基于51單片機的高精度紅外測溫系統設計,非接觸式測溫設計。
上傳時間: 2013-05-19
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卷積碼是廣泛應用于衛星通信、無線通信等多種通信系統的信道編碼方式。Viterbi算法是卷積碼的最大似然譯碼算法,該算法譯碼性能好、速度快,并且硬件實現結構比較簡單,是最佳的卷積碼譯碼算法。隨著可編程邏輯技術的不斷發展,使用FPGA實現Viterbi譯碼器的設計方法逐漸成為主流。不同通信系統所選用的卷積碼不同,因此設計可重配置的Viterbi譯碼器,使其能夠滿足多種通信系統的應用需求,具有很重要的現實意義。 本文設計了基于FPGA的高速Viterbi譯碼器。在對Viterbi譯碼算法深入研究的基礎上,重點研究了Viterbi譯碼器核心組成模塊的電路實現算法。本設計中分支度量計算模塊采用只計算可能的分支度量值的方法,節省了資源;加比選模塊使用全并行結構保證處理速度;幸存路徑管理模塊使用3指針偶算法的流水線結構,大大提高了譯碼速度。在Xilinx ISE8.2i環境下,用VHDL硬件描述語言編寫程序,實現(2,1,7)卷積碼的Viterbi譯碼器。在(2,1,7)卷積碼譯碼器基礎上,擴展了Viterbi譯碼器的通用性,使其能夠對不同的卷積碼譯碼。譯碼器根據不同的工作模式,可以對(2,1,7)、(2,1,9)、(3,1,7)和(3,1,9)四種廣泛運用的卷積碼譯碼,并且可以修改譯碼深度等改變譯碼器性能的參數。 本文用Simulink搭建編譯碼系統的通信鏈路,生成測試Viterbi譯碼器所需的軟判決輸入。使用ModelSim SE6.0對各種模式的譯碼器進行全面仿真驗證,Xilinx ISE8.2i時序分析報告表明譯碼器布局布線后最高譯碼速度可達200MHz。在FPGA和DSP組成的硬件平臺上進一步測試譯碼器,譯碼器運行穩定可靠。最后,使用Simulink產生的數據對本文設計的Viterbi譯碼器的譯碼性能進行了分析,仿真結果表明,在同等條件下,本文設計的Viterbi譯碼器與Simulink中的Viterbi譯碼器模塊的譯碼性能相當。
上傳時間: 2013-06-24
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在現代電子系統中,數字化已經成為發展的必然趨勢,接收機數字化是電子系統數字化中的一項重要內容,對數字化接收機的研究具有重要的意義。隨著數字化理論和微電子技術的迅速發展,高速的中頻數字化接收機的實現已經成為可能。本文研究了一種基于FPGA的軟件無線電數字接收平臺的設計,并著重研究了其中數字中頻處理單元的設計和實現。FPGA器件具有設計靈活、開發周期短和開發成本低等優點,所以廣泛應用于各種通信系統中。相比于傳統的DSP串行結構,FPGA能夠進行流水線性設計,對數據進行并行處理,所以FPGA在進行數據量大,要求實時處理的系統設計時有很大的優勢。 本文首先首先分析了軟件無線電當前的發展趨勢及技術現狀,針對存在的處理速度跟不上的DSP瓶頸問題,提出了中頻軟件無線電的FPGA實現方案。本文以FPGA實現為重點,在深入分析軟件無線電相關理論的基礎上,著重研究和完成了中頻軟件無線電數字接收平臺兩大模塊的FPGA實現:數字下變頻相關模塊和數字調制解調模塊。其中,在深入研究數字下變頻實現結構的基礎上,首先對數字下變頻模塊的數控振蕩器(NCO)采用了直接頻率合成技術(DDS)實現,其頻率分辨率高,靈活,易于實現;高效抽取濾波器組由積分梳狀濾波器(CIC),半帶濾波器(HB),FIR濾波器組成。對積分梳狀濾波器(CIC)本文采用了Hogenaur“剪除”理論對內部寄存器的位寬進行改進,極大地節約了資源,提高了運行速率。對FIR濾波器和半帶濾波器采用了(DA)分布式算法,它的運行速度只與數據的寬度有關,只有加減法運算和二進制除法,既縮減了系統資源又大大節省了運算時間,實現了高效的實時處理。對數字調制解調模塊,重點研究和完成了2ASK和2FSK的調制解調的FPGA實現,模塊有很好的通用性,能方便地移植到其它的系統中。在文章的最后還對整個系統進行了Matlab仿真,驗證了系統設計思想的正確性。在系統各個關鍵模塊的設計過程中,都是先依據一定的設計指標進行verilog編程,然后再在Quartus軟件中編譯,時序仿真測試,并與Matlab仿真結果進行對比,驗證設計的正確性。
