ICD2仿真燒寫器--USB驅動程序。。
上傳時間: 2013-07-29
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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
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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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MPEG-2是MPEG組織在1994年為了高級工業標準的圖象質量以及更高的傳輸率所提出的視頻編碼標準,其優秀性使之成為過去十年應用最為廣泛的標準,也是未來十年影響力最為廣泛的標準之一。 本文以MPEG-2視頻標準為研究內容,建立系統級設計方案,設計FPGA原型芯片,并在FPGA系統中驗證視頻解碼芯片的功能。最后在0.18微米工藝下實現ASIC的前端設計。完成的主要工作包括以下幾個方面: 1.完成解碼系統的體系結構的設計,采用了自頂而下的設計方法,實現系統的功能單元的劃分;根據其視頻解碼的特點,確定解碼器的控制方式;把視頻數據分文幀內數據和幀間數據,實現兩種數據的并行解碼。 2.實現了具體模塊的設計:根據本文研究的要求,在比特流格式器模塊設計中提出了特有的解碼方式;在可變長模塊中的變長數據解碼采用組合邏輯外加查找表的方式實現,大大減少了變長數據解碼的時間;IQ、IDCT模塊采用流水的設計方法,減少數據計算的時間:運動補償模塊,針對模塊數據運算量大和訪問幀存儲器頻繁的特點,采用四個插值單元同時處理,增加像素緩沖器,充分利用并行性結構等方法來加快運動補償速度。 3.根據視頻解碼的參考軟件,通過解碼系統的仿真結果和軟件結果的比較來驗證模塊的功能正確性。最后用FPGA開發板實現了解碼系統的原型芯片驗證,取得了良好的解碼效果。 整個設計采用Verilog HDL語言描述,通過了現場可編程門陣列(FPGA)的原型驗證,并采用SIMC0.18μm工藝單元庫完成了該電路的邏輯綜合。經過實際視頻碼流測試,本文設計可以達到MPEG-2視頻主類主級的實時解碼的技術要求。
上傳時間: 2013-07-27
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本論文基于直接擴頻通信的理論設計了一種全數字的中頻接收機,使用Xilinx公司的FPGA芯片xc3s400作為接收機的主芯片,實現中頻數字信號的下變頻,基帶解調,PN碼的捕獲及跟蹤環路的設計并給出了它們的具體設計步驟及RTL級邏輯電路圖。本文對于數字下變頻器的設計、數字抑制載波恢復環的設計進行了詳細的論述,還使用Matlab中的Simulink對本接收機系統所要使用的全數字Costas環進行了功能仿真并給出了仿真結果。 本文使用高速模數轉換器AD9601對中頻模擬信號進行采樣,最后再用高速數模轉換器AD9740還原出原始信息,并給出了它們與核心芯片xc3s400的接口設計方法及原理電路圖。
上傳時間: 2013-07-30
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MP3音樂是目前最為流行的音樂格式,因其音質、復雜度與壓縮比的完美折中,占據著廣闊的市場,不僅在互聯網上廣為流傳,而且在便攜式設備領域深受人們喜愛。本文以MPEG-1的MP3音頻解碼器為研究對象,在實時性、面積等約束條件下,研究MP3解碼電路的設計方法,實現FPGA原型芯片,研究MP3原型芯片的驗證方法。 論文的主要貢獻如下: (1)使用算法融合方法合并MP3解碼過程的相關步驟,以減少緩沖區存儲單元的容量和訪存次數。