定位系統可以為公路、鐵路、空中和海上的交通運輸工具提供導航定位服務。它能夠軍民兩用,戰略作用與商業利益并舉。只要持有便攜式接收機,則無論身處陸地、海上還是空中,都能收到衛星發出的特定信號。接收機選取至少四顆衛星發出的信號進行分析,就能確定接收機持有者的位置。 GPS導航定位接收機的理論基礎即是擴頻通信理論,擴頻通信技術與常規的通信技術相比,具有低截獲率,強抗噪聲,抗干擾性,具有信息隱蔽和多址通信等特點,目前己從軍事領域向民用領域迅速發展,成為進入信息時代的高新技術通信傳輸方式之一。擴頻通信技術中,最常見的是直接序列擴頻通信(DSSS)系統,本文所研究的就是這一類系統。 目前在衛星信號的捕獲上一般使用兩種方法:順序捕獲方法(時域法,基于大規模并行相關器)和并行捕獲方法(頻域法,基于FFT)。本文在第二章分別分析了現有順序捕獲和并行捕獲技術的原理,并給出了它們的優缺點。 本文第三章對長碼的直接捕獲進行了深入的研究,基于對國內外相關文獻中長碼直捕方法的分析與對比,并且結合在實際過程中硬件資源需求的考慮,應用了基于分段補零循環相關和FFT搜索頻偏的直捕方法。此方法大大減少了計算量,加快了信號捕獲的速度。本方法利用FFT實現接收信號與本地長碼的并行相關,同時完成頻偏的搜索,將傳統的二維搜索轉換為并行的一維搜索,從而能快速實現長碼捕獲。 GPS信號十分微弱,靈敏度低,在戰場環境下,GPS接收機會面臨各種人為的干擾。如何從復雜的干擾信號中實現對GPS信號的捕獲,即抗干擾技術的研究,是GPS也是本文研究一個的方面。第四章即研究了GPS接收機干擾抑制算法,在強干擾環境下,需要借助信號處理技術在不增加信號帶寬的條件下提高系統的抗干擾能力,以保證后續捕獲跟蹤模塊有充足的處理增益。 本文在第五章給出了GPS接收機長碼捕獲以及干擾抑制的FPGA實現方案,并對各主要子模塊進行了詳細地分析。基本型接收機中長碼捕獲采用頻域方法,選用Altera StratixⅡ EP2S180芯片實現;抗干擾型接收機中選用Xilinx xc4vlx100芯片。實現了各模塊的單獨測試和整個系統的聯調,通過聯調驗證,本文提出的長碼直接捕獲方法正確、可行。 本文提出的長碼直捕方法可以在不需要C/A碼輔助捕獲下完成對長碼的直接捕獲,可以應用于GPS接收機,監測站接收機的同步等,對我國自主研發導航定位接收機也有重大的現實及經濟意義。
上傳時間: 2013-06-18
上傳用戶:wang5829
寬帶無線通信的持續高速的需求增長刺激了新的通信技術的不斷產生,而這些技術的發展,很大程度上都來自于不同技術的互相補充與融合,這也成為新標準的源泉。正交頻分復用(OFDM)技術在提供高效的頻譜利用率以及良好的抗多徑性能的同時,通過多輸入輸出(MIMO)技術來進一步增加信道容量,在不增加信號帶寬的基礎上取得更高的傳輸速率和更好的傳輸質量。因此MIMO-OFDM技術近年來在成為研究熱點的同時,已被認為是下一帶移動通信和網絡接入標準中的核心技術。 本文主要對MIMO-OFDM系統物理層的關鍵技術進行了研究,并主要對系統的同步和信道估計算法進行了深入的分析,并提出了一些改進。最后進行了MIMO-OFDM基帶系統基于FPGA的物理層設計,對其中一些關鍵模塊的設計,比如信道估計和空時譯碼模塊進行了詳細的討論。 第一章緒論部分首先結合寬帶無線通信技術發展的歷史就MIMO-OFDM技術產生發展的背景進行了分析,指出了MIMO-OFDM研究與發展方向,最后總結了本文的工作目標和基本要求。 第二章主要是推導分析了MIMO-OFDM系統的基本原理,先分別從OFDM技術和MIMO技術兩方面概括性的介紹了其理論以及技術特點,最后對MIMO與OFDM結合的關鍵技術進行了討論。 