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上傳時間: 2013-04-24
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SATA接口是新一代的硬盤串行接口標準,和以往的并行硬盤接口比較它具有支持熱插拔、傳輸速率快、執行效率高的明顯優勢。SATA2.0是SATA的第二代標準,它規定在數據線上使用LVDS NRZ串行數據流傳輸數據,速率可達3Gb/s。另外,SATA2.0還具有支持NCQ(本地命令隊列)、端口復用器、交錯啟動等一系列技術特征。正是由于以上的種種技術優點,SATA硬盤業已被廣泛的使用于各種企業級和個人用戶。 硬盤作為主要的信息載體之一,其信息安全問題尤其引起人們的關注。由于在加密時需要實時處理大量的數據,所以對硬盤數據的加密主要使用帶有密鑰的硬件加密的方式。因此將硬盤加密和SATA接口結合起來進行設計和研究,完成基于SATA2.0接口的加解密芯片系統設計具有重要的使用價值和研究價值。 本論文首先介紹了SATA2.0的總線協議,其協議體系結構包括物理層、鏈路層、傳輸層和命令層,并對系統設計中各個層次中涉及的關鍵問題進行了闡述。其次,本論文對ATA協議和命令進行了詳細的解釋和分析,并針對設計中涉及的命令和對其做出的修改進行了說明。接著,本論文對SATA2.0加解密控制芯片的系統設計進行了講解,包括硬件平臺搭建和器件選型、模塊和功能劃分、系統工作原理等,剖析了系統設計中的難點問題并給出解決問題的方法。然后,對系統數據通路的各個模塊的設計和實現進行詳盡的闡述,并給出各個模塊的驗證結果。最后,本文簡要的介紹了驗證平臺搭建和測試環境、測試方法等問題,并分析測試結果。 本SATA2.0硬盤加解密接口電路在Xilinx公司的Virtex5 XC5VLX50T FPGA上進行測試,目前工作正常,性能良好,已經達到項目性能指標要求。本論文在SATA加解密控制芯片設計與實現方面的研究成果,具有通用性、可移植性,有一定的理論及經濟價值。
上傳時間: 2013-04-24
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自20世紀90年代以來,隨著計算機技術、超大規模集成電路技術和通信及網絡技術的發展,微機保護和測控裝置的性能得到大幅提升,以此為基礎的變電站自動化系統在我國的電力系統中得到長足的發展和廣泛的應用。 @@ 為增加產品的市場競爭力,電力系統二次設備生產廠商緊跟市場需求,將各種具有高性價比的新型處理器芯片和外圍芯片大量應用到變電站自動化系統的保護、測控裝置上,如32位CPU、數字信號處理芯片DSP、高速高精度A/D轉換芯片、大容量Flash存儲芯片、可編程邏輯器件CPLD、FPGA等。這些功能強大的器件的應用使保護測控裝置在外形上趨于小型化集成化,而在功能上則較以前有顯著提升。同時,各種成熟的商用嵌入式實時操作系統的采用使處理器的性能得到充分發揮,裝置通信、數據存儲及處理能力更強,性能大幅提高,程序移植升級更加方便快捷。 @@ 本論文以現階段國內外變電站自動化系統測控技術為參考,根據變電站自動化系統的發展趨勢和要求,研究一種基于ARM和FPGA技術并采用嵌入式實時操作系統的高性能測控裝置,并給出硬軟件設計。 @@ 裝置硬件采用模塊化設計,按照測控裝置基本功能設計插件板。分為主CPU插件、交流采樣插件、遙信采集插件、遙控出口插件、直流采樣及輸出插件。除主CPU插件,其他插件的數量可以根據需要任意增減,滿足不同用戶的需求。 @@ 裝置主CPU采用目前先進的基于ARM技術的微處理器AT91RM9200,通過數據、地址總線和其他插件板連接,構成裝置的整個系統。交流采樣插件采用FPGA技術,利用ALTERA公司的FPGA芯片EP1K10實現交流采樣的控制,降低了CPU的負擔。 @@ 軟件采用Vxworks嵌入式實時操作系統,增加了系統的性能。以任務來管理不同的軟件功能模塊,利于裝置軟件的并行開發和維護。 @@關鍵詞:測控裝置;嵌入式實時操作系統;ARM;現場可編程門陣列
上傳時間: 2013-04-24
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隨著計算機和自動化測量技術的日益發展,測量儀器和計算機的關系日益密切。計算機的很多成果很快就應用到測量和儀器領域,與計算機相結合已經成為測量儀器和自動測試系統發展的必然趨勢。高度集成的現場可編程門陣列(FPGA)是超大規模集成電路和計算機輔助設計技術發展的結果,由于FPGA器件具備集成度高、體積小、可以利用基于計算機的開發平臺,用編寫軟件的方法來實現專門硬件的功能等優點,大大推動了數字系統設計的單片化、自動化,縮短了單片數字系統的設計周期、提高了設計的靈活性和可靠性。 本文研究基于網絡的高速數據采集系統的設計與實現問題。論文完成了以FPGA結構為系統硬件平臺,uClinux為核心的系統的軟件平臺設計,進行信號的采集和遠程網絡監測的功能。 