基于MATLAB 7.0的信號調制與解調分析
上傳時間: 2013-07-21
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隨著集成電路的設計規模越來越大,FPGA為了滿足這種設計需求,其規模也越做越大,傳統平面結構的FPGA無法滿足實際設計需求。首先是硬件設計上的很難控制,其次就是計算機軟件面臨很大挑戰,所有復雜問題全部集中到布局布線(P&R)這一步,而實際軟件處理過程中,P&R所占的時間比例是相當大的。為了緩解這種軟件和硬件的設計壓力,多層次化結構的FPGA得以采用。所謂層次化就是可配置邏輯單元內部包含多個邏輯單元(相對于傳統的單一邏輯單元),并且內部的邏輯單元之間共享連線資源,這種結構有利于減少芯片面積和提高布通率。與此同時,FPGA的EDA設計流程也多了一步,那就是在工藝映射和布局之間增加了基本邏輯單元的裝箱步驟,該步驟既可以認為是工藝映射的后處理,也可認為是布局和布線模塊的預處理,這一步不僅需要考慮打包,還要考慮布線資源的問題。裝箱作為連接軟件前端和后端之間的橋梁,該步驟對FPGA的性能影響是相當大的。 本文通過研究和分析影響芯片步通率的各種因素,提出新的FPGA裝箱算法,可以同時減少裝箱后可配置邏輯單元(CLB)外部的線網數和外部使用的引腳數,從而達到減少布線所需的通道數。該算法和以前的算法相比較,無論從面積,還是通道數方面都有一定的改進。算法的時間復雜度仍然是線性的。與此同時本文還對FPGA的可配置邏輯單元內部連線資源做了分析,如何設計可配置邏輯單元內部的連線資源來達到即減少面積又保證芯片的步通率,同時還可以提高運行速度。 另外,本文還提出將電路分解成為多塊,分別下載到各個芯片的解決方案。以解決FPGA由于容量限制,而無法實現某些特定電路原型驗證。該算法綜合考慮影響多塊芯片性能的各個因數,采用較好的目標函數來達到較優結果。
上傳時間: 2013-04-24
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基于布里淵散射的分布式光纖傳感器是當前國內外研究的熱點。本文介紹了基于布里淵散射的分布式光纖傳感器的的原理、應用;布里淵時域反射技術(BOTDR)和布里淵時域分析技術(BOTDA)的原理。 受激布里淵散射(SBS)的過程中,入射光和散射光滿足耦合振幅方程組。我們對該方程組采用有限差分法進行數值計算,并用Matlab模擬計算過程,對布里淵散射信號進行分析。 根據布里淵散射信號的特點,我們采用基于Morlet小波變換的DSP信號算法來處理 BOTDR傳感信號。通過對該算法的核心單元——快速傅立葉變換(FFT)的硬件實現,我們在Stratix FPGA上實現了基于Morlet小波變換的DSP算法的硬件電路設計。 最后,在此基礎上,我們對電路功能進行實際的仿真和驗證,并和Matlab得到結果進行比較和分析。
上傳時間: 2013-07-22
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PROFIBUS現場總線技術是當今控制領域的一個熱點。目前國內對于PROFIBUS-DP的應用和研究主要以西門子等國外大公司的成套設備為主,用單片機+固態程序的方法做PROFIBUS-DP接口控制器的技術比較成熟,而自主開發PROFIBUS-DP通用接口的研究卻比較少。針對這一現狀,本論文采用FPGA做控制器,提出了基于FPGA技術的從站接口通信模塊的設計方案,使具有RS-232接口的從站可以通過該接口通信模塊與PROFIBUS-DP主站進行通訊連接。 論文首先對PROFIBUS現場總線技術進行概述,主要從現場總線的技術特點、協議結構、傳輸技術、存取協議等方面進行介紹。對PROFIBUS-DP系統組成和配置、工作方式及數據傳遞、DP的功能和從站狀態機制等進行研究和分析。然后詳細論述了基于PROFIBUS-DP的通信接口的硬件及軟件實現。 在硬件設計中,本文從PROFIBUS協議芯片SPC3實現的具體功能出發,結合EDA(Electronic Design Amomation)設計自項向下的設計思想,給出了總線接口的總體設計方案。同時給出其設計邏輯框圖、算法流程圖、引腳說明以及部分模塊的仿真結果。并充分考慮了硬件的通用性及將來的擴展。 本設計使用VHDL描述,在此基礎之上采用專門的綜合軟件對設計進行了綜合優化,最后在FPGA(Field Programmable Gate Array)芯片EP1C6上得以實現。在軟件設計中,詳細介紹了通信接口的軟件設計實現,包括狀態機的實現、各種通信報文的實現、GSD文件的編寫等。 再通過Siemens公司的CP5611網絡接口卡和PC機做主站,使用COMPROFIBUS組態軟件,組建系統進行通訊測試,得到良好結果。
