互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信、星基導(dǎo)航是21世紀(jì)信息社會(huì)的三大支柱產(chǎn)業(yè),而GPS系統(tǒng)的技術(shù)水平和發(fā)展歷程代表著全世界衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r。目前,我國已經(jīng)成為GPS的使用大國,衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)鏈也已基本形成。然而,我們對(duì)GPS核心技術(shù)(即如何捕獲衛(wèi)星信號(hào)并保持對(duì)信號(hào)的跟蹤)的研究還不夠深入,我國GPS產(chǎn)品的核心部分多數(shù)還是靠進(jìn)口。因此,對(duì)GPS核心技術(shù)的研究是非常緊迫的。 本文首先介紹了GPS的定位原理,之后闡述了GPS接收機(jī)的基本原理一直接擴(kuò)頻通信和GPS信號(hào)的結(jié)構(gòu)與特性。從這些方面出發(fā)研究接收機(jī)基帶處理器的捕獲與跟蹤設(shè)計(jì)方案。 設(shè)計(jì)過程中,先詳細(xì)分析了滑動(dòng)相關(guān)的捕獲算法和基于FFT的快速捕獲算法,并利用matlab進(jìn)行了驗(yàn)證。由于前者靈活性好且可捕獲到高精度的碼相位和載波頻率,適合于本文的硬件接收機(jī),所以本文確定了滑動(dòng)相關(guān)的捕獲方案。 接著分析了跟蹤環(huán)路的特點(diǎn),跟蹤模塊采用碼跟蹤環(huán)和載波跟蹤環(huán)耦合的方法實(shí)現(xiàn)。由于GPS系統(tǒng)通常工作在非常低的信噪比環(huán)境中,而非相干環(huán)在低信噪比下環(huán)路跟蹤性能較好,所以碼跟蹤環(huán)采用非相干(DDLL)環(huán)實(shí)現(xiàn)。這種跟蹤環(huán)路采用的鑒相器是能量鑒相器,對(duì)數(shù)據(jù)的調(diào)制和載波相位都不敏感,鑒相器不會(huì)產(chǎn)生不確定量。由于輸入信號(hào)存在180°相位翻轉(zhuǎn),而COSTAS鎖相環(huán)允許數(shù)據(jù)調(diào)制,對(duì)I支路和Q支路信號(hào)的180°相位翻轉(zhuǎn)不敏感,所以載波跟蹤環(huán)采用COSTAS鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)。上述算法在matlab環(huán)境下得到了驗(yàn)證。 基帶處理器電路的主要模塊在Quartus II8.0開發(fā)平臺(tái)上利用VHDL硬件描述語言實(shí)現(xiàn)。然后利用EDA仿真工具M(jìn)odelSim-Altera6.1g進(jìn)行了邏輯仿真。本設(shè)計(jì)滿足系統(tǒng)功能和性能的要求,可以直接用于實(shí)時(shí)GPS接收機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,為自主設(shè)計(jì)GPS接收機(jī)奠定了基礎(chǔ)。 最后,由于在弱電磁環(huán)境下,捕獲失鎖后32PPS信號(hào)會(huì)丟失。所以設(shè)計(jì)了一個(gè)能授時(shí)和守時(shí)的算法去得到與GPS時(shí)同步的精確授時(shí)秒信號(hào)。并且實(shí)現(xiàn)了這個(gè)算法。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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這是我們的電路分析課件,希望能幫到正在學(xué)將要學(xué)想要學(xué)這門課的同志們
標(biāo)簽: 電路分析基礎(chǔ)
上傳時(shí)間: 2013-06-10
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當(dāng)今,移動(dòng)通信正處于向第四代通信系統(tǒng)發(fā)展的階段,OFDM技術(shù)作為第四代數(shù)字移動(dòng)通信(4G)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一,被包括LTE在內(nèi)的眾多準(zhǔn)4G協(xié)議所采用。IDFT/DFT作為OFDM系統(tǒng)中的關(guān)鍵功能模塊,其精度對(duì)基帶解調(diào)性能產(chǎn)生著重大的影響,尤其對(duì)LTE上行所采用的SC_FDMA更是如此。為了使定點(diǎn)化IDFT/DFT達(dá)到較好的性能,本文采用數(shù)字自動(dòng)增益控制(DAGC)技術(shù),以解決過大輸入信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍所造成的IDFT/DFT輸出信噪比(SNR)惡化問題。 