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FPGA可配置端口電路的設計.rar

可配置端口電路是FPGA芯片與外圍電路連接關鍵的樞紐，它有諸多功能：芯片與芯片在數(shù)據(jù)上的傳遞(包括對輸入信號的采集和輸出信號輸出)，電壓之間的轉換，對外圍芯片的驅動，完成對芯片的測試功能以及對芯片電路保護等。本文采用了自頂向下和自下向上的設計方法，依據(jù)可配置端口電路能實現(xiàn)的功能和工作原理，運用Cadence的設計軟件，結合華潤上華0.5μm的工藝庫，設計了一款性能、時序、功耗在整體上不亞于xilinx4006e[8]的端口電路。主要研究以下幾個方面的內(nèi)容： 1.基于端口電路信號寄存器的采集和輸出方式，本論文設計的端口電路可以通過配置將它設置成單沿或者雙沿的觸發(fā)方式[7]，并完成了Verilog XL和Hspiee的功能和時序仿真，且建立時間小于5ns和保持時間在0ns左右。和xilinx4006e[8]相比較滿足設計的要求。 2.基于TAP Controller的工作原理及它對16種狀態(tài)機轉換的控制，對16種狀態(tài)機的轉換完成了行為級描述和實現(xiàn)了捕獲、移位、輸出、更新等主要功能仿真。 3.基于邊界掃描電路是對觸發(fā)器級聯(lián)的構架這一特點，設計了一款邊界掃描電路，并運用Verilog XL和Hspiee對它進行了功能和時序的仿真。達到對芯片電路測試設計的要求。 4.對于端口電路來講，有時需要將從CLB中的輸出數(shù)據(jù)實現(xiàn)異或、同或、與以及或的功能，為此本文采用二次函數(shù)輸出的電路結構來實現(xiàn)以上的功能，并運用Verilog XL和Hspiee對它進行了功能和時序的仿真。滿足設計要求。 5.對于0.5μm的工藝而言，輸入端口的電壓通常是3.3V和5V，為此根據(jù)設置不同的上、下MOS管尺寸來調(diào)整電路的中點電壓，將端口電路設計成3.3V和5V兼容的電路，通過仿真性能上已完全達到這一要求。此外，在輸入端口處加上擴散電阻R和電容C組成噪聲濾波電路，這個電路能有效地抑制加到輸入端上的白噪聲型噪聲電壓[2]。 6.在噪聲和延時不影響電路正常工作的范圍內(nèi)，具有三態(tài)控制和驅動大負載的功能。通過對管子尺寸的大小設置和驅動大小的仿真表明：在實現(xiàn)TTL高電平輸出時，最大的驅動電流達到170mA，而對應的xilinx4006e的TTL高電平最大驅動電流為140mA[8]；同樣，在實現(xiàn)CMOS高電平最大驅動電流達到200mA,而xilinx4006e的CMOS驅動電流達到170[8]mA。 7.與xilinx4006e端口電路相比，在延時和面積以及功耗略大的情況下，本論文研究設計的端口電路增加了雙沿觸發(fā)、將輸出數(shù)據(jù)實現(xiàn)二次函數(shù)的輸出方式、通過添加譯碼器將配置端口的數(shù)目減少的新的功能，且驅動能力更加強大。

標簽： FPGA 可配置端口

上傳時間： 2013-07-20

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一種基于SIFT描述子的特征匹配新算法

為了克服傳統(tǒng)的局部特征匹配算法對噪聲和圖像灰度非線性變換敏感的不足，提出了基于SIFT（Scale Invariant Feature Transform）描述算子的特征匹配算法。該算法首先

標簽： SIFT 特征匹配新算法

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：hphh
雙信號快速測頻技術及FPGA實現(xiàn)

