GPS全球定位系統是美國國防部為軍事目的而建立的衛星導航系統，其主要目的是解決海上、陸地和空中運載工具的導航定位問題。GPS作為新一代衛星導航系統，不僅具有全球、全天候、連續、高精度導航與定位能力，而且具有優良的抗干擾性和保密性。因此，發展全球定位系統是當今導航技術現代化的一個重要標志。在GPS接收機中，為了得到導航電文并對其進行解算，要完成復雜的信號處理過程。其中，怎樣捕獲到衛星信號，并對C/A碼進行跟蹤是研制GPS接收機的重要問題之一。本文在對GPS信號的結構進行深入的分析后，結合FPGA的特點，對算法進行設計及優化后，給出了相應的仿真。內容主要包括以下幾個方面： 1.對GPS信號結構的產生原理進行了深入地分析，并對GPS信號的調制機理進行詳細地闡述。 2.在GPS信號的捕獲方面，采用了基于FFT頻域的快速捕獲的方法，即將接收到的GPS信號先利用快速傅立葉變換(FFT)變換到頻域，在頻域完成相應的運算后，再利用傅立葉反變換(IFFT)變換到時域。從而大大減少了計算量，加快了信號捕獲的速度，提高了捕獲性能。 3.在C/A碼跟蹤部分，本文采用了非相干延遲鎖定環對C/A碼進行跟蹤。來自載波跟蹤環路的本地載波將輸入的信號變成基帶信號，然后分別和本地碼的三個不同相位序列進行相乘，將相乘結果進行累加，經過處理將得到碼相位和當前的載波頻率送到載波跟蹤環路。 4.載波跟蹤環，本文采用的是科斯塔斯環。載波跟蹤環和碼跟蹤環在結構上相似，故本文只對關鍵的載波NCO進行了仿真。 本文的創新點主要是使用FPGA對整個GPS信號的捕獲及C/A碼的跟蹤進行設計。此外，根據FPGA的特點，在不改變外部硬件設計的前提下，改變相應的IP核或相關的VHDL程序就可對系統進行各種優化設計，以適應不同類型的GPS接收機的不同功能。
上傳時間： 2013-06-27
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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，為后續工作奠定了基礎。 首先根據衛星系統突發信道傳輸的特點分析了傳統位同步方法在突發系統中的不足，接下來對Inmarsat系統的短突發R信道和長突發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形式下的位同步，并在FPGA上予以實現，效果良好。 在長突發形式下的報頭時鐘捕獲后還需要對后續數據進行位同步跟蹤，在跟蹤過程中本論文首先用DSP Builder實現了插值環路的位同步算法，進行了Matlab仿真和FPGA實現。并在插值環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的長突發信道位同步跟蹤。 論文對兩個突發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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密集型的矩陣運算在信號處理和圖像處理中被廣泛應用，而且往往需要系統進行實時運算，這就需要系統具有很高的吞吐率。因此尋找矩陣運算的高速實現方法是很有意義的。FPGA的運算速度快并且可以并行運算，和其它矩陣運算的實現方式相比，FPGA有其獨特的優勢。本文主要設計并實現了基于FPGA的各種矩陣運算模塊。 本文首先介紹了矩陣運算的特點和原理，接著討論了FPGA浮點運算單元的VHDL設計方法，在此基礎上，設計了矩陣相乘累加、三角矩陣求逆和一般矩陣分解求逆的運算模塊，給出矩陣階數擴大時各種矩陣運算的分塊實現方法。然后在ModelSim環境下仿真了一般矩陣的求逆模塊，與Maflab仿真結果比較，分析了運算精度、時間復雜度和資源占用情況，在Virtex-4系列FPGA硬件平臺上進行了調試和測試，并通過USB接口將矩陣運算結果送入PC機，驗證了基于FPGA矩陣運算的正確性和可行性。最后對矩陣求逆模塊在雷達信號中的應用作了簡單介紹。
上傳時間： 2013-07-20