首先,本文簡(jiǎn)單介紹了較為成熟的AAGC(模擬AGC)技術(shù),并重點(diǎn)關(guān)注近年來為了改善其性能而興起的數(shù)字化AGC技術(shù),它們主要用于壓縮ADC輸入動(dòng)態(tài)范圍以防止其飽和。針對(duì)基帶處理中具有累加特性的定點(diǎn)化IDFT/DFT技術(shù),進(jìn)一步分析了AAGC技術(shù)和基帶DAGC在實(shí)施對(duì)象,實(shí)現(xiàn)方法等上的異同點(diǎn),指出了基帶DAGC的必要性。 其次,根據(jù)LTE協(xié)議,搭建了從調(diào)制到解調(diào)的基帶PUSCH處理鏈路,并針對(duì)基于DFT的信道估計(jì)方法的缺點(diǎn),使用簡(jiǎn)單的兩點(diǎn)替換實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化,通過高斯信道下的MATLAB仿真,證明其可以達(dá)到理想效果。仿真結(jié)果還表明,在不考慮同步問題的高斯信道下,本文所搭建的基帶處理鏈路,采用64QAM進(jìn)行調(diào)制,也能達(dá)到在SNR高于17dB時(shí),硬判譯碼結(jié)果為極低誤碼率(BER)的效果。 再次,在所搭建鏈路的基礎(chǔ)上,通過理論分析和MATLAB仿真,證明了包括時(shí)域和頻域DAGC在內(nèi)的基帶DAGC具有穩(wěn)定接收鏈路解調(diào)性能的作用。同時(shí),通過對(duì)幾種DAGC算法的比較后,得到的一套適用于實(shí)現(xiàn)的基帶DAGC算法,可以使IDFT/DFT的輸出SNR處于最佳范圍,從而滿足LTE系統(tǒng)基帶解調(diào)的要求。針對(duì)時(shí)域和頻域DAGC的差異,分別選定移位和加法,以及查表的方式進(jìn)行基帶DAGC算法的實(shí)現(xiàn)。 最后,本文對(duì)選定的基帶DAGC算法進(jìn)行了FPGA設(shè)計(jì),仿真、綜合和上板結(jié)果說明,時(shí)域和頻域DAGC實(shí)現(xiàn)方法占用資源較少,容易進(jìn)行集成,能夠達(dá)到的最高工作頻率較高,完全滿足基帶處理的速率要求,可以流水處理每一個(gè)IQ數(shù)據(jù),使之滿足基帶解調(diào)性能。
上傳時(shí)間: 2013-05-17
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并行總線PATA從設(shè)計(jì)至今已快20年歷史,如今它的缺陷已經(jīng)嚴(yán)重阻礙了系統(tǒng)性能的進(jìn)一步提高,已被串行ATA(Serial ATA)即SATA總線所取代。SATA作為新一代磁盤接口總線,采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,內(nèi)置數(shù)據(jù)/命令校驗(yàn)單元,支持熱插拔,具有150MB/s(SATA1.0)或300MB/s(SATA2.0)的傳輸速度。目前SATA已在存儲(chǔ)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,但國內(nèi)尚無獨(dú)立研發(fā)的面向FPGA的SATAIP CORE,在這樣的條件下設(shè)計(jì)面向FPGA應(yīng)用的SATA IP CORE具有重要的意義。 本論文對(duì)協(xié)議進(jìn)行了詳細(xì)的分析,建立了SATA IP CORE的層次結(jié)構(gòu),將設(shè)備端SATA IP CORE劃分成應(yīng)用層、傳輸層、鏈路層和物理層;介紹了實(shí)現(xiàn)該IPCORE所選擇的開發(fā)工具、開發(fā)語言和所選用的芯片;在此基礎(chǔ)上著重闡述協(xié)議IP CORE的設(shè)計(jì),并對(duì)各個(gè)部分的設(shè)計(jì)予以分別闡述,并編碼實(shí)現(xiàn);最后進(jìn)行綜合和測(cè)試。 采用FPGA集成硬核RocketIo MGT(RocketIo Multi-Gigabit Transceiver)實(shí)現(xiàn)了1.5Gbps的串行傳輸鏈路;設(shè)計(jì)滿足協(xié)議需求、適合FPGA設(shè)計(jì)的并行結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了多狀態(tài)機(jī)的協(xié)同工作:在高速設(shè)計(jì)中,使用了流水線方法進(jìn)行并行設(shè)計(jì),以提高速度,考慮到系統(tǒng)不同部分復(fù)雜度的不同,設(shè)計(jì)采用部分流水線結(jié)構(gòu);采用在線邏輯分析儀Chipscope pro與SATA總線分析儀進(jìn)行片上調(diào)試與測(cè)試,使得調(diào)試工作方便快捷、測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確;嚴(yán)格按照SATA1.0a協(xié)議實(shí)現(xiàn)了SATA設(shè)備端IP CORE的設(shè)計(jì)。 最終測(cè)試數(shù)據(jù)表明,本論文設(shè)計(jì)的基于FPGA的SATA IP CORE滿足協(xié)議需求。設(shè)計(jì)中的SATA IP CORE具有使用方便、集成度高、成本低等優(yōu)點(diǎn),在固態(tài)電子硬盤SSD(Solid-State Disk)開發(fā)中應(yīng)用本設(shè)計(jì),將使開發(fā)變得方便快捷,更能夠適應(yīng)市場(chǎng)需求。
