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送大三就回家

  • AES加、解密算法的FPGA優化設計

    2000年10月2日,美國國家標準與技術研究所宣布采用Rijndael算法作為高級加密標準,并于2002年5月26日正式生效,AES算法將在今后很長一段時間內,在信息安全中扮演重要角色。因此,對AES算法實現的研究就成為了國內外的熱點,會在信息安全領域得到廣泛的應用。用FPGA實現AES算法具有快速、靈活、開發周期短等優點。 本論文就是針對AES加、解密算法在同一片FPGA中的優化實現問題,在深入分析了AES算法的整體結構、基本變換以及加、解密流程的基礎上,對AES算法的加、解密系統的FPGA優化設計進行了研究。主要內容為: 1.確定了實現方案以及關鍵技術,在比較了常用的結構后,采用了適合高速并行實現AES加、解密算法的結構——內外混合的流水線結構,并給出了總體的設計框圖。由于流水線結構不適用于反饋模式,為了達到較高的運算速度,該系統使用的是電碼本模式(ECB)的工作方式; 2.對各個子模塊的設計分別予以詳細分析,結合算法本身和FPGA的特點,采用查表法優化處理了字節代換運算,列混合運算和密鑰擴展運算。同時,考慮到應用環境的不同,本設計支持數據分組為128比特,密鑰長度為128比特、192比特以及256比特三種模式下的AES算法加、解密過程。完成了AES加、解密算法在同一片FPGA中實現的這個系統的優化設計; 3.利用QLJARTUSII開發工具進行代碼的編寫工作和綜合編譯工作,在 MODELSIM中進行仿真并給出仿真結果,給出了各個模塊和整個設計的仿真測試結果; 4.和其他類似的設計做了橫向對比,得出結論:本設計在保證了速度的基礎上實現了資源和速度的均衡,在性能上具有較大的優勢。

    標簽: FPGA AES 解密 算法

    上傳時間: 2013-05-25

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  • 基于FPGA的精簡指令集計算機的研究與開發

    大規模可編程邏輯器件CPLD和FPGA是當今應用最廣泛的兩類可編程專用集成電路(ASIC),電子設計工程師用它可以在辦公室或實驗室里設計出所需的專用集成電路,從而大大縮短了產品上市時間,降低了開發成本.此外,可編程邏輯器件還具有靜態可重復編程和動態系統重構的特性,使得硬件的功能可以象軟件一樣通過編程來修改,這樣就極大地提高了電子系統設計的靈活性和通用性.該設計完成了在一片可編程邏輯器件上開發簡易計算機的設計任務,將單片機與單片機外圍電路集成化,能夠輸入指令、執行指令、輸出結果,具有在電子系統中應用的普遍意義,另外,也可以用于計算機組成原理的教學試驗.該文第一章簡要介紹了可編程ASIC和EDA技術的歷史、現狀、未來并對本課題作了簡要陳述.第二章在芯片設計的兩種輸入法即原理圖輸入法和HDL輸入法之間做出比較,決定選用HDL輸入法.第三章描述了具體的設計過程和設計手段,首先將簡易計算機劃分為運算器、CPU控制器、存儲器、鍵盤接口和顯示接口以及系統控制器,然后再往下分為下層子模塊.輸入法的語言使用的是Verilog HDL,鑒于篇幅所限,源代碼部分不在論文之中.第四章對設計的綜合與實現做了總結,給出了時序仿真波形圖.該文針對FPGA和RISC這兩大課題,對RISC在FPGA上的實現進行了初淺的探索與嘗試.從計算機體系結構入手,剖析了精簡指令集計算機的原理,通過該設計的實踐對ASIC和EDA的設計潛力有了更進一步的領悟.

