QAM調(diào)制解調(diào)技術(shù)研究及其FPGA實(shí)現(xiàn)QAM調(diào)制解調(diào)技術(shù)研究及其FPGA實(shí)現(xiàn)
標(biāo)簽： FPGA QAM 調(diào)制解調(diào) 技術(shù)研究
上傳時(shí)間： 2013-07-15
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在超深亞微米技術(shù)工藝下，布局成為超大規(guī)模集成電路物理設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的一步。由于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(Field Programable Gate Array，F(xiàn)PGA)布線資源的預(yù)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(biāo)，從FPGA芯片結(jié)構(gòu)和布局算法兩方面進(jìn)行了深入研究。論文提出了一種通用的層次式FPGA(HFPGA)結(jié)構(gòu)模型及布局模型，并且給出了該模型的數(shù)學(xué)計(jì)算公式；提出將元件之間的層次距離轉(zhuǎn)化為線長(zhǎng)的方法，實(shí)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(duì)角線元件之間層次來代替線長(zhǎng)，從而達(dá)到優(yōu)化線長(zhǎng)的同時(shí)提高布通率的快速布局算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，兩種算法均在北卡羅來納微電子中心(MCNC)學(xué)術(shù)芯片測(cè)試案例上取得了較理想的布局實(shí)驗(yàn)效果，為下一步的布線工作建立了良好的基礎(chǔ)接口，并且完成了初始布線的工作。本FPGA結(jié)構(gòu)模型的提出和布局算法的實(shí)現(xiàn)也都為工業(yè)界提供了借鑒價(jià)值。
標(biāo)簽： FPGA 驅(qū)動(dòng) 布局 算法研究
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著Internet的不斷發(fā)展，人們希望日常生活中所用到的嵌入式設(shè)備都能夠很方便地實(shí)現(xiàn)Intemet接入，這對(duì)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了新的挑戰(zhàn)，要求低成本、多功能、高性能。這些是目前嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的熱點(diǎn)。 可編程邏輯器件FPGA在過去的幾十年中取得了飛速發(fā)展，從最初的幾千門到現(xiàn)在的幾百萬門，可靠性與集成度不斷提高，而功耗和成本卻在不斷降低，具有很高的性價(jià)比。再加上開發(fā)周期短、對(duì)開發(fā)人員的要求相對(duì)較低的優(yōu)點(diǎn)，因此被大量應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。 本文是基于FPGA高性價(jià)比、可靈活配置的特點(diǎn)，也是當(dāng)前流行的“微控制器+FPGA”的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式，所以我們提出了基于FPGA的實(shí)現(xiàn)方案。本文通過在FPGA中硬件實(shí)現(xiàn)嵌入式TCP/IP協(xié)議(包括UDP、IP、ARP、TCP等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議)以及以太網(wǎng)MAC協(xié)議，并提供標(biāo)準(zhǔn)MII接口，通過外接PHY實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。最終成功地通過了驗(yàn)證。 基于FPGA的實(shí)現(xiàn)可以有效地降低成本，同時(shí)可以在其中集成其他功能模塊，提高整個(gè)系統(tǒng)的集成度，減小PCB版圖面積和布線復(fù)雜度，有利于提高系統(tǒng)可靠性。因此，本研究課題對(duì)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)有很大的實(shí)用價(jià)值。
標(biāo)簽： TCPIP FPGA 嵌入式 協(xié)議
上傳時(shí)間： 2013-07-08
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隨著各種通信系統(tǒng)數(shù)量的日益增多，為了充分地利用有限的頻譜資源，高頻譜利用率的調(diào)制技術(shù)不斷被應(yīng)用。偏移正交相移鍵控(OQPSK: Offset QuadraturePhase Shift Keying)是一種恒包絡(luò)調(diào)制技術(shù)，具有較高的頻譜利用率和功率利用率，廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)和地面移動(dòng)通信系統(tǒng)。因此，對(duì)于OQPSK全數(shù)字解調(diào)技術(shù)的研究具有一定的理論價(jià)值。 本文以軟件無線電和全數(shù)字解調(diào)的相關(guān)理論為指導(dǎo)，成功設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的OQPSK全數(shù)字解調(diào)。論文介紹了OQPSK全數(shù)字接收解調(diào)原理和基于軟件無線電設(shè)計(jì)思想的全數(shù)字接收機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，詳細(xì)闡述了當(dāng)今OQPSK數(shù)字解調(diào)中載波頻率同步、載波相位同步、時(shí)鐘同步和數(shù)據(jù)幀同步的一些常用算法，并選擇了相應(yīng)算法構(gòu)建了三種系統(tǒng)級(jí)的實(shí)現(xiàn)方案。