建立在數(shù)據(jù)率轉換技術之上的寬帶數(shù)字偵察接收機要求能夠實現(xiàn)高截獲概率、高靈敏度、近乎實時的信號處理能力。雙信號數(shù)據(jù)率轉換技術是寬帶數(shù)字偵察接收機關鍵技術之一，是解決寬帶數(shù)字接收機中前端高速ADC采樣的高速數(shù)據(jù)流與后端DSP處理速度之間瓶頸問題的可行方案。測頻技術以及帶通濾波，即寬帶數(shù)字下變頻技術，是實現(xiàn)數(shù)據(jù)率轉換系統(tǒng)的關鍵技術。本文首先介紹了寬帶數(shù)字偵察接收關鍵技術之一的數(shù)據(jù)率轉換技術，著重研究了快速、高精度雙信號測頻算法以及實驗系統(tǒng)硬件實現(xiàn)。論文主要工作如下： (1)分析了現(xiàn)代電子偵察環(huán)境下的信號特征，指出寬帶數(shù)字接收機必須滿足寬監(jiān)視帶寬、流水作業(yè)以及近實時的響應時間。給出了一種頻率引導式的數(shù)字接收機方案，簡要介紹這種接收機的關鍵技術——快速、高精度頻率估計以及高效的數(shù)據(jù)率轉換。 (2)介紹了FFT技術在測頻算法中的應用，比較了FFT專用芯片及其優(yōu)點和缺點，指出為了滿足實時處理要求，必須選用FPGA設計FFT模塊。 (3)在分析常規(guī)的插值算法基礎上，提出了一種單信號的快速插值頻率估計方法，只需三個FFT變換系數(shù)的實部構造頻率修正項，計算量低。該方法具有精度高、測頻速率快的特點。 (4)基于DFT理論和自相關理論，提出了結合FFT和自相關的雙信號頻率估計算法。該方法先用DFT估計其中一個信號的頻率和幅度，以此頻率對信號解調(diào)并對消該頻率成分，最后利用自相關理論估計出另一個信號的頻率。 (5)基于DFT理論和FFT技術，研究了信號平方與FFT結合的雙信號頻率估計算法。根據(jù)信號中兩頻率分量的幅度比，只需一次一維平方信號譜峰搜索，就可以得到雙信號的和頻與差頻分量的估計值，并利用插值技術提高測頻精度。該算法能夠精確地估計頻率間隔小的雙信號頻率，且容易地擴展到復信號，F(xiàn)PGA硬件實現(xiàn)容易。 (6)基于現(xiàn)代譜分析理論，研究了基于AR(2)模型的雙信號頻率估計算法。方法在利用AR(2)模型系數(shù)估計雙正弦信號頻率之和的同時，利用FFT快速測頻算法估計其中強信號分量的頻率值。算法仿真驗證和性能分析表明了提出的算法能快速高精度地估計雙信號頻率。 (7)給出了基于頻譜重心算法的雷達雙信號頻率估計的FPGA硬件實現(xiàn)架構，并進行了時序仿真。 (8)討論了雙信號帶寬匹配接收系統(tǒng)的硬件設計方案，給出了快速測頻及帶寬估計模塊設計。

標簽： FPGA 信號測頻

上傳時間： 2013-06-02

上傳用戶：youke111
嵌入式USB總線器件端處理器的FPGA實現(xiàn)研究

　　本文提出了一種適合于嵌入式SoC的USB器件端處理器的硬件實現(xiàn)結構。并主要研究了USB器件端處理器的RTL級實現(xiàn)及FPGA原型驗證、和ASIC實現(xiàn)研究，包括從模型建立、算法仿真、各個模塊的RTL級設計及仿真、FPGA的下載測試和ASIC的綜合分析。它的速度滿足預定的48MHz，等效門面積不超過1萬門，完全可應用于SOC設計中。　　本文重點對嵌入式USB器件端處理器的FPGA實現(xiàn)作了研究。為了準確測試本處理器的運行情況，本文應用串口傳遞測試數(shù)據(jù)入FPGA開發(fā)板，測試模塊讀入測試數(shù)據(jù)，發(fā)送入PC機的主機端。通過NI-VISA充當軟件端，檢驗測試數(shù)據(jù)的正確。　　　　

標簽： FPGA USB 嵌入式器件

上傳時間： 2013-07-24

上傳用戶：1079836864
基于FPGA的數(shù)字相位計的研究與實現(xiàn)

本文結合工程需要詳細論述了一種數(shù)字相位計的實現(xiàn)方法，該方法是基于FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)芯片運用FFT(快速傅立葉變換)算法完成的。首先，從相位測量的原理出發(fā)，分析了傳統(tǒng)相位計的缺點，給出了一種高可靠性的相位檢測實用算法，其算法核心是對采集信號進行FFT變換，通過頻譜分析，實現(xiàn)對參考信號和測量信號初相位的檢測，并同時闡述了FPGA在實現(xiàn)數(shù)字相位計核心FFT算法中的優(yōu)勢。在優(yōu)化的硬件結構中，利用多個乘法器并行運算的方式加快了蝶形運算單元的運算速度；內(nèi)置雙端口RAM、旋轉因子ROM使數(shù)據(jù)存儲的速度得到提高；采用了流水線的工作方式使數(shù)據(jù)的存儲、運算在時間上達到匹配。整個設計采用VHDL(超高速硬件描述語言)語言作為系統(tǒng)內(nèi)部硬件結構的描述手段，在Altera的QuartusⅡ軟件支持下完成。仿真結果表明，基于FPGA實現(xiàn)的FFT算法無論在速度和精度上都滿足了相位測量的需要，其運算64點數(shù)據(jù)僅需27.5us，最大誤差在1％之內(nèi)。

