雷達(dá)信號(hào)處理是雷達(dá)系統(tǒng)的重要組成部分。在數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)飛速發(fā)展的今天，雷達(dá)信號(hào)處理中也普遍使用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)。而現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)在數(shù)字信號(hào)處理中的廣泛應(yīng)用，使得FPGA在雷達(dá)信號(hào)處理中也占據(jù)了重要地位。 針對(duì)雷達(dá)信號(hào)處理的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，本文在以下兩個(gè)方面展開研究： 一方面以線性調(diào)頻信號(hào)(LFM)為例，分別對(duì)幾種基本的雷達(dá)信號(hào)處理，如正交相干檢波、脈沖壓縮、動(dòng)目標(biāo)顯示(MTI)/動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)(MTD)和恒虛警(CFAR)詳細(xì)地闡述了其原理，在此基礎(chǔ)上給出了其經(jīng)常采用的實(shí)現(xiàn)方法，并在MATLAB環(huán)境中對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了參數(shù)化仿真，詳盡地給出了各環(huán)節(jié)的仿真波形圖。針對(duì)仿真結(jié)果，直觀形象地說明了不同實(shí)現(xiàn)方法的優(yōu)劣。 另一方面結(jié)合MATLAB仿真結(jié)果，給出利用FPGA實(shí)現(xiàn)雷達(dá)信號(hào)處理的方案。在Xilinx ISE6.3i軟件集成環(huán)境下，通過對(duì)Xilinx提供的IP核的調(diào)用，并與VHDL語(yǔ)言相結(jié)合，完成雷達(dá)信號(hào)處理的FPGA實(shí)現(xiàn)。
標(biāo)簽： FPGA 雷達(dá)信號(hào) 處理系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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視頻圖像處理的應(yīng)用越來越廣泛，各種處理算法也日趨成熟，相關(guān)的硬件技術(shù)不斷地推陳出新。視頻圖像處理系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)一般來說有三種方式：數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Signal Processor)、專用集成芯片(Application Specific Integrated Circuit)和現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門陣列(Field Programmable Gate Array)以及相關(guān)電路組成。最近幾年，隨著電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(Electronic Design Automation)技術(shù)的迅速發(fā)展，使得基于FPGA的可編程片上系統(tǒng)(System On a Programmable Chip)逐漸成為嵌入式系統(tǒng)。應(yīng)用的一種趨勢(shì)。特別地，在視頻圖像處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)量大，要求處理速度快，靈活性高，F(xiàn)PGA有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。鑒于此，本文對(duì)基于FPGA和SOPC技術(shù)的視頻圖像處理系統(tǒng)進(jìn)行了研究。 本文介紹了Xilinx公司FPGA的結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)，以及可編程片上系統(tǒng)的開發(fā)工具和片內(nèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程。根據(jù)視頻信號(hào)的相關(guān)知識(shí)，編寫了視頻圖像處理IP核，構(gòu)建了視頻圖像處理系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)以FPGA為核心器件，內(nèi)嵌PowerPC405處理器模塊，通過ⅡC總線完成視頻解碼芯片的初始化，總體上實(shí)現(xiàn)了對(duì)視頻圖像信號(hào)的采集、處理、存儲(chǔ)和顯示。 本文最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，系統(tǒng)能正確和可靠地工作。整個(gè)系統(tǒng)的邏輯資源消耗占FPGA的百分之十幾，剩余的資源可以做許多硬件算法或其它方面的應(yīng)用。
標(biāo)簽： 視頻圖像 處理系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-05-24
