本文首先研究了常規(guī)的數(shù)據(jù)采集的方法，針對(duì)由單片機(jī)構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力弱的問(wèn)題提出了基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FieldProgrammableGateArray,FPGA)為邏輯控制芯片對(duì)三片A/D芯片進(jìn)行控制的遠(yuǎn)程多路數(shù)據(jù)采集的解決方案。 本文利用VisualBasic編寫(xiě)串口通信程序，通過(guò)串行端口向FPGA數(shù)據(jù)采集板發(fā)送數(shù)據(jù)采集的參數(shù)指令,FPGA數(shù)據(jù)采集板接受指令后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集，并通過(guò)串行通信將數(shù)據(jù)發(fā)送到PC機(jī)，在通信過(guò)程中完全遵守RS-232協(xié)議，具有較強(qiáng)的通用性和推廣價(jià)值。然后本文重點(diǎn)介紹了該采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)原理和軟件設(shè)計(jì)框架，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)嵌入式微機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件和硬件設(shè)計(jì)方法，將部分軟件的功能改由硬件實(shí)現(xiàn)，從邏輯上大大簡(jiǎn)化了嵌入式軟件的設(shè)計(jì)。
標(biāo)簽： FPGA WEB 遠(yuǎn)程 多路數(shù)據(jù)采集
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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上傳時(shí)間： 2013-05-30
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本文將電路接口技術(shù)與硬件可編程技術(shù)相結(jié)合，提出了用可編程芯片來(lái)控制IDE硬盤(pán)進(jìn)行高速數(shù)據(jù)記錄，能夠滿足機(jī)載數(shù)據(jù)記錄設(shè)備重量輕、容量大、速度快的要求。 論文對(duì)硬盤(pán)ATA接口標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究，對(duì)VHDL語(yǔ)言、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列器件(FPGA)實(shí)現(xiàn)硬件電路的原理和方法進(jìn)行了深入分析，在此基礎(chǔ)上完成了基于FPGA的數(shù)據(jù)記錄控制器的設(shè)計(jì)。文中選擇了具有低功耗、低成本、高性能的FPGA芯片(型號(hào)為CycloneEP1C3T144C8)，將各功能模塊級(jí)聯(lián)成系統(tǒng)在該芯片上完成了控制器系統(tǒng)級(jí)的設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果表明了用FPGA實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)記錄控制器的可行性。所設(shè)計(jì)的VHDL代碼經(jīng)QuartusⅡ綜合、布局布線、管腳分配后，在FPGA內(nèi)部可以達(dá)到104.46Mhz的電路工作速度，F(xiàn)PGA與硬盤(pán)之間采用ATA接口的UltraDMA模式2傳輸方式，可以達(dá)到33.3MByte/s的突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸率。文中對(duì)所用到的FPGA設(shè)計(jì)技術(shù)給予了詳細(xì)說(shuō)明，對(duì)各功能模塊的設(shè)計(jì)給予了詳細(xì)闡述，對(duì)關(guān)鍵設(shè)計(jì)給出了VHDL源代碼，還討論了FPGA設(shè)計(jì)中時(shí)序約束的作用，給出了本文所做時(shí)序約束的方法。 本文中所論述的工作對(duì)以后機(jī)載數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有重要的鋪墊作用。文中在總結(jié)所做工作的同時(shí)，還對(duì)下一步工作提出了有益的建議。
標(biāo)簽： FPGA 機(jī)載 高速數(shù)據(jù) 記錄系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-08-05
