由于旋轉變壓器的高精度高可靠性等特點,廣泛的應用于如航空、航天、船舶、兵器、雷達、通訊等領域。旋轉變壓器輸出模擬量交流信號,經過數字處理轉換為數字角度信號才能進入計算機或其他控制系統,而這種數字處理比較復雜,采用專用的旋轉變壓器解碼芯片想達到理想的精度通常需要較高的成本,限制了它在其他領域的應用。傳統的角測量系統面臨的問題有:體積、重量、功耗偏大,調試、誤差補償試驗復雜,費用較高。 現場可編程門陣列(FPGA)是近年來迅速發展起來的新型可編程器件。隨著它的不斷應用和發展,也使電子設計的規模和集成度不斷提高。同時也帶來了電子系統設計方法和設計思想的不斷推陳出新。 本文的目的是研究利用FPGA實現旋轉變壓器的硬件解碼算法,設計基于FPGA的旋轉變壓器解碼系統。 在本文所設計的系統中,通過FPGA芯片產生旋轉變壓器的激勵信號,再控制A/D轉換器對旋轉變壓器的模擬信號的數據進行采樣和轉換,并對轉換完的數據進行濾波處理,使用基于CORDIC算法流水線結構設計的反正切函數模塊解算出偏轉角θ,最后通過串行口將解算的偏差角數據輸出。本文還分析了該系統誤差產生的原因和提高系統精度的方法。 實驗結果表明,本文所設計的旋轉變壓器解碼器的硬件組成和軟件實現基本能夠較精確的完成上述的信號轉換和數據運算。
上傳時間: 2013-05-23
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軟件無線電技術作為一種新的通信技術,其基本思想是構造一個通用硬件平臺,使寬帶A/D,D/A盡量靠近天線,在數字域完成信號處理,通過選用不同軟件模塊即可實現不同的通信功能,這樣大大縮短了電臺的研發周期。該技術在通信(尤其是在移動通信)領域有著迫切的需求和廣闊的應用前景。 本文闡述了軟件無線電的基礎理論,對信號采樣理論、多速率信號處理技術、高效數字濾波器、數字正交變換理論進行了分析和研究。從目前器件發展水平和實驗研究條件出發,設計了一個基于FPGA的軟件無線電通信平臺。設計采用了中頻數字化處理的硬件平臺結構,選用Altera Cyclone系列FPGA作為信號處理和總體控制配置的核心,并結合專用通信芯片,數字上變頻器AD9856和數字下變頻器AD6654來實現該平臺。采用VHDL和Verilog HDL語言對時分復用模塊、信道編解碼模塊、調制解調模塊等進行了模塊化設計,并對電路板設計過程中系統的配置和控制、無源濾波器設計、阻抗匹配電路設計等問題進行了詳細的討論,最后對印制電路板進行測試和調試,獲得了預期的效果。 本文給出的設計方案,大大簡化了數字通信系統的硬件設備,具有較強的通用性和靈活性,通過修改系統參數和配置程序,即可適應不同的通信模式和信道狀況,充分體現了軟件無線電的優勢。該平臺不僅僅能應用在通信設備上,在許多系統驗證平臺、測試設備中均可應用,頗具實用價值。
上傳時間: 2013-07-21
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隨著多媒體技術發展,數字圖像處理已經成為眾多應用系統的核心和基礎。圖像處理作為一種重要的現代技術,已經廣泛應用于軍事指揮、大視場展覽、跟蹤雷達、電視會議、導航等眾多領域。因而,實現高分辨率高幀率圖像實時處理的技術不僅具有廣泛的應用前景,而且對相關領域的發展也具有深遠意義。 大視場可視化系統由于屏幕尺寸很大,只有在特制的曲面屏幕上才能使細節得到充分地展現。為了在曲面屏幕上正確的顯示圖像,需要在投影前實時地對圖像進行幾何校正和邊緣融合。而現場可編程門陣列(FPGA)則是用硬件處理實時圖像數據的理想選擇,基于FPGA的圖像處理技術是世界范圍內廣泛關注的研究領域。 本課題的主要工作就是設計一個以FPGA為核心的硬件系統,該系統可對高分辨率高刷新率(1024*768@60Hz)的視頻圖像實時地進行幾何校正和邊緣融合。 論文首先介紹了圖像處理的幾何原理,然后提出了基于FPGA的大視場實時圖像融合處理系統的設計方案和模塊功能劃分。系統分為算法與軟件設計,硬件電路設計和FPGA邏輯設計三個大的部分。本論文主要負責FPGA的邏輯設計。圍繞FPGA的邏輯設計,論文先介紹了系統涉及的關鍵技術,以及使用Verilog語言進行邏輯設計的基本原則。 論文重點對FPGA內部模塊設計進行了詳細的闡述。仲裁與控制模塊是頂模塊的主體部分,主要實現系統狀態機和時序控制;參數表模塊主要實現SDRAM存儲器的控制器接口,用于圖像處理時讀取參數信息。圖像處理模塊是整個系統的核心,通過調用FPGA內嵌的XtremeDSP模塊,高速地完成對圖像數據的乘累加運算。最后論文提出并實現了一種基于PicoBlaze核的12C總線接口用于配置FPGA外圍芯片。 經過對寄存器傳輸級VerilogHDL代碼的綜合和仿真,結果表明,本文所設計的系統可以應用在大視場可視化系統中完成對高分辨率高幀率圖像的實時處理。
