第三代移動通信系統(tǒng)及技術是目前通信領域的研究熱點。本系統(tǒng)采用了第三代移動通信系統(tǒng)的部分關鍵技術,采用直接序列擴頻方式實現(xiàn)多路寬帶信號的碼分復用傳輸。在系統(tǒng)設計中,我們綜合考慮了系統(tǒng)性能要求,功能實現(xiàn)復雜度與系統(tǒng)資源利用率,選擇了并行導頻體制、串行滑動相關捕獲方式、延遲鎖相環(huán)跟蹤機制、導頻信道估計方案和相干解擴方式,并在Quartus軟件平臺上采用VHDL語言,在FPGA芯片CycloneEP1C12Q240C8上完成了系統(tǒng)設計。通過對硬件測試板的測試表明文中介紹的方案和設計方法是可行和有效的。并在測試的基礎上對系統(tǒng)提出了改進意見。
標簽: FPGA 多路 分 通信系統(tǒng)
上傳時間: 2013-06-27
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隨著集成電路頻率的提高和多核時代的到來,傳統(tǒng)的高速電互連技術面臨著越來越嚴重的瓶頸問題,而高速下的光互連具有電互連無法比擬的優(yōu)勢,成為未來電互連的理想替代者,也成為科學研究的熱點問題。目前,由OIF(Optical Intemetworking Forum,光網(wǎng)絡論壇)論壇提出的甚短距離光互連協(xié)議,主要面向主干網(wǎng),其延遲、功耗、兼容性等都不能滿足板間、芯片間光互連的需要,因此,研究定制一種適用于板級、芯片級的光互連協(xié)議具有非常重要的研究意義。 本論文將協(xié)議功能分為數(shù)據(jù)鏈路層和物理層來設計,鏈路層功能包括了協(xié)議原語設計,數(shù)據(jù)幀格式和數(shù)據(jù)傳輸流程設計,流量控制機制設計,協(xié)議通道初始化設計,錯誤檢測機制設計和空閑字符產(chǎn)生、時鐘補償方式設計;物理層功能包含了數(shù)據(jù)的串化和解串功能,多通道情況下的綁定功能,數(shù)據(jù)編解碼功能等。 然后,文章采用FPGA(Field Programmable Gate Array,現(xiàn)場可編程門陣列)技術實現(xiàn)了定制協(xié)議的單通道模式。重點是數(shù)據(jù)鏈路層的實現(xiàn),物理層采用定制具備其功能的IP(Intellectual Property,知識產(chǎn)權)——RocketIO來實現(xiàn)。實現(xiàn)的過程中,采用了Xilinx公司的ISE(Integrated System Environment,集成開發(fā)環(huán)境)開發(fā)流程,使用的設計工具包括:ISE,ModelSim,Synplify Pro,ChipScope等。 最后,本文對實現(xiàn)的協(xié)議進行了軟件仿真和上扳測試,訪真和測試結果表明,實現(xiàn)的單通道模式,支持的最高串行頻率達到3.5GHz,完全滿足了光互連驗證系統(tǒng)初期的要求,同時由RocketIO的高速串行差分口得到的眼圖質量良好,表明對物理層IP的定制是成功的。
上傳時間: 2013-06-28
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隨著嵌入式控制在工業(yè)領域的不斷滲入,進入21世紀之后,基于ARM體系Linux操作系統(tǒng)的嵌入式一體化工業(yè)控制系統(tǒng)成為了工業(yè)控制的主要發(fā)展方向,ARM芯片不僅體積小,功耗低,而且功能強;Linux由于其開源,穩(wěn)定以及成本低的優(yōu)點,在嵌入式系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。 本文研究的主要內容是基于Linux操作系統(tǒng)ARM體系的嵌入式工控一體機設計與實現(xiàn)。該嵌入式工控一體機是基于Motorola公司研發(fā)的ARM9嵌入式系統(tǒng)和Linux操作系統(tǒng)的設備,整個系統(tǒng)體積小,結構精簡,并有很高的執(zhí)行效率。它根據(jù)特定的工業(yè)控制對象定制特定的模型與控制算法。另外,該設備自身還具備各種數(shù)字PID控制算法,實現(xiàn)PID閉環(huán)控制??梢詰糜诠I(yè)控制領域中的各類被控設備,以及為高校自動化控制實驗和工業(yè)應用研究提供解決方案。