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隨著多媒體技術發展，數字圖像處理已經成為眾多應用系統的核心和基礎。圖像處理作為一種重要的現代技術，已經廣泛應用于軍事指揮、大視場展覽、跟蹤雷達、電視會議、導航等眾多領域。因而，實現高分辨率高幀率圖像實時處理的技術不僅具有廣泛的應用前景，而且對相關領域的發展也具有深遠意義。 大視場可視化系統由于屏幕尺寸很大，只有在特制的曲面屏幕上才能使細節得到充分地展現。為了在曲面屏幕上正確的顯示圖像，需要在投影前實時地對圖像進行幾何校正和邊緣融合。而現場可編程門陣列(FPGA)則是用硬件處理實時圖像數據的理想選擇，基于FPGA的圖像處理技術是世界范圍內廣泛關注的研究領域。 本課題的主要工作就是設計一個以FPGA為核心的硬件系統，該系統可對高分辨率高刷新率(1024*768@60Hz)的視頻圖像實時地進行幾何校正和邊緣融合。 論文首先介紹了圖像處理的幾何原理，然后提出了基于FPGA的大視場實時圖像融合處理系統的設計方案和模塊功能劃分。系統分為算法與軟件設計，硬件電路設計和FPGA邏輯設計三個大的部分。本論文主要負責FPGA的邏輯設計。圍繞FPGA的邏輯設計，論文先介紹了系統涉及的關鍵技術，以及使用Verilog語言進行邏輯設計的基本原則。 論文重點對FPGA內部模塊設計進行了詳細的闡述。仲裁與控制模塊是頂模塊的主體部分，主要實現系統狀態機和時序控制；參數表模塊主要實現SDRAM存儲器的控制器接口，用于圖像處理時讀取參數信息。圖像處理模塊是整個系統的核心，通過調用FPGA內嵌的XtremeDSP模塊，高速地完成對圖像數據的乘累加運算。最后論文提出并實現了一種基于PicoBlaze核的12C總線接口用于配置FPGA外圍芯片。 經過對寄存器傳輸級VerilogHDL代碼的綜合和仿真，結果表明，本文所設計的系統可以應用在大視場可視化系統中完成對高分辨率高幀率圖像的實時處理。
上傳時間： 2013-05-19
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人體血液成份的無創檢測是生物醫學領域尚未攻克的前沿課題之一，動態光譜法在理論上克服了其它檢測方法難以逾越的障礙——個體差異和測量條件對檢測結果的影響。實現動態光譜檢測，其關鍵在于采集多波長的光電容積脈搏波信號，并對其進行處理。針對動態光譜檢測中信號微弱、信噪比低、處理數據量大的特點，本文設計了基于FPGA和面陣CCD攝像頭的動態光譜數據采集與預處理系統，提高檢測精度，采集出滿足動態光譜信號提取要求的光電脈搏波；并對動態光譜頻域提取法的核心算法FFT的FPGA實現進行研究。 課題提出用高靈敏度的面陣CCD攝像頭替代常規光柵光譜儀中的光電接收器，實現對多波長的光電容積脈搏波的檢測。結合面陣CCD的二維圖像特點，采用信號累加法去除噪聲，提高信號的信噪比。 創新性的提出一種不同于以往的信號累加方法——將處于同一行的視頻信號在采樣過程中直接累加，然后再進行傳輸和存儲。不同于幀累加和異行累加，這種同行累加方式不但大大的提高了信號的信噪比，同時減小了數據的傳輸速度和傳輸量，降低了對存儲器容量的要求，改善了動態光譜信號檢測系統的性能。 針對面陣CCD攝像頭輸出的復合視頻信號的特點，設計視頻信號解調電路，得到高速、高精度的數字視頻信號和準確的視頻同步信號，用于后續的視頻信號采集與處理。 根據動態光譜信號檢測和視頻信號采集的要求，選擇可編程邏輯器件FPGA作為硬件平臺，設計并實現了基于FPGA和面陣CCD攝像頭的光電脈搏波采集與預處理系統。該系統實現了視頻信號的精確定位，通過光譜信號的高速同行累加，實現了光電脈搏波信號的高精度檢測。系統采用基于FPGA的Nios II嵌入式處理器系統，通過對其應用程序的開發，可靠的實現了數據的采集、傳輸和存儲，提高了系統的集成度，降低了開發成本。 為實現動態光譜信號的頻域提取，研究了基于FPGA的FFT實現方案，對各關鍵模塊進行設計，為動態光譜信號的進一步處理打下良好的基礎。 最后，通過實驗證明了系統數據采集的正確性和信號預處理的可行性，得到了符合動態光譜信號提取要求的脈搏波信號。
上傳時間： 2013-04-24
