隨著科學技術水平的不斷提高,在科研和生產過程中為了更加真實的反映被測對象的性質,對測試系統(tǒng)的性能要求越來越高。傳統(tǒng)的測試裝置,由于傳輸速度低或安裝不便等問題已不能滿足科研和生產的實際需要。USB技術的出現(xiàn)很好的解決了上述問題。USB總線具有支持即插即用、易于擴展、傳輸速率高(USB2.0協(xié)議下為480Mbps)等優(yōu)點,已逐漸得到廣泛的應用。 本課題研究并設計了一套基于USB2.0的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。論文首先詳細介紹了USB總線協(xié)議,然后從系統(tǒng)的總體結構、硬件電路、軟件程序以及系統(tǒng)性能檢測等幾個方面,詳細闡述了系統(tǒng)的設計思想和實現(xiàn)方案。系統(tǒng)采用雙12位A/D轉換器,提供兩條模擬信號通道,可以同時采集雙路信號,最高的采樣率為200KHz。USB接口芯片采用Cypress公司的CY7C68013。論文詳細介紹了其在SlaveFIFO接口模式下的電路設計和程序設計。系統(tǒng)應用FPGA芯片作系統(tǒng)的核心控制,控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和與USB接口芯片的數(shù)據(jù)交換,并產生其中的邏輯控制信號和時序信號。同時應用FPGA芯片作系統(tǒng)的核心控制可提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性、減小設備的體積。系統(tǒng)的軟件設計,主要包括FPGA芯片中的邏輯、時序控制程序、8051固件程序、客戶應用程序及其驅動程序。客戶端選擇了微軟的Visual Studio6.0 C++作開發(fā)平臺,雖然增加了復雜程度,但是軟件執(zhí)行效率及重用性均得到提高。 最后,應用基于USB2.0的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)測試標準信號及電木的導熱系數(shù),以驗證測試系統(tǒng)的可靠信與準確性。
標簽: FPGA USB 接口 數(shù)據(jù)采集
上傳時間: 2013-04-24
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本論文在詳細研究MIL-STD-1553B數(shù)據(jù)總線協(xié)議以及參考國外芯片設計的基礎上,結合目前新興的EDA技術和大規(guī)模可編程技術,提出了一種全新的基于FPGA的1553B總線接口芯片的設計方法。 從專用芯片實現(xiàn)的具體功能出發(fā),結合自頂向下的設計思想,給出了總線接口的總體設計方案,考慮到電路的具體實現(xiàn)對結構進行模塊細化。在介紹模擬收發(fā)器模塊的電路設計后,重點介紹了基于FPGA的BC、RT、MT三種類型終端設計,最終通過工作方式選擇信號以及其他控制信號將此三種終端結合起來以達到通用接口的功能。同時給出其設計邏輯框圖、算法流程圖、引腳說明以及部分模塊的仿真結果。為了資源的合理利用,對其中相當部分模塊進行復用。在設計過程中采用自頂向下、碼型轉換中的全數(shù)字鎖相環(huán)、通用異步收發(fā)器UART等關鍵技術。本設計使用VHDL描述,在此基礎之上采用專門的綜合軟件對設計進行了綜合優(yōu)化,在FPGA芯片EP1K100上得以實現(xiàn)。通過驗證證明該設計能夠完成BC/RT/MT三種模式的工作,能處理多種消息格式的傳輸,并具有較強的檢錯能力。 最后設計了總線接口芯片測試系統(tǒng),選擇TMS320LF2407作為主處理器,測試主要包括主處理器的自發(fā)自收驗證,加入RS232串口調試過程提高測試數(shù)據(jù)的直觀性。驗證的結果表明本文提出的設計方案是合理的。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著圖像分辨率的越來越高,軟件實現(xiàn)的圖像處理無法滿足實時性的需求;同時FPGA等可編程器件的快速發(fā)展使得硬件實現(xiàn)圖像處理變得可行。如今基于FPGA的圖像處理研究成為了國內外的一個熱門領域。 本文在FPGA平臺上,用Verilog HDL實現(xiàn)了一個研究圖像處理算法的可重復配置的硬件模塊架構,架構包括PC機預處理和通信軟件,控制模塊,計算單元,存儲器模塊和通信適配模塊五個部分。其中的計算模塊負責具體算法的實現(xiàn),根據(jù)不同的圖像處理算法可以獨立實現(xiàn)。架構為計算模塊實現(xiàn)了一個可添加、移出接口,不同的算法設計只要符合該接口就可以方便的加入到模塊架構中來進行調試和運行。 在硬件架構的基礎上本文實現(xiàn)了排序濾波,中值濾波,卷積運算及高斯濾波,形態(tài)學算子運算等經典的圖像處理算法。討論了FPGA的圖像處理算法的設計方法及優(yōu)化策略,通過性能分析,F(xiàn)PGA實現(xiàn)圖像處理在時間上比軟件處理有了很大的提高;通過結果的比較,發(fā)現(xiàn)FPGA的處理結果達到了軟件處理幾乎同等的效果水平。最后本文在實現(xiàn)較大圖片處理和圖像處理窗口的大小可配置性方面做了一定程度的討論和改進,提高了算法的可用性,同時為進一步的研究提供了更加便利的平臺。 整個設計都是在ISE8.2和ModelSim第三方仿真軟件環(huán)境下開發(fā)的,在xilinx的Spartan-3E XC3S500E硬件平臺上實現(xiàn)。在軟件仿真過程中利用了ISE8.2自帶仿真工具和ModelSim結合使用。 本課題為制造FPGA的專用圖像處理芯片做了有益的探索性研究,為實現(xiàn)FPGA為核心處理芯片的實時圖像處理系統(tǒng)有著積極的作用。
