擴頻通信,即擴展頻譜通信技術(Spread Spectrum Communication),它與光纖通信、衛(wèi)星通信一同被譽為進入信息時代的三大高技術通信傳輸方式。 擴頻通信是將待傳送的信息數據用偽隨機編碼序列,也即擴頻序列(SpreadSequence)調制,實現頻譜擴展后再進行傳輸。接收端則采用相同的編碼進行解調及相關處理,恢復出原始信息數據。 擴頻通信系統與常規(guī)的通信系統相比,具有很強的抗人為干擾,抗窄帶干擾,抗多徑干擾的能力,并具有信息隱蔽、多址保密通信等特點。 現場可編輯門陣列FPGA(Field Programmable Gate Array)提供了極強的靈活性,可讓設計者開發(fā)出滿足多種標準的產品。FPGA所固有的靈活性和性能也可讓設計者緊跟新標準的變化,并能提供可行的方法來滿足不斷變化的標準要求。 EDA 工具的出現使用戶在對FPGA設計的輸入、綜合、仿真時非常方便。EDA打破了軟硬件之間最后的屏障,使軟硬件工程師們有了真正的共同語言,使目前一切仍處于計算機輔助設計(CAD)和規(guī)劃的電子設計活動產生了實在的設計實體論文對擴頻通信系統和FPGA設計方法進行了相關研究,并且用Altera公司的最新的FPGA開發(fā)平臺QuartusII實現了一個基帶擴頻通信系統的發(fā)送端部分,最后用軟件Protel99SE設計了相應的硬件電路。 該系統的設計主要分為兩個部分。第一部分是用QuartusII軟件設計了系統的VHDL語言描述代碼,并對系統中每個模塊和整個系統進行相應的功能仿真和時序時延仿真;第二部分是設計了以FPGA芯片EP1C3T144C8N為核心的系統硬件電路,并進行了相關測試,完成了預定的功能。
上傳時間: 2013-07-26
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高速、高精度已經成為伺服驅動系統的發(fā)展趨勢,而位置檢測環(huán)節(jié)是決定伺服系統高速、高精度性能的關鍵環(huán)節(jié)之一。光電編碼器作為伺服驅動系統中常用的檢測裝置,根據結構和原理的不同分為增量式和絕對式。本文從原理上對增量式光電編碼器和絕對式光電編碼器做了深入的分析,通過對比它們的特性,得出了絕對式光電編碼器更適合高速、高精度伺服驅動系統的結論。 絕對式光電編碼器精度高、位數多的特點決定其通信方式只能采取串行傳輸方式,且由相應的通信協議控制信息的傳輸。本文首先針對編碼器主要生產廠商日本多摩川公司的絕對式光電編碼器,深入研究了通信協議相關的硬件電路、數據幀格式、時序等。隨后介紹了新興的電子器件FPGA及其開發(fā)語言硬件描述語言Verilog HDL,并對基于FPGA的絕對式編碼器通信接口電路做了可行性的分析。在此基礎上,采用自頂向下的設計方法,將整個接口電路劃分成發(fā)送模塊、接收模塊、序列控制模塊等多個模塊,各個模塊采用Verilog語言進行描述設計編碼器接口電路。最終的設計在相關硬件電路上實現。最后,通過在TMS320F2812伺服控制平臺上編寫的硬件驅動程序驗證了整個設計的各項功能,達到了設計的要求。
上傳時間: 2013-07-11
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國家863項目“飛行控制計算機系統FC通信卡研制”的任務是研究設計符合CPCI總線標準的FC通信卡。本課題是這個項目的進一步引伸,用于設計SCI串行通信接口,以實現環(huán)上多計算機系統間的高速串行通信。 本文以此項目為背景,對基于FPGA的SCI串行通信接口進行研究與實現。論文先概述SCI協議,接著對SCI串行通信接口的兩個模塊:SCI節(jié)點模型模塊和CPCI總線接口模塊的功能和實現進行了詳細的論述。 SCI節(jié)模型包含Aurora收發(fā)模塊、中斷進程、旁路FIFO、接受和發(fā)送存儲器、地址解碼、MUX。