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頻率特性測(cè)試儀(簡(jiǎn)稱掃頻儀)是一種測(cè)試電路頻率特性的儀器，它廣泛應(yīng)用于無(wú)線電、電視、雷達(dá)及通信等領(lǐng)域，為分析和改善電路的性能提供了便利的手段。而傳統(tǒng)的掃頻儀由多個(gè)模塊構(gòu)成，電路復(fù)雜，體積龐大，而且在高頻測(cè)量中，大量的分立元件易受溫度變化和電磁干擾的影響。為此，本文提出了集成化設(shè)計(jì)的方法，針對(duì)可編程邏輯器件的特點(diǎn)，對(duì)硬件實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了探索。 本文對(duì)三大關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究： 第一，由掃頻信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)出發(fā)，對(duì)直接數(shù)字頻率合成技術(shù)(DDS)進(jìn)行了系統(tǒng)的理論研究，并改進(jìn)了ROM壓縮方法，在提高壓縮比的同時(shí)，改進(jìn)了DDS系統(tǒng)的雜散度，并且利用該方法實(shí)現(xiàn)了幅度和相位可調(diào)制的DDS系統(tǒng)-掃頻信號(hào)發(fā)生器。 第二，為了提高系統(tǒng)時(shí)鐘的工作頻率，對(duì)流水線算法進(jìn)行了深入的研究，并針對(duì)累加器的特點(diǎn)，進(jìn)行了一系列的改進(jìn)，使系統(tǒng)能在100MHz的頻率下正常工作。 第三，從系統(tǒng)頻率特性測(cè)試的理論出發(fā)，研究如何在FPGA中提高多位數(shù)學(xué)運(yùn)算的速度，從而提出了一種實(shí)現(xiàn)多位BCD碼除法運(yùn)算的方法—高速串行BCD碼除法；隨后，又將流水線技術(shù)應(yīng)用于該算法，對(duì)該方法進(jìn)行改進(jìn)，完成了基于流水線技術(shù)的BCD碼除法運(yùn)算的設(shè)計(jì)，并用此方法實(shí)現(xiàn)了頻率特性的測(cè)試。 在研究以上理論方法的基礎(chǔ)上，以大規(guī)模可編程邏輯器件EP1K100QC208和微處理器89C52為實(shí)現(xiàn)載體，提出了基于單片機(jī)和FPGA體系結(jié)構(gòu)的集成化設(shè)計(jì)方案；以VerilogHDL為設(shè)計(jì)語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)了頻率特性測(cè)試儀主要部分的設(shè)計(jì)。該頻率特性測(cè)試儀完成掃頻信號(hào)的輸出和頻率特性的測(cè)試兩大主要任務(wù)，而掃頻信號(hào)源和頻率特性測(cè)試這兩大主要模塊可集成在一片可編程邏輯器件中，充分體現(xiàn)了可編程邏輯器件的優(yōu)勢(shì)。 本文首先對(duì)相關(guān)的概念理論進(jìn)行了介紹，包括DDS原理、流水線技術(shù)等，進(jìn)而提出了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，包括設(shè)計(jì)工具、語(yǔ)言和實(shí)現(xiàn)載體的選擇，而后，簡(jiǎn)要介紹了微處理器電路和外圍電路，最后，較為詳細(xì)地闡述了兩個(gè)主要模塊的設(shè)計(jì)，并給出了實(shí)現(xiàn)方式。
標(biāo)簽： FPGA 頻率特性 測(cè)試 儀的研制
上傳時(shí)間： 2013-06-08
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本文介紹了如何利用FPGA(FieldProgrammableGateArray)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)傳送流特殊信息的處理，其主要內(nèi)容如下：1.介紹了MPEG-2傳送流系統(tǒng)層的語(yǔ)法規(guī)范；2.描述了傳送流特殊信息之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系；3.簡(jiǎn)要介紹了傳送流復(fù)用的原理和實(shí)現(xiàn)方法；4.詳細(xì)討論了如何用FPGA技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)特殊信息的處理；整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)采用VHDL作為程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，都是以Xilinx的FPGA芯片及其ISE5.2i作為開(kāi)發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行的。
標(biāo)簽： MPEG FPGA 傳送 信息處理
上傳時(shí)間： 2013-06-11