    標簽: FPGA 指令集 計算機

    上傳時間: 2013-05-21

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  • 基于FPGA的8051單片機IP核設計及應用

    單片微型計算機(單片機)是將微處理器CPU、程序存儲器、數據存儲器、定時/計數器、輸入/輸出并行接口等集成在一起。由于單片機具有專門為嵌入式系統設計的體系結構與指令系統,所以它最能滿足嵌入式系統的應用要求。Intel公司生產的MCS-51系列單片機是我國目前應用最廣的單片機之一。 隨著可編程邏輯器件設計技術的發展,每個邏輯器件中門電路的數量越來越多,一個邏輯器件就可以完成本來要由很多分立邏輯器件和存儲芯片完成的功能。這樣做減少了系統的功耗和成本,提高了性能和可靠性。FPGA就是目前最受歡迎的可編程邏輯器件之一。IP核是將一些在數字電路中常用但比較復雜的功能塊,設計成可修改參數的模塊,讓其他用戶可以直接調用這些模塊,這樣就大大減輕了工程師的負擔,避免重復勞動。隨著FPGA的規模越來越大,設計越來越復雜,使用IP核是一個發展趨勢。 本課題結合FPGA與8051單片機的優點,主要針對以下三個方面研究: (1)FPGA開發平臺的硬件實現選用Xilinx公司的XC3S500E-PQ208-4-C作為核心器件,采用Intel公司的EEPROM芯片2816A和SRAM芯片6116作為片內程序存儲器,搭建FPGA的硬件開發平臺。 (2)用VHDL語言實現8051IP核分析研究8051系列單片機內部各模塊結構以及各部分的連接關系,實現了基于FPGA的8051IP核。主要包括如下幾個模塊:CPU模塊、片內數據存儲器模塊、定時/計數器模塊、并行端口模塊、串行端口模塊、中斷處理模塊、同步復位模塊等。 (3)基于FPGA的8051IP核應用用所設計的8051IP核,實現了對一個4×4鍵盤的監測掃描、鍵盤確認、按鍵識別等應用。