在SCI節(jié)點模型的實現上,利用FPGA內嵌的RocketIO高速串行收發(fā)器實現主機之間的高速串行通信,并利用Aurora IP核實現了Aurora鏈路層協議;設計一個同步FIFO實現旁路FIFO;利用FPGA上的塊RAM實現發(fā)送和接收存儲器;中斷進程、地址解碼和多路復合分別在控制邏輯中實現。 CPCI總線接口包括PCI核、PCI核的配置模塊以及用戶邏輯三個部分。本課題中,采用FPGA+PCI軟核的方法來實現CPCI總線接口。PCI核作為PCI總線與用戶邏輯之間的橋梁:PCI核的配置模塊負責對PCI核進行配置,得到用戶需要的PCI核;用戶邏輯模塊負責實現整個通信接口具體的內部邏輯功能;并引入中斷機制來提高SCI通信接口與主機之間數據交換的速率。 設計選用硬件描述語言VerilogHDL和VHDL,在開發(fā)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SCI串行通信接口編寫WinXP下的驅動程序,用VC++6.0編寫相應的測試應用程序。最后,將FPGA設計下載到FC通信卡中運行,并利用ISE內嵌的ChipScope Pro虛擬邏輯分析儀對設計進行驗證,運行結果正常。 文章最后分析傳輸性能上的原因,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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同步技術在許多通訊系統中都是至關重要的,而WCDMA作為第三代移動通信的標準之一,對其同步算法進行研究是非常必要的。FPGA在許多硬件實現中充當了很重要的角色,所以研究如何在FPGA上實現同步算法是非常具有實際意義的。 本文討論了三步小區(qū)搜索的算法,仿真了其性能,并且對如何進行算法的FPGA移植展開了深入的討論。 本文對三步小區(qū)搜索的算法按照算法計算量和運算速度的標準分別進行了比較和討論,并以節(jié)省資源和運行穩(wěn)定為前提進行了FPGA移植。最終在主同步中提出了改進型的PSC匹配濾波器算法,在FPGA上提出了采用指針型雙口RAM的實現方式;在輔同步中提出了改進型PFHT算法并采用查表遍歷算法判決,在FPGA上提出了用綜合型邏輯方式來實現;在導頻同步中采用了移位寄存器式擾碼生成算法,并引入了計分制判決算法。 與以往的WCDMA同步的FPGA實現相比,本文提出的實現方案巧妙地利用了FPGA的并行運算結構,在XILINX的V4芯片上只用了500個slice就完成了整個小區(qū)搜索,最大限度地節(jié)省了資源,為小區(qū)搜索在FPGA中的模塊小型化提供了途徑。
上傳時間: 2013-08-05
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語音編碼技術始終是語音研究的熱點。語音編碼作為多媒體通信中信息傳輸的一個重要環(huán)節(jié),越來越受到廣泛的重視。G729是由美國、法國、日本和加拿大的幾家著名國際電信實體聯合開發(fā)的,國際電信聯盟(ITU-T)于1995年11月正式通過了G729。96年ITU-T又制定了G729的簡化方案G729A,主要降低了計算的復雜度以便于實時實現。因其具有良好的合成語音質量、適中的復雜度、較低的時延等優(yōu)點,G729A標準已被廣泛應用在VOIP網關、IP電話中。 論文利用Altera公司的新一代可編程邏輯器件在數字信號處理領域的優(yōu)勢,對G729A語音編碼中的線性預測(LP)濾波器系數提取的FPGA(現場可編程門陣列,Field Programmable Gate Array)實現進行了深入研究。論文首先對語音信號處理及其發(fā)展進行介紹,深入討論了G729A語音編解碼技術。第二,對Altera公司的Stratix系列可編程器件的內部結構進行了研究,分析了在QuartusII開發(fā)平臺上進行FPGA設計的流程。第三,基于FPGA,對G729A編碼系統的LP分析部分做了具體設計,其中包括自相關函數和杜賓(Durbin)遞推兩個主要功能模塊,并對其工作過程進行了詳細的分析。第四,針對系統所使用的除法運算都是商小于1的特點,設計并實現了一個系統專用的除法器模塊。最后,在Altera FPGA目標芯片EP1S30F780C7上,對LP分析系統進行了驗證,證明了方案的可行性。