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當(dāng)今的船用導(dǎo)航雷達(dá)具有數(shù)字化、多功能、高性能、多接口、網(wǎng)絡(luò)化。同時(shí)要求具有高可靠性、高集成度、低成本，信號(hào)處理單元的小型化，產(chǎn)品更新周期短。要同時(shí)滿足上述需求，高集成度的器件應(yīng)用是必須的。同時(shí)開發(fā)周期要短，需求軟件的可移植性要強(qiáng)，并且是模塊化設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列器件(FPGA)已經(jīng)成為設(shè)計(jì)首選。 現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列是基于通過可編程互聯(lián)連接的可配置邏輯塊(CLB)矩陣的可編程半導(dǎo)體器件。與為特殊設(shè)計(jì)而定制的專用集成電路(ASIC)相對(duì)，F(xiàn)PGA可以針對(duì)所需的應(yīng)用或功能要求進(jìn)行編程。雖然具有一次性可編程(OTP)FPGA，但是主要是基于SRAM的，其可隨著設(shè)計(jì)的演化進(jìn)行重編程。CLB是FPGA內(nèi)的基本邏輯單元。實(shí)際數(shù)量和特性會(huì)依器件的不同而不同，但是每個(gè)CLB都包含一個(gè)由4或6個(gè)輸入、一些選型電路(多路復(fù)用器等)和觸發(fā)器組成的可配置開關(guān)矩陣。開關(guān)矩陣是高度靈活的，可以進(jìn)行配置以便處理組合邏輯、移位寄存器或RAM。當(dāng)今的FPGA已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了先前版本的基本性能，并且整合了常用功能(如RAM、時(shí)鐘管理和：DSP)的硬(ASIC型)塊。由于具有可編程特性，所以FPGA是眾多市場(chǎng)的理想之選。它高集成度，以及用于設(shè)計(jì)的強(qiáng)大軟件平臺(tái)、IP核、在線升級(jí)可滿足需求。 本文介紹了基于FPGA實(shí)現(xiàn)船用導(dǎo)航雷達(dá)數(shù)字信號(hào)處理的設(shè)計(jì)，這是一個(gè)具體的、已經(jīng)完成并進(jìn)行小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，對(duì)指導(dǎo)實(shí)踐具有一定意義。
標(biāo)簽： 導(dǎo)航雷達(dá) 數(shù)字信號(hào)處理
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著GPS(Global Positioning System)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，其全球性、全天候、低成本等特點(diǎn)使得GPS接收機(jī)的用戶數(shù)量大幅度增加，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣。但由于定位過程中各種誤差源的存在，單機(jī)定位精度受到影響。目前常從兩個(gè)方面考慮減小誤差提高精度：①用高精度相位天線、差分技術(shù)等通過提高硬件成本獲取高精度；②針對(duì)誤差源用濾波算法從軟件方面實(shí)現(xiàn)精度提高。兩種方法中，后者相對(duì)于前者在滿足精度要求的前提下節(jié)約成本，而且便于系統(tǒng)融合，是應(yīng)用于GPS定位的系統(tǒng)中更有前景的方法。但由于在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)定位濾波算法需要時(shí)間，傳統(tǒng)CPU往往不能滿足實(shí)時(shí)性的要求，而FPGA以其快速并行計(jì)算越來越受到青睞。 本文在FPGA平臺(tái)上，根據(jù)“先時(shí)序后電路”的設(shè)計(jì)思想，由同步?jīng)]計(jì)方法以及自頂向下和自下而上的混合設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。從GPS-OEM板輸出的定位信息的接收到定位結(jié)果的坐標(biāo)變換，最終到kalman濾波遞推計(jì)算減小定位誤差，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、快速、高精度的GPS定位信息采集處理系統(tǒng)，為GPS定位數(shù)據(jù)的處理方法做了新的嘗試，為基于FPGA的GPS嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。具體工作如下： 基于FPGA設(shè)計(jì)了GPS定位數(shù)據(jù)的正確接收和顯示，以及經(jīng)緯度到平面坐標(biāo)的投影變換。根掘GPS輸出信息標(biāo)準(zhǔn)和格式，通過串口接收模塊實(shí)現(xiàn)串口數(shù)掘的接收和經(jīng)緯度信息提取，并通過LCD實(shí)時(shí)顯示。在提取信息的同時(shí)將數(shù)據(jù)格式由ASCⅡ碼轉(zhuǎn)變?yōu)槭M(jìn)制整數(shù)型，實(shí)現(xiàn)利用移位和加法運(yùn)算達(dá)到代替乘法運(yùn)算的效果，從而減少資源的利用率。