軟件無線電DDC(數字下變頻)系統作為前端ADC與后端通用DSP器件之間的橋梁,通過降低數據流的速率,把低速數據送給后端通用DSP器件進行處理,其性能的優劣將對整個軟件無線電系統的穩定性產生直接影響。采用專用DDC芯片完成數字下變頻,雖然具有抽取比大、性能穩定等優點,但價格昂貴,靈活性不強,不能充分體現軟件無線電的優勢。FPGA工藝發展迅速,處理能力大大增強,相對于ASIC、DSP來說具有吞吐量高、開發周期短、可實現在線重構等諸多優勢。正因為這些優點,使得FPGA在軟件無線電的研究和開發中起著越來越重要的作用。 本次設計的目標是在一塊FPGA芯片上實現單通道數字下變頻系統。現階段主要對軟件無線電數字下變頻器的FPGA實現方法進行了研究分析,重點完成了其主要模塊的設計和仿真以及初步的系統級驗證。 論文首先對軟件無線電數字下變頻的國內外現狀進行了分析,然后對FPGA實現數字下變頻設計的優勢作了闡述。在對軟件無線電理論基礎、數字信號處理的相關知識深入研究的基礎上重點研究軟件無線電數字下變頻技術。對數字下變頻的NCO、混頻、CIC、HB、FIR模塊的實現方法進行深入研究,在:MATLAB中設定整體系統方案、完成模塊劃分和接口定義,并對部分模塊建立數學模型并仿真、對模塊的性能進行優化。從數字下變頻的系統層次上考慮了各模塊彼此問的性能制約,從而選擇合理配置、優化系統結構以獲得模塊間的性能均衡和系統性能的最優化。最后通過使用編寫'Verilog程序和調用部分lP Core相結合的方法完成數字下變頻各個模塊的設計并完成仿真和調試。結果表明設計的思想和結構是正確的,在下一步工作中主要完成系統的板級調試。
上傳時間: 2013-04-24
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數字射頻存儲器(Digital Radio FreqlJencyr:Memory DRFM)具有對射頻信號和微波信號的存儲、處理及傳輸能力,已成為現代雷達系統的重要部件。現代雷達普遍采用了諸如脈沖壓縮、相位編碼等更為復雜的信號處理技術,DRFM由于具有處理這些相干波形的能力,被越來越廣泛地應用于電子對抗領域作為射頻頻率源。目前,國內外對DRFM技術的研究還處于起步階段,DRFM部件在采樣率、采樣精度及存儲容量等方面,還不能滿足現代雷達信號處理的要求。 本文介紹了DRFM的量化類型、基本組成及其工作原理,在現有的研究基礎上提出了一種便于工程實現的設計方法,給出了基于現場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array FPGA)實現的幅度量化DRFM設計方案。本方案的采樣率為1 GHz、采樣精度12位,具體實現是采用4個采樣率為250 MHz的ADC并行交替等效時間采樣以達到1 GHz的采樣率。單通道內采用數字正交采樣技術進行相干檢波,用于保存信號復包絡的所有信息。利用FPGA器件實現DRFM的控制器和多路采樣數據緩沖器,采用硬件描述語言(Very High Speed}lardware Description Language VHDL)實現了DRFM電路的FPGA設計和功能仿真、時序分析。方案中采用了大量的低壓差分信號(Low Voltage Differential Signaling LVDS)邏輯的芯片,從而大大降低了系統的功耗,提高了系統工作的可靠性。本文最后對采用的數字信號處理算法進行了仿真,仿真結果證明了設計方案的可行性。 本文提出的基于FPGA的多通道DRFM系統與基于專用FIFO存儲器的DRFM相比,具有更高的性能指標和優越性。
上傳時間: 2013-06-01
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軟件無線電是無線通信領域繼固定到移動、模擬到數字之后的第三次革命,是目前乃至未來的無線電領域的技術發展方向,它在提高系統靈活性上有無可比擬的優勢,是實現未來無線通信系統的有效手段。擴頻通信具有卓越的抗干擾和保密性能。擴頻通信相對于傳統的窄帶通信,在頻譜利用率上也有明顯的優勢,是未來無線通信系統中的關鍵技術,直接序列擴頻則是其中在民用領域使用最多的一種擴頻技術。FPGA在分布式計算、并行處理、流水線結構上有獨特的優勢,自然成為設計擴頻軟件無線電系統的首選技術之一。 首先介紹了軟件無線電的理論基礎,并分析了它的硬件結構和技術關鍵。軟件無線電的關鍵思路在于構建一個通用的強大的硬件平臺,這也正是本課題的主要工作之一。而后,重點介紹了直序擴頻的理論基礎。對于發射機,其中最關鍵的是尋找一種相關特性卓越的偽隨機序列,本課題主要對m序列、OVSF碼和Gold碼進行了深入研究。最后,詳述了基于DDFS的數字調制技術和FPGA技術。 