上傳時間: 2013-06-20
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碼元定時恢復(位同步)技術是數字通信中的關鍵技術。位同步信號本身的抖動、錯位會直接降低通信設備的抗干擾性能,使誤碼率上升,甚至會使傳輸遭到完全破壞。尤其對于突發(fā)傳輸系統,快速、精確的定時同步算法是近年來研究的一個焦點。本文就是以Inmarsat GES/AES數據接收系統為背景,研究了突發(fā)通信傳輸模式下的全數字接收機中位同步方法,并予以實現。 本文系統地論述了位同步原理,在此基礎上著重研究了位同步的系統結構、碼元定時恢復算法以及衡量系統性能的各項指標,為后續(xù)工作奠定了基礎。 首先根據衛(wèi)星系統突發(fā)信道傳輸的特點分析了傳統位同步方法在突發(fā)系統中的不足,接下來對Inmarsat系統的短突發(fā)R信道和長突發(fā)T信道的調制方式和幀結構做了細致的分析,并在Agilent ADS中進行了仿真。 在此基礎上提出了一種充分利用報頭前導比特信息的,由滑動平均、閾值判斷和累加求極值組成的快速報頭時鐘捕獲方法,此方法可快速精準地完成短突發(fā)形式下的位同步,并在FPGA上予以實現,效果良好。 在長突發(fā)形式下的報頭時鐘捕獲后還需要對后續(xù)數據進行位同步跟蹤,在跟蹤過程中本論文首先用DSP Builder實現了插值環(huán)路的位同步算法,進行了Matlab仿真和FPGA實現。并在插值環(huán)路的基礎上做出改進,提出了一種新的高效的基于移位算法的位同步方案并予以FPGA實現。最后將移位算法與插值算法進行了性能比較,證明該算法更適合于本項目中Inmarsat的長突發(fā)信道位同步跟蹤。 論文對兩個突發(fā)信道的位同步系統進行了理論研究、算法設計以及硬件實現的全過程,滿足系統要求。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著科學技術的發(fā)展與公共安全保障需求的提高,視頻監(jiān)控系統在工業(yè)生產、日常生活、警備與軍事方面的應用越來越廣泛。采用基于 FPGA 的SOPC技術、H.264壓縮編碼技術和網絡傳輸控制技術實現網絡視頻監(jiān)控系統,在穩(wěn)定性、功能、成本與擴展性等方面都有著突出的優(yōu)勢,具有重要的學術意義與實用意義, 本課題所設計的網絡視頻監(jiān)控系統由以Nios Ⅱ為核心的嵌入式圖像服務器、相關網絡設備與若干PC機客戶端組成。嵌入式圖像服務器實時采集圖像,采用H.264 編碼算法進行壓縮,并持續(xù)監(jiān)聽網絡。PC機客戶端可通過網絡對服務器進行遠程訪問,接收編碼數據,使用H.264解碼算法重建圖像并實時顯示,使監(jiān)控人員有效地掌握現場情況, 在嵌入式圖像服務器設計階段,本文首先進行了芯片選型與開發(fā)平臺選擇。然后構建圖像采集子系統,采用雙緩存乒乓交換的方法設計圖像采集用戶自定義模塊。接著設計雙Nios Ⅱ架構的SOPC系統,闡述了雙軟核設計中定制連接、內存芯片共享、數據搬移、通信與互斥的解決方法。同時完成了網絡服務器的設計,采用μC/OS-Ⅱ進行多任務的管理與調度, H.264視頻壓縮編解碼算法設計與實現是本文的重點。文中首先分析H.264.標準,規(guī)劃編解碼器結構。接著設計了16×16幀內預測算法,并設計宏塊掃描方式,采用兩次判決策略進行預測模式選擇。然后設計4×4子塊掃描方式,編寫整數變換與量化算法程序。熵編碼采用Exp-Golomb編碼與CAVLC相結合的方案,針對除拖尾系數之外的非零系數值編碼子算法,實現了一種基于表示范圍判別的編碼方法。