上傳時間: 2013-05-30
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銀江接口的源代碼,利用VC編寫,可以用于股票數(shù)據(jù)的實時獲取
上傳時間: 2013-07-12
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當前正處于第三代移動通信技術發(fā)展的關鍵時期,各種與3G相關的無線網絡終端的需求量與日俱增。為3G無線網絡終端選擇一個高性能的處理器,并且提供一套完整的系統(tǒng)解決方案,滿足3G時代人們對數(shù)據(jù)通信業(yè)務的需求,無疑是一個有意義且亟待解決的重要問題。 OMAP(Open Multimedia Applications Platform)是美國德州公司(TI)推出的專門為支持第三代(3G)無線終端應用而設計的應用處理器體系結構。OMAP處理器平臺堪稱無線技術發(fā)展的里程碑,它提供了語音、數(shù)據(jù)和多媒體所需的帶寬和功能,可以極低的功耗為高端3G無線設備提供極佳的性能。 本文的研究內容是開發(fā)基于OMAP5910處理器的具有多個擴展接口的嵌入式開發(fā)平臺,以及攝像頭顯示驅動程序,以便能為3G相關的無線網絡終端提供一個系統(tǒng)級的解決方案,本文首先介紹了OMAP技術的特點和優(yōu)點,并對OMAP5910處理器的硬件結構進行了簡單說明,在此基礎上提出了基于OMAP5910嵌入式平臺的FPGA設計,包括用FPGA擴展的接口:觸摸屏接口,硬盤接口,以太網接口;控制的接口:USB口,串口;以及實現(xiàn)的功能:與OMAP5910處理器的通信功能,中斷控制功能,選擇啟動順序功能,復位延時功能。然后介紹了基于OMAP5910的攝像顯示系統(tǒng)的硬件設計,主要包括攝像頭接口和攝像頭模塊,EMIFS和EMIFF接口以及LCD接口。最后描述了嵌入式Linux操作系統(tǒng)下攝像頭驅動程序的完整實現(xiàn)過程。
上傳時間: 2013-05-24
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內部存儲器負責計算機系統(tǒng)內部數(shù)據(jù)的中轉、存儲與讀取,作為計算機系統(tǒng)中必不可少的三大件之一,它對計算機系統(tǒng)性能至關重要。內存可以說是CPU處理數(shù)據(jù)的“大倉庫”,所有經過CPU處理的指令和數(shù)據(jù)都要經過內存?zhèn)鬟f到電腦其他配件上,因此內存性能的好壞,直接影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和運行性能。在當今的電子系統(tǒng)設計中,內存被使用得越來越多,并且對內存的要求越來越高。既要求內存讀寫速度盡可能的快、容量盡可能的大,同時由于競爭的加劇以及利潤率的下降,人們希望在保持、甚至提高系統(tǒng)性能的同時也能降低內存產品的成本。面對這種趨勢,設計和實現(xiàn)大容量高速讀寫的內存顯得尤為重要。因此,近年來內存產品正經歷著從小容量到大容量、從低速到高速的不斷變化,從技術上也就有了從DRAM到SDRAM,再到DDR SDRAM及DDR2 SDRAM等的不斷演進。和普通SDRAM的接口設計相比,DDR2 SDRAM存儲器在獲得大容量和高速率的同時,對存儲器的接口設計也提出了更高的要求,其接口設計復雜度也大幅增加。一方面,由于I/O塊中的資源是有限的,數(shù)據(jù)多路分解和時鐘轉換邏輯必須在FPGA核心邏輯中實現(xiàn),設計者可能不得不對接口邏輯進行手工布線以確保臨界時序。而另一方面,不得不處理好與DDR2接口有關的時序問題(包括溫度和電壓補償)。要正確的實現(xiàn)DDR2接口需要非常細致的工作,并在提供設計靈活性的同時確保系統(tǒng)性能和可靠性。 本文對通過Xilinx的Spartan3 FPGA實現(xiàn)DDR2內存接口的設計與實現(xiàn)進行了詳細闡述。通過Xilinx FPGA提供了I/O模塊和邏輯資源,從而使接口設計變得更簡單、更可靠。本設計中對I/O模塊及其他邏輯在RTL代碼中進行了配置、嚴整、執(zhí)行,并正確連接到FPGA上,經過仔細仿真,然后在硬件中驗證,以確保存儲器接口系統(tǒng)的可靠性。
上傳時間: 2013-06-08