通過MATLAB對(duì)解調(diào)方案的仿真和性能分析，確定了FPGA中的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案。在此基礎(chǔ)上，本文采用VerilogHDL硬件描述語言在Altera公司的Quartus II開發(fā)平臺(tái)上設(shè)計(jì)了同步解調(diào)系統(tǒng)中的各個(gè)模塊，還對(duì)各模塊和整個(gè)系統(tǒng)在ModelSim中進(jìn)行了時(shí)序仿真驗(yàn)證，并對(duì)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了修正。最后，經(jīng)過FPGA調(diào)試工具嵌入式邏輯分析儀SignalTapⅡ的硬件實(shí)際測(cè)試，本文對(duì)系統(tǒng)方案進(jìn)行了最終的改進(jìn)與調(diào)整。 實(shí)際測(cè)試結(jié)果表明，本文的設(shè)計(jì)最終能夠達(dá)到了預(yù)期的指標(biāo)和要求。本課題設(shè)計(jì)經(jīng)過時(shí)序和資源優(yōu)化后還可以向ASIC和系統(tǒng)級(jí)SOC轉(zhuǎn)化，以進(jìn)一步縮小系統(tǒng)體積、降低成本和提高電路的可靠性，因此具有良好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
標(biāo)簽： OQPSK FPGA 全數(shù)字 解調(diào)
上傳時(shí)間： 2013-07-14
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H.264視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)以其高壓縮比、高圖像質(zhì)量、良好的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)在數(shù)字電視廣播、網(wǎng)絡(luò)視頻流媒體傳輸、視頻實(shí)時(shí)通信等許多方面得到了廣泛應(yīng)用。提高H.264幀內(nèi)預(yù)測(cè)的速度，對(duì)于實(shí)時(shí)性要求較高的場(chǎng)合具有重大的意義。為此，論文在總結(jié)國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)H.264幀內(nèi)預(yù)測(cè)的軟件實(shí)現(xiàn)具有運(yùn)算量大、實(shí)時(shí)性差等缺點(diǎn)，提出了一種基于FPGA的高并行、多流水線結(jié)構(gòu)的幀內(nèi)預(yù)測(cè)算法的硬件實(shí)現(xiàn)。 論文在詳細(xì)闡述H.264幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼技術(shù)的基礎(chǔ)上，分析了17種預(yù)測(cè)模式算法，通過Matlab仿真建模，直觀地給出了預(yù)測(cè)模式的預(yù)測(cè)效果，并在JM12.2官方驗(yàn)證平臺(tái)上測(cè)試比較各種預(yù)測(cè)模式對(duì)編碼性能的影響，以此為根據(jù)對(duì)幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式進(jìn)行裁剪。接著論文提出了基于FPGA的幀內(nèi)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，將前段采集劍的RGB圖像通過色度轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成YCbCr圖像，存入片外SDRAM中，控制模塊負(fù)責(zé)讀寫數(shù)掘送入幀內(nèi)預(yù)測(cè)模塊進(jìn)行處理。幀內(nèi)預(yù)測(cè)模塊中，采用一種并行結(jié)構(gòu)的可配置處理單元，即先求和再移位最后限幅的電路結(jié)構(gòu)，來計(jì)算各預(yù)測(cè)模式下的預(yù)測(cè)值，極大地減小了預(yù)測(cè)電路的復(fù)雜度。針對(duì)預(yù)測(cè)模式選擇算法，論文采用多模式并行運(yùn)算的方法，即多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的殘差計(jì)算模塊，同時(shí)計(jì)算各種預(yù)測(cè)模式對(duì)應(yīng)的SATD值，充分發(fā)揮FPGA高速并行處理的能力。其中Hadamard變換使用行列分離的變換方法，采用蝶形快速變換、流水線設(shè)計(jì)提高硬件的工作效率。最后，論文設(shè)計(jì)了LCD顯示模塊直觀地顯示所得到的最佳預(yù)測(cè)模式。 整個(gè)幀內(nèi)預(yù)測(cè)系統(tǒng)被劃分成多個(gè)功能模塊，采用層次化、模塊化的設(shè)計(jì)思想，并采用流水線結(jié)構(gòu)和乒乓操作來提高系統(tǒng)的并行性、運(yùn)行速度和總線利用率。所有模塊用Verilog語言設(shè)計(jì)，由Modelsim仿真和集成開發(fā)環(huán)境ISE9.1綜合。仿真與綜合結(jié)果表明，系統(tǒng)時(shí)鐘頻率最高達(dá)到106.7MHz。該設(shè)計(jì)在完成功能的基礎(chǔ)上，能夠較好地滿足實(shí)時(shí)性要求。論文對(duì)于研究基于FPGA的H.264視頻壓縮編碼系統(tǒng)進(jìn)行了有益的探索，具有一定的實(shí)用價(jià)值。
標(biāo)簽： H264 視頻編碼器 幀內(nèi)預(yù)測(cè) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-21