論文從軟硬件兩方面入手,闡述了基于FPGA器件進行數據采集的硬件系統設計方法,以及基于uClinux操作系統的設備驅動程序設計和應用程序設計。 硬件方面,FPGA采用Xilinx公司Spartan系列的XC3S500芯片,用verilog HDL硬件描述語言在Xilinx公司提供的ISE輔助設計軟件中實現FPGA編程。將微處理器MicroBlaze、數據存儲器、程序存儲器、以太網控制器、數模轉換控制器等數字邏輯電路通過CoreConnect技術用OPB總線集成在同一個FPGA內部,形成一個可編程的片上系統(SOPC)。采用基于FPGA的SOPC設計的突出優點是不必更換芯片就可以實現設計的改進和升級,同時也可以降低成本和提高可靠性。 軟件方面,為了更好更有效地管理和拓展系統功能,移植了uClinux到MicroBlaze軟處理器上,設計實現了平臺上的ADC設備驅動程序和數據采集應用程序。并通過修訂內核,實現了利用以太網TCP/IP協議來訪問數據采集程序獲得的數據。
上傳時間: 2013-05-23
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51單片機綜合學習系統 STC芯片燒寫軟件
上傳時間: 2013-04-24
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51單片機綜合學習系統 SST芯片燒寫軟件
上傳時間: 2013-07-21
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并行總線PATA從設計至今已快20年歷史,如今它的缺陷已經嚴重阻礙了系統性能的進一步提高,已被串行ATA(Serial ATA)即SATA總線所取代。SATA作為新一代磁盤接口總線,采用點對點方式進行數據傳輸,內置數據/命令校驗單元,支持熱插拔,具有150MB/s(SATA1.0)或300MB/s(SATA2.0)的傳輸速度。目前SATA已在存儲領域廣泛應用,但國內尚無獨立研發的面向FPGA的SATAIP CORE,在這樣的條件下設計面向FPGA應用的SATA IP CORE具有重要的意義。 本論文對協議進行了詳細的分析,建立了SATA IP CORE的層次結構,將設備端SATA IP CORE劃分成應用層、傳輸層、鏈路層和物理層;介紹了實現該IPCORE所選擇的開發工具、開發語言和所選用的芯片;在此基礎上著重闡述協議IP CORE的設計,并對各個部分的設計予以分別闡述,并編碼實現;最后進行綜合和測試。 采用FPGA集成硬核RocketIo MGT(RocketIo Multi-Gigabit Transceiver)實現了1.5Gbps的串行傳輸鏈路;設計滿足協議需求、適合FPGA設計的并行結構,實現了多狀態機的協同工作:在高速設計中,使用了流水線方法進行并行設計,以提高速度,考慮到系統不同部分復雜度的不同,設計采用部分流水線結構;采用在線邏輯分析儀Chipscope pro與SATA總線分析儀進行片上調試與測試,使得調試工作方便快捷、測試數據準確;嚴格按照SATA1.0a協議實現了SATA設備端IP CORE的設計。 最終測試數據表明,本論文設計的基于FPGA的SATA IP CORE滿足協議需求。設計中的SATA IP CORE具有使用方便、集成度高、成本低等優點,在固態電子硬盤SSD(Solid-State Disk)開發中應用本設計,將使開發變得方便快捷,更能夠適應市場需求。
上傳時間: 2013-06-21
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隨著現代DSP、FPGA等數字芯片的信號處理能力不斷提高,基于軟件無線電技術的現代通信與信息處理系統也得到了更為廣泛的應用。軟件無線電的基本思想是以一個通用、標準、模塊化的硬件系統作為其應用平臺,把盡可能多的無線及個人通信和信號處理的功能用軟件來實現,從而將無線通信新系統、新產品的開發逐步轉移到軟件上來。另一方面,現代信號處理系統對數據的處理速度、處理精度和動態范圍的要求也越來越高,需要每秒完成幾千萬到幾百億次運算。因此研制具備高速實時信號處理能力的通用硬件平臺越來越受到業界的重視。 @@ 目前的高速實時信號處理系統一般均采用DSP+FPGA的架構,其中DSP主要負責完成系統通信和基帶信號處理算法,而FPGA主要完成信號預處理等前端算法,并提供系統常用的各種外部接口邏輯。本文的主要工作就在于完成通用型高速實時信號處理系統的FPGA軟件設計。 @@ 本文提出了一種基于多DSP與FPGA的通用高速實時信號處理系統的架構。綜合考慮各方面因素,作者選擇使用兩片ADSP-TS201浮點DSP以混合耦合模型構成系統信號處理核心;以Xilinx公司最新的高性能FPGA Virtex-5系列的XC5VLX50T提供系統所需的各種接口,包括與ADSP-TS201的高速Linkport接口以及SPI、UART、SPORT等常用外設接口。