第三章是對MIMO-OFDM同步算法的研究,主要針對基于訓練序列的同步算法進行了深入討論,關注點是訓練序列的設計。針對原有的一些算法進行了總結與比較,并主要對基于頻域設計的訓練序列符號同步算法做出了改進。 第四章首先從基于導頻的信道估計算法推導開始,關注點放在MIMO-OFDM系統下的自適應信道估計算法研究。文章將原有的一些OFDM自適應信道估計算法擴展到MIMO領域,結合基于共軛梯度的自適應算法并做出了一些改進。 第五章節是本文的硬件設計部分,文章基于一個2發2收MIMO-OFDM系統進行了基帶數字處理部分的FPGA設計工作,根據設計要求實現了發送端和接收端數據處理的基本功能,為完善的和更高性能的MIMO-OFDM系統實現奠定了基礎。
上傳時間: 2013-06-26
上傳用戶:wl9454
FPGA(Field Programmable Gate Arrays)是目前廣泛使用的一種可編程器件,FPGA的出現使得ASIC(Application Specific Integrated Circuits)產品的上市周期大大縮短,并且節省了大量的開發成本。目前FPGA的功能越來越強大,滿足了目前集成電路發展的新需求,但是其結構同益復雜,規模也越來越大,內部資源的種類也R益豐富,但同時也給測試帶來了困難,FPGA的發展對測試的要求越來越高,對FPGA測試的研究也就顯得異常重要。 本文的主要工作是提出一種開關盒布線資源的可測性設計,通過在FPGA內部加入一條移位寄存器鏈對開關盒進行配置編程,使得開關盒布線資源測試時間和測試成本減少了99%以上,而且所增加的芯片面積僅僅在5%左右,增加的邏輯資源對FPGA芯片的使用不會造成任何影響,這種方案采用了小規模電路進行了驗證,取得了很好的結果,是一種可行的測試方案。 本文的另一工作是采用一種FPGA邏輯資源的測試算法對自主研發的FPGA芯片FDP250K的邏輯資源進行了嚴格、充分的測試,從FPGA最小的邏輯單元LC開始,首先得到一個LC的測試配置,再結合SLICE內部兩個LC的連接關系得到一個SLICE邏輯單元的4種測試配置,并且采用陣列化的測試方案,同時測試芯片內部所有的邏輯單元,使得FPGA內部的邏輯資源得完全充分的測試,測試的故障覆蓋率可達100%,測試配置由配套編程工具產生,測試取得了完滿的結果。
上傳時間: 2013-06-11
上傳用戶:唐僧他不信佛
在當今的廣播系統中,絕大部分的視頻信號是隔行采樣的。采用這種掃描格式,能夠大幅度地減少視頻的帶寬,但也會引起彩色爬行、畫面閃爍、邊緣模糊及鋸齒等現象。這種缺陷經人尺寸屏幕放大后就更加明顯。為改善畫面的視覺效果,去隔行技術應運而生。同時,視頻信號本身的低幀頻也會導致行抖動、線爬行以及大面積閃爍等視覺效果上的缺陷。增加掃描頻率會把這些視覺缺陷搬移到人眼不敏感的高頻區域上去從而產生較好的主觀圖象質量。而為了適應不同顯示終端以及對圖像大小變化的要求就必須對原始信號分辨率即每幀行數和每行像素數進行變換。因此去隔行、幀頻轉換、分辨率變換成為視頻格式轉換的基本內容。 FPGA 的出現是VLSI技術和EDA技術發展的結果。FPGA器件集成度高、體積小,具有通過用戶編程實現專門應用的功能。它允許電路設計者利用基于計算機的開發平臺,經過設計輸入、仿真、測試和校驗,直到達到預期的結果。使用FPGA器件可以大大縮短系統的研制周期,減少資金投入。另外采用FPGA器件可以將原來的電路板級產品集成芯片級產品,從而降低了功耗,提高了可靠性,同時還可以很方便的對設計進行在線修改。 