    標簽: FPGA 8051 單片機 IP核

    上傳時間: 2013-04-24

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  • 工具軟件\圖片漢字取模字庫生成查看套件

    5月1日凌晨發布第一測試版 功能介紹: 1.生成中英文數字混合的字符串的字模數據. 2.可選擇字體,大小,并且可獨立調整文字的長和寬,生成任意形狀的字符。 3.各種旋轉,翻轉文字功能 4.任意調整輸出點陣大小,并任意調整字符在點陣中的位置。 5.字模數據輸出可自定義各種格式,系統預設了C語言和匯編語言兩種格式,并且可自己 定義出新的數據輸出格式;每行輸出數據個數可調。 6.支持四種取模方式:逐行(就是橫向逐行取點),逐列(縱向逐列取點),行列(先 橫向取第一行的8個點作為第一個字節,然后縱向取第二行的8個點作為第二個字節……), 列行(先縱向取第一列的前8個點作為第一個字節,然后橫向取第二列的前8個點作為第二個 字節……) 7.支持陰碼(亮點為1),陽碼(亮點為0)取模 8.支持縱向(第一位為低位)(,倒向第一位為高位)取模 9.輸出數制可選16進制或10進制 10.可生成索引文件,用于在生成的大量字庫中可快速檢索到需要的漢字 11.動態液晶面板彷真,可調節彷真面板象素點大小和顏色 12.圖形模式下可任意用鼠標作畫,左鍵畫圖,右鍵擦圖。 12.旋轉,翻轉,平移等字符模式下的功能也可用與對BMP圖象的處理 版本為pctolcd1.94 5月1日晚上發布第二測試版 更新如下: 1.增加鎖定點陣大小功能,例如可鎖定24X24點陣大小,然后調節獨立調節字點陣的大小 2.增加熱鍵功能,可用光標配合Ctrl,Shift對文字大小和位置修改 3.增加精簡輸出格式選項 4.把文字輸入框換成了文字輸入組合框,這樣就可以保存歷史紀錄。 5.輸出數據會自動清除以前的數據 6.可隱藏自定義格式,簡化操作 7.一些小的BUG修正。 版本為pctolcd2.03 5月3日凌晨發布第三測試版 更新如下: 1.增加了一些小東西,例如演示動畫一類的,我懶的一一寫了 2.改掉一些可惡的小BUG,例如點陣輸入框的自動完成。 3.增加大量文字處理和導入TXT文本文件功能,并且可以去除文本中的空白和重復字符, 可以對文本進行排序,適合于生成小字庫。我這里測試是3萬多字的TXT文件在2分鐘內轉成16X16點陣的字庫文件。 版本號為pctolcd2.53 由于本軟件側重于對字符的處理,所以在圖象方面功能較弱,請見晾。 5月8日發布正式版 正式版已經開始朝著液晶字庫生成軟件的方向進化了,我在后來的更新中把主要精力也放 在這部分,由于我目前還沒有發現有同類的軟件具備這個功能,也無法得到任何的參考,只能 自己摸索前進,所以如果還有不方便的地方請大家多提意見. 具體更新如下: 1.重寫大部分的內核代碼以配合漢字庫生成的功能,目前這個內核已經進行了反復的測試, 相信穩定性和速度較前一版本有了巨大的提高. 2.去掉那個比較愚蠢的熱鍵區了,因為用處不大 3.增加漢字庫生成功能,這是最重要的改進之處,下文將詳細介紹. 4.修正許多小BUG,使軟件更加成熟些. 5月12日發布完美版 這次發布的PCtoLCD2002完美版與前一版本相比沒有增加太多的功能,因為我覺得現有的這些功能已經足夠用于生成各種字模的需要了,所以完美版的主要工作是反復測試,精心去除各種BUG,以及調節一些細微之處,目的當然就是追求完美!不過世上不會有真正完美的東西,這個軟件也不例外,而且這個軟件從頭至尾全部是我一個人編寫完成,精力有限,難免會顧此失彼,如果大家發現了這個版本中存在的BUG,請及時告訴我。 更新說明: 1。界面采用新的字體,不會再有那種難看的黑色粗體字,比以前的要漂亮多了。 2。加入全面的提示幫助,盡量減少普通用戶的各種疑惑。 3。修正生成文件的擴展名的一些BUG,不會總是加上FON的擴展名了。 4。修正生成字模數據的一些格式BUG,現在生成的C51格式字模數據基本上可以直接粘貼到源程序中使用而不需要修改了 5。加入新的字模數據格式調整項,允許用戶更自由的定制自己需要的數據格式 6。最重要的更新:全面支持保存當前設置功能,用戶設置的字模格式,主窗口狀態和字庫生成窗口選項信息均可保存,下一次打開窗口時不用重新設置。 7。修正了新建圖象時會自動跳到圖形模式的BUG 8。增加輸出緊湊格式數據選項,可以生成不包含空白行的字模數據。 9。完善了每行數據顯示個數的功能,可以任意設置每行顯示的數據個數,并同時可以設置每行索引數據顯示個數。 10。修正了取模說明的一些錯誤,并改動了格式。 11。現在當用戶選擇10進制輸出時,會自動去掉生成字模數據前的“0x",或后面的“H”,選擇16進制時則會自動加上。 12。對各個窗體重新設計以全面適應最大化的需要,如果您覺得當前窗口不夠大,可以最大化使用。 13。增加生成英文點陣字庫功能,可自動生成ASCII碼從0-127的任意點陣字庫,使用方法同生成國標點陣字庫功能。 14。再次優化代碼,去掉各種調試信息,使程序速度再快一些。 15。還有許多細微的調整我記不清了…… 需要注意的地方: 在測試的過程中我發現了一個問題:在WIN98或WINME下當用戶直接生成特大點陣的字模時(例如320*320,1024*768的漢字字模),此時由于數據量非常龐大,而WIN98/WINME會有64K的數據容量限制,所以在主窗口中是無法得到全部的字模數據的,這時您需要使用字庫生成功能,通過形成一個數據文件才能得到完整的字模數據。 我認為到現在這個軟件功能已經很完善了,但可能使用上有點不方便,如果你有什么不明白 的地方,可以發帖子或發MAIL詢問