在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過程中，利用查找表的方法查找轉(zhuǎn)化時(shí)需要的各個(gè)參數(shù)值，并將該參數(shù)先轉(zhuǎn)為雙精度浮點(diǎn)小數(shù)，再進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。根據(jù)高斯轉(zhuǎn)化公式的規(guī)律將公式簡(jiǎn)化成只涉及加法和乘法運(yùn)算，以此簡(jiǎn)化公式運(yùn)算量，達(dá)到節(jié)省資源的目的。 卡爾曼濾波器的實(shí)現(xiàn)。首先分析了影響定位精度的各種誤差因素，將各種誤差因素視為一階馬爾科夫過程的總誤差，建立了系統(tǒng)狀態(tài)方程、觀測(cè)方程和濾波方程，并基于分散濾波的思想進(jìn)行卡爾曼濾波設(shè)計(jì)，并通過Matlab進(jìn)行仿真。結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的卡爾曼濾波器收斂性好，定位精度高、估計(jì)誤差小。在仿真基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)基于FPGA的卡爾曼濾波計(jì)算。在滿足實(shí)時(shí)性的基礎(chǔ)上，通過IP核、模塊的分時(shí)復(fù)用和樹狀結(jié)構(gòu)節(jié)省資源，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)卡爾曼濾波，達(dá)到提高數(shù)據(jù)精度的效果。 設(shè)計(jì)中以Xilinx公司的Virtex-5系列的XC5VLX110-FF676為硬件平臺(tái)，采用Verilog HDL硬件描述語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，利用Xilinx公司的ISE10.1工具布局布線，一共使用44438個(gè)邏輯資源，時(shí)鐘頻率達(dá)到100MHZ以上，滿足實(shí)時(shí)性信號(hào)處理要求，在保證精度的前提下達(dá)到資源最優(yōu)。Modelsim仿真驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)的正確性。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著數(shù)字電視全國(guó)范圍丌播時(shí)間表的臨近，數(shù)字電視技術(shù)得到很大發(fā)展，數(shù)字電視信號(hào)在信源基帶數(shù)據(jù)和信道傳輸?shù)确矫嬉呀?jīng)進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化，數(shù)字電視傳播途徑也越來越廣，在衛(wèi)星、地面及有線電視網(wǎng)中傳輸數(shù)字電視信號(hào)得到迅速發(fā)展。借著2008年奧運(yùn)的東風(fēng)，數(shù)字電視領(lǐng)域的應(yīng)用研究方興未艾。 本課題目的是完成有線數(shù)字電視廣播系統(tǒng)的重要設(shè)備--調(diào)制器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，核心器件選用FPGA芯片。系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GY/T 170-2001(有線數(shù)字電視廣播信道編碼與調(diào)制規(guī)范)為主要依據(jù)，以Xilinx公司的Virtex系列(Virtex 4，Virtex 5)芯片及相關(guān)開發(fā)板(ML402、ML506)為平臺(tái)，主要任務(wù)是基于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其實(shí)用技術(shù)進(jìn)行研究和開發(fā)。完成了信道編碼和調(diào)制的模塊劃分、Verilog HLD程序的編寫(或IP核的調(diào)用)和仿真以及在板調(diào)試和聯(lián)調(diào)等工作，設(shè)計(jì)目的是在提高整個(gè)系統(tǒng)集成度的前提下實(shí)現(xiàn)多頻點(diǎn)調(diào)制。 本文在研究現(xiàn)有數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，以國(guó)標(biāo)GY/T170-2001為主要依據(jù)并參閱了其他的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，提出了多頻點(diǎn)QAM調(diào)制器的實(shí)現(xiàn)方案。整個(gè)工作包括：模塊劃分，完成了基帶物理接口(輸入)、包頭反轉(zhuǎn)與隨機(jī)化、RS編碼、卷積交織、碼流變換、差分編碼、星座映射、基帶成型(包括Nyquist濾波器、半帶濾波器、CIC濾波器的設(shè)計(jì)或模塊調(diào)用)、高端DAC的配置(輸出)等模塊的Verilog HLD程序的編寫(或者IP核調(diào)用)和仿真等工作；成功進(jìn)行了開發(fā)板板級(jí)調(diào)試，調(diào)試的過程中充分利用Xilinx公司的開發(fā)板和調(diào)試軟件ChipScope，成功設(shè)計(jì)了驗(yàn)證方案并進(jìn)行了模塊驗(yàn)證；最后進(jìn)行了各模塊聯(lián)調(diào)工作，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)驗(yàn)證方案并成功完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的驗(yàn)證工作。 經(jīng)測(cè)試表明，該系統(tǒng)主要性能達(dá)到國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GY/T 198-2003(有線數(shù)字電視廣播QAM調(diào)制器技術(shù)要求和測(cè)量方法)規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)，可以進(jìn)入樣機(jī)試生產(chǎn)環(huán)節(jié)。
