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脈寬可調(diào)

FPGA局部動態(tài)可重配置的研究

FPGA作為近年來集成電路發(fā)展中最快的分支之一，有關它的研究和應用得到了迅速的發(fā)展。傳統(tǒng)的FPGA采用靜態(tài)配置的方法，所以在它的應用生命周期中，它的功能就不能夠再改變，除非重新配置。動態(tài)重配置系統(tǒng)在系統(tǒng)工作的過程中改變FPGA的結構，包括全局重配置和局部重配置。其中的局部動態(tài)重配置系統(tǒng)有著ASIC以及靜態(tài)配置FPGA無法比擬的優(yōu)勢。而隨著支持局部位流配置以及動態(tài)配置的商用FPGA的推出，使對局部動態(tài)重配置系統(tǒng)和應用的研究有了最基本的硬件支撐條件。而Internet作為無比強大的網(wǎng)絡已經(jīng)滲入到各種應用領域之中。本文首先提出了一個完整的基于Internet的FPGA局部動態(tài)可重配置系統(tǒng)的方案。然后針對方案的各個組成部分，分別進行了描述。首先是介紹了FPGA的基本概況，包括它的發(fā)展歷史、結構、應用領域、發(fā)展趨勢等。然后介紹了對一個包含局部動態(tài)重配置模塊的FPGA系統(tǒng)的設計過程，包括重配置模塊的定義、設計的流程、局部位流的產(chǎn)生等。接下來對．FPGA的配置方法以及配置解決方案進行描述，包括幾種可選擇的配置模式，其中有一些適用于靜態(tài)配置，另外一些可以用于動態(tài)局部配置，．以及作為一個系統(tǒng)的配置解決方案。最后系統(tǒng)要求從Internet服務器上下載重配置模塊的位流并且完成對FPGA的配置，根據(jù)這個要求，我們設計了相應的嵌入式解決方案，包括如何設計一個基于VxWorks的嵌入式應用軟件實現(xiàn)FTP功能，并說明如何通過JTAGG或者ICAP接口由嵌入式CPU完成對FPGA的局部配置。

標簽： FPGA 局部動態(tài)可重配置

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：william345
嵌入式可重構數(shù)控系統(tǒng)的研究

傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)采用的大多是專用的封閉式結構，它能提供給用戶的選擇有限，用戶無法對現(xiàn)有數(shù)控設備的功能進行修改以滿足自己的特殊要求；各種廠商提供給用戶的操作方式各不相同，用戶在培訓人員、設備維護等方面要投入大量的時間和資金。這些問題嚴重阻礙了CNC制造商、系統(tǒng)集成者和用戶采用快速而有創(chuàng)造性的方法解決當今制造環(huán)境中數(shù)控加工和系統(tǒng)集成中的問題。隨著電子技術和計算機技術的高速發(fā)展，數(shù)控技術正朝向柔性化、智能化和網(wǎng)絡化的方向發(fā)展。針對數(shù)控系統(tǒng)已存在的問題和未來發(fā)展的趨勢，本文致力于建立一個適合現(xiàn)場加工特征的開放結構數(shù)控平臺，使系統(tǒng)具備軟硬件可重構的柔性特征，同時把監(jiān)控診斷和網(wǎng)絡模塊融入數(shù)控系統(tǒng)的框架體系之內，滿足智能化和網(wǎng)絡化的要求。本文在深入研究嵌入式系統(tǒng)技術的基礎上，引入可重構的設計方法，選擇具體的硬件平臺和軟件平臺進行嵌入式可重構數(shù)控系統(tǒng)平臺的研發(fā)。硬件結構以MOTOROLA的高性能32位嵌入式處理器MC68F375和ALTERA的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)芯片為核心，配以系統(tǒng)所需的外圍模塊；軟件系統(tǒng)以性能卓越的VxWorks嵌入式實時操作系統(tǒng)為核心，開發(fā)所需要的應用軟件，將VxWorks嵌入式實時操作系統(tǒng)擴展為一個完整、實用的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅具有可靠性高、穩(wěn)定性好、功能強的優(yōu)點，而且具有良好的可移植性和軟硬件可裁減性，便于根據(jù)實際需求進行功能的擴展和重構。本論文的主要研究工作如下： (1)深入研究了以高性能微處理器MC68F375為核心的主控制板的硬件電路設計，以及存儲、采集、通訊和網(wǎng)絡等模塊的設計。 (2)深入研究了基于FPGA的串行配置方法和可重構設計方法，設計出基于FPGA的電機運動控制、機床IO控制、鍵盤陣列和液晶顯示控制等接口模塊電路。 (3)深入研究了VxWorks嵌入式實時操作系統(tǒng)在硬件平臺上的移植和任務調度原理，合理分配控制系統(tǒng)的管理任務，開發(fā)系統(tǒng)的底層驅動程序和應用程序。最后，本文總結了系統(tǒng)的開發(fā)工作，并對嵌入式可重構數(shù)控系統(tǒng)的進一步研究提出了自己的一些想法，以指引后續(xù)研究工作。