    標簽: 軟件 漢字 取模 字庫

    上傳時間: 2013-07-26

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  • 基于DSP和FPGA的數字化開關電源

    文章開篇提出了開發背景。認為現在所廣泛應用的開關電源都是基于傳統的分立元件組成的。它的特點是頻率范圍窄、電力小、功能少、器件多、成本較高、精度低,對不同的客戶要求來“量身定做”不同的產品,同時幾乎沒有通用性和可移植性。在電子技術飛速發展的今天,這種傳統的模擬開關電源已經很難跟上時代的發展步伐。 隨著DSP、ASIC等電子器件的小型化、高速化,開關電源的控制部分正在向數字化方向發展。由于數字化,使開關電源的控制部分的智能化、零件的共通化、電源的動作狀態的遠距離監測成為了可能,同時由于它的智能化、零件的共通化使得它能夠靈活地應對不同客戶的需求,這就降低了開發周期和成本。依靠現代數字化控制和數字信號處理新技術,數字化開關電源有著廣闊的發展空間。 在數字化領域的今天,最后一個沒有數字化的堡壘就是電源領域。近年來,數字電源的研究勢頭與日俱增,成果也越來越多。雖然目前中國制造的開關電源占了世界市場的80%以上,但都是傳統的比較低端的模擬電源。高端市場上幾乎沒有我們份額。 本論文研究的主要內容是在傳統開關電源模擬調節器的基礎上,提出了一種新的數字化調節器方案,即基于DSP和FPGA的數字化PID調節器。論文對系統方案和電路進行了較為具體的設計,并通過測試取得了預期結果。測試證明該方案能夠適合本行業時代發展的步伐,使系統電路更簡單,精度更高,通用性更強。同時該方案也可用于相關領域。 本文首先分析了國內外開關電源發展的現狀,以及研究數字化開關電源的意義。然后提出了數字化開關電源的總體設計框圖和實現方案,并與傳統的開關電源做了較為詳細的比較。本論文的設計方案是采用DSP技術和FPGA技術來做數字化PID調節,通過數字化PID算法產生PWM波來控制斬波器,控制主回路。從而取代傳統的模擬PID調節器,使電路更簡單,精度更高,通用性更強。傳統的模擬開關電源是將電流電壓反饋信號做PID調節后--分立元器件構成,采用專用脈寬調制芯片實現PWM控制。電流反饋信號來自主回路的電流取樣,電壓反饋信號來自主回路的電壓采樣。再將這兩個信號分別送至電流調節器和電壓調節器的反相輸入端,用來實現閉環控制。同時用來保證系統的穩定性及實現系統的過流過壓保護、電流和電壓值的顯示。電壓、電流的給定信號則由單片機或電位器提供。再次,文章對各個模塊從理論和實際的上都做了仔細的分析和設計,并給出了具體的電路圖,同時寫出了軟件流程圖以及設計中應該注意的地方。整個系統由DSP板和ADC板組成。DSP板完成PWM生成、PID運算、環境開關量檢測、環境開關量生成以及本地控制。ADC板主要完成前饋電壓信號采集、負載電壓信號采集、負載電流信號采集、以及對信號的一階數字低通濾波。由于整個系統是閉環控制系統,要求采樣速率相當高。本系統采用FPGA來控制ADC,這樣就避免了高速采樣占用系統資源的問題,減輕了DSP的負擔。DSP可以將讀到的ADC信號做PID調節,從而產生PWM波來控制逆變橋的開關速率,從而達到閉環控制的目的。 最后,對數字化開關電源和模擬開關電源做了對比測試,得出了預期結論。同時也提出了一些需要改進的地方,認為該方案在其他相關行業中可以廣泛地應用。模擬控制電路因為使用許多零件而需要很大空間,這些零件的參數值還會隨著使用時間、溫度和其它環境條件的改變而變動并對系統穩定性和響應能力造成負面影響。數字電源則剛好相反,同時數字控制還能讓硬件頻繁重復使用、加快上市時間以及減少開發成本與風險。在當前對產品要求體積小、智能化、共通化、精度高和穩定度好等前提條件下,數字化開關電源有著廣闊的發展空間。本系統來基本上達到了設計要求。能夠滿足較高精度的設計要求。但對于高精度數字化電源,系統還有值得改進的地方,比如改進主控器,提高參考電壓的精度,提高采樣器件的精度等,都可以提高系統的精度。 本系統涉及電子、通信和測控等技術領域,將數字PID算法與電力電子技術、通信技術等有機地結合了起來。本系統的設計方案不僅可以用在電源控制器上,只要是相關的領域都可以采用。

