《計算機組成原理》是計算機系的一門核心課程。但是它涉及的知識面非常廣,內容包括中央處理器、指令系統、存儲系統、總線和輸入輸出系統等方面,學生在學習該課程時,普遍覺得內容抽象難于理解。但借助于該計算機組成原理實驗系統,學生通過實驗環節,可以進一步融會貫通學習內容,掌握計算機各模塊的工作原理,相互關系的來龍去脈。 為了增強實驗系統的功能,提高系統的靈活性,降低實驗成本,我們采用FPGA芯片技術來徹底更新現有的計算器組成原理實驗平臺。該技術可根據用戶要求為芯片加載由VHDL語言所編寫出的不同的硬件邏輯,FPGA芯片具有重復編程能力,使得系統內硬件的功能可以像軟件一樣被編程,這種稱為“軟”硬件的全新系統設計概念,使實驗系統具有極強的靈活性和適應性。它不僅使該系統性能的改進和擴充變得十分簡易和方便,而且使學生自己設計不同的實驗變為可能。計算機組成原理實驗的最終目的是讓學生能夠設計CPU,但首先,學生必須知道CPU的各個功能部件是如何工作,以及相互之間是如何配合構成CPU的。因此,我們必須先設計出一個教學用的以FPGA芯片為核心的硬件平臺,然后在此基礎上開發出VHDL部件庫及主要邏輯功能,并設計出一套實驗。 本文重點研究了基于FPGA芯片的VHDL硬件系統,由于VHDL的高標準化和硬件描述能力,現代CPU的主要功能如計算,存儲,I/O操作等均可由VHDL來實現。同時設計實驗內容,包括時序電路的組成及控制原理實驗、八位運算器的組成及復合運算實驗、存儲器實驗、數據通路實驗、浮點運算器實驗、多流水線處理器實驗等,這些實驗形成一個相互關聯的系統。每個實驗先由教師講解原理及原理圖,學生根據教師提供的原理圖,自己用MAX+PLUSII完成電路輸入,學生實驗實際上是編寫VHDL,不需要寫得很復雜,只要能調用接口,然后將程序燒入平臺,這樣既不會讓學生花太多的時間在畫電路圖上,又能讓學生更好的理解每個部件的工作原理和工作過程。 論文首先研究分析了FPGA硬件實驗平臺,即實驗系統的硬件組成。系統采用FPGA-XC4010EPC84,62256CPLD以及其他外圍芯片(例如74LS244,74LS275)組成。根據不同的實驗要求,規劃不同實驗控制邏輯。用戶可選擇不同的實驗邏輯,通過把實驗邏輯下載到FPGA芯片中構成自己的實驗平臺。 其次,論文詳細的闡述了VHDL模塊化設計,如何運用VHDL技術來依次實現CPU的各個功能部件。VHDL語言作為一種國際標準化的硬件描述語言,自1987年獲得IEEE批準以來,經過了1993年和2001年兩次修改,至今已被眾多的國際知名電子設計自動化(EDA)工具研發商所采用,并隨同EDA設計工具一起廣泛地進入了數字系統設計與研發領域,目前已成為電子業界普遍接受的一種硬件設計技術。再次,論文針對實驗平臺中遇到的較為棘手的多流水線等問題,也進行了深入的闡述和剖析。學生需要什么樣的實驗條件,實驗內容及步驟才能了解當今CPU所采用的核心技術,才能掌握CPU的設計,運行原理。另外,本論文的背景是需要學生熟悉基本的VHDL知識或技能,因為實驗是在編寫VHDL代碼的前提下完成的。 本文在基于實驗室的環境下,基本上較為完整的實現了一個基于FPGA的實驗平臺方案。在此基礎上,進行了部分功能的測試和部分性能方面的分析。本論文的研究,為FPGA在實際系統中的應用提供研究思路和參考方案。論文的研究結果將對FPGA與VHDL標準的進一步發展具有重要的理論和現實意義。
上傳時間: 2013-04-24
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體視攝像顯示技術的研究以應用于微創傷外科的光電醫療儀器——三維電視內窺鏡的開發與研制為背景,設計研究一種基于FPGA技術的立體顯示系統,以滿足三維立體內窺鏡、戰場立體觀察系統和立體電影等設備的技術要求。 主要研究內容是對體視攝像顯示系統的進行硬件電路設計、VerilogHDL 語言的軟件編程、并采用MCU(Micro Control IJnit)的I
上傳時間: 2013-05-30