基于以上理論基礎研究,根據軟件無線電硬件結構,開發了基于Altera公司Cyclone系列FPGA的硬件平臺。該平臺具有210Mbps的高速DAC,并配有串口、USB接口、音頻CODEC輸入輸出通道、以及LVDS擴展口和SDRAM,考慮到通用性,設計中加入了足以開發出接收機的兩路40Mbps的高速ADC。FPGA的代碼開發也是核心內容,本課題編寫了大量相應的代碼,包括加擴模塊(含偽隨機序列發生器)、基于DDFS的數字調制模塊以及串口通信模塊、LCD驅動模塊,SDRAM Controller、ADC驅動模塊,并編寫了相應的測試代碼。整個系統測試通過。關于硬件平臺設計和代碼開發,在本文第三章和第四章詳細介紹。 總體說來,本課題基于現有的理論發展,在充分理解相關理論的前提下,將主要經歷集中于具體應用的研究與開發,并取得了一定的成果。
上傳時間: 2013-06-27
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該論文基于NIOS Ⅱ軟核處理器和Altera的FPGA技術,設計了一種便攜式的振動頻譜分析儀,用于旋轉機械的故障監測和診斷。以SOPC技術為手段,將信號采集和信號處理電路通過可編程片上系統來實現,其特點是將對ADC的控制、數字信號的濾波、快速傅立葉變換的設計,通過FPGA芯片集成在一起,以NIOS Ⅱ來完成32位CPU的狀態控制功能。工程機械、汽車車輛中都存在諸如發動機類的旋轉機械,這類設備的異常振動往往會影響正常工作,嚴重時還會出現各種重大事故,該分析儀可以實時地或定期地對發動機、齒輪箱等旋轉機械進行振動頻譜分析和監測,運用于民用機械能產生非常好的經濟效益。 該論文從四個方面進行了研究工作。其一,利用FPGA對ADC芯片的工作進行控制,使其在規定的時間內與DSP模塊進行數據交換,并對ADC各引腳時序進行控制,使兩者協調同步工作,編制了相應的VHDL語言程序。其二,采用SOPC Builder設計開發,實現了基于NIOS Ⅱ的32位CPU軟核,創建了相應的C/C++和匯編的宏代碼,使得軟件可以訪問用戶自定義邏輯。對頂層設計產生的VHDL的RTL代碼和仿真文件進行了綜合、編譯適配以及仿真。其三,配合Matlab和DSP Builder的強大功能進行DSP模塊設計,開發出了FIR和FFT等功能模塊,并且添加到SOPC系統中,使其可以由NIOS Ⅱ很容易的調用。其四,在NIOS Ⅱ系統中添加了uC/OS Ⅱ操作系統,提高了整個系統的穩定性,并且降低了開發難度,提高了系統升級的能力。由于整個設計是基于FPGA開發的,所以該系統包括了所有FPGA系統的特點,包括并行的DSP處理、在系統可編程、升級簡單等特點,極易使設計產品化。
上傳時間: 2013-04-24
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本文分析了當代高精度地震勘探數據采集系統的發展現狀,研究了數據采集的A/D方法及理論、現場可編程門陣列(Field Programmable GateArray,FPGA)技術的發展及原理,串口通信的原理及實現。在此基礎上,探討了采用FPGA控制24位△∑模數轉換器來實現高精度地震勘探數據采集系統的實現思路,對探測傳感器或檢波器后端數據采集系統的信號A/D轉換、FPGA與外部接口設計、串口數據通信做了詳細的研究,尤其是在用FPGA來完成與外部ADC的接口控制上做了深入的開發和設計,整個接口控制模塊采用VHDL語言編寫,并同時將ROM、FIFO等數字邏輯模塊一起集成到一片FPGA芯片當中,并在Quartus Ⅱ6.0的開發平臺上通過了軟件仿真,時序仿真結果達到了系統要求。
上傳時間: 2013-05-21
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軟件無線電(SDR,Software Defined Radio)由于具備傳統無線電技術無可比擬的優越性,已成為業界公認的現代無線電通信技術的發展方向。理想的軟件無線電系統強調體系結構的開放性和可編程性,減少靈活性著的硬件電路,把數字化處理(ADC和DAC)盡可能靠近天線,通過軟件的更新改變硬件的配置、結構和功能。目前,直接對射頻(RF)進行采樣的技術尚未實現普及的產品化,而用數字變頻器在中頻進行數字化是普遍采用的方法,其主要思想是,數字混頻器用離散化的單頻本振信號與輸入采樣信號在乘法器中相乘,再經插值或抽取濾波,其結果是,輸入信號頻譜搬移到所需頻帶,數據速率也相應改變,以供后續模塊做進一步處理。數字變頻器在發射設備和接收設備中分別稱為數字上變頻器(DUC,Digital Upper Converter)和數字下變頻器(DDC,Digital Down Converter),它們是軟件無線電通信設備的關鍵部什。