上傳時間: 2013-05-18
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軟件無線電思想的出現帶來了接收機實現方式的革新。隨著近年來軟件無線電理論和應用趨于成熟與完善,軟件無線電技術已經被越來越廣泛地應用于無線通信系統和電子測量測試儀器中。數字下變頻技術作為軟件無線電的核心技術之一,在頻譜分析儀中也得到了越來越普遍的應用。 本人參與的手持式頻譜分析儀項目采用的是中頻數字化實現方式,可滿足輕巧,可重配置和低功耗的需求。數字化中頻的關鍵部件數字下變頻器DDC采用的是Intersil公司的ISL5216,這個器件和高性能FPGA共同組成手持頻譜儀的數字信號處理前端。這個數字前端就手持頻譜分析儀來說存在一定的局限性,ISL5216的信號處理帶寬單通道為1 MHz,4個通道級聯為3MHz,未能滿足譜儀分析帶寬日益增加的需求;系統集成度不高,ISL5216的功能要是集成到FPGA,可進一步提高系統集成度,降低物料成本和系統功耗。基于以上兩個方面的考慮,現正以手持頻譜分析儀項目為依托,基于Xilinx Spartan3A-DSP系列FPGA實現高速高處理帶寬的DDC。 本論文首先描述了數字下變頻基本理論和結構,對完成各級數字信號處理所涉及的數字正交變換、CORDIC算法、CIC、HB、多相濾波等關鍵算法做了適當介紹;然后介紹了當前主流FPGA的數字信號處理特性和其內部的DSP資源。接著詳細描述了數控振蕩器NCO、復數數字混頻器MIXER、5級CIC濾波器、5級HB濾波器和255階可編程FIR的設計和實現,并對各個模塊的不同實現方式作了對比和仿真測試數據作了分析。最后介紹了所設計DDC在手持頻譜分析儀中的主要應用。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著我國國民經濟的高速發展,國內高速公路、城市道路、停車場建設越來越多,對交通控制、安全管理的要求也日益提高,智能交通系統( IntelligentTransportation Systems,簡稱ITS)已成為當前交通管理發展的主要方向,而車牌識別系統(License Plate Recognition System,簡稱LPRS)技術作為智能交通系統的核心,起著舉足輕重的作用,可以被廣泛地應用于高速公路自動收費(ElectronicToll Collection,簡稱ETC)、停車場安全管理、被盜車輛的追蹤、車流統計等。 目前,車牌識別系統大多都是基于PC平臺的,其優勢是實現容易,但是成本高、實時性不強、穩定性不高等缺點使其不能廣泛推廣。為了克服以上的缺點,且滿足識別速度和識別率的要求,本文在原有車牌識別硬件系統設計的基礎上做了一定的改進(原系統在圖像采集、接口通信、系統穩定、脫機工作等方面存在一定問題),與團隊成員一起設計出了新的車牌識別硬件系統,采用單DSP+FPGA和雙DSP+FPGA雙板子的方式來共同實現(本人負責單DSP+FPGA的原理圖和PCB繪制,另一成員負責雙DSP+FPGA的原理圖和PCB繪制)。 本文所涉及的該車牌硬件系統,主要工作由以下幾個部分組成: 1.團隊共同完成了新車牌識別系統的硬件設計,采用兩個板子實現。其中,本人負責單DSP+FPGA板子繪制。 2.團隊一起完成了整個系統的硬件電路調試。主要分為如下模塊進行調試:電源,DSP,FPGA,SAA7113H視頻解碼器,LCD液晶顯示和UART接口等。 3.負責完成了整個系統的DSP應用程序設計。采用DSP/BIOS操作系統來構建系統的框架,添加了多個任務對象進行管理系統的調度;用CSL編寫了DSP上的底層驅動:完成了車牌識別算法在DSP上的移植與優化。 4.參與完成了部分FPGA程序的開發,主要包括圖像采集、存儲、傳輸幾個模塊等。 最終,本系統實現了高效、快速的車牌識別,各模塊工作穩定,能脫機實現圖像采集、傳輸、識別、結果輸出和顯示為一體化的功能;為以后進行高性能的車牌識別算法開發提供了一個很好的硬件平臺。
上傳時間: 2013-04-24