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數(shù)字電視近年來(lái)飛速發(fā)展，它最終取代模擬電視是一個(gè)必然趨勢(shì)。可編程邏輯技術(shù)以及EDA技術(shù)的升溫也帶來(lái)了電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的巨大變革。本論文將迅速發(fā)展的FPGA技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字電視系統(tǒng)中，研究探討了數(shù)字電視前端系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備——傳輸流復(fù)用器的FPGA建模和實(shí)現(xiàn)，以及相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)。本論文首先介紹了數(shù)字電視的發(fā)展現(xiàn)狀和前景，概述了數(shù)字電視前端系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)，以及可編程邏輯技術(shù)的發(fā)展和優(yōu)勢(shì)。然后介紹了數(shù)字電視系統(tǒng)中的重要標(biāo)準(zhǔn)MPEG-2以及傳輸流復(fù)用器的原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并且從理論上闡述了復(fù)用器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)：PSI重組和PCR調(diào)整。接著詳細(xì)說(shuō)明了如何運(yùn)用創(chuàng)新思路，采用獨(dú)特的硬件架構(gòu)在一片F(xiàn)PGA上實(shí)現(xiàn)整個(gè)復(fù)用器的軟件和硬件系統(tǒng)的方案，并且舉例說(shuō)明了復(fù)用器硬件邏輯設(shè)計(jì)中所運(yùn)用的幾個(gè)FPGA設(shè)計(jì)技巧。最后對(duì)本文進(jìn)行總結(jié)，并提出了數(shù)字電視系統(tǒng)中復(fù)用器設(shè)備未來(lái)發(fā)展的設(shè)想。本文中介紹的基于SOPC的硬件復(fù)用器設(shè)計(jì)方案，將系統(tǒng)的軟件和硬件集成在一款A(yù)ltera公司新推出的低成本高密度cyclone系列FPGA上，并且將FPGA設(shè)計(jì)技巧運(yùn)用于復(fù)用器的硬件邏輯設(shè)計(jì)中。整個(gè)設(shè)計(jì)方案不但簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，而且實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定，高速，低成本，可擴(kuò)展性強(qiáng)的復(fù)用器系統(tǒng)。
標(biāo)簽： FPGA 傳輸流 復(fù)用器 建模
上傳時(shí)間： 2013-06-02
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當(dāng)前，在系統(tǒng)級(jí)互連設(shè)計(jì)中高速串行I/O技術(shù)迅速取代傳統(tǒng)的并行I/O技術(shù)正成為業(yè)界趨勢(shì)。人們已經(jīng)意識(shí)到串行I/O“潮流”是不可避免的，因?yàn)樵诟哂?Gbps的速度下，并行I/O方案已經(jīng)達(dá)到了物理極限，不能再提供可靠和經(jīng)濟(jì)的信號(hào)同步方法。基于串行I/O的設(shè)計(jì)帶來(lái)許多傳統(tǒng)并行方法所無(wú)法提供的優(yōu)點(diǎn)，包括：更少的器件引腳、更低的電路板空間要求、減少印刷電路板（PCB）層數(shù)、PCB布局布線更容易、接頭更小、EMI更少，而且抵抗噪聲的能力也更好。高速串行I/O技術(shù)正被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各種系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，包括PC、消費(fèi)電子、海量存儲(chǔ)、服務(wù)器、通信網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)計(jì)算和控制、測(cè)試設(shè)備等。迄今業(yè)界已經(jīng)發(fā)展出了多種串行系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)，如PCI Express、串行RapidIO、InfiniBand、千兆以太網(wǎng)、10G以太網(wǎng)XAUI、串行ATA等等。 Aurora協(xié)議是為私有上層協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)上層協(xié)議提供透明接口的串行互連協(xié)議，它允許任何數(shù)據(jù)分組通過(guò)Aurora協(xié)議封裝并在芯片間、電路板間甚至機(jī)箱間傳輸。Aurora鏈路層協(xié)議在物理層采用千兆位串行技術(shù)，每物理通道的傳輸波特率可從622Mbps擴(kuò)展到3.125Gbps。Aurora還可將1至16個(gè)物理通道綁定在一起形成一個(gè)虛擬鏈路。16個(gè)通道綁定而成的虛擬鏈路可提供50Gbps的傳輸波特率和最大40Gbps的全雙工數(shù)據(jù)傳輸速率。