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研制發射微小衛星,是我國利用空間技術服務經濟建設、造福人類的重要途徑。現代微小衛星在短短20年里能取得長足的發展,主要取決于微小衛星自身的一系列特點:重量輕,體積小,成本低,性能高,安全可靠,發射方便、快捷靈活等。在衛星通信系統中,由于傳輸信道的多徑和各種噪聲的影響,信號在接收端會引起差錯,通過信道編碼環節,可對這些不可避免的差錯進行檢測和糾正。 在微小衛星通信鏈路中,信道編碼器的任務是差錯控制。本文采用符合空間數據系統咨詢委員會CCSDS標準的鏈接碼進行信道編碼,即內碼為(2,1,6)的卷積碼,外碼為(255,223)的RS碼,中間進行交織操作。其中,里德-索羅蒙碼(簡稱RS碼)是一種重要的非二進制BCH碼,是分組碼中糾錯能力最強的糾錯碼,一次可以糾正多個突發錯誤,廣泛地用于空間通信中。 本文針對南京航空航天大學自行研制的微小衛星通信分系統的技術要求,在用SystemView和C語言仿真的基礎上,用硬件描述語言Verilog設計了RS(255,223)編碼器和譯碼器,使用Modelsim軟件進行了功能仿真,并通過Xilinx公司的軟件ISE對設計進行綜合、布局布線,最后生成可下載的比特流文件下載到Xilinx公司的型號為XC3S2000的FPGA芯片中,完成了電路的設計并實現了編碼譯碼的功能,表明本文設計的信道編解碼器的正確性和實用性,滿足了微小衛星通信分系統的技術要求。
上傳時間: 2013-08-01
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基于FPGA的靜止圖像壓縮系統的研究-JPEG編碼器的設計電力電子與電力傳動數字圖像在人們生活中的應用越來越廣泛,由于原始圖像數據量比較大,因此數字圖像壓縮技術逐漸成為圖像應用的一個核心環節。在數字圖像壓縮領域,國際標準化組織于1992年推出的JPEG標準應用最為廣泛。 本文基于FPGA設計了JPEG圖像壓縮系統,通過改進算法,優化結構,在合理的利用硬件資源的條件下,有效的挖掘出算法內部的并行性。改進了DCT變換算法,設計了并行查找表結構的乘法器,采用了流水線優化算法來解決時間并行性問題,提高了DCT模塊的運算速度。依據Huffman編碼表的規律性,采用并行查找表結構,用較少的存儲單元完成了Huffman編碼運算,同時提高了編碼速度。整個設計通過EDA軟件進行了邏輯綜合及功能與時序仿真。綜合和仿真結果表明,本文提出的算法在速度和資源利用方面均達到了較好的狀態,可滿足實時JPEG圖像壓縮的要求。 設計了一個硬件開發平臺,對JPEG圖像壓縮系統進行了驗證。硬件平臺上使用ADV7181B來實現AD轉換;使用TI公司TMS320C6416型DSP芯片實現了系統配置以及通過PCI接口與上位機PC的實現數據交換;使用Microsoft VC++6.0開發平臺開發了系統控制軟件平臺,實現對整個壓縮系統的控制。
上傳時間: 2013-05-24
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視頻圖像處理的應用越來越廣泛,各種處理算法也日趨成熟,相關的硬件技術不斷地推陳出新。視頻圖像處理系統的硬件實現一般來說有三種方式:數字信號處理器(Digital Signal Processor)、專用集成芯片(Application Specific Integrated Circuit)和現場可編程邏輯門陣列(Field Programmable Gate Array)以及相關電路組成。最近幾年,隨著電子設計自動化(Electronic Design Automation)技術的迅速發展,使得基于FPGA的可編程片上系統(System On a Programmable Chip)逐漸成為嵌入式系統。應用的一種趨勢。特別地,在視頻圖像處理系統設計中,數據量大,要求處理速度快,靈活性高,FPGA有其獨特的優勢。