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SATA接口是新一代的硬盤串行接口標準,和以往的并行硬盤接口比較它具有支持熱插拔、傳輸速率快、執行效率高的明顯優勢。SATA2.0是SATA的第二代標準,它規定在數據線上使用LVDS NRZ串行數據流傳輸數據,速率可達3Gb/s。另外,SATA2.0還具有支持NCQ(本地命令隊列)、端口復用器、交錯啟動等一系列技術特征。正是由于以上的種種技術優點,SATA硬盤業已被廣泛的使用于各種企業級和個人用戶。 硬盤作為主要的信息載體之一,其信息安全問題尤其引起人們的關注。由于在加密時需要實時處理大量的數據,所以對硬盤數據的加密主要使用帶有密鑰的硬件加密的方式。因此將硬盤加密和SATA接口結合起來進行設計和研究,完成基于SATA2.0接口的加解密芯片系統設計具有重要的使用價值和研究價值。 本論文首先介紹了SATA2.0的總線協議,其協議體系結構包括物理層、鏈路層、傳輸層和命令層,并對系統設計中各個層次中涉及的關鍵問題進行了闡述。其次,本論文對ATA協議和命令進行了詳細的解釋和分析,并針對設計中涉及的命令和對其做出的修改進行了說明。接著,本論文對SATA2.0加解密控制芯片的系統設計進行了講解,包括硬件平臺搭建和器件選型、模塊和功能劃分、系統工作原理等,剖析了系統設計中的難點問題并給出解決問題的方法。然后,對系統數據通路的各個模塊的設計和實現進行詳盡的闡述,并給出各個模塊的驗證結果。最后,本文簡要的介紹了驗證平臺搭建和測試環境、測試方法等問題,并分析測試結果。 本SATA2.0硬盤加解密接口電路在Xilinx公司的Virtex5 XC5VLX50T FPGA上進行測試,目前工作正常,性能良好,已經達到項目性能指標要求。本論文在SATA加解密控制芯片設計與實現方面的研究成果,具有通用性、可移植性,有一定的理論及經濟價值。
上傳時間: 2013-04-24
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ICD2仿真燒寫器--USB驅動程序。。
上傳時間: 2013-07-29
上傳用戶:20160811
隨著現代DSP、FPGA等數字芯片的信號處理能力不斷提高,基于軟件無線電技術的現代通信與信息處理系統也得到了更為廣泛的應用。軟件無線電的基本思想是以一個通用、標準、模塊化的硬件系統作為其應用平臺,把盡可能多的無線及個人通信和信號處理的功能用軟件來實現,從而將無線通信新系統、新產品的開發逐步轉移到軟件上來。另一方面,現代信號處理系統對數據的處理速度、處理精度和動態范圍的要求也越來越高,需要每秒完成幾千萬到幾百億次運算。因此研制具備高速實時信號處理能力的通用硬件平臺越來越受到業界的重視。 @@ 目前的高速實時信號處理系統一般均采用DSP+FPGA的架構,其中DSP主要負責完成系統通信和基帶信號處理算法,而FPGA主要完成信號預處理等前端算法,并提供系統常用的各種外部接口邏輯。本文的主要工作就在于完成通用型高速實時信號處理系統的FPGA軟件設計。 @@ 本文提出了一種基于多DSP與FPGA的通用高速實時信號處理系統的架構。綜合考慮各方面因素,作者選擇使用兩片ADSP-TS201浮點DSP以混合耦合模型構成系統信號處理核心;以Xilinx公司最新的高性能FPGA Virtex-5系列的XC5VLX50T提供系統所需的各種接口,包括與ADSP-TS201的高速Linkport接口以及SPI、UART、SPORT等常用外設接口。此外,作者還選擇了ADSP-BF533定點DSP加入系統當中以擴展系統音視頻信號處理能力,體現系統的通用性。 @@ 基于FPGA的嵌入式系統設計正逐漸成為現代FPGA應用的一個熱點。結合課題需要,作者以Xilinx公司的MicroBlze軟核處理器為核心在Virtex-5片內設計了一個嵌入式系統,完成了對CF卡、DDR2 SDRAM存儲器的讀寫控制,并利用片內集成的三態以太網MAC硬核模塊,實現了系統與上位PC機之間的以太網通信鏈路。此外,為擴展系統功能,適應未來可能的軟件升級,進一步提高系統的通用性,還將嵌入式實時操作系統μC/OS-II移植到MicroBlaze處理器上。 @@ 最后,作者介紹了基于Xilinx RocketIO GTP收發器的高速串行傳輸設計的關鍵技術和基本的設計方法,充分體現了目前高速實時信號處理系統的發展要求和趨勢。 @@關鍵詞:高速實時信號處理;FPGA;Virtex-5;嵌入式系統;MicroBlaze