Aurora可優(yōu)化支持范圍廣泛的應(yīng)用，如太位級(jí)路由器和交換機(jī)、遠(yuǎn)程接入交換機(jī)、HDTV廣播系統(tǒng)、分布式服務(wù)器和存儲(chǔ)子系統(tǒng)等需要極高數(shù)據(jù)傳輸速率的應(yīng)用。 傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)背板如VME總線和CompactPCI總線都是采用并行總線方式。然而對(duì)帶寬需求的不斷增加使新興的高速串行總線背板正在逐漸取代傳統(tǒng)的并行總線背板。現(xiàn)在，高速串行背板速率普遍從622Mbps到3.125Gbps，甚至超過(guò)10Gbps。AdvancedTCA（先進(jìn)電信計(jì)算架構(gòu)）正是在這種背景下作為新一代的標(biāo)準(zhǔn)背板平臺(tái)被提出并得到快速的發(fā)展。它由PCI工業(yè)計(jì)算機(jī)制造商協(xié)會(huì)（PICMG）開(kāi)發(fā)，其主要目的是定義一種開(kāi)放的通信和計(jì)算架構(gòu)，使它們能被方便而迅速地集成，滿足高性能系統(tǒng)業(yè)務(wù)的要求。ATCA作為標(biāo)準(zhǔn)串行總線結(jié)構(gòu)，支持高速互聯(lián)、不同背板拓?fù)洹⒏咝盘?hào)密度、標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械與電氣特性、足夠步線長(zhǎng)度等特性，滿足當(dāng)前和未來(lái)高系統(tǒng)帶寬的要求。 采用FPGA設(shè)計(jì)高速串行接口將為設(shè)計(jì)帶來(lái)巨大的靈活性和可擴(kuò)展能力。Xilinx Virtex-IIPro系列FPGA芯片內(nèi)置了最多24個(gè)RocketIO收發(fā)器，提供從622Mbps到3.125Gbps的數(shù)據(jù)速率并支持所有新興的高速串行I/O接口標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合其強(qiáng)大的邏輯處理能力、豐富的IP核心支持和內(nèi)置PowerPC處理器，為企業(yè)從并行連接向串行連接的過(guò)渡提供了一個(gè)理想的連接平臺(tái)。 本文論述了采用Xilinx Virtex-IIPro FPGA設(shè)計(jì)傳輸速率為2.5Gbps的高速串行背板接口，該背板接口完全符合PICMG3.0規(guī)范。本文對(duì)串行高速通道技術(shù)的發(fā)展背景、現(xiàn)狀及應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹和分析，詳細(xì)分析了所涉及到的主要技術(shù)包括線路編解碼、控制字符、逗點(diǎn)檢測(cè)、擾碼、時(shí)鐘校正、通道綁定、預(yù)加重等。同時(shí)對(duì)AdvancedTCA規(guī)范以及Aurora鏈路層協(xié)議進(jìn)行了分析， 并在此基礎(chǔ)上給出了FPGA的設(shè)計(jì)方法。最后介紹了基于Virtex-IIPro FPGA的ATCA接口板和MultiBERT設(shè)計(jì)工具，可在標(biāo)準(zhǔn)ATCA機(jī)框內(nèi)完成單通道速率為2.5Gbps的全網(wǎng)格互聯(lián)。
標(biāo)簽： FPGA ATCA Gbps 2.5
上傳時(shí)間： 2013-05-29
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激光測(cè)距技術(shù)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)測(cè)量、航空與大地的測(cè)量、國(guó)防及通信等諸多領(lǐng)域。本文從已獲得廣泛應(yīng)用的脈沖激光測(cè)距技術(shù)入手，重點(diǎn)分析了近年提出的自觸發(fā)脈沖激光測(cè)距技術(shù)(STPLR)特別是其中的雙自觸發(fā)脈沖激光測(cè)距技術(shù)(BSTPLR)，通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)其核心部件之一就是用于測(cè)量激光脈沖飛行時(shí)間(周期)的高精度高速計(jì)數(shù)器，而目前一般的方式是采用昂貴的進(jìn)口高速計(jì)數(shù)器或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)來(lái)完成，這使得激光測(cè)距儀在研發(fā)、系統(tǒng)的改造升級(jí)和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等諸多方面受到制約，同時(shí)在其整體性能上特別是在集成化、小型化和高可靠性方面帶來(lái)阻礙。為此，本文研究了采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)來(lái)實(shí)現(xiàn)脈沖激光測(cè)距中的高精度高速計(jì)數(shù)及其他相關(guān)功能，基本解決了以上存在的問(wèn)題。 