伴隨著多媒體顯示和傳輸技術(shù)的發(fā)展,人們獲得了越來(lái)越高的視聽(tīng)享受。從傳統(tǒng)的模擬電視,到標(biāo)清、高清、全高清。與顯示技術(shù)發(fā)展結(jié)伴而行的是顯示接口技術(shù)的發(fā)展,從模擬的AV端子,S-Video和VGA接口,到數(shù)字顯示的DVI接口,技術(shù)上經(jīng)歷了一個(gè)從模擬到數(shù)字,從并行到串行,從低速到高速的發(fā)展過(guò)程。 HDMI是最新的高清晰度多媒體接口,它的規(guī)范由Silicon Image等七家公司提出,具有帶寬大,尺寸小,傳輸距離長(zhǎng)和支持正版保護(hù)等功能,符合當(dāng)今技術(shù)的發(fā)展潮流,一經(jīng)推出,就獲得了巨大的成功。成為平板顯示器、高清電視等設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)接口之一,并獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 從上世紀(jì)80年代XILINX發(fā)明第一款FPGA芯片以來(lái),FPGA就以其體系結(jié)構(gòu)和邏輯單元靈活,運(yùn)算速度快,編程方便等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用與IC設(shè)計(jì)、系統(tǒng)控制、視頻處理、通信系統(tǒng)、航空航天等諸多方面。 本文利用ALTERA的一款高端FPGA芯片EP2S180F1508C3為核心,配合Silicon Image的專用HDMI接收芯片搭建了一個(gè)HDMI的接收顯示平臺(tái)。針對(duì)HDMI帶寬寬,數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn),使用了新型的DDR2 SDRAM作為視頻信號(hào)的輸入和輸出緩沖。在硬件板級(jí)設(shè)計(jì)上,針對(duì)HDMI和DDR2的相關(guān)高速電路,采用了一系列的高速電路設(shè)計(jì)方法,有效的避免了信號(hào)的反射,串?dāng)_等不良現(xiàn)象。同時(shí)在對(duì)HDMI規(guī)范和DDR2 SDRAM時(shí)序規(guī)范的深入研究的基礎(chǔ)上,在ALTERA的開(kāi)發(fā)平臺(tái)QUARTUSII上編寫(xiě)了系統(tǒng)的頂層模塊和相關(guān)各功能子模塊,并仿真通過(guò)。 論文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面: 1、論文研究了最新的HDMI接口規(guī)范和新型存儲(chǔ)器件DDR2的時(shí)序規(guī)范。 2、論文搭建的整個(gè)系統(tǒng)相當(dāng)龐大,涉及到相關(guān)的規(guī)范、多種芯片的資料、各種工具軟件的使用、原理圖的繪制和PCB板的布局布線,直至后期的編程仿真,花費(fèi)了作者大量的時(shí)間和精力。 3、論文首次使用FPGA來(lái)處理HDMI信號(hào)且直接驅(qū)動(dòng)顯示器件,區(qū)別于-般的ASIC方案。 4、論文對(duì)高速電路特別是的DDR2布局布線,采用了一系列的專門(mén)措施,具有一定的借鑒價(jià)值。
標(biāo)簽: FPGA HDMI 顯示系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-06-22
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本文論述了嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn),介紹了TCP/IP協(xié)議棧的原理,以及硬線實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧的意義和應(yīng)用。 第一章為緒論,介紹論文研究的目的、內(nèi)容、意義和國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展的現(xiàn)狀。 第二章介紹FPGA設(shè)計(jì)的流程和Verilog HDL設(shè)計(jì)語(yǔ)言。著重介紹了FPGA的代碼輸入、編譯、綜合、仿真和下載等等步驟,并且介紹了FPGA設(shè)計(jì)中使用到的EDA軟件。介紹了Verilog HDL語(yǔ)言的起源,以及Verilog HDL語(yǔ)言的優(yōu)缺點(diǎn),并與VHDL語(yǔ)言進(jìn)行了簡(jiǎn)單的比較。 第三章介紹嵌入式系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的經(jīng)過(guò)剪裁的TCP/IP協(xié)議棧的內(nèi)容。著重介紹了要實(shí)現(xiàn)的TCP/IP協(xié)議棧的子協(xié)議,包括TCP協(xié)議、UDP協(xié)議、IP協(xié)議、ARP協(xié)議、ICMP協(xié)議。