如把重排序步驟融合到反量化模塊,可以減少一半的讀寫RAM操作;把IMDCT模塊內部的三個算法步驟融合在一起進行設計,可以省去存儲中間計算結果的緩存區單元。 (2)反量化、立體聲處理等模塊中,采用流水線設計技術,設置寄存器把較長的組合邏輯路徑隔開,提高了電路的性能和可靠性;使用連續訪問公共緩存技術,合理規劃各計算子模塊的工作時序,將數據計算的時間隱藏在訪存過程中;充分利用頻率線的零值區特性,有效地減少數據計算量,加快了數據處理的速度。 (3)設計了MP3硬件解碼器的FPGA原型芯片。采用Verilog HDL硬件描述語言設計RTL級電路,完成功能仿真,以Altera公司Stratix II系列的EP2S180 FPGA開發板為平臺,實現MP3解碼器的FPGA原型芯片。MP3硬件解碼器在Stratix II EP2S180器件內的資源利用率約為5%,其中組合邏輯查找表ALUT為7189個,寄存器共有4024個,系統頻率可達69.6MHz,充分滿足了MP3解碼過程的實時性要求。實驗結果表明,MP3音頻解碼FPGA原型芯片可正常播放聲音,解碼音質良好。
上傳時間: 2013-07-01
上傳用戶:xymbian
由于移動環境的復雜性,無線信號在發送傳輸和接收過程中有很明顯的衰落現象,特別是在高頻無線通信中,多徑衰落或頻率選擇性衰落對無線信號的干擾最為嚴重。通過分集接收技術,Rake接收機在CDMA移動通信系統中抗多徑衰落效果尤為明顯。作為一種新穎的多址接入方式,多載波CDMA充分利用了OFDM最優頻率利用率以及CDMA的多址和頻率分集,且系統容量和抗符號間干擾性能明顯優于傳統的單載波CDMA。這些特性使得多載波CDMA成為未來的寬帶無線通信系統最有希望的候選。 @@ 本文研究了一種多載波擴頻通信系統,介紹了其Rake接收機工作原理和設計思想,進行了理論仿真并用FPGA予以實現。 @@ 本文首先介紹了移動通信系統的發展歷史以及OFDM和CDMA技術原理,并描述了OFDM和CDMA結合的三種系統(MC-DS-CDMA、MT-CDMA、MC-CDMA)的原理和系統模型;接著,介紹了目前影響移動通信的主要衰落以及Rake接收機基本原理及其作用。多徑信號的每路信號都可能含有可以利用的信息,Rake接收機就是通過多個相關接收器接收多徑信號中各路信號,通過信道估計和信道補償消去信道因子的附加相位,并把他們合并在一起,以此來改善信號的信噪比和系統的可靠性;在此基礎上,論文提出了一種多載波擴頻通信系統的實現方案,并詳細介紹了其Rake接收機實現原理,給出了最大比合并時各種分徑數目下系統誤碼率的仿真圖;最后介紹了此方案中Rake接收機的FPGA硬件實現設計方案及其系統 測試結果。@@ 仿真結果顯示出隨著分集徑數的增加,系統的誤碼率顯著降低。表明Rake接收機抗多徑衰落效果顯著,且在多載波CDMA系統中其分集效果更好,實現相對簡單。最終Rake接收機的FPGA實現結果同理論仿真一致,時序通過,資源耗費不大,具有較大的實用價值。 @@關鍵詞:多載波擴頻通信,CDMA,Rake接收機,FPGA
上傳時間: 2013-07-25
上傳用戶:axxsa
低密度校驗碼(LDPC)是一種能逼近Shannon容量限的漸進好碼,其長碼性能甚至超過了Turbo碼。低密度校驗碼以其迭代譯碼復雜度低,沒有錯誤平層,碼率和碼長可靈活改變的優點成為Turbo碼強有力的競爭對手。目前,LDPC碼已廣泛應用于深空通信、光纖通信、衛星數字視頻和音頻廣播等領域,因此LDPC碼編譯碼器的硬件實現已成為糾錯編碼領域的研究熱點之一。 本文在分析LDPC碼的基本編碼結構基礎上,首先研究了LDPC碼的隨機構造方法,并給出了有效的PEG算法實現方法,重點分析了用環消除(cycle elimination)算法實現的準循環LDPC碼的構造。然后對LDPC碼的幾種不同譯碼算法進行分析比較,討論了一種適合硬件實現的譯碼算法-TDMP算法,并對易于硬件實現的TDMP算法進行了性能仿真,仿真結果表明TDMP算法作為硬件實現的譯碼算法具有優異的性能優勢。最后針對Altera公司的StratixEPIS25 FPGA芯片設計了一個基于TDMP算法的(4096,2048)非規則LDPC碼譯碼器,內部用了4個單校驗碼譯碼器并行譯1幀數據,3幀同時譯碼,作者詳細介紹了該譯碼器芯片的設計過程和內部結構和工作流程。