上傳時間: 2013-05-19
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智能化住宅小區,是指在一定范圍內通過有效的傳輸網絡,將多元住處服務、物業管理、安防以及住宅智能化等系統結合在一起,為該小區的服務與管理提供高技術的智能化手段。從而實現快捷高效的超值服務管理和安全舒適的家居環境,使業主生活得更安全、更方便。 隨著國民經濟和科學技術水平的提高,特別是計算機技術、通信技術、網絡技術和控制技術的迅速發展,促進了智能小區在我國的推廣和應用。目前這些小區的智能化建設大多數是采用Lonworks、FF等現場總線技術。但是現場總線協議標準化程度還不成熟,且成本較高。隨著寬帶Internet進入家庭,利用Internet來構建智能小區已成為大勢所趨。 本文介紹了一種基于以太網和FPGA的嵌入式智能小區管理系統的組建方法。首先,以Altera的FPGA為核心,通過在外圍添加適當的存儲設備和通信接口設備,構成一個嵌入式系統的硬件平臺。其次,在此平臺的基礎上,通過在FPGA中定制Nios Ⅱ軟核處理器以及在外圍的Flash存儲器中下載uClinux操作系統,從而構建出一套資源豐富的嵌入式操作系統。該系統帶有一個網絡功能齊全的Web服務器。最后,將此操作系統作為智能小區的樓宇集中器,再根據需要配置適當的采集器和顯示器,就可以組建成一套功能強大的智能小區管理系統。它可以完成圖像抄表、定時圖像采集、實時溫度監控、樓宇廣播、智能語音報警等功能。 這種利用當前流行的嵌入式系統來組建的智能小區管理系統,不但實現簡單、功能強大;而且節約布線、成本低廉。因此具有很高的性價比,相信在未來有較大的市場潛力。 本文主要包括如下幾個部分:系統硬件結構設計,包括系統的原理圖構建和PCB板的繪制:系統核心處理器設計,包括Nios Ⅱ軟核CPU的設計方法、外圍存儲和通信器件的添加及設計方法;嵌入式操作系統uClinux的相關知識及移植方法:系統的軟件結構設計,包括圖像采集、溫度采集、LCD顯示等CGI程序設計,以及單片機語音報警程序設計等;最后給出了調試情況以及一些試驗結果。
上傳時間: 2013-06-11
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隨著印制電路板功能的日益增強,結構日趨復雜,系統中各個功能單元之間的連線間距越來越細密,基于探針的電路系統測試方法已經很難滿足現在的測試需要。邊界掃描測試(BST)技術通過將邊界掃描寄存器單元安插在集成電路內部的每個引腳上,相當于設置了施加激勵和觀測響應的內建虛擬探頭,通過該技術可以大大的提高數字系統的可觀測性和可控性,降低測試難度。針對這種測試需求,本文給出了基于FPGA的邊界掃描控制器設計方法。 完整的邊界掃描測試系統主要由測試控制部分和目標器件構成,其中測試控制部分由測試圖形、數據的生成與分析及邊界掃描控制器兩部分構成。而邊界掃描控制器是整個系統的核心,它主要實現JTAG協議的自動轉換,產生符合IEEE標準的邊界掃描測試總線信號,而邊界掃描測試系統工作性能主要取決與邊界掃描控制器的工作效率。因此,設計一個能夠快速、準確的完成JTAG協議轉換,并且具有通用性的邊界掃描控制器是本文的主要研究工作。 本文首先從邊界掃描技術的基本原理入手,分析邊界掃描測試的物理基礎、邊界掃描的測試指令及與可測性設計相關的標準,提出了邊界掃描控制器的總體設計方案。其次,采用模塊化設計思想、VHDL語言描述來完成要實現的邊界掃描控制器的硬件設計。然后,利用自頂向下的驗證方法,在對控制器內功能模塊進行基于Testbench驗證的基礎上,利用嵌入式系統的設計思想,將所設計的邊界掃描控制器集成到SOPC中,構成了基于SOPC的邊界掃描測試系統。并且對SOPC系統進行軟硬件協同仿真,實現對邊界掃描控制器的功能驗證后將其應用到實際的測試電路當中。最后,在基于SignalTapⅡ硬件調試的基礎上,軟硬件結合對整個系統可行性進行了測試。從測試結果看,達到了預期的設計目標,該邊界掃描控制器的設計方案是正確可行的。 本文設計的邊界掃描控制器具有自主知識產權,可以與其他處理器結合構成完整的邊界掃描測試系統,并且為SOPC系統提供了一個很有實用價值的組件,具有很明顯的現實意義。
上傳時間: 2013-07-20