大規模可編程邏輯器件的應用為現代通信系統的設計帶來極大的靈活性。基于FPGA的數字變頻器設計是深受廣大設計人員歡迎的設計手段。本文的重點研究是數字下變頻器(DDC),然而將它與數字上變頻器(DUC)完全割裂后進行研究顯然是不妥的,因此,本文對數字上變頻器也作適當介紹。 第一章簡要闡述了軟件無線電及數字下變頻的基本概念,介紹了研究背景及所完成的主要研究工作。 第二章介紹了數控振蕩器(NCO),介紹了兩種實現方法,即基于查找表和基于CORDIC算法的實現。對CORDIc算法作了重點介紹,給出了傳統算法和改進算法,并對基于傳統CORDIC算法的NCO的FPGA實現進行了EDA仿真。 第三章介紹了變速率采樣技術,重點介紹了軟件無線電中廣泛采用的級聯積分梳狀濾波器 (cascaded integratot comb, CIC)和ISOP(Interpolated Second Order Polynomial)補償法,對前者進行了基于Matlab的理論仿真和FPGA實現的EDA仿真,后者只進行了基于Matlab的理論仿真。 第四章介紹了分布式算法和軟件無線電中廣泛采用的半帶(half-band,HB)濾波器,對基于分布式算法的半帶濾波器的FPGA實現進行了EDA仿真,最后簡要介紹了FIR的多相結構。 第五章對數字下變頻器系統進行了噪聲綜合分析,給出了一個噪聲模型。 第六章介紹了數字下變頻器在短波電臺中頻數字化應用中的一個實例,給出了測試結果,重點介紹了下變頻器的:FPGA實現,其對應的VHDL程序收錄在本文最后的附錄中,希望對從事該領域設計的技術人員具有一定參考價值。
上傳時間: 2013-06-09
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在慣性導航系統中,捷聯式慣性導航系統以其體積小、成本低和可靠性高等優點正逐步取代平臺式慣性導航系統,成為慣性導航系統的發展趨勢。 為了適應捷聯慣性導航系統小型化、低成本和高性能的發展方向,本文設計了DSP與FPGA相結合的系統方案:系統采用MEMS器件和高性能A/D轉換器構成慣性信號檢測單元,FPGA進行I/O控制,DSP完成導航計算。方案綜合考慮了系統成本、計算速度、精度、體積等各方面的因素,并通過GPS、磁航向計等信息融合進一步提高導航精度。 數據采集是捷聯慣導系統設計的關鍵,本文數據采集由信號調理、A/D轉換和。FPGA等幾部分組成。其中,FPGA是整個數據采集部分的核心,其主要功能包括:實現了ADC控制邏輯和時序生成;配置了FIFO寄存器,緩沖了ADC與DSP之間的轉換數據;擴展了UART串口,以實現系統的外部信息接口。在完成電路設計的基礎上,對各功能模塊進行了全面的半實物仿真,驗證了系統方案及各主要功能模塊的可行性。 論文簡述了慣性導航系統的應用背景及發展狀況,介紹了捷聯慣導系統的基本原理,設計了基于DSP/FPGA的捷聯慣導系統方案,實現了系統各部分硬件電路以及FPGA功能模塊,并通過搭建硬件驗證平臺和利用第三方仿真軟件,對傳感器的性能以及FPGA各功能模塊進行了較全面的驗證和仿真。結果表明:基于DSP/FPGA的捷聯慣導系統能夠滿足應用的要求,并在小型化、低成本和高性能等方面有一定的優勢。
上傳時間: 2013-04-24
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廣嵌開發板配套的教程。 實驗1 ARM 匯編指令編程實驗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 實驗2 C 和ARM 匯編混合編程實驗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 實驗3 C 語言實現LED 控制實驗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 實驗4 外部中斷應用實驗 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 實驗5 看門狗定時器應用實驗 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 實驗6 DMA 控制器實驗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 實驗7 PWM 控制蜂鳴器實驗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 實驗8 UART 通信實驗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 實驗9 