標簽: PROFIBUSDP FPGA 接口
上傳時間: 2013-05-25
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該論文基于NIOS Ⅱ軟核處理器和Altera的FPGA技術,設計了一種便攜式的振動頻譜分析儀,用于旋轉機械的故障監測和診斷。以SOPC技術為手段,將信號采集和信號處理電路通過可編程片上系統來實現,其特點是將對ADC的控制、數字信號的濾波、快速傅立葉變換的設計,通過FPGA芯片集成在一起,以NIOS Ⅱ來完成32位CPU的狀態控制功能。工程機械、汽車車輛中都存在諸如發動機類的旋轉機械,這類設備的異常振動往往會影響正常工作,嚴重時還會出現各種重大事故,該分析儀可以實時地或定期地對發動機、齒輪箱等旋轉機械進行振動頻譜分析和監測,運用于民用機械能產生非常好的經濟效益。 該論文從四個方面進行了研究工作。其一,利用FPGA對ADC芯片的工作進行控制,使其在規定的時間內與DSP模塊進行數據交換,并對ADC各引腳時序進行控制,使兩者協調同步工作,編制了相應的VHDL語言程序。其二,采用SOPC Builder設計開發,實現了基于NIOS Ⅱ的32位CPU軟核,創建了相應的C/C++和匯編的宏代碼,使得軟件可以訪問用戶自定義邏輯。對頂層設計產生的VHDL的RTL代碼和仿真文件進行了綜合、編譯適配以及仿真。其三,配合Matlab和DSP Builder的強大功能進行DSP模塊設計,開發出了FIR和FFT等功能模塊,并且添加到SOPC系統中,使其可以由NIOS Ⅱ很容易的調用。其四,在NIOS Ⅱ系統中添加了uC/OS Ⅱ操作系統,提高了整個系統的穩定性,并且降低了開發難度,提高了系統升級的能力。由于整個設計是基于FPGA開發的,所以該系統包括了所有FPGA系統的特點,包括并行的DSP處理、在系統可編程、升級簡單等特點,極易使設計產品化。
上傳時間: 2013-04-24
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詳細的理論分析,可以對模擬電路的理論知識有較為全面透徹的了解
上傳時間: 2013-04-24
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數據采集系統是信號與信息處理系統中不可缺少的重要組成部分,同時也是軟件無線電系統中的核心模塊,在現代雷達系統以及無線基站系統中的應用越來越廣泛。為了能夠滿足目前對軟件無線電接收機自適應性及靈活性的要求,并充分體現在高性能FPGA平臺上設計SOC系統的思路,本文提出了由高速高精度A/D轉換芯片、高性能FPGA、PCI總線接口、DB25并行接口組成的高速數據采集系統設計方案及實現方法。其中FPGA作為本系統的控制核心和傳輸橋梁,發揮了極其重要的作用。通過FPGA不僅完成了系統中全部數字電路部分的設計,并且使系統具有了較高的可適應性、可擴展性和可調試性。 在時序數字邏輯設計上,充分利用FPGA中豐富的時序資源,如鎖相環PLL、觸發器,緩沖器FIFO、計數器等,能夠方便的完成對系統輸入輸出時鐘的精確控制以及根據系統需要對各處時序延時進行修正。 在存儲器設計上,采用FPGA片內存儲器。可根據系統需要隨時進行設置,并且能夠方便的完成數據格式的合并、拆分以及數據傳輸率的調整。 在傳輸接口設計上,采用并行接口和PCI總線接口的兩種數據傳輸模式。通過FPGA中的宏功能模塊和IP資源實現了對這兩種接口的邏輯控制,可使系統方便的在兩種傳輸模式下進行切換。 在系統工作過程控制上,通過VB程序編寫了應用于PC端的上層控制軟件。并通過并行接口實現了PC和FPGA之間的交互,從而能夠方便的在PC機上完成對系統工作過程的控制和工作模式的選擇。 在系統調試方面,充分利用QuartuslI軟件中自帶的嵌入式邏輯分析儀SignalTaplI,實時準確的驗證了在系統整個傳輸過程中數據的正確性和時序性,并極大的降低了用常規儀器觀測FPGA中眾多待測引腳的難度。 本文第四章針對FPGA中各功能模塊的邏輯設計進行了詳細分析,并對每個模塊都給出了精確的仿真結果。同時,文中還在其它章節詳細介紹了系統的硬件電路設計、并行接口設計、PCI接口設計、PC端控制軟件設計以及用于調試過程中的SignalTapⅡ嵌入式邏輯分析儀的使用方法,并且也對系統的仿真結果和測試結果給出了分析及討論。最后還附上了系統的PCB版圖、FPGA邏輯設計圖、實物圖及注釋詳細的相關源程序清單。