此外,作者還選擇了ADSP-BF533定點DSP加入系統當中以擴展系統音視頻信號處理能力,體現系統的通用性。 @@ 基于FPGA的嵌入式系統設計正逐漸成為現代FPGA應用的一個熱點。結合課題需要,作者以Xilinx公司的MicroBlze軟核處理器為核心在Virtex-5片內設計了一個嵌入式系統,完成了對CF卡、DDR2 SDRAM存儲器的讀寫控制,并利用片內集成的三態以太網MAC硬核模塊,實現了系統與上位PC機之間的以太網通信鏈路。此外,為擴展系統功能,適應未來可能的軟件升級,進一步提高系統的通用性,還將嵌入式實時操作系統μC/OS-II移植到MicroBlaze處理器上。 @@ 最后,作者介紹了基于Xilinx RocketIO GTP收發器的高速串行傳輸設計的關鍵技術和基本的設計方法,充分體現了目前高速實時信號處理系統的發展要求和趨勢。 @@關鍵詞:高速實時信號處理;FPGA;Virtex-5;嵌入式系統;MicroBlaze
上傳時間: 2013-05-17
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近年來,以FPGA為代表的數字系統現場集成技術取得了快速的發展,FPGA不但解決了信號處理系統小型化、低功耗、高可靠性等問題,而且基于大規模FPGA單片系統的片上可編程系統(SOPC)的靈活設計方式使其越來越多的取代ASIC的市場。傳統的通用信號處理系統使用DSP作為處理核心,系統的可重構型不強,FPGA解決了這一問題,并且現有的FPGA中,多數已集成DSP模塊,結合FPGA較強的信號并行處理特性使其與DSP信號處理能力差距很小。因此,FPGA作為處理核心的通用信號處理系統具有很強的可實施性。 @@ 基于上述要求,作者設計和完成了一個基于多FPGA的通用實時信號處理系統。該系統采用4片XC3SD1800A作為處理核心,使用DDR2 SDRAM高速存儲實時數據。作者通過全面的分析,設計了核心板、底板和應用板分離系統架構。該平臺能夠根據實際需求進行靈活的搭配,核心板之間的數據傳輸采用了LVDS(低電壓差分信號)技術,從而使得數據能夠穩定的以非常高的速率進行傳輸。 @@ 本系統屬于高速數字電路的設計范疇,因此必須重視信號完整性的設計與分析問題,作者根據高速電路的設計慣例和軟件輔助設計的方法,在分析和論證了阻抗控制、PCB堆疊、PCB布局布線等約束的基礎上,順利地完成了PCB繪制與調試工作。 @@ 作為系統設計的重要環節,作者還在文中研究了在系統設計過程中出現的電源完整性問題,并給出了解決辦法。 @@ LVDS高速數據通道接口和DDR2存儲器接口設計決定本系統的使用性能,本文基于所選的FPGA芯片進行了詳細的闡述和驗證。并結合系統的核心板和底板,完成了應用板,視頻圖像采集、USB、音頻、LCD和LED矩陣模塊顯示等接口的設計工作,對其中的部分接口進行了邏輯驗證。 @@ 經過測試,該通用的信號處理平臺具有實時性好、通用性強、可擴展和可重構等特點,能夠滿足當前一些信號處理系統對高速、實時處理的要求,可以廣泛應用于實時信號處理領域。通過本平臺的研究和開發工作,為進一步研究和設計通用、實時信號處理系統打下了堅實的基礎。 @@關鍵詞:通用實時信號處理;FPGA;信號完整性;DDR2;LVDS
上傳時間: 2013-05-27
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DDR2 SDRAM是目前內存市場上的主流內存。除了通用計算機系統外,大量的嵌入式系統也紛紛采用DDR2內存,越來越多的SoC系統芯片中會集成有DDR2接口模塊。因此,設計一款匹配DDR2的內存控制器將會具有良好的應用前景。 論文在研究了DDR2的JEDEC標準的基礎上,設計出DDR2控制器的整體架構,采用自項向下的設計方法和模塊化的思想,將DDR2控制器劃分為若干模塊,并使用Verilog HDL語言完成DDR2控制器IP軟核中初始化模塊、配置模塊、執行模塊和數據通道模塊的RTL級設計。根據在設計中遇到的問題,對DDR2控制器的整體架構進行改進與完善。在分析了Altera數字PHY的基本性能的基礎上,設計DDR2控制器與數字PHY的接口模塊。搭建DDR2控制器IP軟核的仿真驗證平臺,針對設計的具體功能進行仿真驗證,并實現在Altera Stratix II GX90開發板上對DDR2存儲芯片基本讀/寫操作控制的FPGA功能演示。 論文設計的DDR2控制器的主要特點是: 1.支持數字PHY電路,不需要實際的硬件電路就完成DDR2控制器與DDR2存儲芯片之間的物理層接口,節約了設計成本,縮小了硬件電路的體積。 2.將配置口從初始化模塊中分離出來,簡化了具體操作。 3.支持多個DDR2存儲芯片,使得DDR2控制器的應用范圍更為廣闊。 4.支持DDR2的三項新技術,充分發揮DDR2內存的特性。 5.自動DDR2刷新控制,方便用戶對DDR2內存的控制。
上傳時間: 2013-06-10
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