論文通過(guò)對(duì)雙自觸發(fā)脈沖激光測(cè)距的主要技術(shù)要求和技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行分析，對(duì)其中的信號(hào)處理單元采用了FPGA+單片機(jī)的設(shè)計(jì)形式。由FPGA主控芯片(EPF10K20TC144-4)作為周期測(cè)量模塊，在整個(gè)測(cè)距系統(tǒng)中是信號(hào)處理的核心部件，借助其用戶可編程特性及很高的內(nèi)部時(shí)鐘頻率，設(shè)計(jì)了專用于BSTPLR的高速高精度計(jì)數(shù)芯片，負(fù)責(zé)對(duì)測(cè)距信號(hào)產(chǎn)生電路中的時(shí)刻鑒別電路輸出信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。數(shù)據(jù)處理模塊則主要由單片機(jī)(AT89C51)來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)可以通過(guò)鍵盤(pán)預(yù)置門控信號(hào)的寬度以均衡測(cè)量的精度和速度，測(cè)量結(jié)果采用7位LED數(shù)碼管顯示。本設(shè)計(jì)在近距離(大尺寸)范圍內(nèi)實(shí)驗(yàn)測(cè)試時(shí)基本滿足設(shè)計(jì)要求。
標(biāo)簽： FPGA 自觸發(fā)脈沖 激光測(cè)距 關(guān)鍵技術(shù)
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本文主要介紹了基于FPGA的無(wú)線信道盲均衡器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),在算法上選擇了比較成熟的DDLMS和CMA相結(jié)合的算法,結(jié)構(gòu)上采用四路正交FIR濾波器模型.在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我們采取了用MATLAB進(jìn)行算法仿真,VerilogHDL語(yǔ)言進(jìn)行FPGA設(shè)計(jì)的策略.在硬件描述語(yǔ)言的設(shè)計(jì)流程中,信道盲均衡器運(yùn)用了Top-Down的模塊化設(shè)計(jì)方法,大大縮短了設(shè)計(jì)周期,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性.測(cè)試結(jié)果表明均衡器所有的性能指標(biāo)均達(dá)到預(yù)定目標(biāo),且工作性能良好,均衡效果較為理想,能夠滿足指標(biāo)要求.本課題所設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的信道盲均衡器,為FPGA芯片設(shè)計(jì)技術(shù)做了有益的探索性嘗試,對(duì)今后無(wú)線通信系統(tǒng)中的單芯片可編程系統(tǒng)(SOPC)的設(shè)計(jì)運(yùn)用有著積極的借鑒意義.
標(biāo)簽： FPGA 無(wú)線信道 仿真 均衡器
上傳時(shí)間： 2013-07-11
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本論文是以GSM基站系統(tǒng)為對(duì)象研究了軟件無(wú)線電思想在移動(dòng)通信中應(yīng)用的可行性，通過(guò)構(gòu)造一個(gè)具有開(kāi)放性、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用硬件平臺(tái)，用軟件來(lái)完成各種功能。 本文首先從整體上介紹了GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)過(guò)程，通過(guò)大量的Matlab仿真詳細(xì)論述了GSM蜂窩通信系統(tǒng)中的語(yǔ)音編碼、信道編碼、交織、加密、調(diào)制等技術(shù)。 其次，文中介紹了GSM信道編碼規(guī)則，其中重點(diǎn)闡述了CRC、卷積碼和交織碼的基本原理和算法實(shí)現(xiàn)，并完成了三者編碼譯碼的軟件設(shè)計(jì)，采用FPGA技術(shù)實(shí)現(xiàn)并驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性。 最后，對(duì)GMSK調(diào)制和解調(diào)的原理及特點(diǎn)進(jìn)行論述，并提出了軟件實(shí)現(xiàn)的可行性方案，為下一步的軟件設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。硬件試驗(yàn)平臺(tái)是軟件實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，因此，文中進(jìn)行了詳細(xì)的分析與設(shè)計(jì)，并給出了部分電路設(shè)計(jì)圖，對(duì)相關(guān)課題的研究具有一定的指導(dǎo)意義和參考價(jià)值。
標(biāo)簽： FPGA GSM 信道編碼
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