隨著語(yǔ)音技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展，語(yǔ)音信號(hào)數(shù)字處理的實(shí)時(shí)性要求越來(lái)越突出。這就要求在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，對(duì)系統(tǒng)的硬件環(huán)境要求更高。隨著語(yǔ)音處理算法的日益復(fù)雜，用普通處理器對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，已經(jīng)不能滿足需要。專用語(yǔ)音信號(hào)處理芯片能解決實(shí)時(shí)性的要求，同時(shí)對(duì)器件的資源要求也是最低的。 論文利用Altera公司的新一代可編程邏輯器件在數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的常用參數(shù)—LPC(線性預(yù)測(cè)編碼，Linear Predictive Coding)參數(shù)提取的FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，F(xiàn)ield Programmable Gate Array)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了深入研究。論文首先對(duì)語(yǔ)音的離散數(shù)學(xué)模型和短時(shí)平穩(wěn)特性進(jìn)行了分析，深入討論了語(yǔ)音線性預(yù)測(cè)技術(shù)。第二，對(duì)解線性預(yù)測(cè)方程組的自相關(guān)法和協(xié)方差斜格法進(jìn)行了比較，提出了一種基于協(xié)方差斜格法的LPC參數(shù)提取系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。第三，對(duì)Altera公司的Cyclon系列可編程器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，分析了在QuartusⅡ開發(fā)平臺(tái)上進(jìn)行FPGA設(shè)計(jì)的流程。第四，對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)，所有算法通過(guò)Verilog硬件描述語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，并對(duì)其工作過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的分析。最后，在Altera FPGA目標(biāo)芯片EP1C6Q240C8上，對(duì)LPC參數(shù)提取系統(tǒng)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。 系統(tǒng)具有靈活的輸入輸出接口，能方便地同其它語(yǔ)音處理模塊相連，構(gòu)成一個(gè)完整的語(yǔ)音處理專用芯片，可以應(yīng)用于語(yǔ)音編解碼、語(yǔ)音識(shí)別等系統(tǒng)。
標(biāo)簽： 語(yǔ)音信號(hào) 特征 參數(shù)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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FPGA 技術(shù)是圖像處理領(lǐng)域的一個(gè)重要的研究課題，近年來(lái)倍受人們的關(guān)注。本文研究了視頻信號(hào)的采集、顯示以及通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸?shù)姆椒ā２⑻岢隽艘惶谆贔PGA 的實(shí)現(xiàn)方案。 系統(tǒng)可以分為采集控制模塊、顯示控制模塊和網(wǎng)絡(luò)傳輸控制模塊3 部分。視頻信號(hào)的采集用到了視頻處理芯片SAA7113，通過(guò)FPGA 對(duì)其初始化，可以得到經(jīng)過(guò)A/D 轉(zhuǎn)換的YUV 格式視頻信號(hào)，利用采集控制模塊可以將這些視頻信號(hào)保存到SRAM 中去。顯示控制模塊讀出SRAM 中的視頻信號(hào)，進(jìn)行YUV 格式到RGB 格式的轉(zhuǎn)換以及幀頻變換等操作，再利用VGA 顯示芯片THS8134 就可以將采集到的視頻信號(hào)在LCD 上顯示出來(lái)。基于IEEE802.3 協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)傳輸控制模塊將YUV 格式的視頻信號(hào)進(jìn)行添加報(bào)頭、CRC 校驗(yàn)碼等操作后，將其變成一個(gè)MAC 幀，可以在以太網(wǎng)絡(luò)中傳輸。 設(shè)計(jì)選用硬件描述語(yǔ)言Verilog HDL，在開發(fā)工具QuartusII 中完成軟核的綜合、布局布線、匯編，并最終在QuartusII 和Active-HDL 中進(jìn)行時(shí)序仿真驗(yàn)證。 對(duì)設(shè)計(jì)的驗(yàn)證采取的是由里及外的方式，先對(duì)系統(tǒng)主模塊的功能進(jìn)行驗(yàn)證，再模擬外部器件對(duì)設(shè)計(jì)的接口進(jìn)行驗(yàn)證。驗(yàn)證流程是功能仿真、時(shí)序仿真、板級(jí)調(diào)試，最終通過(guò)了系統(tǒng)測(cè)試，驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)的功能。
