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與非門(mén)振蕩器

  • 基于FPGA的精確時鐘同步方法研究

    在工業控制領域,多種現場總線標準共存的局面從客觀上促進了工業以太網技術的迅速發展,國際上已經出現了HSE、Profinet、Modbus TCP/IP、Ethernet/IP、Ethernet Powerlink、EtherCAT等多種工業以太網協議。將傳統的商用以太網應用于工業控制系統的現場設備層的最大障礙是以太網的非實時性,而實現現場設備間的高精度時鐘同步是保證以太網高實時性的前提和基礎。 IEEE 1588定義了一個能夠在測量和控制系統中實現高精度時鐘同步的協議——精確時間協議(Precision Time Protocol)。PTP協議集成了網絡通訊、局部計算和分布式對象等多項技術,適用于所有通過支持多播的局域網進行通訊的分布式系統,特別適合于以太網,但不局限于以太網。PTP協議能夠使異質系統中各類不同精確度、分辨率和穩定性的時鐘同步起來,占用最少的網絡和局部計算資源,在最好情況下能達到系統級的亞微級的同步精度。 基于PC機軟件的時鐘同步方法,如NTP協議,由于其實現機理的限制,其同步精度最好只能達到毫秒級;基于嵌入式軟件的時鐘同步方法,將時鐘同步模塊放在操作系統的驅動層,其同步精度能夠達到微秒級。現場設備間微秒級的同步精度雖然已經能滿足大多數工業控制系統對設備時鐘同步的要求,但是對于運動控制等需求高精度定時的系統來說,這仍然不夠。基于嵌入式軟件的時鐘同步方法受限于操作系統中斷響應延遲時間不一致、晶振頻率漂移等因素,很難達到亞微秒級的同步精度。 本文設計并實現了一種基于FPGA的時鐘同步方法,以IEEE 1588作為時鐘同步協議,以Ethernet作為底層通訊網絡,以嵌入式軟件形式實現TCP/IP通訊,以數字電路形式實現時鐘同步模塊。這種方法充分利用了FPGA的特點,通過準確捕獲報文時間戳和動態補償晶振頻率漂移等手段,相對于嵌入式軟件時鐘同步方法實現了更高精度的時鐘同步,并通過實驗驗證了在以集線器互連的10Mbps以太網上能夠達到亞微秒級的同步精度。

    標簽: FPGA 時鐘同步 方法研究

    上傳時間: 2013-07-28

    上傳用戶:heart520beat

  • MSP430晶振布局要領

    MSP430晶振布局要領,給初學者一個參考。

    標簽: MSP 430 晶振 布局

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:木末花開

  • 51定時器計算.rar

    51單片機定時器時間計算工具,即是計算定時器溢出時間TH0,TL0也是研究51單片機定時器的軟件模形。軟件中分析了定時器的工作流程和寄存器功能。可以助你更深刻的了解51單片機定時器。

    標簽: 51定時器 計算

    上傳時間: 2013-06-13

    上傳用戶:wengtianzhu

  • 51定時器計算.rar

    51單片機定時器時間計算工具,即是計算定時器溢出時間TH0,TL0也是研究51單片機定時器的軟件模形。軟件中分析了定時器的工作流程和寄存器功能。可以助你更深刻的了解51單片機定時器。