上傳時(shí)間: 2013-06-21
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隨著人們對(duì)數(shù)字電視和數(shù)字視頻信息的需求越來越大,數(shù)字電視廣播在中國迅速的發(fā)展起來。近幾年,數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)技術(shù)逐漸成熟,數(shù)字電視地面廣播(DTTB)傳輸標(biāo)準(zhǔn)也于2006年8月30號(hào)正式出臺(tái)。此標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)是由我國多家單位聯(lián)合研究的,具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)字地面電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)。DTTB系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的研究與仿真,具有巨大的實(shí)用價(jià)值和廣闊的市場(chǎng)前景。 @@ 本文首先研究了地面數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)中平方根升余弦(SRRC)濾波器(滾降系數(shù)為0.05)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),介紹了一種適合在FPGA中實(shí)現(xiàn)的高階高速FIR濾波器的并行流水線結(jié)構(gòu)。在本設(shè)計(jì)中,以CSD數(shù)優(yōu)化濾波器系數(shù),并運(yùn)用簡(jiǎn)化加法器圖(Reduced Adder Graph,RAG)算法進(jìn)行改進(jìn),最后采用并行處理的轉(zhuǎn)置型流水線結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。 @@ 接著研究數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)采用的傳輸技術(shù)-OFDM的基本概念和技術(shù)特點(diǎn),并研究了清華大學(xué)提出的DMB-T方案中TDS-OFDM信號(hào)幀的組成結(jié)構(gòu)以及相關(guān)原理。 @@ 最后,本文針對(duì)OFDM調(diào)制所需要的3780點(diǎn)FFT處理器進(jìn)行研究。為了保證OFDM信號(hào)的采樣率和時(shí)域?qū)ьl的采樣率相同,以達(dá)到較好的同步性能,采用了3780個(gè)正交子載波的設(shè)計(jì)方案。在實(shí)現(xiàn)過程中,分析比較了多種算法的計(jì)算復(fù)雜性,設(shè)計(jì)出在硬件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度上進(jìn)行優(yōu)化的3780點(diǎn)FFT處理器的數(shù)據(jù)流流水線算法。之后,通過定點(diǎn)仿真比較各模塊輸出的動(dòng)態(tài)范圍和概率分布,設(shè)計(jì)出定點(diǎn)字長(zhǎng)的優(yōu)化方案,并分析計(jì)算了這一處理器的輸出信噪比與內(nèi)部各模塊字長(zhǎng)的關(guān)系,進(jìn)一步降低了硬件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性。 @@關(guān)鍵字:數(shù)字電視地面廣播傳輸(DTTB);平方根升余弦濾波器(SRRC);正交頻分復(fù)用調(diào)制(OFDM);快速傅立葉變換(FFT); 3780