標簽： FPGA 數(shù)字相位計

上傳時間： 2013-06-04

上傳用戶：lgnf
基于VerilogHDL雙向端口的設計與實現(xiàn)

fpga 設計參考資料。雙向端口設計參考。

標簽： VerilogHDL 雙向端口

上傳時間： 2013-07-09

上傳用戶：waizhang
大型汽輪發(fā)電機端部物理場的研究及其進相運行分析

本論文圍繞大容量汽輪發(fā)電機的進相運行展開了研究工作。全文共分七章。第一章首先闡述了發(fā)電機進相運行的重要性和迫切性，對國內(nèi)外相關方面的研究概況作了較為系統(tǒng)全面的綜述，并對本論文的研究內(nèi)容作了簡單介紹。第二章給出了低頻三維渦流電磁場的復邊值問題，并介紹了復矢量場的一些理論基礎。然后分別利用伴隨算子和伴隨場函數(shù)(廣義相互作用原理)、最小作用原理和拉格朗日乘子法(廣義變分原理)，建立了低頻三維渦流電磁場中非自伴算子問題的變分描述。上述三種方法所得的結果與Galerkin法的結果完全一致。第三章介紹了圓柱坐標系下基于拱形體單元的三維穩(wěn)態(tài)溫度場有限元計算模型，并將變分法的結果與Galerkin法的結果進行了對比。第四章建立了汽輪發(fā)電機端部三維行波渦流電磁場的數(shù)學模型，在渦流控制方程中引入了罰函數(shù)項以使庫倫規(guī)范自動滿足，并應用廣義相互作用原理導出了對應的泛函變分及其有限元計算格式。然后對多臺大容量汽輪發(fā)電機端部的渦流電磁場進行了實例計算，并分析了罰函數(shù)項對數(shù)值解穩(wěn)定性的影響以及影響端部電磁場的各種因素。第五章建立了大型汽輪發(fā)電機端部三維溫度場的有限元計算模型，并應用傳熱學理論研究了散熱系數(shù)、等效熱傳導系數(shù)等問題。然后求解了QFSS-300-2型汽輪發(fā)電機端部大壓圈上的三維溫度場分布，并與兩臺機組多種工況下的實測數(shù)據(jù)進行了對比。第六章介紹了二維穩(wěn)態(tài)溫度場的邊值問題及其等價變分，導出了其有限元計算格式。然后求解了QFQS-200-2型汽輪發(fā)電機端部壓圈上的溫度分布，并與實測數(shù)據(jù)進行了對比。第七章首先定性研究了汽輪發(fā)電機從遲相運行到進相運行過程中不同區(qū)域上磁場強度的變化規(guī)律。然后介紹了發(fā)電機變參數(shù)數(shù)學模型，結合實測數(shù)據(jù)以及最小二乘回歸分析計算了發(fā)電機穩(wěn)態(tài)運行時的相關電氣參數(shù)，并分析了發(fā)電機各物理量之間的相互關系。隨后分析了不同工況下發(fā)電機端部結構件上的渦流損耗及溫升的變化趨勢。最后，利用發(fā)電機變參數(shù)模型給出了發(fā)電機的飽和功角特性、靜穩(wěn)極限以及運行極限圖。

標簽： 大型分汽輪發(fā)電機物理

上傳時間： 2013-07-10

上傳用戶：stampede
基于ARM與μCOSⅡ的高端儀表平臺的研究

針對儀器儀表向高端產(chǎn)品的發(fā)展趨勢，課題提出并設計實現(xiàn)了一種基于嵌入式μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)和ARM7微處理器為核心的控制平臺，使儀表的使用更加方便、智能。系統(tǒng)融合了嵌入式系統(tǒng)、USB通信、LAN通信、顯示等多項快速發(fā)展的技術，通過USB模塊和LAN網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)了高端儀表與外部設備的通信，整個平臺具有高速、實時傳輸數(shù)據(jù)等特性，能夠廣泛地應用于多種行業(yè)的現(xiàn)場測量中。硬件方面，課題采用具有ARM7TDMI核的LPC2220微處理器作為系統(tǒng)的控制平臺，并結合應用設計出了顯示模塊、USB通信模塊、LAN通信模塊。控制平臺通過USB通信模塊和LAN通信模塊，建立與外部設備的數(shù)據(jù)處理通道，將與SPI接口連接的儀表數(shù)據(jù)進行傳輸處理。USB接口電路采用了Cypress公司的CY7C68001芯片，LAN通信模塊則采用了CIRRUSLOGIC的以太網(wǎng)控制器CS8900實現(xiàn)底層驅動。軟件方面，首先將μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)移植到ARM7上，并在嵌入式μC/OS-Ⅱ環(huán)境下編寫了各硬件模塊的驅動程序。在驅動程序的基礎上設計了VFD顯示程序、USB通信和網(wǎng)絡通信等應用模塊，驗證了數(shù)據(jù)處理平臺具有的各項功能。網(wǎng)絡通信模塊中，WEB SERVER在控制平臺實現(xiàn)，在上位PC上輸入服務器的固定IP地址，實現(xiàn)控制命令的發(fā)送、數(shù)據(jù)包的接收等功能。經(jīng)測試，系統(tǒng)運行正常，較好的實現(xiàn)了各項設計目標，從而證明了本文的方法是可行的。本系統(tǒng)為高端儀表的數(shù)據(jù)處理提供了一個有效的解決方案，具有良好的應用前景。

