本文探索了自主系統CPU設計方法和經驗,同時對80C51產品進行了必要的改進。 文章采用XILINX公司的Virtex-ⅡPro系列FPGA芯片,在相關EDA軟件平臺的支持下進行基于FPGA的8051芯片的設計。在已公開的8051源代碼的基礎上,對其中的程序存儲器、指令存儲器做了較大幅度的修改,增加了定時器、串行收發器的軟件編寫,VerilogHDL語句共6000余行(見附錄光盤)。在設計中筆者特別的注意了源代碼中組合邏輯循環的去除,時序設計中合理確定建立時間和保持時間,保證了工作頻率的提高(工作頻率由12MHz提高到約30MHz),串行收發器的下載實驗驗證了該模塊頻率的提高。對設計高頻CPU提供了有益的借鑒。本文利用Modelsim進行了功能仿真和后仿真,利用Synplify進行了綜合,仿真和綜合結果達到了設計的預期要求,并為下載和組成系統作了準備工作(設計了外圍電路的PCB板圖)。
上傳時間: 2013-06-28
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Turbo碼是一類并行級聯的系統卷積碼,它是在綜合級聯碼、最大后驗概率(MAP)譯碼、軟輸入軟輸出及迭代譯碼等理論基礎上的一種創新。Turbo碼的基本原理是通過對編碼器結構的巧妙設計,多個子碼通過交織器隔離進行并行級聯編碼輸出,增大了碼距。譯碼器則以類似內燃機引擎廢氣反復利用的機理進行迭代譯碼以反復利用有效信息流,從而獲得卓越的糾錯能力。計算機仿真表明,Turbo碼不但在加性高斯噪聲信道下性能優越,而且具有很強的抗衰落、抗干擾能力,當交織長度足夠長時,其糾錯性能接近香農極限。 FPGA(FieldProgrammableGateArray),即現場可編程門陣列,是在PAL、GAL、EPLD等可編程器件的基礎上進一步發展的產物。FPGA技術具有大規模、高集成度、高可靠性、設計周期短、投資小、靈活性強等優點,逐步成為復雜數字硬件電路設計的理想選擇。 本論文以東南大學移動通信實驗室B3G課題組提出的“支持多天線的廣義多載波無線傳輸技術”(MIMO-GMC)為背景,分析了Turbo譯碼算法,并針對MIMO-GMC系統的迭代接收機中所采用的外信息保留和聯合檢測譯碼迭代的特點,完成了采用滑動窗Log-MAP算法的軟輸入、軟輸出的Turbo譯碼器的設計。整個譯碼器模塊的設計采用Verilog語言描述,并在VirtexⅡPro系列FPGA芯片上實現。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著人們對于數字視頻和數字圖像的需求越來越大,數字電視廣播和手機電視迅速發展起來,但是人們對于數字圖像質量的要求也越來越高。對于觀眾來講,畫面的質量幾乎是最為重要的,然而由于信道傳輸特性不理想和加性噪聲的影響,不可避免地會產生誤碼,導致圖像質量的下降,甚至無法正常收看。因此,為了保障圖像質量就需要采用糾錯編碼(又稱信道編碼)的方式來實現通信。在數字視頻廣播系統(DVB)中,無論是衛星傳輸,電纜傳輸還是地面傳輸都采用了信道編碼。 本文首先深入研究DVB標準中的信道編碼部分的關鍵技術;然后依照DVB-T標準技術要求,設計并硬件實現了數字視頻傳輸的信道編解碼系統。在該系統中,編解碼器與信源端的接口利用了MPEG-2的視頻傳輸接口同步并行接口(SPI),這種接口的應用讓系統具有很強的通用性;與信道端接口采用了G.703接口,具有G.703接口功能和特性的數據通信設備可以直接與數字通信設備連接,這使得應用時對于信道的選擇具有較大的靈活性。 在深入理解RS編解碼算法,卷積交織/解交織原理,卷積編碼/VITERBI譯碼算法原理的基礎上,本文給出了解碼部分的設計方案,并利用Xilinx公司的SpartanⅢ系列XC3S2000芯片完成方案的硬件實現。在RS解碼過程中引入了流水線機制,從而很大程度上提高了解碼效率。解交織器部分采用了RAM分區循環法,利用對RAM讀寫地址的控制實現解卷積交織,這種方法控制電路簡單,實現速度比較快,代價小。VITERBI譯碼器采用截尾譯碼,在幾乎不影響譯碼準確度的基礎上大大提高了解碼效率。
上傳時間: 2013-07-16