該文在介紹了視頻格式轉換中的主要算法后,重點對去隔行、幀頻轉換、分辨率變換的FPGA綜合實現方案進行了由簡單到復雜的深入研究,分別給出了最簡解決方案、基于非線性算法的解決方案和基于運動補償的解決方案。最簡解決方案利用線性算法將去隔行,幀頻轉換,分辨率變換三項處理同時實現,達到FPGA內部資源和外部RAM耗用量都為最小的要求,是后續復雜方案的基礎。其中去隔行采用場合并方式,幀頻轉換采用幀重復方式,分辨率變換采用均勻插值方式。基于非線性算法的解決方案中加入了對靜止區域的判斷,靜止區域的輸出像素值直接選用相應位置的已存輸入數據,非靜止區域的輸出像素值通過對已存輸入數據進行非線性運算得出。基于運動補償的解決方案在對靜止區域進行判斷和處理的基礎上,對欲生成的變頻后的場間插值幀進行運動估計,根據運動矢量得出非靜止區域的輸出像素值。其中為求得輸入場間相應時間位置上的插值幀輸出數據,該方案采用了自定義的前后向塊匹配運動估計方式,通過對三步搜索算法的高效實現,將SAD 值進行比較得出運動矢量。
上傳時間: 2013-07-19
上傳用戶:米卡
隨著經濟的發展,生活節奏的加快以及信息技術的進步,人們越來越多的借助高性能的移動手持設備來完成日常工作,目前手持設備處理性能有了很大的提高,其所能處理的數據量也越來越大,傳統的文件系統管理數據方式已經越來越滿足不了需求,嵌入式數據庫就隨之誕生,為手持設備提供專業的數據管理。嵌入式數據庫的輕量級、被軟件產品包含、無需人工數據庫管理等特點使其適合被應用于各類嵌入式系統及手持設備中。使用嵌入式數據庫與使用文件系統進行客戶端數據管理相比更加靈活方便、可以高效地實時更新客戶端本地數據。使用數據庫完成大量數據的存儲和管理,同圖形界面軟件結合構成嵌入式系統應用開發的支撐系統。 SQLite數據庫作為一種開源的嵌入式數據庫,具有體積小,速度快,存儲量大,API使用方便等諸多的優點,目前已經成為被廣泛應用的嵌入式數據庫之一。同樣的,嵌入式圖形界面MINIGUI的開源版本也具有體積小,控件比較豐富,編程難度不高等優點,受到廣大嵌入式開發者的喜愛。 本文的主要任務是將MINIGUI和SQLite進行有針對的裁剪或添加部分功能后移植到開發板上,然后將圖形界面和數據庫相結合在arm—linux平臺上建立一個具有基本功能的嵌入式信息管理系統。首先分析了系統所使用的硬件平臺并研究了軟件環境的搭建過程,包括移植Bootloader、移植linux內核、建立NFS網絡文件系統進行程序調試,然后分別給出了嵌入式圖形界面MINIGUI和嵌入式數據庫SQLite移植到開發板的過程和它們各自的開發技術,最后詳細研究了如何在MINIGUI中連接SQLite數據庫,從而將二者結合起來編程以實現本系統并給出了系統在開發過程中所遇到的關鍵問題的解決方案,包括屏幕旋轉及校正、設計軟鍵盤進行屏幕輸入、利用SQLite存儲圖片文件。從而證明了當前條件下在嵌入式系統中實現一個比較簡單的信息管理系統是完全可行的。最后討論了該領域存在的一些問題和今后需要進一步研究的課題。
上傳時間: 2013-07-10
上傳用戶:visit8888
TCP/IP協議作為Internet上的通信實現方式的一種,是近年來嵌入式應用領域的一個研究熱點。嵌入式設備要與Internet網絡直接交換信息,就需要支持TCP/IP協議。嵌入式系統具有內核小、專用性強、系統精簡、實時性高、功耗和環境要求嚴格等特點,所以傳統的TCP/IP協議不適合移植到嵌入式系統中。實現嵌入式系統網絡接入有兩種選擇,第一種是按照TCP/IP協議的原理編寫簡化版的通信協議;第二種是將已有小型的,適用于嵌入式系統的網絡協議移植到系統中。 首先本文簡要介紹了嵌入式網絡協議的研究現狀和研究內容,分析了LwIP協議棧中IP協議、TCP協議、UDP協議和ICMP協議的原理。