    標簽: 51定時器 計算

    上傳時間: 2013-05-24

    上傳用戶:Aidane

  • 基于FPGA的視頻圖像畫面分割器

    視頻監控一直是人們關注的應用技術熱點之一,它以其直觀、方便、信息內容豐富而被廣泛用于在電視臺、銀行、商場等場合。在視頻圖像監控系統中,經常需要對多路視頻信號進行實時監控,如果每一路視頻信號都占用一個監視器屏幕,則會大大增加系統成本。視頻圖像畫面分割器主要功能是完成多路視頻信號合成一路在監視器顯示,是視頻監控系統的核心部分。 傳統的基于分立數字邏輯電路甚至DSP芯片設計的畫面分割器的體積較大且成本較高。為此,本文介紹了一種基于FPGA技術的視頻圖像畫面分割器的設計與實現。 本文對視頻圖像畫面分割技術進行了分析,完成了基于ITU-RBT.656視頻數據格式的畫面分割方法設計;系統采用Xilinx公司的FPGA作為核心控制器,設計了視頻圖像畫面分割器的硬件電路,該電路在FPGA中,將數字電路集成在一起,電路結構簡潔,具有較好的穩定性和靈活性;在硬件電路平臺基礎上,以四路視頻圖像分割為例,完成了I2C總線接口模塊,異步FIFO模塊,有效視頻圖像數據提取模塊,圖像存儲控制模塊和圖像合成模塊的設計,首先,由攝像頭采集四路模擬視頻信號,經視頻解碼芯片轉換為數字視頻圖像信號后送入異步FIFO緩沖。然后,根據畫面分割需要進行視頻圖像數據抽取,并將抽取的視頻圖像數據按照一定的規則存儲到圖像存儲器。最后,按照數字視頻圖像的數據格式,將四路視頻圖像合成一路編碼輸出,實現了四路視頻圖像分割的功能。從而驗證了電路設計和分割方法的正確性。 本文通過由FPGA實現多路視頻圖像的采集、存儲和合成等邏輯控制功能,I2C總線對兩片視頻解碼器進行動態配置等方法,實現四路視頻圖像的輪流采集、存儲和圖像的合成,提高了系統集成度,并可根據系統需要修改設計和進一步擴展功能,同時提高了系統的靈活性。

    標簽: FPGA 視頻圖像 畫面分割器

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:啦啦啦啦啦啦啦

  • 基于FPGA的直擴調制解調器

    擴頻通信系統與常規的通信系統相比,具有很強的抗窄帶干擾,抗多徑干擾,抗人為干擾的能力,并具有信息隱蔽、多址保密通信等優點。在近年來得到了迅速的發展。本論文主要討論和實現了基于FPGA的直接序列擴頻信號的解擴解調處理。論文對該直擴通信系統和FPGA設計方法進行了相關研究,最后用Altera公司的最新的FPGA開發平臺Quarus Ⅱ5.0實現了相關設計。 整個系統分為兩個部分,發送部分和接收部分。發送部分主要有串并轉換、差分卷積編碼、PN碼擴頻、QPSK調制、成型濾波等模塊。接收部分主要有前端抗干擾、數字下變頻、解擴解調等模塊。 論文首先介紹了擴頻通信系統的特點以及相關技術的國內外發展現狀,并介紹了本論文的研究思路和內容。 然后,論文分析了幾種常用的窄帶干擾抑制、載波同步及PN碼同步算法,結合實際需要,設計了一種零中頻DSSS解調解擴方案。給出了抗窄帶干擾、PN碼捕獲及跟蹤以及載波同步的算法分析,采用了基于數字外差調制的自適應陷波器來進行前端窄帶干擾抑制處理,用基于自適應門限技術的滑動相關捕獲和分時復用單相關器跟蹤來改善PN碼同步的性能,用基于硬判決的COSTAS(科斯塔斯)環來減少載波提取的算法復雜度,用改進型CORDIC算法實現NCO來方便的進行擴展。 接著,論文給出了系統總體設計和發送及接受子系統的各個功能模塊的實現分析以及在Quartus Ⅱ5.0上的實現細節,給出了仿真結果。 然后論文介紹了整個系統的硬件電路設計和它在真實系統中連機調試所得到的測試結果,結果表明該系統具有性能穩定,靈活性好,生產調試容易,體積小,便于升級等特點并且達到課題各項指標的要求。 最后是對論文工作的一些總結和對今后工作的展望。