標簽： 嵌入式可重構數(shù)控系統(tǒng)

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：gcs333
基于單片機AT89C2051的樓宇直按可視對講門鈴系統(tǒng)的設計

本文介紹了一種用單片機AT89C2501 來控制的樓宇直按可視對講門鈴系統(tǒng)的工作原理，并給出了其完整的硬件電路和軟件的設計方案與實現(xiàn)方法。關鍵詞：可視對講門鈴；單片機；音頻和視頻信號城

標簽： C2051 2051 89C AT

上傳時間： 2013-07-27

上傳用戶：yoleeson
基于可重配置的OFDM基帶系統(tǒng)的FPGA設計

1992年5月，JoeMitola首次明確提出了軟件無線電的概念。軟件無線電將模塊化、標準化的硬件單元連接構成硬件平臺，通過軟件加載實現(xiàn)各種無線通信功能。端到端重配置技術是在軟件無線電的基礎上發(fā)展起來的，該技術使通信系統(tǒng)不僅具有重配置的能力，還能提供一體化的重配置管理架構，實現(xiàn)聯(lián)合無線資源管理和網(wǎng)絡規(guī)劃。端到端重配置技術已經(jīng)成為軟件無線電的發(fā)展趨勢。寬帶無線接入(BWA，BroadbandWirelessAccess)是當前通信界研究的熱點之一，而WiMax和WiFi是BWA中最熱門的兩個技術，所以本文選擇了IEEE802.16-2004與IEEE802.11a，設計了基于其物理層標準的可重配置OFDM基帶系統(tǒng)。它們均采用正交頻分復用技術(OFDM，OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)。本文研究了IEEE802.16-2004與IEEE802.11a物理層標準，結合Altera公司提供的FPGA開發(fā)工具QuartusⅡ、Mentor公司仿真工具ModelsimSE6.0，完成了基于IEEE802.16-2004及IEEE802.11a的可重配置OFDM基帶系統(tǒng)的FPGA設計。該設計中，對FPGA進行重新配置，實現(xiàn)了802.16-2004與802.11a兩種技術的完全重配置；通過選擇不同的參數(shù)來調用不同子模塊，實現(xiàn)802.16-2004與802.11a內部不同調制技術的局部重配置。該可重配置基帶系統(tǒng)核心的FFT/IFFT。模塊采用基4按頻率抽取及Cordic算法，消除乘法運算，有利于FPGA實現(xiàn)；在802.16-2004系統(tǒng)中，選取了基于前導序列的符號同步算法，在FPGA中實現(xiàn)。最后使用開發(fā)軟件、綜合軟件以及仿真軟件分析了系統(tǒng)的性能并給出了系統(tǒng)的性能指標。