標(biāo)簽： FPGA 視頻采集 傳輸 實(shí)現(xiàn)技術(shù)
上傳時(shí)間： 2013-07-21
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回波消除器廣泛應(yīng)用于公用電話交換網(wǎng)(PSTN)、移動(dòng)通信系統(tǒng)和視頻電話會(huì)議系統(tǒng)等多種語(yǔ)音通信領(lǐng)域。在PSTN系統(tǒng)中，由于線路阻抗不匹配，遠(yuǎn)端語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)混合線圈時(shí)產(chǎn)生一定泄漏，一部分信號(hào)又傳回遠(yuǎn)端，產(chǎn)生線路回波，回波的存在會(huì)嚴(yán)重影響語(yǔ)音通信質(zhì)量。本文主要針對(duì)線路回波進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了滿足實(shí)用要求的基于FPGA平臺(tái)的回波消除器。 首先，對(duì)回波產(chǎn)生原理和目前幾種常用回波消除算法進(jìn)行了分析，在研究自適應(yīng)回波消除器的各個(gè)模塊，特別是深入分析各種自適應(yīng)濾波算法和雙講檢測(cè)算法，綜合考慮各種算法的運(yùn)算復(fù)雜度和性能的情況下，這里采用NLMS算法實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)回波消除器。針對(duì)傳統(tǒng)雙講檢測(cè)算法在近端語(yǔ)音幅度較低情況下容易產(chǎn)生誤判的情況，給出一種基于子帶濾波器組的改進(jìn)雙講檢測(cè)算法。 本文首先使用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)回波消除器的各個(gè)模塊，其中包括自適應(yīng)濾波器、遠(yuǎn)端檢測(cè)、雙講檢測(cè)、非線性處理和舒適噪聲產(chǎn)生模塊。經(jīng)過(guò)仿真測(cè)試，相關(guān)模塊算法能夠有效提高回波消除器性能。在此基礎(chǔ)上，本文使用硬件描述語(yǔ)言Veillog HDL，在QuartusⅡ和ModelSim軟件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)各功能模塊，并通過(guò)模塊級(jí)和系統(tǒng)級(jí)功能仿真以及時(shí)序仿真驗(yàn)證，最終在現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(Field Programmable Gate Arrav，F(xiàn)PGA)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)回波消除系統(tǒng)。本文詳細(xì)闡述了基于FPGA的設(shè)計(jì)流程與設(shè)計(jì)方法，并描述了自適應(yīng)濾波器、基于分布式算法FIR濾波器、除法器和有限狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程。 根據(jù)ITU-T G.168標(biāo)準(zhǔn)提出的測(cè)試要求，本文塒基于FPGA設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的自適應(yīng)回波消除系統(tǒng)進(jìn)行大量主客觀測(cè)試。經(jīng)過(guò)測(cè)試，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)G.168標(biāo)準(zhǔn)的要求，具有良好的回波消除效果。
上傳時(shí)間： 2013-06-18
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FPGA布局算法和軟件位于工藝映射和布線之間，是一個(gè)承上啟下的階段，對(duì)最終的布通率和時(shí)序都有著重要的影響。 本論文的工作之一便是研究旨在提高布通率的布局算法。在研究了國(guó)內(nèi)外裝箱和布局算法的基礎(chǔ)上，本文提出了一種新的結(jié)合了裝箱的布局算法框架，并稱之為"低溫交替改善的"布局算法。其基本思想是，在模擬退火的低溫階段交替的優(yōu)化裝箱和布局。本文給了基于學(xué)術(shù)界標(biāo)準(zhǔn)布局布線軟件VPR的一個(gè)軟件實(shí)現(xiàn)，并且提出了低溫的判定條件以及一種新的選擇待交換邏輯單元的方法。采用三種不同的裝箱算法作為布局輸入，基于VPR的低溫交替改善的布局算法實(shí)現(xiàn)，在布通率上，比VPR分別提高了21.3％、15.5％、10.7％。