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紋理映射在計算機圖形計算中屬于光柵化階段，處理的是像素，主要的特點是數據的吞吐量大，對實時系統來說轉換的速度是一個關鍵的因素，人們尋求各種加速算法來提高運算速度。傳統的方法是用更快的處理器，并行算法或專用硬件。隨著數字技術的發展，尤其是可編程邏輯門陣列(FPGAs)的發展，提供了一種新的加速方法。FPGAs在密度和性能上都有突破性的發展，當前的FPGA芯片已經能夠運算各種圖形算法，而在速度上與專用的圖形卡硬件相同。因此，FPGA芯片非常適合這項工作。 本文主要工作包括以下幾個方面： 1、本文提出了一種MIPmapping紋理映射優化方法，改進了MIPmapping映射細化層次算法及紋理圖像的存儲方式，減少紋理尋址的計算量，提高紋理存儲的相關性。詳細內容請閱讀第三章。 2、提出了一種MIPmapping紋理映射優化方法的硬件實現方案，該方案針對移動設備對功耗和面積的要求，以及分辨率不高的特點，在參數空間到紋理地址的計算中用定點數來實現。詳細內容請閱讀第四章。 3、實現了紋理映射流水線單元紋理地址產生電路，及紋理濾波電路的FPGA設計，并給出設計的綜合和仿真結果。詳細內容請閱讀第五章4、實現了符合IEEE 754單精度標準的乘法、乘累加及除法運算器電路。乘法器采用改進型Booth編碼電路以減少部分積數量，用Wallace對部分積進行壓縮；乘累加器采用multiply-add fused算法，對關鍵路徑進行了優化；除法器為基于改進型泰勒級數展開的查找表結構實現，查找表尺寸只有208字節，電路為固定時延，在電路尺寸、延時及復雜度方面進行了較好的平衡。
上傳時間： 2013-04-24
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本文介紹了直接數字頻率合成器(DDS)的工作原理及基本結構，在此基礎上推導了它的理想頻譜，分析了DDS雜散的來源及抑制雜散的常用方法；重點研究了DDS中累加器和波形存儲表的設計。針對DDS輸入數據刷新率低的特點，雙層累加...
標簽： 數字頻率合成器
上傳時間： 2013-06-03
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在V29的版本上升級。發布日期2011-08-19. -------------------------------------------------------------------------------- 歡迎使用免費軟件《串口獵人》V31 ！ -------------------------------------------------------------------------------- 友情提醒1：本軟件如有新版本，將發布到我的博客《匠人的百寶箱》，歡迎光臨！ 友情提醒2：點擊右側【清除】按鈕，可清除本幫助信息。清除后如想再次查閱，請重啟軟件。 -------------------------------------------------------------------------------- 《串口獵人》功能簡介 -------------------------------------------------------------------------------- 一、基本功能 1、支持16個COM口、自動/手動搜索串口、串口參數的設置和查看。 2、支持查看或修改串口控制線（DTR、RTS、DCD等等）的狀態。 3、支持基本的收、發、查看、保存、載入、清除等功能。 4、兩種收發格式：HEX碼/字符串，支持中文字符串。（英文=ASCII碼，中文=ANSI(GBK)碼）。 5、大容量的收碼區，為了加快顯示速度會把超過10K的數據自動隱藏（可以點擊【全顯】鈕查看）。 6、收碼區的顯示方式可以靈活設置：原始接收數據、按幀換行、通道數據、發送數據。 7、可以為收到的數據標注時間和來源。 8、可以自動比對發碼區和收碼區的數據是否一致（用于自發自收測試模式）。 9、收碼區的內容，可以點擊【轉發】鈕轉到發碼區。 10、可以在每次發碼之前自動清除收碼區。 二、高級發碼功能 1、自動發列表功能：支持多組（最多16組）數據的輪流發送。 2、自動發文件功能：支持文件逐行發送。 3、輪發規則可以靈活設置，比如可以定時發，也可以收到應答后立即發。 4、輪發的間隔、無應答重發次數和循環次數均可靈活設置。 5、靈活的幀格式設置。支持自動添加幀頭、幀尾、幀長、校驗、回車換行符。 6、幀頭、幀尾、幀長、校驗，是否要參與校驗或計入幀長，皆可靈活設置。 7、支持3種校驗方式：SC(累加和校驗)、LRC(縱向冗余校驗)、BBC（異或和校驗）。 8、校驗碼和幀長的長度，可以選擇單/雙字節。 三、高級收碼功能 1、支持按幀接收數據。 2、能自動進行幀結束判定（方式非常靈活，可以按幀頭、幀尾、幀長或時間）。 3、即時顯示最新一幀內容。 4、擁有八個獨立接收通道，可以自動從指定幀中指定位置收取有效數據。 5、每個通道的數據，可以獨自顯示、保存、清除。