標簽： OFDM FPGA 可重配置基帶系統(tǒng)

上傳時間： 2013-05-19

上傳用戶：branblackson
可布性驅動的層次式FPGA布局算法研究

在超深亞微米技術工藝下，布局成為超大規(guī)模集成電路物理設計中至關重要的一步。由于現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programable Gate Array，F(xiàn)PGA)布線資源的預先確定性，使得FPGA的布局更為重要。本文以建立高性能、低擁擠的布局為目標，從FPGA芯片結構和布局算法兩方面進行了深入研究。論文提出了一種通用的層次式FPGA(HFPGA)結構模型及布局模型，并且給出了該模型的數(shù)學計算公式；提出將元件之間的層次距離轉化為線長的方法，實現(xiàn)了基于線網(wǎng)模型的高精度布局算法：提出利用矩形的對角線元件之間層次來代替線長，從而達到優(yōu)化線長的同時提高布通率的快速布局算法。實驗結果表明，兩種算法均在北卡羅來納微電子中心(MCNC)學術芯片測試案例上取得了較理想的布局實驗效果，為下一步的布線工作建立了良好的基礎接口，并且完成了初始布線的工作。本FPGA結構模型的提出和布局算法的實現(xiàn)也都為工業(yè)界提供了借鑒價值。

標簽： FPGA 驅動布局算法研究

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：nbdedu
可重構24bit音頻過采樣DAC的FPGA

基于過采樣和∑-△噪聲整形技術的DAC能夠可靠地把數(shù)字信號轉換為高精度的模擬信號(大于等于16位)。采用這一架構進行數(shù)模轉換具有諸多優(yōu)點，例如極低的失配噪聲和更高的可靠性，便于實現(xiàn)嵌入式集成等，最重要的是可以得到其他DAC結構所無法達到的精度和動態(tài)范圍。在高精度測量，音頻轉換，汽車電子等領域有著廣泛的應用價值。本文采用∑-△結構以FPGA方式實現(xiàn)了一個具有高精度的數(shù)模轉換器，在24比特的輸入信號下，達到了約150dB的信噪比。作為一個靈活的音頻DAC實現(xiàn)方案。該DAC可以對CD/DVD/HDCD/SACD等多種制式下的音頻信號進行處理，接受并轉換采樣率為32/44.1/48/88.2/96/192kHz，字長為16/18/20/24比特的PCM數(shù)據(jù)，具備良好的兼容性和通用性。由于非線性和不穩(wěn)定性的存在，高階∑-△調制器的設計與實現(xiàn)存在較大的難度。本文綜合大量文獻中的經(jīng)驗原則和方法，闡述了穩(wěn)定的高階高精度調制器的設計流程；并據(jù)此設計了達到24bit精度和滿量程輸入范圍的的5階128倍調制器。本文創(chuàng)新性地提出了∑-△調制器的一種高效率流水線實現(xiàn)結構。分析表明，與其他常見的∑-△調制器實現(xiàn)結構相比，本方案具有結構簡單、運算單元少等優(yōu)點；此外在同樣信號采樣率下，調制器所需的時鐘頻率大大降低。文中的過采樣濾波模塊采用三級半帶濾波器和一個可變CIC濾波器級聯(lián)組成，可以達到最高128倍的過采樣比，同時具有良好的通帶和阻帶特性。在半帶濾波器的設計中采用了CSD編碼，使結構得到了充分的簡化。本文提出的過采樣DAC方案具有可重配置結構，讓使用者能夠方便地控制過采樣比和調制器階數(shù)。通過積分梳狀濾波器的配置，能夠獲得32/64/128倍的不同過采樣比，從而實現(xiàn)對于32～192kHz多種采樣率輸入的處理。在不同輸入字長情況下，通過調制器的重構，則可以將調制器由高精度的5階模式改變?yōu)楣母偷?階模式，滿足不同分辨率信號輸入時的不同精度要求。這是本文的另一創(chuàng)新之處。目前，該過采樣DAC已經(jīng)在XilinxVirtexⅡ系列FPGA器件下得到硬件實現(xiàn)和驗證。測試表明，對于從32kHz到192kHz的不同輸入信號，該DAC模塊輸出1比特碼流的帶內信噪比均能滿足24比特數(shù)據(jù)轉換應用的分辨率要求。