而帶來(lái)的平均額外時(shí)間開銷不到20％。 FPGA布局軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)FPGA CAD流程的運(yùn)行效率，算法的可擴(kuò)展性也有著不可忽視的影響。現(xiàn)代FPGA有著多樣而復(fù)雜的邏輯和布線資源。而學(xué)術(shù)界的布局軟件'VPR所面向的FPGA卻只能處理十分簡(jiǎn)單的FPGA結(jié)構(gòu)，對(duì)于宏、總線、多時(shí)鐘等實(shí)際應(yīng)用中很重要的部分都沒有考慮。本文提出了"邏輯單元層"的概念，用具有特定幾何結(jié)構(gòu)的邏輯單元層來(lái)統(tǒng)一處理多種類型的邏輯資源。針對(duì)相對(duì)位置約束在現(xiàn)代FPGA布局軟件中的重要地位，我們提出了一種處理相對(duì)位置約束的方法。這些討論均已經(jīng)在面向Xilinx SpartanⅡ芯片布局的原型系統(tǒng)中得到了實(shí)現(xiàn)，初步證實(shí)了這些方法的可擴(kuò)展性和實(shí)用性。
標(biāo)簽： FPGA 布局 算法研究 軟件實(shí)現(xiàn)
上傳時(shí)間： 2013-06-21
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現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)是一種可實(shí)現(xiàn)多層次邏輯器件。基于SRAM的FPGA結(jié)構(gòu)由邏輯單元陣列來(lái)實(shí)現(xiàn)所需要的邏輯函數(shù)。FPGA中，互連線資源是預(yù)先定制的，這些資源是由各種長(zhǎng)度的可分割金屬線，緩沖器和．MOS管實(shí)現(xiàn)的，所以相對(duì)于ASIC中互連線所占用的面積更大。為了節(jié)省芯片面積，一般都采用單個(gè)MOS晶體管來(lái)連接邏輯資源。MOS晶體管的導(dǎo)通電阻可以達(dá)到千歐量級(jí)，可分割金屬線段的電阻相對(duì)于MOS管來(lái)說(shuō)是可以忽略的，然而它和地之間的電容達(dá)到了0.1pf[1]。為了評(píng)估FPGA的性能，用HSPICE仿真模型雖可以獲得非常精確的結(jié)果，但是基于此模型需要花費(fèi)太多的時(shí)間。這在基于時(shí)序驅(qū)動(dòng)的工藝映射和布局布線以及靜態(tài)時(shí)序分析中都是不可行的。于是，非常迫切地需要一種快速而精確的模型。 FPGA中連接盒、開關(guān)盒都是由MOS管組成的。FPGA中的時(shí)延很大部分取決于互連，而MOS傳輸晶體管在互連中又占了很大的比重。所以對(duì)于MOS管的建模對(duì)FPGA時(shí)延估算有很大的影響意義。對(duì)于MOS管，Muhammad[15]采用導(dǎo)通電阻來(lái)代替MOS管，然后用。Elmore[3]時(shí)延和Rubinstein[4]時(shí)延模型估算互連時(shí)延。Elmore時(shí)延用電路的一階矩來(lái)近似信號(hào)到達(dá)最大值50％時(shí)的時(shí)延，而Rubinstein也是通過(guò)計(jì)算電路的一階矩估算時(shí)延的上下邊界來(lái)估算電路的時(shí)延，然而他們都是用來(lái)計(jì)算RC互連時(shí)延。傳輸管是非線性器件，所以沒有一個(gè)固定的電阻，這就造成了Elmore時(shí)延和Rubinstein時(shí)延模型的過(guò)于近似的估算，對(duì)整體評(píng)估FPGA的性能帶來(lái)負(fù)面因素。 本論文提出快速而精確的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA中的互連資源MOS傳輸管時(shí)延模型。首先從階躍信號(hào)推導(dǎo)出適合50％時(shí)延的等效電阻模型，然后在斜坡輸入的時(shí)候，給出斜坡輸入時(shí)的時(shí)延模型，并且給出等效電容的計(jì)算方法。結(jié)果驗(yàn)證了我們精確的時(shí)延模型在時(shí)間上的開銷少的性能。 在島型FPGA中，單個(gè)傳輸管能夠被用來(lái)作為互連線和互連線之間的連接，或者互連線和管腳之間的連接，如VPR把互連線和管腳作為布線資源，管腳只能單獨(dú)作為輸入或者輸出管腳，以致于它們不是一個(gè)線網(wǎng)的起點(diǎn)就是線網(wǎng)的終點(diǎn)。而這恰恰忽略了管腳實(shí)際在物理上可以作為互連線來(lái)使用的情況(VPR認(rèn)為dogleg現(xiàn)象本身對(duì)性能提高不多)。本論文通過(guò)對(duì)dogleg現(xiàn)象進(jìn)行了探索，并驗(yàn)證了在使用SUBSET開關(guān)盒的情況下，dogleg能提高FPGA的布通率。
上傳時(shí)間： 2013-07-24