也可以送到收碼區去顯示。 6、可以設置通道收取數據的首地址、字節長度（單字節或多字節）、碼制（HEX/BCD）、符號位形式。 7、示波器功能，可把收取的數據用波形方式顯示。示波器的通道數、倍率、偏移、周期、顏色和線寬等可調。 8、碼表功能，可把收取的數據用碼表方式顯示。（可以設置碼表的最大/最小值和報警值）。 9、柱狀圖功能，可把收取的數據用柱狀圖方式顯示。（也可以設置最大/最小值和報警值）。 10、可以把實施繪制的圖形保存為圖片。 四、其它貼心設計 1、用戶的設置內容，可以保存/載入或恢復默認值。可以選擇啟動時載入默認值還是上次設置值。 2、可以通過提示區和狀態指示了解軟件當前工作狀態。 3、當鼠標停留在按鈕、文本框或其它控件上，會獲得必要的提示。 4、右下角的圖釘按鈕，可以把窗口釘在最前面，避免被其它窗口覆蓋。 5、附送串口電路、協議、碼表等參考資料。 6、在【版權信息】標簽頁有匠人的聯系方式，歡迎交流。
上傳時間： 2013-07-28
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ecom串口助手是一款帶CRC計算的串口(RS232)調試軟件。由我愛IC導航網工作室開發(http://www.52ic.net/)。ecom串口助手支持常用的110 ~ 921600bps波特率，能設置校驗、數據位和停止位，能以ASCII碼或十六進制接收或發送任何數據或字符（包括中文），能發送任意大小的文本文件，可以任意設定自動發送周期，并能將接收數據保存成文本文件。帶有文件或數據串的ModebusCRC16校驗、CRC16校驗、累加和校驗、異或校驗，ModebusLRC計算工具，是工程師調試單片機串口的好助手工具。 2、軟件特點 1、 支持Windows 9x / 2000 / XP / 2003 / Vista / Win7系統； 2、 綠色軟件，不需安裝。運行解壓軟件，將壓縮包解壓到指定目錄即可。卸載時只需將程序目錄刪除； 3、 支持常用的110 ~ 921600bps波特率； 4、 端口范圍是COM1-COM255，支持擴展端口(USB轉RS232)； 5、 能設置校驗、數據位和停止位； 6、 能以字符或十六進制收發數據，支持中文字符的收發； 7、 支持文件數據的發送； 8、 數據發送區允許設置發送周期，自動發送數據； 9、 支持鍵盤輸入，將鍵盤數據發送到串口； 10、 支持定時保存接收窗口數據，便于查看長時間調試記錄信息； 11、 有效的檢測通訊錯誤，避免軟件死機(如USB轉串口設備拔出檢測)； 12、 數據接收窗口及文件發送均采用多線程設計。 13、 帶有文件和數據幀ModebusCRC16校驗、CRC16校驗、累加和校驗、異或校驗，ModebusLRC計算工具。發送的數據幀可選添加計算結果，將校驗結果連同數據幀一同打包發送出去。 V2.00版本增加功能 1、添加Xmodem功能（128個字節發送，只支持CRC校驗）。 2、增加Xmodem-1k功能（1024個字節發送，只支持CRC校驗）。 3、支持命令啟動Xmodem-1k功能（可以做自動傳輸文件功能）。 V2.20版本增加功能 1、添加自定義數據幀頭，數據幀尾功能。 2、添加數據幀ModebusCRC16校驗、CRC16校驗、累加和校驗、異或校驗，ModebusLRC等校驗協議。 3、添加數據包鏡像回發功能。 4、添加接收對話框字體修改按鈕。 5、添加轉義符號選擇。 6、支持命令串文件發送（具體見命令串文件模板使用說明）。 7、添加窗口總是浮在最前面按鈕，添加命令串隱藏顯示按鈕。 V2.40版本增加功能 1、增加110、300、600波特率。 2、修正接收窗體字體設置按鈕功能，增加接收窗體背景色設置按鈕。 V2.60版本增加功能 1、增加“校驗結果”按鈕，實現文件或者數據幀的ModebusCRC16校驗、CRC16校驗、累加和校驗、異或校驗，ModebusLRC的計算結果顯示。
上傳時間： 2013-06-06
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介紹了IIR 濾波器的FPGA 實現方法,給出了 IIR 數字濾波器的時序控制、延時、補碼乘法和累加四個模塊的設計方法,并用VHDL和FPGA 器件實現了IIR 數字濾波。
上傳時間： 2013-08-12
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