標簽： FPGA bit DAC 24

上傳時間： 2013-07-08

上傳用戶：從此走出陰霾
FPGA可配置端口電路的設計

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，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 可配置端口電路

上傳時間： 2013-06-03

上傳用戶：aa54
30V_3A恒壓_恒流直流可調穩(wěn)壓電源

可調恒壓恒流維修電源制作，適合一般初學者制作使用

標簽： 30 恒壓可調穩(wěn)壓電源恒流

上傳時間： 2013-05-21

上傳用戶：xhz1993
基于SCA的可移植FPGA波形結構及組件

軟件通信體系架構(SCA)可以實現(xiàn)一個具有開放性、標準化、模塊化的通用軟件無線電平臺，從而使軟件無線電平臺的成本得到顯著降低，應用靈活性得到極大增強。雖然SCA通過CORBA機制很好地解決了通用處理器設備波形組件的互連互通和可移植問題，但是這種機制不能很好地適用于FPGA這種專用處理器。隨著FPGA處理性能的不斷提升，它在SCA系統(tǒng)中的作用越來越突出。因此，如何在SCA系統(tǒng)中很好地集成FPGA波形，如何提高FPGA波形的可移植性就成為當前軟件無線電研究領域中一個非常重要的研究課題。　　論文首先通過對現(xiàn)有的旨在解決FPGA波形可移植性的協(xié)議和規(guī)范進行了研究，深入分析了它們的優(yōu)缺點。接下來對MHAL規(guī)范、CP289協(xié)議、OCP接口規(guī)范中的方法加以融合和優(yōu)化，提出了新的FPGA可移植波形結構。這個結構既為FPGA波形設計了標準的通信接口，又實現(xiàn)了波形應用的分離，同時還通過OCP接口實現(xiàn)了波形組件運行環(huán)境的標準化，真正實現(xiàn)了波形的可移植。　　其次，論文根據(jù)提出的波形結構，結合CP289協(xié)議中的操作要求，在原本過于簡單的MHAL消息格式的基礎上進行了細化，同時具體給出了MHAL消息封裝結構和MHAL消息解析結構的處理流程，實現(xiàn)了FPGA波形在SCA系統(tǒng)中的標準通信。論文通過對CP289協(xié)議的深入研究，結合實際工程應用，提出了具體化的容器結構，并進一步進行了容器中組件控制模塊、互連模塊和本地服務模塊的設計，實現(xiàn)了波形應用的分離。論文以OCP規(guī)范為基礎，依據(jù)CP289協(xié)議中對組件接口的約束，設計了幾種典型的組件OCP接口，使得波形組件設計與系統(tǒng)實現(xiàn)相分離，并真正實現(xiàn)了波形運行環(huán)境的標準化。　　最后，論文根據(jù)所設計的波形結構和組件接口設計了一個FPGA驗證波形，通過波形的實現(xiàn)，證明FPGA波形組件可以像GPP波形組件一樣可加載、可裝配、可部署、可裝配，驗證了論文所設計的FPGA波形是與SCA兼容的。另外，通過對波形組件移植試驗，驗證了所設計的波形結構和組件接口能夠為波形組件提供很好的可移植性。　　

標簽： FPGA SCA 移植波形

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：moonkoo7
基于MATLAB的可視化凸輪曲線設計程序

·基于MATLAB的可視化凸輪曲線設計程序

標簽： MATLAB 可視化凸輪設計程序

上傳時間： 2013-07-28

上傳用戶：yerik

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