上傳時間: 2013-05-17
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移動無線信道特性對移動通信系統性能具有重要影響,移動信道建模和仿真對移動通信系統的研發具有重要意義。因此,對移動信道建模與仿真進行研究,具有重要的理論意義和實際應用價值。 本文從無線電波的傳播特點出發,分析了無線電波的傳播模型和描述信道特性的主要參數,重點分析了移動小尺度衰落模型;結合無線電波傳輸環境的特點,研究了平坦衰落信道和頻率選擇性信道的特點,設計了基于FPGA的移動無線信道仿真器,同時給予了軟硬件驗證。 本文從衰落的數學模型角度研究了信道傳輸特性,以及各項參數對信道特性的影響。主要做了以下幾個方面的工作: 1.簡要介紹了無線電通信的發展史及信道建模與仿真的意義;論述了信道對無線信號主要的三類影響:自由空間的路徑損失、陰影衰落、多徑衰落;分析了無線通信傳播環境,移動無線通信信道仿真的基本模型,同時介紹了用正弦波疊加法和成型濾波器法建立信道確定型仿真模型的具體實現方法。 2.對移動無線信道特性進行了Matlab仿真,對仿真結果進行了對比分析,對影響信道特性的主要參數設置進行了分析仿真。 3.設計了一種基于FPGA的移動無線信道仿真器,并對實現該仿真器的關鍵技術和實現方法進行了分析。該信道仿真器能夠實時模擬窄帶信號條件下無線信道的主要特點,如多徑時延、多普勒頻移、瑞利衰落等,其主要的技術指標達到了設計要求。該模擬器結構簡單,參數可調,易于擴展,通用性強,可以部分或全部集成到處于研制階段的接收機中,以便于性能測試,也可應用于教學實踐。
上傳時間: 2013-04-24
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虛擬儀器技術是以傳感器、信號測量與處理、微型計算機等技術為基礎而形成的一門綜合應用技術。目前虛擬儀器大部分是基于PC機,利用PCI等總線技術傳輸數據,數據卡插拔不便,便攜性差。隨著嵌入式技術的飛速發展,嵌入式系統平臺已經應用到各個領域,而市場上的嵌入式虛擬儀器系統還相當少,各種研究工作才剛剛起步,各種高性能的虛擬儀器和處理系統在現代工業控制和科學研究中已成為必不可少的部分。因此在我國開發具有較高性能、接口靈活、功能多樣化、低成本的虛擬儀器裝置勢在必行。 針對目前虛擬儀器系統發展趨勢和特點,采用FPGA技術,進行一種支持多種平臺的高速虛擬儀器系統的設計與研究,并針對高速虛擬儀器系統中的一些技術難點提出解決方案。首先進行了系統的總體設計,確定了采用FPGA作為系統的控制核心,并選取了Labview作為PC平臺應用程序開發工具,利用USB2.0接口來進行數據傳輸;同時選取嵌入式處理器S3C2410以及WinCE作為嵌入式系統硬軟件平臺。隨后進行了各個具體模塊的設計,在硬件方面,分別設計了前端處理電路,ADC電路以及USB接口電路。在軟件方面,進行了FPGA控制程序的設計工作,實現了對各個模塊和接口電路的控制功能。在上層應用程序的設計方面,設計了Labview應用程序,實現了波形顯示和頻譜分析等儀器功能,人機界面良好。在嵌入式平臺上面,進行了WinCE下GPIO驅動程序設計,并在上層應用程序中調用驅動來進行數據的讀取。為了解決高速ADC與數據緩存器的速度不匹配的問題,提出利用多體交叉式存儲器結構的設計方案,并在FPGA內對控制程序進行了設計,對其時序進行了仿真。 最后對系統進行了聯合調試工作,利用上層軟件對輸入波形進行采集。根據調試結果看,該系統對輸入信號進行了較好的采樣和存儲,還原了波形,達到了預期效果。課題研究并且對設計出一種支持多平臺的新型虛擬儀器系統,具有性能好、使用靈活,節省成本等特點,具有較高的研究價值和現實意義。
上傳時間: 2013-04-24
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