    標簽: FPGA DSP 數字化 開關電源

    上傳時間: 2013-06-21

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  • 基于FPGA的激光測距數據處理系統

    激光測距是隨著激光技術的出現而發展起來的一種精密測量技術,因其良好的精確度特性廣泛地應用在軍事和民用領域。但傳統的激光測距系統大多采用分立的單元電路搭建而成,不僅造成了開發成本較高,電路較復雜,調試困難等諸多問題,而且這種系統體積和重量較大,嚴重阻礙了激光測距系統的普及應用,因此近年來激光測距技術向著小型化和集成化的方向發展。本文就旨在找出一種激光測距的集成化方案,將激光接收電路部分集成為一個專用集成電路,使傳統的激光測距系統簡化成三個部分,激光器LD、接收PD和一片集成電路芯片。 本文設計的激光測距系統基于相位差式激光測距原理,綜合當前所有的測相技術,提出了一種基于FPGA的芯片運用DCM的動態移相功能實現相位差測量的方法。該方法實現起來方便快捷,無需復雜的過程計算,不僅能夠達到較高的測距精度,同時可以大大簡化外圍電路的設計,使測距系統達到最大程度的集成化,滿足了近年來激光測距系統向小型化和集成化方向發展的要求,除此,該方法還可以減少環境因素對測距誤差的影響,降低測距系統對測試環境的要求。本論文的創新點有: 1.基于方波實現激光的調制和發射,簡化了復雜的外圍電路設計; 2.激光測距的數據處理系統在一片FPGA芯片上實現,便于系統的集成。 在基于DCM的激光測距方案中,本文詳細的敘述了利用DCM測相的基本原理,并給出了由相位信息得到距離信息的計算過程,然后將利用不同測尺測得的結果進行合成,并最終將距離的二進制信息轉換成十進制顯示出來。本文以Xilinx公司Virtex-II Pro開發板做為開發平臺,通過編程和仿真驗證了該測距方案的可行性。在采用多次測量求平均值的情況下,該測距方案的測距精度可以達到3mm,測距量程可達100m。該方案設計新穎,可將整個的數據處理系統在FPGA芯片中實現,為最終的專用集成芯片的設計打下了基礎,有利于測距系統的集成單片化。