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近幾年來(lái)，OFDM技術(shù)引起了人們的廣泛注意，根據(jù)這項(xiàng)新技術(shù)，很多相關(guān)協(xié)議被提出來(lái)。其中WiMax代表空中接口滿足IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)，IEEE標(biāo)準(zhǔn)在2004年定義了空中接口的物理層(PHY)，即802.16d協(xié)議。該協(xié)議規(guī)定數(shù)據(jù)傳輸采用突發(fā)模式，調(diào)制方式采用OFDM技術(shù)，傳輸速率較高且實(shí)現(xiàn)方便、成本低廉，已經(jīng)成為首先推廣應(yīng)用的商業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)。本文對(duì)IEEE802.16d OFDM系統(tǒng)物理層進(jìn)行了研究，并在XILINX公司的Virtexpro II芯片上實(shí)現(xiàn)了基帶算法。 ⑴探討了OFDM基本原理及其關(guān)鍵技術(shù)。根據(jù)IEEE802.16d OFDM系統(tǒng)的物理層發(fā)送端流程搭建了基帶仿真鏈路，利用MATLAB/SIMULINK仿真了OFDM系統(tǒng)在有無(wú)循環(huán)前綴(CP)、多徑數(shù)目不同等情況下的性能變化。由于同步算法和信道估計(jì)算法計(jì)算量都很大，為了找到適合采用FPGA實(shí)現(xiàn)的算法，分析了同步誤差和不同信道估計(jì)算法對(duì)接收信號(hào)的影響，并結(jié)合計(jì)算量的大小提出了一種新的聯(lián)合同步算法，以及得出了LS信道估計(jì)算法最適合802.16d系統(tǒng)的結(jié)論。 ⑵完成了基帶發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的FPGA硬件電路實(shí)現(xiàn)。為了使系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率更高，采用了流水線的結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)中采用編寫Verilog程序和使用IP核相結(jié)合的辦法，實(shí)現(xiàn)了新的聯(lián)合同步算法，并且通過(guò)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，避免了信道估計(jì)算法中的繁瑣除法。利用ISE9.2i和Modelsim6.Oc軟件平臺(tái)對(duì)程序進(jìn)行設(shè)計(jì)、綜合和仿真，并將仿真結(jié)果和MATLAB軟件計(jì)算結(jié)果相對(duì)比。結(jié)果表明，采用16位數(shù)據(jù)總線可達(dá)到理想的精度。 ⑶采用串口通信的方式對(duì)基帶系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證。通過(guò)串口通信從功能上表明該系統(tǒng)確實(shí)可行。
標(biāo)簽： FPGA OFDM 基帶 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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軟件通信體系架構(gòu)(SCA)可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有開放性、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用軟件無(wú)線電平臺(tái)，從而使軟件無(wú)線電平臺(tái)的成本得到顯著降低，應(yīng)用靈活性得到極大增強(qiáng)。雖然SCA通過(guò)CORBA機(jī)制很好地解決了通用處理器設(shè)備波形組件的互連互通和可移植問(wèn)題，但是這種機(jī)制不能很好地適用于FPGA這種專用處理器。隨著FPGA處理性能的不斷提升，它在SCA系統(tǒng)中的作用越來(lái)越突出。因此，如何在SCA系統(tǒng)中很好地集成FPGA波形，如何提高FPGA波形的可移植性就成為當(dāng)前軟件無(wú)線電研究領(lǐng)域中一個(gè)非常重要的研究課題。 論文首先通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的旨在解決FPGA波形可移植性的協(xié)議和規(guī)范進(jìn)行了研究，深入分析了它們的優(yōu)缺點(diǎn)。接下來(lái)對(duì)MHAL規(guī)范、CP289協(xié)議、OCP接口規(guī)范中的方法加以融合和優(yōu)化，提出了新的FPGA可移植波形結(jié)構(gòu)。這個(gè)結(jié)構(gòu)既為FPGA波形設(shè)計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)的通信接口，又實(shí)現(xiàn)了波形應(yīng)用的分離，同時(shí)還通過(guò)OCP接口實(shí)現(xiàn)了波形組件運(yùn)行環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)化，真正實(shí)現(xiàn)了波形的可移植。 