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高性能ADC產品的出現,給混合信號測試領域帶來前所未有的挑戰。并行ADC測試方案實現了多個ADC測試過程的并行化和實時化,減少了單個ADC的平均測試時間,從而降低ADC測試成本。本文實現了基于FPGA的ADC并行測試方法。在閱讀相關文獻的基礎上,總結了常用ADC參數測試方法和測試流程。使用FPGA實現時域參數評估算法和頻域參數評估算法,并對2個ADC在不同樣本數條件下進行并行測試。 本研究通過在FPGA內部實現ADC測試時域算法和頻域算法相結合的方法來搭建測試系統,完成了音頻編解碼器WM8731L的控制模式接口、音頻數據接口、ADC測試時域算法和頻域算法的FPGA實現。整個測試系統使用Angilent33220A任意信號發生器提供模擬激勵信號,共用一個FPGA內部實現的采樣時鐘控制模塊。并行測試系統將WM8731.L片內的兩個獨立ADC的串行輸出數據分流成左右兩通道,并對其進行串并轉換。然后對左右兩個通道分別配置一個FFT算法模塊和時域算法模塊,并行地實現了ADC參數的評估算法。在樣本數分別為128和4096的實驗條件下,對WM8731L片內2個被測.ADC并行地進行參數評估,被測參數包括增益GAIN、偏移量OFFSET、信噪比SNR、信號與噪聲諧波失真比SINAD、總諧波失真THD等5個常用參數。實驗結果表明,通過在FPGA內配置2個獨立的參數計算模塊,可并行地實現對2個相同ADC的參數評估,減小單個ADC的平均測試時間。FPGA片內實時評估算法的實現節省了測試樣本傳輸至自動測試機PC端的時間。而且只需將HDL代碼多次復制,就可實現多個被測ADC在同一時刻并行地被評估,配置靈活。基于FPGA的ADC并行測試方法易于實現,具有可行性,但由于噪聲的影響,測試精度有待進一步提高。該方法可用于自動測試機的混合信號選項卡或測試子系統。
上傳時間: 2013-06-07
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·射頻識別(RFID)技術——無線電感應的應答器和非接觸IC 卡的原理與應用【德】Klaus Finkenzeller著 陳大才譯 王卓人審譯/電子工業出版社/344頁/2001年6月出版
上傳時間: 2013-06-03
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· 摘要: 在視頻壓縮系統中,視頻解碼器輸出的BT.656數據流不便于TMS320C6416等通用DSP直接進行處理.本文介紹了一種基于FPGA+DSP構架的視頻采集方案,通過對FPGA的靈活配置,對輸入的BT.656格式視頻信號進行預處理和緩沖.系統采用TI的TMS320C6416作為核心DSP,實現了高可靠性的視頻壓縮.
上傳時間: 2013-07-15
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隨著圖像采集系統的廣泛應用,人們對CCD探測系統的要求日益提高。傳統的CCD探測系統由于結構復雜,造價較高,己不能滿足日益廣泛的應用需要。本文設計了一套基于單片FPGA的小型化與經濟化的CCD探測系統,能夠滿足空間光強的測量并實現光信號的識別和處理。 本文研究了CCD探測系統的基本結構。設計了基于單片FPGA的CCD探測系統的硬件電路原理圖,完成了硬件電路板制作與調試。系統FPGA選用Altera公司的低成本FPGA芯片EP2C20Q240,電路板采用雙層板設計,實現了CCD探測系統的小型化與經濟化的目標。利用FPGA器件實現了CCD驅動時序脈沖的設計、實現了單采樣與相關雙采樣的控制程序設計,利用FPGA的數字信號處理功能實現了相關雙采樣的信號處理。基于FPGA的可編程特性,在不改變外部電路的基礎上,通過程序的改變,對CCD驅動頻率、模數轉換器采樣時刻的選擇進行方便調節。系統與上位機的數據傳輸接口采用了網絡傳輸方案,充分發揮了網絡傳輸的遠距離傳輸、遠程訪問、信息共享等優勢,系統采用基于FPGA的NiosⅡ嵌入式處理器系統,通過對其應用軟件的開發,實現了系統與上位機之間數據的可靠性傳輸。
上傳時間: 2013-08-06
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利用FPGA的51 ,IP核實現與單片機和ARM的串口通信
上傳時間: 2013-08-05
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