它的軟件編程由Qt集成開發(fā)環(huán)境實現(xiàn),Qt是基于C++的針對構造圖形用戶界面(程序)所使用的GUI工具包,它速度塊,易于使用,并具有很好的可移植性。 本文首先對嵌入式系統(tǒng)進行選型,然后提出了系統(tǒng)的軟硬件整體架構和系統(tǒng)的啟動流程。接著介紹了系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的搭建,包括啟動加載器的設計和實現(xiàn),Linux內核的移植,設備驅動程序的編寫以及圖形用戶界面的實現(xiàn)。最后,詳細介紹了一個具有創(chuàng)新性的案例作為該嵌入式Linux工控一體機作為通訊和控制終端的典型應用。 該嵌入式Linux工控一體機具有極好的實用性和應用前景,并且其設計和實現(xiàn)過程對于其它嵌入式平臺也具有很好的參考價值。
上傳時間: 2013-07-27
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擴頻通信具有較強的抗干擾、抗偵查和抗衰落能力,可以實現(xiàn)碼分多址,目前廣泛應用于通信抗干擾、衛(wèi)星通信、導航、保密通信、測距和定位等各個方面。另外,隨著集成電路技術的飛速發(fā)展,數(shù)字接收機和軟件無線電也已經(jīng)是現(xiàn)代通信研究的一個熱點。 本文正是順應這種發(fā)展趨勢,在某工程項目的通信分系統(tǒng)中建立CDMA直接序列擴頻通信系統(tǒng)。 本文作者承擔了多點無線擴頻通信系統(tǒng)的研究,建立了一個完整的仿真系統(tǒng)。提出了適合于本系統(tǒng)的實現(xiàn)算法,同時還建立了基于軟件無線電平臺的系統(tǒng)的全FPGA設計和實現(xiàn),包括各個模塊的測試和整個系統(tǒng)的聯(lián)合測試。 文章的主要內容如下: 1.簡述了擴頻通信及軟件無線電的發(fā)展及現(xiàn)狀。 2. 對直擴系統(tǒng)的基本原理和系統(tǒng)中采用的相關關鍵技術進行了闡述。相關關鍵技術包括擴頻碼的研究和選取,擴頻碼同步的研究,包括捕獲算法和跟蹤算法的研究,以及自適應門限的研究。 3.詳細討論了該多點無線通信系統(tǒng)的設計與實現(xiàn),提出了適合于本系統(tǒng)的算法。首先闡述了系統(tǒng)的總體設計方案和設計參數(shù),接著分為物理層和鏈路層詳細闡述了各個模塊的設計與仿真,包括matlab仿真和modelsim仿真,文中給出了大量的仿真結果圖。仿真結果證明算法的正確性,仿真性能也能滿足系統(tǒng)設計的要求。 4.介紹了該多點無線通信系統(tǒng)的硬件平臺與系統(tǒng)調試。首先介紹了系統(tǒng)的硬件平臺和硬件框圖,介紹了系統(tǒng)的相關器件及其配置,接著介紹了FPGA的開發(fā)流程、開發(fā)工具、設計原則及遇到的相關問題,最后介紹了系統(tǒng)的設計驗證與性能分析,給出了系統(tǒng)的調試方案和調試結果。 本文所討論的多點無線通信系統(tǒng)已經(jīng)在某工程項目的通信分系統(tǒng)中實現(xiàn)。目前工作正常,性能良好,具有通用性、可移植性,有重要的理論及實用價值。
標簽: 多點 無線擴頻 通信系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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如今IC設計進入了SOC(System-on-chip)設計時代。SOC是指在單一芯片上集成了微控制器、數(shù)字信號處理器、存儲器、I/O接口等,可以實現(xiàn)信號采集、轉換、存儲、處理等功能的芯片。SOC設計是基于IP可重用性的設計過程。現(xiàn)在已有不少公司成功地開發(fā)了各種SOC總線規(guī)范,以便于IP核的可復用性設計。其中,ARM公司開發(fā)的AMBA(Advanced Microcontroller Bus Arehitecture)規(guī)范已經(jīng)成為嵌入式應用的行業(yè)標準。嵌入式SOC芯片廣泛應用于消費電子產(chǎn)品中,近年來隨著彩屏手機、PDA等移動終端的普及,液晶電視等平板顯示器件的推廣,液晶顯示器已經(jīng)逐漸取代CRT成為主流的顯示器件。LCD Driver IC作為液晶顯示器的重要部件,需求量也日益增大。嵌入式液晶顯示系統(tǒng)的設計是當今SOC設計中不可缺少的部分,而基于AMBA總線規(guī)范的LCD顯示系統(tǒng)更是具備良好的性能和較大的潛力。 