上傳時間: 2013-05-23
上傳用戶:fujun35303
現代社會信息量爆炸式增長,由于網絡、多媒體等新技術的發展,用戶對帶寬和速度的需求快速增加。并行傳輸技術由于時鐘抖動和偏移,以及PCB布線的困難,使得傳輸速率的進一步提升面臨設計的極限;而高速串行通信技術憑借其帶寬大、抗干擾性強和接口簡單等優勢,正迅速取代傳統的并行技術,成為業界的主流。 本論文針對目前比較流行并且有很大發展潛力的兩種高速串行接口電路——高速鏈路口和Rocket I/O進行研究,并以Xilinx公司最新款的Virtex-5 FPGA為研究平臺進行仿真設計。本論文的主要工作是以某低成本相控陣雷達信號處理機為設計平臺,在其中的一塊信號處理板上,進行了基于LVDS(Low VoltageDifferential Signal)技術的高速LinkPort(鏈路口)設計和基于CML(Current ModeLogic)技術的Rocket I/O高速串行接口設計。首先在FPGA的軟件中進行程序設計和功能、時序的仿真,當仿真驗證通過之后,重點是在硬件平臺上進行調試。硬件調試驗證的方法是將DSP TS201的鏈路口功能與在FPGA中的模擬高速鏈路口相連接,進行數據的互相傳送,接收和發送的數據相同,證明了高速鏈路口設計的正確性。并且在硬件調試時對Rocket IO GTP收發器進行回環設計,經過回環之后接收到的數據與發送的數據相同,證明了Rocket I/O高速串行接口設計的正確性。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:戀天使569
隨著人們對于高速無線數據業務的急切需求以及新的無線通信技術的發展,頻譜資源匱乏問題日益嚴重。無線頻譜的緊缺已經成為限制無線通信與服務應用持續發展的瓶頸。認知無線電技術(Cognitive Radio)改變了傳統的固定頻譜分配方式,它以頻譜利用的高效性為目標,允許非授權用戶擇機利用授權用戶的頻譜空洞傳輸數據,以此來解決無線頻譜資源短缺的問題。它是具有自主尋找和使用空閑頻譜資源能力的智能無線電技術。本文的目標是在基于FPGA+DSP的系統硬件平臺上,以軟件編程的方式實現認知無線電數據傳輸的功能。 軟件無線電是實現認知無線電的理想平臺。本文首先闡述了軟件無線電的基本工作原理及關鍵技術途徑,對多速率信號處理中的內插和抽取、帶通采樣、數字下變頻、濾波等技術進行了分析與探討,為設計多速率調制解調系統提供了理論基礎。然后針對軟件無線電的要求給出了基于FPFA+DSP的系統設計硬件框圖,并對其中的部分硬件(FPGA、AD9857、AD9235)做了簡要的描述并給出其初始化過程。在理解基本概念和原理的基礎上,詳細論述了在系統硬件設計平臺上實現的π/4-DQPSK、8PSK、16QAM調制解調技術。本文給出了調制解調系統實現方案中的各個功能模塊(差分編、解碼,加同步頭、內插和成形濾波,下變頻,系統同步等)具體的設計方案和通過硬件編程實現了板級的仿真和最后的硬件實現,并對其中得到的數據進行分析,進一步驗證方案的可行性。最后介紹了通信板同頻譜感知板協同工作原理,依據頻譜感知板獲取的各個信道狀況自適應的選擇π/4-DQPSK、8PSK、16QAM調制解調方式并在FPGA上實現了其中部分功能。
上傳時間: 2013-05-30
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