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本文針對應用于軍用直升機上的Doppler/SINS組合導航系統(tǒng)對導航計算機高精度、高性能的要求,設計出一種基于DSP(TMS320C6713)和FPGA(Spartan-3E XC3S500E) 協(xié)同合作的機載導航計算機系統(tǒng)。在分析Doppler/SINS組合導航系統(tǒng)模型的特點和系統(tǒng)對導航計算機的需求后,提出了基于DSP和FPGA的機載導航計算機整體設計方案,該方案采用DSP負責導航解算,利用FPGA強大的內部資源擴展系統(tǒng)的通信接口,完成外圍通信模塊控制信號的整合。在導航計算機整體設計方案,包括硬件設計方案和軟件設計方案確立的基礎上,首先對 DSP和FPGA芯片進行選型,其次對實現(xiàn)各個功能模塊的關鍵技術進行研究和開發(fā),包括基于FPGA的數(shù)據(jù)通信模塊、基于DSP的處理器模塊以及數(shù)據(jù)存儲模塊,開發(fā)過程中做了大量的仿真和驗證,最后對系統(tǒng)進行綜合測試和聯(lián)調,并進行了地面跑車實驗。實驗結果證明:系統(tǒng)能夠實時采集IMU角速率和加速度、Doppler雷達的速度等信息,能夠對IMU、Doppler、GPS、航姿系統(tǒng)、高度表等信息進行導航解算,生成當前位置、姿態(tài)等導航數(shù)據(jù),并能夠完成與機載電子設備間的數(shù)據(jù)通信與控制。多次的聯(lián)調和跑車實驗結果證明,機載導航計算機達到了預期設計的目的,可以有效提高導航系統(tǒng)的運算精度,實現(xiàn)了高性能、小體積、低成本的要求,系統(tǒng)具有較高的應用價值。關鍵詞:Doppler/SINS組合導航,導航計算機,DSP,FPGA
上傳時間: 2013-07-25
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基于FPGA的USB接口協(xié)議及驅動技術研究基于FPGA的USB接口協(xié)議及驅動技術研究
上傳時間: 2013-06-04
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《單片機及接口技術》實驗指導書,實驗平臺針對偉福仿真器,分為軟件模擬部分和系統(tǒng)仿真部分,包括簡單程序設計、循環(huán)程序設計、分支程序設計、數(shù)碼轉換、查表程序、算術及邏輯運算指令實現(xiàn)、流水燈、鍵盤實驗、數(shù)碼管實驗、AD轉換、DA轉換、定時器等實驗。
上傳時間: 2013-04-24
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遺傳算法是一種基于自然選擇原理的優(yōu)化算法,在很多領域有著廣泛的應用。但是,遺傳算法使用計算機軟件實現(xiàn)時,會隨著問題復雜度和求解精度要求的提高,產生很大的計算延時,這種計算的延時限制了遺傳算法在很多實時性要求較高場合的應用。為了提升運行速度,可以使用FPGA作為硬件平臺,設計數(shù)字系統(tǒng)完成遺傳算法。和軟件實現(xiàn)相比,硬件實現(xiàn)盡管在實時性和并行性方面具有很大優(yōu)勢,但同時會導致系統(tǒng)的靈活性不足、通用性不強。本文針對上述矛盾,使用基于功能的模塊化思想,將基于FPGA的遺傳算法硬件平臺劃分成兩類模塊:系統(tǒng)功能模塊和算子功能模塊。針對不同問題,可以在保持系統(tǒng)功能模塊不變的前提下,選擇不同的遺傳算子功能模塊完成所需要的優(yōu)化運算。本文基于Xilinx公司的Virtex5系列FPGA平臺,使用VerilogHDL語言實現(xiàn)了偽隨機數(shù)發(fā)生模塊、隨機數(shù)接口模塊、存儲器接口/控制模塊和系統(tǒng)控制模塊等系統(tǒng)功能模塊,以及基本位交叉算子模塊、PMX交叉算子模塊、基本位變異算子模塊、交換變異算子模塊和逆轉變異算子模塊等遺傳算法功能模塊,構建了系統(tǒng)功能構架和遺傳算子庫。該設計方法不僅使遺傳算法平臺在解決問題時具有更高的靈活性和通用性,而且維持了系統(tǒng)架構的穩(wěn)定。本文設計了多峰值、不連續(xù)、不可導函數(shù)的極值問題和16座城市的旅行商問題 (TSP)對遺傳算法硬件平臺進行了測試。根據(jù)測試結果,該硬件平臺表現(xiàn)良好,所求取的最優(yōu)解誤差均在1%以內。相對于軟件實現(xiàn),該系統(tǒng)在求解一些復雜問題時,速度可以提高2個數(shù)量級。最后,本文使用FPGA實現(xiàn)了粗粒度并行遺傳算法模型,并用于 TSP問題的求解。將硬件平臺的運行速度在上述基礎上提高了近1倍,取得了顯著的效果。關鍵詞:遺傳算法,硬件實現(xiàn),并行設計,F(xiàn)PGA,TSP
標簽: FPGA 算法 硬件實現(xiàn)
上傳時間: 2013-06-15
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