本文提出了一種基于AMBA總線規(guī)范的彩色TFT-LCD數(shù)字圖像顯示解決方案,硬件設計上包括APB存儲接口模塊、LCD控制模塊,并用VHDL硬件描述語言進行了功能仿真,采用Mentor公司Modelsim5.8完成了系統(tǒng)功能驗證;軟件設計上完成了基于SAMSUNG公司S6D0110 TFT-LCD驅動芯片的測試程序的編寫和系統(tǒng)測試。本設計不需要掌握TFT-LCD內部構造,復雜的內部驅動原理,只需要掌握AMBA總線規(guī)范和LCD的MPU并行接口時序,采用本課題設計出的LCD顯示控制模塊簡單實用,便于推廣應用。 本課題基于Xilinx公司的VirtexⅡ FF1152 PROTO開發(fā)平臺完成了軟件調試,實現(xiàn)了TFT-LCD圖像顯示。調試結果表明硬件和軟件設計正確且取得了較為滿意的結果。
標簽: TFTLCD 顯示系統(tǒng)
上傳時間: 2013-06-02
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移動通信是目前通信技術中發(fā)展最快的領域之一,CDMA技術憑借其良好的抗噪性、保密性和低功率等優(yōu)勢成為第三代移動通信的關鍵技術。目前大規(guī)模可編程邏輯器件FPGA為CDMA移動通信系統(tǒng)的設計提供了新的技術手段。 本文在深入分析CDMA通信系統(tǒng)的原理和特點的基礎上,提出了CDMA基站基帶系統(tǒng)的總體設計方案,論述了CDMA基站基帶系統(tǒng)前向鏈路和反向鏈路中各個信號處理模塊的工作原理,對CRC編碼模塊、卷積編碼模塊、塊交織器、PN碼生成器、Walsh碼發(fā)生器、基帶成形濾波器、QPSK調制器、PN碼捕獲與跟蹤模塊、Viterbi譯碼器等CDMA基站基帶系統(tǒng)的各個模塊進行了基于FPGA的建模和設計,取得了一些有價值的階段性成果。這些對CDMA移動通信系統(tǒng)進行深入探索、研究和設計,具有一定的學術意義和應用價值。
標簽: FPGA CDMA 基站 基帶系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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4路無線遙控開關電路圖與工作原理,省得再去尋找,現(xiàn)成照做就ok。
上傳時間: 2013-06-13
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基于彩色路徑識別的視覺導航方法是當前自動導航小車領域的研究熱點和方向。視覺導航是指根據(jù)地面路徑和被控對象之間的位置偏差控制其運行的方向,因此,地面彩色路徑圖像的攝取及其識別處理就成為視覺導航系統(tǒng)中的基礎和關鍵。在當前的視覺導航系統(tǒng)設計中,圖像處理的硬件平臺都是基于通用微處理器,嵌入式微處理器或者DSP進行設計的。這些處理器一個共同的特點就是數(shù)據(jù)串行處理,而圖像處理過程涉及大量的并行處理操作,因此傳統(tǒng)的串行處理方式滿足不了圖像處理的實時性要求。 鑒于微處理器這方面的不足,作者提出一種使用FPGA實現(xiàn)圖像識別的并行處理方案,并據(jù)此設計一個智能圖像傳感器。該傳感器采用先進的FPGA技術,將圖像采集及其顯示,路徑的識別處理以及通信控制等模塊集成在一個芯片上,形成一個片上系統(tǒng)(SOC)。其主要功能是對所采集的彩色路徑圖像進行識別處理,獲得彩色路徑的坐標及其方向角,并將處理結果發(fā)送給上位機,為自動導航提供控制依據(jù)。 本文將彩色路徑的識別處理過程劃分為三個階段,第一階段為顏色聚類識別,以獲得二值路徑圖像,第二階段為數(shù)學形態(tài)學運算,用于對第一階段中獲得的二值圖像進行去斑處理,第三階段為路徑中心線的定位及其方向角的測量。圖像傳感器與上位機的通信采用異步串行方式,由于上位機需要控制該傳感器執(zhí)行多種任務,作者定義一種基于異步串行通信的應用層協(xié)議,用于上位機對傳感器的控制。在圖像的顯示中,為了彌補圖像采集的速率和VGA顯示速率的不匹配,作者提出一種基于單端口存儲器的圖像幀緩沖機制,通過VGA接口將采集的圖像實時地顯示出來。 根據(jù)上述思想,作者完成了系統(tǒng)的硬件電路設計,并對整個系統(tǒng)進行了現(xiàn)場調試。調試結果表明,傳感器系統(tǒng)的各個模塊都能正常工作,F(xiàn)PGA中的數(shù)字邏輯電路能夠實時地將路徑從圖像中準確地識別出來,.充分體現(xiàn)了FPGA對路徑圖像的高速處理優(yōu)勢,達到了設計預期目標,在一定程度上豐富了路徑圖像識別處理的技術和方法。