在介紹這些協(xié)議的時(shí)候,介紹了這些協(xié)議的工作原理,以及這些協(xié)議要用到的報(bào)文的格式。 第四章介紹實(shí)現(xiàn)剪裁的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn),具體介紹的經(jīng)過(guò)剪裁的TCP/IP各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)工作。這個(gè)部分著重介紹各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)方法,實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的過(guò)程。在設(shè)計(jì)完這些模塊后,對(duì)這些模塊的仿真進(jìn)行了仿真。 第五章是全文的總結(jié),概括了作者在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中的主要工作和課題的意義,同時(shí)指出了進(jìn)一步工作的方向和需要解決的問(wèn)題。
標(biāo)簽: TCPIP FPGA 嵌入式 協(xié)議棧
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境:ISE 7.1i 硬件開(kāi)發(fā)環(huán)境:紅色颶風(fēng)II代-Xilinx版 1. 本實(shí)例用于控制開(kāi)發(fā)板上面的SDRAM完成讀寫(xiě)功能; 先向SDRAM里面寫(xiě)數(shù)據(jù),然后再將數(shù)據(jù)讀出來(lái)做比較,如果不匹配就通過(guò)LED變亮顯示出來(lái),如果一致,LED就不亮。 2. part1目錄是使用Modelsim仿真的工程; 3. part2目錄是在開(kāi)發(fā)版上面驗(yàn)證的工程; 2.1. part1_32目錄是4m32SDRAM的仿真工程; 2.2. part1_16目錄是4m16SDRAM的仿真工程; \model文件夾里面是仿真模型; \rtl文件夾里面是源文件; \sim文件夾里面是仿真工程; \test_bench文件夾里面是測(cè)試文件; \wave文件夾里面是仿真波形。 3.1. 工程在\project文件夾里面; 3.2. 源文件和管腳分配在\rtl文件夾里面; 3.3. 下載文件在\download文件夾里面,.mcs為PROM模式下載文件,.bit為JTAG調(diào)試下載文件。
標(biāo)簽: Modelsim SDRAM 讀寫(xiě) 控制
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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隨著數(shù)字電視技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)字機(jī)頂盒已成為現(xiàn)在模擬電視收看數(shù)字電視節(jié)目必不可少的設(shè)備。而數(shù)字機(jī)頂盒需要在解碼后的模擬視頻信號(hào)上加入屏幕顯示信息(如亮度、色度、信息服務(wù)菜單等)以提供給觀眾良好的界面和靈活的人機(jī)交互。 v屏幕顯示系統(tǒng)(OSG,On-Screen-Graphics)解決了現(xiàn)有模擬電視無(wú)法實(shí)現(xiàn)的疊加屏幕顯示信息的問(wèn)題,提供同步輸出疊加有各種圖形、文字的電視節(jié)目圖像的功能,其中最主要的部分是OSD(On-Screen-Display),即屏幕顯示單元。OSD將疊加的位圖圖像分為多個(gè)OSD塊,一般定義為矩形區(qū)域。每個(gè)矩形區(qū)域,例如臺(tái)標(biāo)、參數(shù)調(diào)節(jié)框、字幕等,都有獨(dú)立的4色、16色或256色顏色查找表。同時(shí)OSG系統(tǒng)也支持真彩模式。OSD塊經(jīng)由編碼/混合器與視頻圖像進(jìn)行alpha混合后輸出到電視屏幕上。 本文詳細(xì)介紹了應(yīng)用FPGA設(shè)計(jì)包括屏幕顯示單元在內(nèi)的OSG系統(tǒng)的思路和設(shè)計(jì)過(guò)程,描述了模塊的劃分與功能仿真。在論文前半部分,本文給出了圖文屏幕顯示系統(tǒng)各子單元的工作流程,接著論文的后半部分,給出了詳細(xì)的模塊接口說(shuō)明和硬件實(shí)現(xiàn)。
上傳時(shí)間: 2013-07-27