    標簽: FPGA 調制解調器

    上傳時間: 2013-07-04

    上傳用戶:yd19890720

  • 中頻數字相關解擴器研究與工程實現

    本文從工程設計和應用出發,根據某機載設備直接序列擴頻(DS-SS)接收機聲表面波可編程抽頭延遲線(SAW.P.TDL)中頻相關解擴電路的指標要求,提出了基于FPGA器件的中頻數字相關解擴器的替代設計方案,通過理論分析、軟件仿真、數學計算、電路設計等方法和手段,研制出了滿足使用環境要求的工程化的中頻數字相關器,經過主要性能參數的測試和環境溫度驗證試驗,并在整機上進行了試驗和試用,結果表明電路性能指標達到了設計要求。對工程應用中的部分問題進行了初步研究和分析,其中較詳細地分析了SAW卷積器、SAW.P.TDL以及中頻數字相關器在BPSK直擴信號相關解擴時的頻率響應特性。 論文的主要工作在于: (1)根據某機載設備擴頻接收機基于SAW.P.TDL的中頻解擴電路要求,進行理論分析、電路設計、軟件編程,研制基于FPGA器件的中頻數字相關器,要求可在擴頻接收機中原位替代原SAW相關解擴電路; (2)對中頻數字相關器的主要性能參數進行測試,進行了必要的高低溫等環境試驗,確定電路是否達到設計指標和是否滿足高低溫等環境條件要求; (3)將基于FPGA的中頻數字相關器裝入擴頻接收機,與原SAW.P.TDL中頻解擴電路置換,確定與接收機的電磁兼容性、與中放電路的匹配和適應性,測試整個擴頻接收機的靈敏度、動態范圍、解碼概率等指標是否滿足接收機模塊技術規范要求; (4)將改進后的擴頻接收機裝入某機載設備,測試與接收機相關的性能參數,整機進行高低溫等主要環境試驗,確定電路變化后的整機設備各項指標是否滿足其技術規范要求; (5)通過對基于FPGA的中頻數字相關器與SAW.P.TDL的主要性能參數進行對比測試和分析,特別是電路對頻率偏移響應特性的對比分析,從而得出初步的結論。

    標簽: 中頻 數字 工程實現

    上傳時間: 2013-06-22

    上傳用戶:徐孺

  • 多功能車輛總線一類設備的FPGA實現

    多功能車輛總線一類設備是一個在列車通信網(TCN,TrainCommunication Network)中普遍使用的網絡接口單元。目前我國的新式列車大多采用列車通信網傳輸列車中大量的控制和服務信息。但使用的列車通信網產品主要為國外進口,因此迫切需要研制具有自主知識產權的列車通信網產品。 論文以一類設備控制器的設計為核心,采取自頂向下的模塊設計方法。將設備控制器分為同步層和數據處理層來分別實現對幀的發送與接收處理和對幀數據的提取與存儲處理。 同步層包含幀的識別模塊、曼徹斯特譯碼模塊、曼徹斯特編碼與幀封裝三個模塊。幀識別模塊檢測幀的起始位并對幀類型進行判斷。譯碼模塊根據采集的樣本值來判斷曼徹斯特編碼的值,采樣的難點在于非理想信號帶來的采樣誤差,論文使用結合位同步的多點采樣法來提高采樣質量。幀分界符中的非數據符不需要進行曼徹斯特編碼,編碼時在非數據符位關閉編碼電路使非數據符保持原來的編碼輸出。 數據處理層以主控單元(MCU,Main Control Unit)和通信存儲器為設計核心。MCU是控制器的核心,對接收的主幀進行分析,判斷是從通信存儲器相應端口取出應答從幀并發送,還是準備接收從幀并存入通信存儲器。通信存儲器存儲設備的通信數據,合適的地址分配能簡化MCU的控制程序,論文固定了通信存儲器端口大小使MCU可以根據一個固定的公式進行端口的遍歷從而簡化了MCU程序的復雜度。數據在傳輸中由于受到干擾和沖突等問題而出現錯誤,論文采用循環冗余檢驗碼結合偶檢驗擴展來對傳輸數據進行差錯控制。 最后,使用FPGA和硬件描述語言Verilog HDL開發出了MVB一類設備。目前該一類設備已運用在SS4G電力機車的制動控制單元(BCU.Brake Control Unit)中并在鐵道科學研究院通過了TCN通信測試。一類設備的成功研制為列車通信網中總線管理器等高類設備的開發奠定了堅實的基礎。