    標簽: FPGA 激光測距 數據處理

    上傳時間: 2013-06-20

    上傳用戶:lili1990

  • 基于FPGA的全數字激光測距信號處理

    激光測距是一種非接觸式的測量技術,已被廣泛使用于遙感、精密測量、工程建設、安全監測以及智能控制等領域。早期的激光測距系統在激光接收機中通過分立的單元電路處理激光發、收信號以測量光脈沖往返時間,使得開發成本高、電路復雜,調試困難,精度以及可靠性相對較差,體積和重量也較大,且沒有與其他儀器相匹配的標準接口,上述缺陷阻礙了激光測距系統的普及應用。 本文針對激光測距信號處理系統設計了一套全數字集成方案,除激光發射、接收電路以外,將信號發生、信號采集、綜合控制、數據處理和數據傳輸五個部分集成為一塊專用集成電路。這樣就不再需要DA轉換和AD轉換電路和濾波處理等模塊,可以直接對信號進行數字信號處理。與分立的單元電路構成的激光測距信號處琿相比,可以大大降低激光測距系統的成本,縮短激光測距的研制周期。并且由于專用集成電路帶有標準的RS232接口,可以直接與通信模塊連接,構成激光遙測實時監控系統,通過LED實時顯示測距結果。這樣使得激光測距系統只需由激光器LD、接收PD和一片集成電路組成即可,提出了橋梁的位移監測技術方法,并設計出一種針對橋梁的位移監測的具有既便攜、有效又經濟實用的監測樣機。 本文基于xil inx公司提供的開發環境(ise8.2)、和Virtex2P系列XC2VP30的開發版來設計的,提出一種基于方波的利用DCM(數字時鐘管理器)檢相的相位式測距方法;采用三把側尺頻率分別是30MHz、3MHz、lOkHz,對應的測尺長度分別為5米、50米和15000米,對應的精度分別為±0.02米、±0.5米和±5米。設計了一套激光測距全數字信號處理系統。為了證明本系統的準確性,另外設計了一套利用延時的方法來模擬激光光路,經過測試,證明利用DCM檢相的相位式測距方法對于橋梁的位移監測是可行的,測量精度和測量結果也滿足設計方案要求。

    標簽: FPGA 全數字 信號處理 激光測距

    上傳時間: 2013-06-12

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  • 新型并行Turbo編譯碼器的FPGA實現

    可靠通信要求消息從信源到信宿盡量無誤傳輸,這就要求通信系統具有很好的糾錯能力,如使用差錯控制編碼。自仙農定理提出以來,先后有許多糾錯編碼被相繼提出,例如漢明碼,BCH碼和RS碼等,而C。Berrou等人于1993年提出的Turbo碼以其優異的糾錯性能成為通信界的一個里程碑。 然而,Turbo碼迭代譯碼復雜度大,導致其譯碼延時大,故而在工程中的應用受到一定限制,而并行Turbo譯碼可以很好地解決上述問題。本論文的主要工作是通過硬件實現一種基于幀分裂和歸零處理的新型并行Turbo編譯碼算法。論文提出了一種基于多端口存儲器的并行子交織器解決方法,很好地解決了并行訪問存儲器沖突的問題。 本論文在現場可編程門陣列(FPGA)平臺上實現了一種基于幀分裂和籬笆圖歸零處理的并行Turbo編譯碼器。所實現的并行Turbo編譯碼器在時鐘頻率為33MHz,幀長為1024比特,并行子譯碼器數和最大迭代次數均為4時,可支持8.2Mbps的編譯碼數掘吞吐量,而譯碼時延小于124us。本文還使用EP2C35FPGA芯片設計了系統開發板。該開發板可提供高速以太網MAC/PHY和PCI接口,很好地滿足了通信系統需求。系統測試結果表明,本文所實現的并行Turbo編譯碼器及其開發板運行正確、有效且可靠。 本論文主要分為五章,第一章為緒論,介紹Turbo碼背景和硬件實現相關技術。第二章為基于幀分裂和歸零的并行Turbo編碼的設計與實現,分別介紹了編碼器和譯碼器的RTL設計,還提出了一種基于多端口存儲器的并行子交織器和解交織器設計。第三章討論了使用NIOS處理器的SOC架構,使用SOC架構處理系統和基于NIOSII處理器和uC/0S一2操作系統的架構。第四章介紹了FPGA系統開發板設計與調試的一些工作。最后一章為本文總結及其展望。