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基于FPGA的USB接口協(xié)議及驅(qū)動(dòng)技術(shù)研究基于FPGA的USB接口協(xié)議及驅(qū)動(dòng)技術(shù)研究
標(biāo)簽： FPGA USB 接口協(xié)議 技術(shù)研究
上傳時(shí)間： 2013-06-04
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基于FPGA的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置的研究基于FPGA的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置的研究
標(biāo)簽： FPGA 電能質(zhì)量 監(jiān)測(cè)裝置
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)是移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域的一項(xiàng)核心研究?jī)?nèi)容。隨著傳感器技術(shù)的不斷進(jìn)步，視覺導(dǎo)航、電磁導(dǎo)航、光電導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航、嗅覺導(dǎo)航等各種導(dǎo)航方式不斷應(yīng)運(yùn)而生，而在實(shí)際應(yīng)用中總是采用多種方式融合導(dǎo)航，其中視覺導(dǎo)航經(jīng)常...
標(biāo)簽： FPGA 機(jī)器人視覺 導(dǎo)航系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-05-28
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隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)的性能得到了極大的提高，使得利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)人類的視覺功能成為目前計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中最熱門的課題之一。基于視頻的目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤技術(shù)是計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域中最主要的研究方向之一，它是智能監(jiān)控、人機(jī)交互、移動(dòng)機(jī)器人視覺導(dǎo)航、工業(yè)機(jī)器人手眼系統(tǒng)等應(yīng)用的基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)。在科學(xué)研究和工程應(yīng)用上都有十分誘人的前景。 論文提出了以FPGA為核心的思想，設(shè)計(jì)出一套應(yīng)用于背景靜止視頻序列的動(dòng)態(tài)目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤系統(tǒng)。通過位置固定的攝像頭監(jiān)控某一區(qū)域，分析攝像頭采集到的動(dòng)態(tài)視頻序列，計(jì)算出目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。與傳統(tǒng)的基于PC機(jī)的視頻動(dòng)態(tài)目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)相比，適應(yīng)了目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)對(duì)圖像處理速度的實(shí)時(shí)性與數(shù)據(jù)帶寬越來越高的要求，同時(shí)成本較低、設(shè)計(jì)更靈活，而且硬件重構(gòu)性好、處理速度快、系統(tǒng)易于升級(jí)。 論文的主要工作包括：構(gòu)建目運(yùn)動(dòng)標(biāo)跟蹤系統(tǒng)軟件平臺(tái)和硬件平臺(tái)。應(yīng)用MATLAB對(duì)目標(biāo)檢測(cè)算法進(jìn)行仿真分析比較。采用Synplifty Pro、ModelSim和TimingDesigner等各種EDA軟件工具對(duì)系統(tǒng)中各個(gè)層次的模塊進(jìn)行時(shí)序設(shè)計(jì)、代碼編寫、仿真驗(yàn)證等。最后使用QuartusⅡ?qū)⒄麄€(gè)系統(tǒng)工程文件綜合、布局布線。在察看時(shí)序報(bào)告無誤后，將系統(tǒng)配置文件下載至FPGA開發(fā)板中。 實(shí)現(xiàn)結(jié)果表明：所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能很好地工作在FPGA中，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)要求，為視覺智能監(jiān)控打下基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： FPGA 目標(biāo)跟蹤 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-08-05
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基于FPGA的實(shí)時(shí)視頻采集與遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)的研究
標(biāo)簽： 實(shí)時(shí)視頻 采集 遠(yuǎn)程傳輸
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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