標簽： ARM COS 高端儀表

上傳時間： 2013-06-06

上傳用戶：cooran
基于ARM的智能家居網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究

隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對住宅的安全性提出了更高的要求。由于視頻監(jiān)控具有直觀、方便、信息內(nèi)容豐富等的特點，而被廣發(fā)的應用各種安防系統(tǒng)中。現(xiàn)有的家居監(jiān)控系統(tǒng)智能化程度低，無法更好的適應家居安防系統(tǒng)的要求，因此研究并開發(fā)出適合人們需要的智能化家居視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有重要的意義。本課題針對現(xiàn)有家居視頻監(jiān)控系統(tǒng)的問題，選用SAMSLING公司基于ARM9核的S3C2410芯片作為CPU，擴展了USB攝像頭、Internet芯片、紅外傳感器模塊、液晶屏、鍵盤等外圍設備，設計出一種基于ARM的智能家居網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)的功能主要包括：攝像頭采集圖像并在LCD上進行顯示；在戶外PC上可以通過網(wǎng)絡查看ARM端家中情況，圖像經(jīng)過壓縮后進行傳輸；截取圖像進行人臉檢測；當檢測到人臉時，GPRS發(fā)送短信通知主人有入侵情況發(fā)生；檢測到人臉的圖像壓縮后進行存儲。本文介紹了系統(tǒng)各個硬件型號的選取，硬件的性能參數(shù)，硬件引腳和寄存器參數(shù)，設計了各個硬件之間的接口電路。系統(tǒng)的軟件部分采用嵌入式Linux作為操作系統(tǒng)，在目標板上移植了引導程序、Linux裁剪后的系統(tǒng)和文件系統(tǒng)，在此基礎上實現(xiàn)了攝像頭圖像采集和LCD上的顯示、基于膚色和模板匹配的人臉檢測算法、基于DCT變換的有損圖像壓縮算法、GPRS短信發(fā)送、圖像網(wǎng)絡傳輸?shù)溶浖δ堋?試驗結果表明，本系統(tǒng)能夠較好的實現(xiàn)預期的功能，具有較好的穩(wěn)定性和應用前景。

標簽： ARM 智能家居網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：四只眼
基于FPGA的數(shù)字相位計的研究與實現(xiàn)

本文結合工程需要詳細論述了一種數(shù)字相位計的實現(xiàn)方法，該方法是基于FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)芯片運用FFT(快速傅立葉變換)算法完成的。首先，從相位測量的原理出發(fā)，分析了傳統(tǒng)相位計的缺點，給出了一種高可靠性的相位檢測實用算法，其算法核心是對采集信號進行FFT變換，通過頻譜分析，實現(xiàn)對參考信號和測量信號初相位的檢測，并同時闡述了FPGA在實現(xiàn)數(shù)字相位計核心FFT算法中的優(yōu)勢。在優(yōu)化的硬件結構中，利用多個乘法器并行運算的方式加快了蝶形運算單元的運算速度；內(nèi)置雙端口RAM、旋轉因子ROM使數(shù)據(jù)存儲的速度得到提高；采用了流水線的工作方式使數(shù)據(jù)的存儲、運算在時間上達到匹配。整個設計采用VHDL(超高速硬件描述語言)語言作為系統(tǒng)內(nèi)部硬件結構的描述手段，在Altera的QuartusⅡ軟件支持下完成。仿真結果表明，基于FPGA實現(xiàn)的FFT算法無論在速度和精度上都滿足了相位測量的需要，其運算64點數(shù)據(jù)僅需27.5us，最大誤差在1％之內(nèi)。

標簽： FPGA 數(shù)字相位計

上傳時間： 2013-05-16

上傳用戶：lgs12321