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近年來(lái),人們對(duì)無(wú)線數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的需求迅猛增加,促進(jìn)了寬帶無(wú)線通信新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。正交頻分復(fù)用 (Orthogonal Frequency Division Multiolexing,OFDM)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種高速寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)中。然而 OFDM 系統(tǒng)相比單載波系統(tǒng)更容易受到頻偏和時(shí)偏的影響,因此如何有效地消除頻偏和時(shí)偏,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的時(shí)頻同步是 OFDM 系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的技術(shù)。 本文討論了非同步對(duì) OFDM 系統(tǒng)的影響,分析了當(dāng)前用于 OFDM 系統(tǒng)中基于數(shù)據(jù)符號(hào)的同步算法,并簡(jiǎn)單介紹非基于數(shù)據(jù)符號(hào)同步技術(shù)。基于數(shù)據(jù)符號(hào)的同步技術(shù)通過(guò)加入訓(xùn)練符號(hào)或?qū)ьl等附加信息,并利用導(dǎo)頻或訓(xùn)練符號(hào)的相關(guān)性實(shí)現(xiàn)時(shí)頻同步。此算法由于加入了附加信息,降低了帶寬利用率,但同步精度相對(duì)較高,同步捕獲時(shí)間較短。 隨著電子芯片技術(shù)的快速發(fā)展,電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化 (Electronic DesignAutomation,EDA) 技術(shù)和可編程邏輯芯片 (FPGA/CPLD) 的應(yīng)用越來(lái)越受到大家的重視,為此文中對(duì) EDA 技術(shù)和 Altera 公司制造的 FPGA 芯片的原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了闡述,還介紹了在相關(guān)軟件平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)流程。 論文在對(duì)基于數(shù)據(jù)符號(hào)三種算法進(jìn)行較詳細(xì)的分析和研究的基礎(chǔ)上,尤其改進(jìn)了基于導(dǎo)頻符號(hào)的同步算法之后,利用 Altera 公司的 FPGA 芯片EP1S25F102015 在 OuartusⅡ5.0 工具平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了 OFDM 同步的硬件設(shè)計(jì),然后進(jìn)行了軟件仿真。其中對(duì)基于導(dǎo)頻符號(hào)同步的改進(jìn)算法硬件設(shè)計(jì)過(guò)程了進(jìn)行了詳細(xì)闡述。不僅如此,對(duì)于基于 PN 序列幀的同步算法和基于循環(huán)前綴 (Cycle Prefix,CP) 的極大似然 (Maximam Likelihood,ML)估計(jì)同步算法也有具體的仿真實(shí)現(xiàn)。 最后,文章還對(duì)它們進(jìn)行了比較,基于導(dǎo)頻符號(hào)同步設(shè)計(jì)的同步精度比較高,但是耗費(fèi)芯片的資源多,另一個(gè)缺點(diǎn)是沒(méi)有頻偏估計(jì),因此運(yùn)用受到一定限制。基于 PN 序列幀的同步設(shè)計(jì)使用了最少的芯片資源,但要提取 PN 序列中的信號(hào)數(shù)據(jù)有一定困難。基于循環(huán)前綴的同步設(shè)計(jì)占用了芯片 I/O 腳稍顯多。這幾種同步算法各有優(yōu)缺點(diǎn),但可以根據(jù)不同的信道環(huán)境選用它們。
標(biāo)簽: FPGA 數(shù)據(jù) 同步的 仿真實(shí)現(xiàn)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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正交頻分復(fù)用技術(shù)(OFDM)是未來(lái)寬帶無(wú)線通信中的關(guān)鍵技術(shù)。隨著用戶對(duì)實(shí)時(shí)多媒體業(yè)務(wù),高速移動(dòng)業(yè)務(wù)需求的迅速增加,OFDM由于其頻譜效率高,抗多徑效應(yīng)能力強(qiáng),抗干擾性能好等特點(diǎn),該技術(shù)正得到了廣泛的應(yīng)用。 OFDM系統(tǒng)的子載波之間必須保持嚴(yán)格的正交性,因此對(duì)符號(hào)定時(shí)和載波頻偏非常敏感。本課題的主要任務(wù)是分析各種算法的性能的優(yōu)劣,選取合適的算法進(jìn)行FPGA的實(shí)現(xiàn)。 本文首先簡(jiǎn)要介紹了無(wú)線信道的傳輸特性和OFDM系統(tǒng)的基本原理,進(jìn)而對(duì)符號(hào)同步和載波同步對(duì)接收信號(hào)的影響做了分析。