紅外模塊控制實驗 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 實驗10 實時時鐘設計實驗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 實驗11 IIC 總線應用實驗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 實驗12 Nor flash 應用實驗 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 實驗13 Nand flash 應用實驗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 實驗14 TFT LCD 顯示實驗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 實驗15 觸摸屏控制實驗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 實驗16 ADC 應用實驗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 實驗17 IIS 音頻總線實驗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 實驗18 USB 設備實驗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 實驗19 SD 卡接口實驗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 實驗20 TFTP 以太網通訊 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 實驗21 Camera 應用實驗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239 實驗22 BootLoader 實驗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 實驗23 Linux-2.6 內核移植實驗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 實驗24 Linux 驅動程序開發實驗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 實驗25 QT/Embedded 實驗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280 實驗26 WinCE5.0 開發實驗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294 附錄一 S3C2440A 啟動代碼. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314 附錄二 GEC2440 核心板電路圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 附錄三 GEC2440 主板電路圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
上傳時間: 2013-07-22
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·摘要: 基于DSP的在線式UPS智能監測系統,采用TMS320LF2407A實現.其ADC模塊采集UPS現場電壓、電流、負載等信息.EV捕獲單元捕獲市電,逆變器的頻率.SCI負責PC機與UPS現場的數據通訊,傳送UPS運行情況及參數.帶觸摸屏的NS320240A實現UPS現場實時監測.并用EEPROM保存記錄,由蜂鳴器對異常報警.
上傳時間: 2013-07-01
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在蓄電池應用領域, 鉛酸蓄電池以可靠、電容量大、維護簡單等特點占有很大的市場。本文太陽能鉛酸蓄電 池的充電方案采用了在單片機領域應用最廣的51 單片機, 依靠ADC 進行模擬量數據采集并在51 上采用軟件實現pwm 算法 對12v 鉛酸蓄電池進行( 三段精細) 充電控制, 得到良好的控制效果。基于51 單片機的鉛酸蓄電池充電器的實現
上傳時間: 2013-06-19
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