上傳時間: 2013-06-09
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電源測量與分析入門手冊 本入門手冊將主要介紹如何使用示波器和專用軟件進行開關電源設計測量。兩個不同版本。都是中文的。 目錄 簡介 電源設計中的問題以及測量要求 示波器與電源測量 開關電源基礎 準備進行電源測量 在一次采集中同時測量100 伏和100 毫伏電壓 消除電壓探頭和電流探頭之間的時間偏差 消除探頭零偏和噪聲 電源測量中記錄長度的作用 識別真正的Ton 與Toff 轉換 有源器件測量:開關元件 開關器件的功率損耗理論 截止損耗 開通損耗 詳細了解SMPS 的功率損耗 安全工作區 動態導通電阻 di/dt dv/dt 無源器件測量:磁性元件 電感基礎 用示波器進行電感測量 磁性元件功率損耗基礎 用示波器進行磁性元件功率損耗測量 磁特性基礎 用示波器測量磁性元件特性 輸入交流供電測量 電源質量測量基礎 SMPS 的電源質量測量 用示波器測量電源質量 使用正確的工具 用示波器進行電源質量測量
上傳時間: 2013-07-03
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隨著印制電路板功能的日益增強,結構日趨復雜,系統中各個功能單元之間的連線間距越來越細密,基于探針的電路系統測試方法已經很難滿足現在的測試需要。邊界掃描測試(BST)技術通過將邊界掃描寄存器單元安插在集成電路內部的每個引腳上,相當于設置了施加激勵和觀測響應的內建虛擬探頭,通過該技術可以大大的提高數字系統的可觀測性和可控性,降低測試難度。針對這種測試需求,本文給出了基于FPGA的邊界掃描控制器設計方法。 完整的邊界掃描測試系統主要由測試控制部分和目標器件構成,其中測試控制部分由測試圖形、數據的生成與分析及邊界掃描控制器兩部分構成。而邊界掃描控制器是整個系統的核心,它主要實現JTAG協議的自動轉換,產生符合IEEE標準的邊界掃描測試總線信號,而邊界掃描測試系統工作性能主要取決與邊界掃描控制器的工作效率。因此,設計一個能夠快速、準確的完成JTAG協議轉換,并且具有通用性的邊界掃描控制器是本文的主要研究工作。 本文首先從邊界掃描技術的基本原理入手,分析邊界掃描測試的物理基礎、邊界掃描的測試指令及與可測性設計相關的標準,提出了邊界掃描控制器的總體設計方案。其次,采用模塊化設計思想、VHDL語言描述來完成要實現的邊界掃描控制器的硬件設計。然后,利用自頂向下的驗證方法,在對控制器內功能模塊進行基于Testbench驗證的基礎上,利用嵌入式系統的設計思想,將所設計的邊界掃描控制器集成到SOPC中,構成了基于SOPC的邊界掃描測試系統。并且對SOPC系統進行軟硬件協同仿真,實現對邊界掃描控制器的功能驗證后將其應用到實際的測試電路當中。最后,在基于SignalTapⅡ硬件調試的基礎上,軟硬件結合對整個系統可行性進行了測試。從測試結果看,達到了預期的設計目標,該邊界掃描控制器的設計方案是正確可行的。 本文設計的邊界掃描控制器具有自主知識產權,可以與其他處理器結合構成完整的邊界掃描測試系統,并且為SOPC系統提供了一個很有實用價值的組件,具有很明顯的現實意義。
上傳時間: 2013-07-20
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計算機有關的接插件的引腳說明,hlp格式。比如串口,并口,PS/2,VGA,PC2,SCSI,IDE,ATA等,均有詳細的引腳定義,還附送了幾個濾波器電路,十分值得收藏。
上傳時間: 2013-04-24
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