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本文首先介紹了利用FPGA設計數字電路系統的流程和雷達數字信號處理的主要內容?! ≡诘诙轮兄饕U述了FIR數字濾波器的窗函數設計方法,并應用FIR濾波器設計數字動目標顯示和數字動目標檢測系統;脈沖壓縮處理是現代雷達信號處理的一個重要組成部分,線性調頻信號和二相巴克碼的脈沖壓縮處理方法在第三章做了重點描述。 Cyclone系列芯片是高性價比,基于1.5V、0.13um采用銅制層的SRAM工藝。它是第一種支持配置數據解壓的FPGA芯片。論文設計的最后部分是利用Altera公司Cyclone系列FPGA芯片EP1C6F256C6和EPCS4配置芯片設計設計SD轉換器,在QuartusⅡ4.0下采用VHDL語言和邏輯電路圖結合的設計方法,經過仿真并最終實現了硬件設計?! ≡O計結果表明電路性能可靠,SD轉換的精度較高,完全滿足設計的要求。
上傳時間: 2013-06-26
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傳統PLC使用時會出現一些問題,如程序死循環、程序跑飛、需要龐大的編譯系統作支持和不能實現精確位置控制等等;而發展到OPENPLC后,這些問題依然存在。為了更好地解決這些問題,本文提出一種全新的可編程控制器現場集成技術,用FPGA來實現PLC的功能,拋棄傳統PLC“程序”的概念,以“硬件線路”來實現控制功能,不論在經濟上還是在性能上都具有更大的優勢。 本課題在對國內外可編程控制器,重點是HardPLC的開發和應用的進展進行概述和分析的基礎上,系統開展了HardPLC組成模塊原理及其仿真模擬的研究。本研究的主要貢獻為: 1.對比分析了CPLD和FPGA的性能特點,闡明了Xilinx公司FPGA芯片結構的兩個創新概念,指出了其優越性能的結構基礎; 2.系統分析了用HardPLC實現控制系統時的一些通用模塊,對每個模塊的工作原理進行了深入的探討,用VHDL語言建立了每個模塊的模型,在此基礎上進行了仿真、綜合,為進一步研究可編程控制器的現場集成奠定了基礎; 3.在仿真綜合的基礎上,用所建立的模型完成了特定邏輯控制系統的控制要求,充分展示了其實際應用的可行性; 4.在分析Xilinx公司SPARTANII系列FPGA芯片配置模式的基礎上,確定了應用于實際的基于CPLD控制的FPGA芯片SlaveParallel配置模式。 本課題研究建立的模型對于開發具有我國自主知識產權的HardPLC組成IP庫具有一定的理論意義;對特定系統的控制實現,充分展示了基于FPGA的可編程控制器現場集成技術可以廣泛應用于工控領域,加大推廣力度和建立更多的IP庫,在許多應用場合可以取代傳統的PLC控制系統,為工控領域提供高可靠、低價格、簡單易操作的解決方案,這將帶來巨大的社會經濟效益;所確定的FPGA芯片配置模式可廣泛應用于對FPGA芯片配置數據的加載,在實踐生產中具有重要的實用價值。
上傳時間: 2013-05-30
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隨著計算機和集成電路技術的不斷發展,基于EDA技術的芯片設計正在成為電子系統設計的主流.現場可編程門陣列(FPGA)作為一種可編程專用集成電路(ASIC)已經廣泛應用于計算機、通信、航空航天等各個領域.一般來講,FPGA多用于高速通信和高速信號處理領域,以發揮其處理速度快的特點,本文將其應用于一低速低功耗系統——某水下遠程遙控接收系統,主要用其在頻域來實現水下遠程遙控的解碼,取得了令人滿意的效果.該文主要做了以下幾方面的工作.首先,深入研究和分析了在頻域實現水下遠程遙控解碼的原理并進行了遙控指令編碼設計;其次,用ALTERA公司的CYCLONE系列FPGA芯片完成了水下遠程遙控FPGA解碼芯片的設計工作,包括硬件描述語言(VHDL)編碼、電路前后仿真、綜合和布局布線工作,并對設計的FPGA解碼芯片進行了初步的功耗估算:最后設計制作了一塊FPGA解碼芯片電路驗證測試板,并完成了電路調試和測試.實驗測試結果表明,用FPGA實現水下遠程遙控解碼電路的方案是可行的,可以有效地縮小系統體積、提高系統可靠性,在保證系統性能情況下做到更低的功耗,還可以實現在系統配置和編程,使得系統的調試、升級和維護更加靈活方便.