其次，論文根據(jù)提出的波形結(jié)構(gòu)，結(jié)合CP289協(xié)議中的操作要求，在原本過(guò)于簡(jiǎn)單的MHAL消息格式的基礎(chǔ)上進(jìn)行了細(xì)化，同時(shí)具體給出了MHAL消息封裝結(jié)構(gòu)和MHAL消息解析結(jié)構(gòu)的處理流程，實(shí)現(xiàn)了FPGA波形在SCA系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)通信。論文通過(guò)對(duì)CP289協(xié)議的深入研究，結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用，提出了具體化的容器結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步進(jìn)行了容器中組件控制模塊、互連模塊和本地服務(wù)模塊的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了波形應(yīng)用的分離。論文以O(shè)CP規(guī)范為基礎(chǔ)，依據(jù)CP289協(xié)議中對(duì)組件接口的約束，設(shè)計(jì)了幾種典型的組件OCP接口，使得波形組件設(shè)計(jì)與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)相分離，并真正實(shí)現(xiàn)了波形運(yùn)行環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)化。 最后，論文根據(jù)所設(shè)計(jì)的波形結(jié)構(gòu)和組件接口設(shè)計(jì)了一個(gè)FPGA驗(yàn)證波形，通過(guò)波形的實(shí)現(xiàn)，證明FPGA波形組件可以像GPP波形組件一樣可加載、可裝配、可部署、可裝配，驗(yàn)證了論文所設(shè)計(jì)的FPGA波形是與SCA兼容的。另外，通過(guò)對(duì)波形組件移植試驗(yàn)，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的波形結(jié)構(gòu)和組件接口能夠?yàn)椴ㄐ谓M件提供很好的可移植性。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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摘 要：由于在某些場(chǎng)合，LED照明燈具的亮度達(dá)不到要求，因此，如何來(lái)提高LED照明亮度迫在眉睫。該文通過(guò)對(duì)LED照明燈具的研究，根據(jù)燈具自身的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出了提高亮度的方案。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證對(duì)LED照明燈具亮度優(yōu)化的效果，仿真系統(tǒng)能夠使得用戶對(duì)照明系統(tǒng)中的燈具進(jìn)行亮度效果的編輯、存儲(chǔ)、修改并將方案數(shù)據(jù)分配給下一層處理單元。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，改進(jìn)后的LED照明燈具，亮度提高明顯從而更有效，更合理地利用有限的光能。
上傳時(shí)間： 2013-05-29
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主要在于在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)能利用二叉樹搜索算法自動(dòng)掃描單總線上的多個(gè)DS18B20,并提取它們各自的64位的ROM-ID號(hào)!通過(guò)這些ID號(hào),就能對(duì)單總線上的多個(gè)DS18B20分別進(jìn)行驅(qū)動(dòng)了。每一行都有詳細(xì)的標(biāo)注，決對(duì)能節(jié)約你的程序閱讀時(shí)間。單片機(jī)是51系列哈。如果有不明白的，請(qǐng)加QQ:278742825
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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非均勻采樣的一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)就是它具有抗頻率混疊的性能[ ]，首先從均勻采樣討論由采樣而引起的頻譜混疊現(xiàn)象，在均勻采樣和非均勻采樣的頻譜圖對(duì)比中討論兩種采樣方式引起的不同的頻譜混疊現(xiàn)象，從對(duì)比中分析非均勻采樣方式的優(yōu)勢(shì)。從最簡(jiǎn)單的非均勻采樣方法逐步深入到完全隨機(jī)的非均勻采樣方法，研究由于采樣方法的改變對(duì)數(shù)字信號(hào)頻譜的影響。最后可以看到非均勻采樣的方法可以將混疊信號(hào)的頻譜降低到完全不影響對(duì)真實(shí)信號(hào)的檢測(cè)。
上傳時(shí)間： 2013-11-11
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