最后設計了網絡傳輸的碼流組成格式,并針對編碼算法設計相應解碼算法。使用VC++完成算法驗證,并進行測試,觀察不同參數下壓縮率與失真度的變化。 算法驗證完成后,本文進行了PC機客戶端設計,使其具有遠程訪問、H.264解碼與實時顯示的功能。同時將H.264 編碼算法程序移植到NiosⅡ中,并將嵌入式圖像服務器與若干客戶端接入網絡進行聯合調試,構建完整的網絡視頻監(jiān)控系統, 實驗結果表明,本系統視頻壓縮率高,監(jiān)控圖像質量良好,充分證明了系統軟硬件與圖像編解碼算法設計成功。本系統具有成本低、擴展性好及適用范圍廣等優(yōu)點,發(fā)展前景十分廣闊。
標簽: H264 FPGA 網絡視頻監(jiān)控
上傳時間: 2013-04-24
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SI4432-T- B1 測試代碼 原理圖 PCB
上傳時間: 2013-08-05
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正交頻分復用(OFDM)技術是一種多載波數字調制技術,具有頻譜利用率高、抗多徑干擾能力強、成本低等特點,適合無線通信的高速化、寬帶化及移動化的需求,將成為下一代無線通信系統(4G)的核心調制傳輸技術。 本文首先描述了OFDM技術的基本原理。對OFDM的調制解調以及其中涉及的特性和關鍵技術等做了理論上的分析,指出了OFDM區(qū)別于其他調制技術的巨大優(yōu)勢;然后針對OFDM中的信道估計技術,深入分析了基于FFT級聯的信道估計理論和基于聯合最大似然函數的半盲分組估計理論,在此基礎上詳細研究描述了用于OFDM系統的迭代的最大似然估計算法,并利用Matlab做了相應的仿真比較,驗證了它們的有效性。 而后,在Matlab中應用Simulink工具構建OFDM系統仿真平臺。在此平臺上,對OFDM系統在多徑衰落、高斯白噪聲等多種不同的模型參數下進行了仿真,并給出了數據曲線,通過分析結果可正確評價OFDM系統在多個方面的性能。 在綜合了OFDM的系統架構和仿真分析之后,設計并實現了基于FPGA的OFDM調制解調系統。首先根據802.16協議和OFDM系統的具體要求,設定了合理的參數;然后從調制器和解調器的具體組成模塊入手,對串/并轉換,QPSK映射,過采樣處理,插入導頻,添加循環(huán)前綴,IFFT/FFT,幀同步檢測等各個模塊進行硬件設計,詳細介紹了各個模塊的設計和實現過程,并給出了相應的仿真波形和參數說明。其中,針對定點運算的局限性,為系統設計并自定義了24位的浮點運算格式,參與傅立葉反變換和傅立葉變換的運算,在系統參數允許的范圍內,充分利用了有限資源,提高了系統運算精度;然后重點描述了基于FPGA的快速傅立葉變換算法的改進、優(yōu)化和設計實現,針對原始快速傅立葉變換FPGA實現算法運算空閑時間過多,資源占用較大的問題,提出了帶有流水作業(yè)功能、資源占用較少的快速傅立葉變換優(yōu)化算法設計方案,使之運用于OFDM基帶處理系統當中并加以實現,結果滿足系統參數的需求。最后以理論分析為依據,對整個OFDM的基帶處理系統進行了系統調試與性能分析,證明了設計的可行性。 綜上所述,本文完成了一個基于FPGA的OFDM基帶處理系統的設計、仿真和實現。本設計為OFDM通信系統的進一步改進提供了大量有用的數據。
上傳時間: 2013-07-25
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簡述了SPI總線協議工作時序和配置要求,通過一個成功的實例詳細介紹了使用SPI 總線實現DSP與MCU之間的高速通信方法,并參考實例給出了SPI接口的硬件連接、初始化、 以及傳輸測試程序的編寫方法。 關鍵詞:SPI接口;McBSP;總線;高速通信
上傳時間: 2013-04-24
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