    標簽: Turbo FPGA 并行 編譯碼器

    上傳時間: 2013-04-24

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  • GPS信號CA碼跟蹤的FPGA實現

    GPS全球定位系統是美國國防部為軍事目的而建立的衛星導航系統,其主要目的是解決海上、陸地和空中運載工具的導航定位問題。GPS作為新一代衛星導航系統,不僅具有全球、全天候、連續、高精度導航與定位能力,而且具有優良的抗干擾性和保密性。因此,發展全球定位系統是當今導航技術現代化的一個重要標志。在GPS接收機中,為了得到導航電文并對其進行解算,要完成復雜的信號處理過程。其中,怎樣捕獲到衛星信號,并對C/A碼進行跟蹤是研制GPS接收機的重要問題之一。本文在對GPS信號的結構進行深入的分析后,結合FPGA的特點,對算法進行設計及優化后,給出了相應的仿真。內容主要包括以下幾個方面: 1.對GPS信號結構的產生原理進行了深入地分析,并對GPS信號的調制機理進行詳細地闡述。 2.在GPS信號的捕獲方面,采用了基于FFT頻域的快速捕獲的方法,即將接收到的GPS信號先利用快速傅立葉變換(FFT)變換到頻域,在頻域完成相應的運算后,再利用傅立葉反變換(IFFT)變換到時域。從而大大減少了計算量,加快了信號捕獲的速度,提高了捕獲性能。 3.在C/A碼跟蹤部分,本文采用了非相干延遲鎖定環對C/A碼進行跟蹤。來自載波跟蹤環路的本地載波將輸入的信號變成基帶信號,然后分別和本地碼的三個不同相位序列進行相乘,將相乘結果進行累加,經過處理將得到碼相位和當前的載波頻率送到載波跟蹤環路。 4.載波跟蹤環,本文采用的是科斯塔斯環。載波跟蹤環和碼跟蹤環在結構上相似,故本文只對關鍵的載波NCO進行了仿真。 本文的創新點主要是使用FPGA對整個GPS信號的捕獲及C/A碼的跟蹤進行設計。此外,根據FPGA的特點,在不改變外部硬件設計的前提下,改變相應的IP核或相關的VHDL程序就可對系統進行各種優化設計,以適應不同類型的GPS接收機的不同功能。

    標簽: FPGA GPS 信號

    上傳時間: 2013-06-27

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  • 基于FPGA的圖像處理系統

    圖像處理技術是信息科學中近幾十年來發展最為迅速的學科之一。目前,數字圖像處理技術被廣泛應用于航空航體、通信、醫學及工業生產領域中。圖像處理系統的硬件實現一般來講有三種方式:專用的圖像處理器件主要有專用集成芯片(Application SpecificIntegrated Circuit)、數字信號處理器(Digital Signal Process)和現場可編程門陣列(FieldProgrammable GateArray)以及相關電路組成。它們可以實時高速完成各種圖像處理算法。圖像處理中,低層的圖像預處理的數據量很大,要求處理速度快,但運算結果相對比較簡單。相對于其他兩種系統,基于FPGA的圖像處理系統非常合適用于圖像的預處理。 本文設計了一種基于FPGA的圖像處理系統。它的主要功能有:對攝像頭送來的視頻數據進行采集,并把它數字化;實現中值濾波和邊緣檢測這兩種圖像增強算法;將數字視頻信號轉換為模擬信號。 圖像處理系統由主處理器單元、圖像編碼單元和圖像解碼單元三部分組成。FPGA作為整個系統的核心器件,不僅要模擬出12C總線協議,完成視頻解碼芯片和編碼芯片的初始化;還要對視頻流同步信號提取,實現圖像采集控制,并將圖像信號存儲在SRAM中;圖像增強算法也是在FPGA中實現。采用PHILIPS公司的專用視頻解碼芯片SAA7111A將模擬視頻轉化數字視頻;視頻編碼芯片SAA7121完成數字視頻到模擬視頻的轉化。

    標簽: FPGA 圖像處理系統

    上傳時間: 2013-07-19

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