鑒于此,本文對基于FPGA和SOPC技術的視頻圖像處理系統進行了研究。 本文介紹了Xilinx公司FPGA的結構和功能特點,以及可編程片上系統的開發工具和片內系統設計流程。根據視頻信號的相關知識,編寫了視頻圖像處理IP核,構建了視頻圖像處理系統。整個系統以FPGA為核心器件,內嵌PowerPC405處理器模塊,通過ⅡC總線完成視頻解碼芯片的初始化,總體上實現了對視頻圖像信號的采集、處理、存儲和顯示。 本文最后對系統進行了調試。經過實驗驗證,系統能正確和可靠地工作。整個系統的邏輯資源消耗占FPGA的百分之十幾,剩余的資源可以做許多硬件算法或其它方面的應用。
上傳時間: 2013-05-24
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程序為STM32F103VET6驅動CMOS攝像頭OV7670的程序。采用AL422B作為FIFO幀緩沖,顯示采用3.5寸TFT ILI9481,單片機FSMC方式驅動TFT,非常好用。-
上傳時間: 2013-07-06
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·離散時間信號處理(第二版) 奧本海姆等著 劉樹棠等譯本書是作者繼《數字信號處理》(該書中譯本于1980年由科學出版社出版)一書后又一本集中論述離散時間信號處理的新專著.作者在該書的基礎上,大幅度增加了對信號處理許多專題的論述,同時刪除和壓縮了不少內容.本書基本概念清楚,層次安排合理,條理清晰,系統性強,即使是對本書內容基本熟悉的讀者,讀后也會在建立信號處理整體概念和分析的基本方法及技巧方面有所收獲
上傳時間: 2013-05-16
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·以高速數字信號處理器(DSPs)為基礎的實時數字信號處理技術正在迅速發展,并得到廣泛應用。TMS320C6000是TI公司1997年推出的DSPs產品,其定點產品峰值處理能力為2400MIPS,浮點產品峰值處理能力為1GFLOPS。本書介紹了C6000的芯片結構、特點、軟件編程、硬件設計等內容,并對在C6000系統設計中出現的主要問題和解決方法進行了總結。本書的讀者對象是各領域內從事信號處理的科研
上傳時間: 2013-04-24
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·作 者: 唐任遠 等著出 版 社: 機械工業出版社出版時間: 2005-8-1 內容簡介與電勵磁電機相比,永磁電機,特別是稀土永磁電機具有結構簡單,運行可靠;體積小,質量輕;損耗小,效率高;電機的形狀和尺寸可以靈活多樣等顯著優點,因而應用范圍極為廣泛,幾乎遍及航空航天、國防、工農業和產和日常生活的各個領域。本書是沈陽工業大學特種電機研究所近十幾年來從事永磁電機研究和開發的科研成果的整理和總結。書
標簽: 永磁電機
上傳時間: 2013-06-04
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電動車蹺蹺板 本項目的任務是設計并制作電動車蹺蹺板,為了滿足設計要求,進行了各單元電路方案的比較論證及確定,系統以ATMEL 8位單片機ATMage16作為電動車的控制核心,選用了SCA100T型傾角傳感器測量蹺蹺板水平方向傾角,該傳感器靈敏度高、重復性好,便于與單片機接口,具有良好的線性變化;對于關鍵的小車動力部分,經過充分比較、論證,最終選用了控制精確的步近電機,其最小步進角0.9度,易于平衡點的尋找;系統顯示部分選用諾基亞5110液晶,串行接口,編程容易,美觀大方。采用單片機內部時鐘實現精確計時。最后的實驗表明,系統順利完成了設計的要求,并增加了傾角值的無線傳輸并上位機顯示的功能。
上傳時間: 2013-05-19
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