然后對(duì)比了非數(shù)據(jù)輔助式同步算法和數(shù)據(jù)輔助式同步算法的不同特點(diǎn),決定采用數(shù)據(jù)輔助式同步算法來(lái)解決基于IEEE 802.16-2004協(xié)議的突發(fā)傳輸系統(tǒng)的同步問(wèn)題。最后部分進(jìn)行了算法的實(shí)現(xiàn)和仿真,所有實(shí)現(xiàn)的仿真均在QuartusⅡ下按照IEEE 802.16-2004協(xié)議的符號(hào)和前導(dǎo)字的結(jié)構(gòu)進(jìn)行。 本文的主要工作:(1)采用自相關(guān)和互相關(guān)聯(lián)合檢測(cè)算法同時(shí)完成幀到達(dá)檢測(cè)和符號(hào)同步估計(jì),只用接收數(shù)據(jù)的符號(hào)位做相關(guān)運(yùn)算,有效地解決了判決門(mén)限需要變化的問(wèn)題,同時(shí)也減少了資源的消耗;(2)在時(shí)域分?jǐn)?shù)倍頻偏估計(jì)時(shí),利用基于流水線結(jié)構(gòu)的Cordic模塊計(jì)算長(zhǎng)前導(dǎo)字共軛相乘后的相角,求出分?jǐn)?shù)倍頻偏的估計(jì)值;(3)采用滑動(dòng)窗口相關(guān)求和的方法估計(jì)整數(shù)倍頻偏值,在此只用頻域數(shù)據(jù)的符號(hào)位做相關(guān)運(yùn)算,有效地解決了傳統(tǒng)算法估計(jì)速度慢的缺點(diǎn),同時(shí)也減少了資源的消耗。
上傳時(shí)間: 2013-05-23
上傳用戶:宋桃子
本文以VB 為主體開(kāi)發(fā)語(yǔ)言,實(shí)現(xiàn)了參數(shù)化設(shè)計(jì)凸輪和凸輪輪廓設(shè)計(jì)過(guò)程的動(dòng)畫(huà)仿真,既提高了凸輪設(shè)計(jì)效率,又益于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)。
標(biāo)簽: 凸輪機(jī)構(gòu) 參數(shù) 動(dòng)畫(huà)仿真
上傳時(shí)間: 2013-06-13
上傳用戶:www240697738
正交頻分復(fù)用(OFDM)是一種無(wú)線環(huán)境下的高速傳輸技術(shù),它使用一系列低速子載波并行傳輸數(shù)據(jù),具有抗多徑干擾的能力、能以很高的頻譜利用率實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)。數(shù)字音頻廣播(DAB)系統(tǒng)中采用OFDM調(diào)制技術(shù)。 本文首先概述了OF'DM的基本原理和實(shí)現(xiàn)方法,分析了DAB中不同模式下OFDM調(diào)制的參數(shù)和特點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)OFDM的核心技術(shù)是快速傅立葉變換(FFT)。本文在分析研究了多種FFT算法的基礎(chǔ)上選擇了最適合FPGA實(shí)現(xiàn)的,滿足DAB系統(tǒng)中OFDM調(diào)制要求的FFT算法,即將2048點(diǎn)FFT分解為基-4和基-2混合基算法。 本文研究重點(diǎn)是使用FPGA實(shí)現(xiàn)2048點(diǎn)復(fù)數(shù)FFT處理器。2048點(diǎn)FFT由五級(jí)基-4運(yùn)算和一級(jí)基-2運(yùn)算組成。針對(duì)這一算法以及FPGA特點(diǎn),進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、各個(gè)模塊設(shè)計(jì)、FPGA實(shí)現(xiàn)和測(cè)試。一個(gè)基-4和基-2復(fù)用的蝶形運(yùn)算模塊是整個(gè)FFT處理器的核心部分。此外系統(tǒng)還包括:系統(tǒng)控制模塊,地址產(chǎn)生模塊,RAM和ROM。本文特別針對(duì)2048點(diǎn)按頻率抽取基-4/2順序處理的FFT處理器提出了一種巧妙的數(shù)據(jù)地址和旋轉(zhuǎn)因子地址生成的方法。 仿真和驗(yàn)證表明,運(yùn)算的結(jié)果可以達(dá)到一定的精度要求,運(yùn)算速度滿足系統(tǒng)要求,說(shuō)明該OFDM調(diào)制器的設(shè)計(jì)是可行的,可以應(yīng)用于DAB系統(tǒng)中
標(biāo)簽: OFDM 數(shù)字音頻廣播 調(diào)制
上傳時(shí)間: 2013-06-05