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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隨著敵對(duì)人為干擾的日益增多和電磁環(huán)境的日益惡劣,抗干擾逐漸成為衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的必備能力之一。傳統(tǒng)的單天線多延遲系統(tǒng)僅從時(shí)域抗干擾,抑制干擾能力有限。利用陣列天線,增加空域自由度,通過空域—時(shí)域級(jí)聯(lián)或空時(shí)聯(lián)合處理能夠顯著增強(qiáng)導(dǎo)航信號(hào)接收機(jī)的抗干擾性能。多個(gè)天線以不同的方式放置,即不同的陣形,會(huì)使得導(dǎo)航接收機(jī)具有不同的空域抗干擾性能。針對(duì)多種陣形對(duì)空域抗干擾性能的影響差異,開展了基于L陣、十字陣、均勻圓陣和帶圓心圓陣的自適應(yīng)抗干擾性能研究,分析了導(dǎo)致差異的原因,通過對(duì)比仿真,發(fā)現(xiàn)帶圓心的圓陣具有所選陣形中最優(yōu)的輸出信干噪比,進(jìn)一步推廣到空時(shí)自適應(yīng)抗干擾,也具有同樣的結(jié)論。結(jié)合工程實(shí)現(xiàn),基于FPGA完成空時(shí)抗干擾硬件模塊設(shè)計(jì),用Matlab產(chǎn)生的量化數(shù)據(jù)作為激勵(lì),對(duì)硬件模塊的輸出結(jié)果進(jìn)行分析,與非自適應(yīng)空時(shí)波束形成結(jié)果相比,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模塊的有效性;與Matlab仿真處理的結(jié)果相比,驗(yàn)證了模塊的正確性。多種陣形自適應(yīng)抗干擾性能差異的研究對(duì)于一定孔徑和陣元個(gè)數(shù)條件下的陣列布陣具有一定的參考價(jià)值,空時(shí)抗干擾硬件模塊是抗干擾系統(tǒng)的核心,所做工作對(duì)工程實(shí)現(xiàn)具有一定的借鑒意義。
標(biāo)簽: FPGA 時(shí)域 導(dǎo)航系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-05-28
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對(duì)弓網(wǎng)故障的檢測(cè)是當(dāng)今列車檢測(cè)的一項(xiàng)重要任務(wù)。原始故障視頻圖像具有極大的數(shù)據(jù)量,使實(shí)時(shí)存儲(chǔ)和傳輸故障視頻圖像極其困難。由于視頻的數(shù)據(jù)量相當(dāng)大,需要采用先進(jìn)的視頻編解碼協(xié)議進(jìn)行處理,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。 @@ H.264/AVC(Advanced Video Coding)作為MPEG-4的第10部分,因其具有超高的壓縮效率、極好的網(wǎng)絡(luò)親和性,而被廣泛研究與應(yīng)用。H.264/AVC采用了先進(jìn)的算法,主要有整數(shù)變換、1/4像素精度插值、多模式幀間預(yù)測(cè)、抗塊效應(yīng)濾波器和熵編碼等。 @@ 本文使用硬件描述語言Verilog,以紅色颶風(fēng) II開發(fā)板作為硬件平臺(tái),在開發(fā)工具QUARTUSII 6.0和MODELSIM_SE 6.1B環(huán)境中完成軟核的設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證。以Altera公司的CycloneII FPGA(Field Programmable Gate Array)EP2C35F484C8作為核心芯片,實(shí)現(xiàn)視頻圖像采集、存儲(chǔ)、顯示以及實(shí)現(xiàn)H.264/AVC部分算法的基本系統(tǒng)。 @@ FPGA以其設(shè)計(jì)靈活、高速、具有豐富的布線資源等特性,逐漸成為許多系統(tǒng)設(shè)計(jì)的首選,尤其是與Verilog和VHDL等語言的結(jié)合,大大變革了電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,加速了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)程。 @@ 本文首先分析了FPGA的特點(diǎn)、設(shè)計(jì)流程、verilog語言等,然后對(duì)靜態(tài)圖像及視頻圖像的編解碼進(jìn)行詳細(xì)的分析,比如H.264/AVC中的變換、量化、熵編碼等:并以JM10.2為平臺(tái),運(yùn)用H.264/AVC算法對(duì)視頻序列進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn),對(duì)不同分辨率、量化步長(zhǎng)、視頻序列進(jìn)行編解碼以及對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。