    標簽: FPGA 多功能 總線 設備

    上傳時間: 2013-07-27

    上傳用戶:qazxsw

  • 軟件無線電中數字下變頻技術研究

    軟件無線電(SDR,Software Defined Radio)由于具備傳統無線電技術無可比擬的優越性,已成為業界公認的現代無線電通信技術的發展方向。理想的軟件無線電系統強調體系結構的開放性和可編程性,減少靈活性著的硬件電路,把數字化處理(ADC和DAC)盡可能靠近天線,通過軟件的更新改變硬件的配置、結構和功能。目前,直接對射頻(RF)進行采樣的技術尚未實現普及的產品化,而用數字變頻器在中頻進行數字化是普遍采用的方法,其主要思想是,數字混頻器用離散化的單頻本振信號與輸入采樣信號在乘法器中相乘,再經插值或抽取濾波,其結果是,輸入信號頻譜搬移到所需頻帶,數據速率也相應改變,以供后續模塊做進一步處理。數字變頻器在發射設備和接收設備中分別稱為數字上變頻器(DUC,Digital Upper Converter)和數字下變頻器(DDC,Digital Down Converter),它們是軟件無線電通信設備的關鍵部什。大規模可編程邏輯器件的應用為現代通信系統的設計帶來極大的靈活性。基于FPGA的數字變頻器設計是深受廣大設計人員歡迎的設計手段。本文的重點研究是數字下變頻器(DDC),然而將它與數字上變頻器(DUC)完全割裂后進行研究顯然是不妥的,因此,本文對數字上變頻器也作適當介紹。 第一章簡要闡述了軟件無線電及數字下變頻的基本概念,介紹了研究背景及所完成的主要研究工作。 第二章介紹了數控振蕩器(NCO),介紹了兩種實現方法,即基于查找表和基于CORDIC算法的實現。對CORDIc算法作了重點介紹,給出了傳統算法和改進算法,并對基于傳統CORDIC算法的NCO的FPGA實現進行了EDA仿真。 第三章介紹了變速率采樣技術,重點介紹了軟件無線電中廣泛采用的級聯積分梳狀濾波器 (cascaded integratot comb, CIC)和ISOP(Interpolated Second Order Polynomial)補償法,對前者進行了基于Matlab的理論仿真和FPGA實現的EDA仿真,后者只進行了基于Matlab的理論仿真。 第四章介紹了分布式算法和軟件無線電中廣泛采用的半帶(half-band,HB)濾波器,對基于分布式算法的半帶濾波器的FPGA實現進行了EDA仿真,最后簡要介紹了FIR的多相結構。 第五章對數字下變頻器系統進行了噪聲綜合分析,給出了一個噪聲模型。 第六章介紹了數字下變頻器在短波電臺中頻數字化應用中的一個實例,給出了測試結果,重點介紹了下變頻器的:FPGA實現,其對應的VHDL程序收錄在本文最后的附錄中,希望對從事該領域設計的技術人員具有一定參考價值。

    標簽: 軟件無線電 數字下變頻 技術研究

    上傳時間: 2013-06-09

    上傳用戶:szchen2006

  • 自適應回波消除器研究及其FPGA實現

    回波消除器廣泛應用于公用電話交換網(PSTN)、移動通信系統和視頻電話會議系統等多種語音通信領域。在PSTN系統中,由于線路阻抗不匹配,遠端語音信號通過混合線圈時產生一定泄漏,一部分信號又傳回遠端,產生線路回波,回波的存在會嚴重影響語音通信質量。本文主要針對線路回波進行研究,設計并實現了滿足實用要求的基于FPGA平臺的回波消除器。 首先,對回波產生原理和目前幾種常用回波消除算法進行了分析,在研究自適應回波消除器的各個模塊,特別是深入分析各種自適應濾波算法和雙講檢測算法,綜合考慮各種算法的運算復雜度和性能的情況下,這里采用NLMS算法實現自適應回波消除器。針對傳統雙講檢測算法在近端語音幅度較低情況下容易產生誤判的情況,給出一種基于子帶濾波器組的改進雙講檢測算法。 本文首先使用C語言實現回波消除器的各個模塊,其中包括自適應濾波器、遠端檢測、雙講檢測、非線性處理和舒適噪聲產生模塊。經過仿真測試,相關模塊算法能夠有效提高回波消除器性能。在此基礎上,本文使用硬件描述語言Veillog HDL,在QuartusⅡ和ModelSim軟件平臺上實現各功能模塊,并通過模塊級和系統級功能仿真以及時序仿真驗證,最終在現場可編程門陣列(Field Programmable Gate Arrav,FPGA)平臺上實現回波消除系統。本文詳細闡述了基于FPGA的設計流程與設計方法,并描述了自適應濾波器、基于分布式算法FIR濾波器、除法器和有限狀態機的設計過程。 根據ITU-T G.168標準提出的測試要求,本文塒基于FPGA設計實現的自適應回波消除系統進行大量主客觀測試。經過測試,各項性能指標均達到或超過G.168標準的要求,具有良好的回波消除效果。

    標簽: FPGA 回波 消除器

    上傳時間: 2013-06-18

    上傳用戶:qwe1234

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