由于LwIP沒有使用和操作系統相關的系統調用和數據結構,所以在LwIP和操作系統之間增加了一個操作系統封裝層為操作系統服務。LwIP不僅保持了TCP協議主要功能,而且減少了對RAM的占用。 其次,移植中實現了操作系統模擬層和LwIP底層接口。操作系統模擬層為協議和操作系統提供了一個接口,使協議對操作系統透明,可以不依賴操作系統運行,需要實現信號量、郵箱、線程和臨界保護。LwIP底層接口為不同的硬件提供不同的驅動程序,需要實現系統初始化、網卡初始化、線程接收、數據包的讀取和發送。 最后提出測試設計框架,在ARM開發板和μC/OS-Ⅱ操作系統上對移植的協議進行測試。測試結果表明,移植協議可以正常工作,實現了基本的網絡功能。
上傳時間: 2013-07-11
上傳用戶:iswlkje
目前,國內礦井的排水系統多采用傳統的人工監測、繼電器控制的方法。傳統方法設備運行的自動化程度低、可靠性較差、工人勞動強度大、應急能力不足,存在一定的安全隱患,不適應數字化礦井發展的需要。本課題設計的自動排水系統采用嵌入式微控制器作為就地控制系統與上位機遠程監控相結合的方式,提高了工作的可靠性和穩定性,具有運行成本低、調試方便等特點。 本文首先根據某礦井下排水的實際情況,對各種排水形式和相關設備進行了分析和比較,選擇其中一種典型的排水系統形式作為模型。根據井下排水系統的運行原理展開研究和論證,制定了井下水位監控和水泵啟動方案。在綜合自動控制的相關理論和傳感器應用技術的基礎上分析了排水系統中需要監控的、能夠反映排水系統工作特征的關鍵參數,并提出了這些參數的監測方法和這些方法的可行性。 全面分析了目前常用的微處理器和實時操作系統,詳細研究了ARM和μC/OS-Ⅱ的性能和特點,充分利用ARM微處理器高性能、低功耗、低成本的優勢,以及μC/OS-Ⅱ可移植性好、開發成本低的優點。選用以ARM7TDMI-S為CPU的LPC2220芯片作為就地控制系統,選用μc/OS-Ⅱ為實時操作系統。并根據排水系統工作方案和要求設計了系統和接口硬件電路,完成了系統運行程序代碼的編寫。 應煤礦信息化發展趨勢的要求,選用LabVIEW作為上位機監控軟件,以串行通訊協議與井下就地控制系統組成遠程監控系統。從而實現工作人員能夠在地面監控室輕松了解到井下水倉水位、各排水設備工作狀態等信息,實現了排水系統運行的“避峰就谷”和水泵房的無人化值守。此項研究對礦井的安全生產、節能降耗和數字化建設等工作具有一定參考價值。
上傳時間: 2013-06-04
上傳用戶:Kecpolo
汽車電機經常在低溫(零下40℃)下工作。在低溫下,電機會產生兩個在常溫下所沒有的現象,即起動阻力矩過大和空載運行時尖嘯。起動阻力矩過大會導致電機起動困難;而低溫尖嘯會導致過大的噪聲和軸承的快速磨損。本論文對這兩個現象進行了研究。研究方法是將電機理論與轉子動力學和潤滑理論相結合,以轉子和它的磁場所構成的機電耦合系統為研究對象,以轉子/軸承支撐系統為研究重點,全面分析了低溫對這個系統的影響。研究結果表明:這兩個現象產生的本質是相同的,都是機電耦合系統在低溫下發生變化的結果。首先是低溫下電磁場發生變化,導致轉子所受的電磁力增加,使低溫下的齒槽定位轉矩變大,在電機不轉動時就表現為恒定阻力矩增大,在電機轉動時就表現為轉子振動的加劇。其次是轉子/軸承支撐系統在低溫下發生了變化,低溫下潤滑油粘度變大以及轉子/軸承之間的配合情況惡化,使得軸承
標簽: 汽車電機
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:shuiyuehen1987