接著以紅色颶風(fēng)II開發(fā)板為平臺(tái),進(jìn)行視頻圖像的采集存儲(chǔ)、顯示分析,其中詳細(xì)分析了SAA7113的配置、CCD信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換、I2C總線、視頻的數(shù)字化ITU-R BT.601標(biāo)準(zhǔn)介紹及視頻同步信號(hào)的獲取、基于SDRAM的視頻幀存儲(chǔ)、VGA顯示控制設(shè)計(jì);最后運(yùn)用verilog語言實(shí)現(xiàn)H.264/AVC部分算法,并進(jìn)行功能仿真,得到預(yù)計(jì)的效果。 @@ 本文實(shí)現(xiàn)了整個(gè)視頻信號(hào)的采集存儲(chǔ)、顯示流程,詳細(xì)研究了H.264/AVC算法,并運(yùn)用硬件語言實(shí)現(xiàn)了部分算法,對(duì)視頻編解碼芯片的設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。 @@關(guān)鍵詞:FPGA;H.264/AVC;視頻;verilog;編解碼
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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Linux系統(tǒng)分析與高級(jí)編程技術(shù) 一共31章節(jié)
標(biāo)簽: Linux zip 系統(tǒng)分析 高級(jí)編程
上傳時(shí)間: 2013-06-04
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基于FPGA芯片的功能仿真平臺(tái)構(gòu)建及靜態(tài)時(shí)序分析
上傳時(shí)間: 2013-06-28
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基于∑-△噪聲整形技術(shù)和過采樣技術(shù)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)可以可靠地把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成為高精度的模擬信號(hào)。采用這一結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換具有諸多優(yōu)點(diǎn),例如極低的失配噪聲和高的可靠性,便于作為IP模塊嵌入到其他芯片系統(tǒng)中等,更重要的是可以得到其他DAC結(jié)構(gòu)所無法達(dá)到的精度和動(dòng)態(tài)范圍。在高精度測(cè)量、音頻轉(zhuǎn)換、汽車電子等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。 由于非線性和不穩(wěn)定性的存在,高階∑-△調(diào)制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)存在較大的難度。本設(shè)計(jì)綜合大量文獻(xiàn)中的經(jīng)驗(yàn)原則和方法,首先闡述了∑-△調(diào)制器的一般原理,并討論了一般結(jié)構(gòu)調(diào)制器的設(shè)計(jì)過程,然后描述了穩(wěn)定的高階高精度調(diào)制器的設(shè)計(jì)流程。根據(jù)市場(chǎng)需求,設(shè)定了整個(gè)設(shè)計(jì)方案的性能指標(biāo),并據(jù)此設(shè)計(jì)了達(dá)到16bit精度和滿量程輸入范圍的三階128倍過采樣調(diào)制器。 本設(shè)計(jì)采用∑-△結(jié)構(gòu),根據(jù)系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)了量化器位數(shù)、調(diào)制器過采樣比和階數(shù)。在分析高階單環(huán)路調(diào)制器穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上,成功設(shè)計(jì)了六位量化三階單環(huán)路調(diào)制器結(jié)構(gòu)。在16比特的輸入信號(hào)下,達(dá)到了90dB左右的信噪比。該設(shè)計(jì)已經(jīng)在Cyclone系列FPGA器件下得到硬件實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證,并實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)音頻驗(yàn)證。測(cè)試表明,該DAC模塊輸出信號(hào)的信噪比能滿足16比特?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換應(yīng)用的分辨率要求,并具備良好的兼容性和通用性。 本設(shè)計(jì)可作為IP核廣泛地在其他系統(tǒng)中進(jìn)行復(fù)用,具有很強(qiáng)的應(yīng)用性和一定的創(chuàng)新性。
上傳時(shí)間: 2013-07-10
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