上傳時間: 2013-04-24
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激光測距是一種非接觸式的測量技術,已被廣泛使用于遙感、精密測量、工程建設、安全監(jiān)測以及智能控制等領域。早期的激光測距系統(tǒng)在激光接收機中通過分立的單元電路處理激光發(fā)、收信號以測量光脈沖往返時間,使得開發(fā)成本高、電路復雜,調試困難,精度以及可靠性相對較差,體積和重量也較大,且沒有與其他儀器相匹配的標準接口,上述缺陷阻礙了激光測距系統(tǒng)的普及應用。 本文針對激光測距信號處理系統(tǒng)設計了一套全數(shù)字集成方案,除激光發(fā)射、接收電路以外,將信號發(fā)生、信號采集、綜合控制、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳輸五個部分集成為一塊專用集成電路。這樣就不再需要DA轉換和AD轉換電路和濾波處理等模塊,可以直接對信號進行數(shù)字信號處理。與分立的單元電路構成的激光測距信號處琿相比,可以大大降低激光測距系統(tǒng)的成本,縮短激光測距的研制周期。并且由于專用集成電路帶有標準的RS232接口,可以直接與通信模塊連接,構成激光遙測實時監(jiān)控系統(tǒng),通過LED實時顯示測距結果。這樣使得激光測距系統(tǒng)只需由激光器LD、接收PD和一片集成電路組成即可,提出了橋梁的位移監(jiān)測技術方法,并設計出一種針對橋梁的位移監(jiān)測的具有既便攜、有效又經(jīng)濟實用的監(jiān)測樣機。 本文基于xil inx公司提供的開發(fā)環(huán)境(ise8.2)、和Virtex2P系列XC2VP30的開發(fā)版來設計的,提出一種基于方波的利用DCM(數(shù)字時鐘管理器)檢相的相位式測距方法;采用三把側尺頻率分別是30MHz、3MHz、lOkHz,對應的測尺長度分別為5米、50米和15000米,對應的精度分別為±0.02米、±0.5米和±5米。設計了一套激光測距全數(shù)字信號處理系統(tǒng)。為了證明本系統(tǒng)的準確性,另外設計了一套利用延時的方法來模擬激光光路,經(jīng)過測試,證明利用DCM檢相的相位式測距方法對于橋梁的位移監(jiān)測是可行的,測量精度和測量結果也滿足設計方案要求。
上傳時間: 2013-06-12
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近年來,隨著FPGA技術的出現(xiàn),憑借著它在設計上的優(yōu)越性,使得它在各電子設計領域上備受關注。在數(shù)字控制系統(tǒng)的應用領域也越來越廣泛。本課題主要研究了FPGA技術和無線通訊技術在高頻感應加熱控制系統(tǒng)的應用,目的在于實現(xiàn)一個安全穩(wěn)定的高頻感應加熱環(huán)境。 本文首先介紹了高頻感應加熱系統(tǒng)所涉及的一些概念及所要用到的一些技術。然后對系統(tǒng)實現(xiàn)的原理及實現(xiàn)可行性進行了深入的研究分析,確定了主電路的拓撲結構為串聯(lián)諧振式,功率調節(jié)方式為容性移相調功:計算確定了系統(tǒng)中各個元件的參數(shù)和符號。最后按照FPGA的設計流程,設計實現(xiàn)了系統(tǒng)所需的各個硬件電路。 本文將無線通訊的技術引入了高頻感應加熱系統(tǒng)的控制。利用FPGA技術將RF無線通訊電路的控制部分與其他控制電路集成到一塊FPGA芯片里,這樣大大縮小了系統(tǒng)的體積,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。使得對高頻感應加熱系統(tǒng)的控制更加智能化,同時也使得其操作安全性得到了很大的提高,從而達到了我們的目的。 研究結果表明,利用FPGA技術以及無線通訊技術的集成來實現(xiàn)智能化數(shù)字控制系統(tǒng)是很可行的方法。本文研究的感應加熱控制系統(tǒng)運行良好。
上傳時間: 2013-05-31
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