上傳時間: 2013-06-03
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頻率合成技術廣泛應用于通信、航空航天、儀器儀表等領域。目前,常用的頻率合成技術有直接式頻率合成、鎖相頻率合成和直接數字頻率合成(DDS)。DDS系統可以很方便地獲得頻率分辨率很精細且相位連續的信號,也可以通過改變相位字改變信號的相位,因此也廣泛用于數字通信領域。 本論文是利用FPGA完成一個DDS系統。DDS是把一系列數字量形式的信號通過D/A轉換形成模擬量形式的信號的合成技術。主要是利用高速存儲器作查尋表,然后通過高速D/A轉換器產生已經用數字形式存入的正弦波(或其他任意波形)。一個典型的DDS系統應包括:相位累加器,可在時鐘的控制下完成相位的累加(一般由ROM實現);DA轉換電路,將數字形式的幅度碼轉換成模擬信號。 本文根據設計指標,進行了DDS系統分析和設計,包括DDS系統框圖的設計,相位控制字和頻率控字的設計,以及軟件和硬件設計,重點在于利用FPGA改進設計,包括控制系統(頻率控制器和初始相位控制器),尋址系統(相位累加器和數據存儲器),以及轉換系統(D/A轉換器和濾波器)的設計。介紹了利用現場可編程邏輯門陣列(FPGA)實現數控振蕩器(DNO,即DDS)的原理、電路結構,重點介紹了DDS技術在FPGA中的實現方法,給出了采用ALTERA公司的FIEX1OK系列FPGA芯片EPF10K20TC144-4芯片進行直接數字頻率合成的VHDL源程序。
上傳時間: 2013-04-24
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現場可編程門陣列(FPGA)是作為專用集成電路(ASIC)領域中的一種半定制電路而出現的,它結合了微電子技術、電路技術和EDA(Electronics Design Automation)技術。隨著它的廣泛應用和快速發展,使設計電路的規模和集成度不斷提高,同時也帶來了電子系統設計方法和設計思想的不斷推陳出新。 隨著數字電子技術的發展,數字信號處理的理論和技術廣泛的應用于通訊、語音處理、計算機和多媒體等領域。離散傅立葉變換(DFT)作為數字信號處理中的基本運算,發揮著重要作用。而快速傅里葉變換(FFT)算法的提出,使離散傅里葉變換的運算量減小了幾個數量級,使得數字信號處理的實現變得更加容易。FFT已經成為現代數字信號處理的核心技術之一,因此對FFT算法及其實現方法的研究具有很強的理論和現實意義。 本文主要研究如何利用FPGA實現FFT算法,研制具有自主知識產權的FFT信號處理器。該設計采用高效基-16算法實現了一種4096點FFT復數浮點運算處理器,其蝶形處理單元的基-16運算核采用兩級改進的基-4算法級聯實現,僅用8個實數乘法器就可實現基-16蝶形單元所需的8次復數乘法運算,在保持處理速度的優勢下,比傳統的基-16算法節省了75%的乘法器邏輯資源。 在重點研究處理器蝶形單元設計的基礎上,本文完成了整個FFT處理器電路的FPGA設計。首先基于對處理器功能和特點的分析,研究了FFT算法的選取和優化,并完成了處理器體系結構的設計;在此基礎上,以提高處理器處理速度和減小硬件資源消耗為重點研究了具體的實現方案,完成了1.2萬行RTL代碼編程,并在XILINX公司提供的ISE 9.1i集成開發環境中實現了處理器各個模塊的RTL設計:隨后,以XILINX Spartan-3系列FPGA芯片xc3S1000為硬件平臺,完成了整個FFT處理器的電路設計實現。 經過仿真驗證,本文所設計的FFT處理器芯片運行速度達到了100MHz,占用的FPGA門數為552806,電路的信噪比可以達到50dB以上,達到了高速高性能的設計要求。
上傳時間: 2013-04-24
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手機電路圖,高淺析板喲,現在流行的MTK平臺6235系列的芯片
標簽: 手機電路
上傳時間: 2013-06-18
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本文介紹了一種基于現場可編程門陣列FPGA器件的電子密碼鎖的設計方法。重點闡述了紅外遙控電子密碼鎖的整體架構設計;介紹了一種由PT2248作為發送器,MIM-R1AA 38KHZ紅外一體化接收解調器作為接收器的紅外遙控系統的構建方法;詳細說明了如何運用EDA技術自頂向下的設計方法,來實現基于XILINX公司出品的Spartan-3E系列FPGA芯片的紅外遙控解碼、密碼鎖的解鎖、密碼修改、報警提示及液晶顯示等功能。在分析紅外遙控電子密碼鎖各功能模塊時,本論文詳細闡述了各模塊的功能及外部接口信號,給出了各模塊的仿真波形以及整個系統的測試流程和測試結果。本論文在介紹Spartan-3E系列FPGA芯片的特點和性能的同時,利用Spartan-3E系列的XC3S500芯片中的KCPSM3和自行設計完成的狀態機控制器分別實現液晶顯示控制器,通過比較分析得知KCPSM3實現的控制器,在對FPGA的資源利用方面更加合理,實現更加便捷。 本論文利用紅外遙控技術解鎖,大大提高了電子密碼鎖的安全性能;采用FPGA開發設計,所有算法完全由硬件電路來實現,使得系統的工作可靠性大為提高,同時由于FPGA具有在系統可編程功能,當設計需要更改時,只需更改FPGA中的控制和接口電路,利用EDA工具將更新后的設計下載到FPGA中即可,無需更改外部電路的設計,大大提高了設計的效率。因此,采用FPGA開發的數字系統,不僅具有很高的工作可靠性,其升級與改進也極其方便。
上傳時間: 2013-06-19
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