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隨著圖像分辨率的越來(lái)越高,軟件實(shí)現(xiàn)的圖像處理無(wú)法滿足實(shí)時(shí)性的需求;同時(shí)FPGA等可編程器件的快速發(fā)展使得硬件實(shí)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(guó)內(nèi)外的一個(gè)熱門(mén)領(lǐng)域。 本文在FPGA平臺(tái)上,用Verilog HDL實(shí)現(xiàn)了一個(gè)研究圖像處理算法的可重復(fù)配置的硬件模塊架構(gòu),架構(gòu)包括PC機(jī)預(yù)處理和通信軟件,控制模塊,計(jì)算單元,存儲(chǔ)器模塊和通信適配模塊五個(gè)部分。其中的計(jì)算模塊負(fù)責(zé)具體算法的實(shí)現(xiàn),根據(jù)不同的圖像處理算法可以獨(dú)立實(shí)現(xiàn)。架構(gòu)為計(jì)算模塊實(shí)現(xiàn)了一個(gè)可添加、移出接口,不同的算法設(shè)計(jì)只要符合該接口就可以方便的加入到模塊架構(gòu)中來(lái)進(jìn)行調(diào)試和運(yùn)行。 在硬件架構(gòu)的基礎(chǔ)上本文實(shí)現(xiàn)了排序?yàn)V波,中值濾波,卷積運(yùn)算及高斯濾波,形態(tài)學(xué)算子運(yùn)算等經(jīng)典的圖像處理算法。討論了FPGA的圖像處理算法的設(shè)計(jì)方法及優(yōu)化策略,通過(guò)性能分析,F(xiàn)PGA實(shí)現(xiàn)圖像處理在時(shí)間上比軟件處理有了很大的提高;通過(guò)結(jié)果的比較,發(fā)現(xiàn)FPGA的處理結(jié)果達(dá)到了軟件處理幾乎同等的效果水平。最后本文在實(shí)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(jìn),提高了算法的可用性,同時(shí)為進(jìn)一步的研究提供了更加便利的平臺(tái)。 整個(gè)設(shè)計(jì)都是在ISE8.2和ModelSim第三方仿真軟件環(huán)境下開(kāi)發(fā)的,在xilinx的Spartan-3E XC3S500E硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。在軟件仿真過(guò)程中利用了ISE8.2自帶仿真工具和ModelSim結(jié)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(shí)現(xiàn)FPGA為核心處理芯片的實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)有著積極的作用。
標(biāo)簽: 圖像處理 算法研究 硬件設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-05-30
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遺傳算法是基于自然選擇的一種魯棒性很強(qiáng)的解決問(wèn)題方法。遺傳算法已經(jīng)成功地應(yīng)用于許多難優(yōu)化問(wèn)題,現(xiàn)已成為尋求滿意解的最佳工具之一。然而,較慢的運(yùn)行速度也制約了其在一些實(shí)時(shí)性要求較高場(chǎng)合的應(yīng)用。利用硬件實(shí)現(xiàn)遺傳算法能夠充分發(fā)揮硬件的并行性和流水線的特點(diǎn),從而在很大程度上提高算法的運(yùn)行速度。 本文對(duì)遺傳算法進(jìn)行了理論介紹和分析,結(jié)合硬件自身的特點(diǎn),選用了適合硬件化的遺傳算子,設(shè)計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法硬件框架;為了進(jìn)一步利用硬件自身的并行特性,同時(shí)提高算法的綜合性能,本文還對(duì)現(xiàn)有的一些遺傳算法的并行模型進(jìn)行了研究,討論了其各自的優(yōu)缺點(diǎn)及研究現(xiàn)狀,并在此基礎(chǔ)上提出一種適合硬件實(shí)現(xiàn)的粗粒度并行遺傳算法。 我們構(gòu)建的基于FPGA構(gòu)架的標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法硬件框架,包括初始化群體、適應(yīng)度計(jì)算、選擇、交叉、變異、群體存儲(chǔ)和控制等功能模塊。文中詳細(xì)分析了各模塊的功能和端口連接,并利用硬件描述語(yǔ)言編寫(xiě)源代碼實(shí)現(xiàn)各模塊功能。經(jīng)過(guò)功能仿真、綜合、布局布線、時(shí)序仿真和下載等一系列步驟,實(shí)現(xiàn)在Altera的Cyclone系列FPGA上。并且用它嘗試解決一些函數(shù)的優(yōu)化問(wèn)題,給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這些硬件模塊可以被進(jìn)一步綜合映射到ASIC或做成IP核方便其他研究者調(diào)用。 最后,本文對(duì)硬件遺傳算法及其在函數(shù)優(yōu)化中的一些尚待解決的問(wèn)題進(jìn)行了討論,并對(duì)本課題未來(lái)的研究進(jìn)行了展望。
標(biāo)簽: FPGA 算法 硬件 實(shí)現(xiàn)研究
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