標(biāo)簽： 有線數(shù)字電視 廣播系統(tǒng) 信道編碼
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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近幾年來，OFDM技術(shù)引起了人們的廣泛注意，根據(jù)這項(xiàng)新技術(shù)，很多相關(guān)協(xié)議被提出來。其中WiMax代表空中接口滿足IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無線通信系統(tǒng)，IEEE標(biāo)準(zhǔn)在2004年定義了空中接口的物理層(PHY)，即802.16d協(xié)議。該協(xié)議規(guī)定數(shù)據(jù)傳輸采用突發(fā)模式，調(diào)制方式采用OFDM技術(shù)，傳輸速率較高且實(shí)現(xiàn)方便、成本低廉，已經(jīng)成為首先推廣應(yīng)用的商業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)。本文對(duì)IEEE802.16d OFDM系統(tǒng)物理層進(jìn)行了研究，并在XILINX公司的Virtexpro II芯片上實(shí)現(xiàn)了基帶算法。 ⑴探討了OFDM基本原理及其關(guān)鍵技術(shù)。根據(jù)IEEE802.16d OFDM系統(tǒng)的物理層發(fā)送端流程搭建了基帶仿真鏈路，利用MATLAB/SIMULINK仿真了OFDM系統(tǒng)在有無循環(huán)前綴(CP)、多徑數(shù)目不同等情況下的性能變化。由于同步算法和信道估計(jì)算法計(jì)算量都很大，為了找到適合采用FPGA實(shí)現(xiàn)的算法，分析了同步誤差和不同信道估計(jì)算法對(duì)接收信號(hào)的影響，并結(jié)合計(jì)算量的大小提出了一種新的聯(lián)合同步算法，以及得出了LS信道估計(jì)算法最適合802.16d系統(tǒng)的結(jié)論。 ⑵完成了基帶發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的FPGA硬件電路實(shí)現(xiàn)。為了使系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率更高，采用了流水線的結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)中采用編寫Verilog程序和使用IP核相結(jié)合的辦法，實(shí)現(xiàn)了新的聯(lián)合同步算法，并且通過簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，避免了信道估計(jì)算法中的繁瑣除法。利用ISE9.2i和Modelsim6.Oc軟件平臺(tái)對(duì)程序進(jìn)行設(shè)計(jì)、綜合和仿真，并將仿真結(jié)果和MATLAB軟件計(jì)算結(jié)果相對(duì)比。結(jié)果表明，采用16位數(shù)據(jù)總線可達(dá)到理想的精度。 ⑶采用串口通信的方式對(duì)基帶系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證。通過串口通信從功能上表明該系統(tǒng)確實(shí)可行。
標(biāo)簽： FPGA OFDM 基帶 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：zhangyigenius
利用FPGA實(shí)現(xiàn)DDS經(jīng)過編譯沒有錯(cuò)誤。編譯環(huán)境為QuartusII7.2，該環(huán)境集成了IP核，可以提高開發(fā)效率。
標(biāo)簽： QuartusII FPGA DDS 7.2
上傳時(shí)間： 2013-08-10
上傳用戶：zhuyibin
基于MAXII CPLD的對(duì)1602字符型液晶進(jìn)行讀寫操作，其中使用了一個(gè)CFI的IP核
標(biāo)簽： MAXII CPLD 1602 字符型液晶
上傳時(shí)間： 2013-08-23
上傳用戶：yeling1919
本設(shè)計(jì)基于DDS原理和FPGA技術(shù)按照順序存儲(chǔ)方式，將對(duì)正弦波、方波、三角波、鋸齒波四種波形的取樣數(shù)據(jù)依次全部存儲(chǔ)在ROM波形表里，通過外接設(shè)備撥扭開關(guān)和鍵盤控制所需波形信號(hào)的輸出，最終將波形信息顯示在LCD液晶顯示屏上。各硬件模塊之間的協(xié)調(diào)工作通過嵌入式軟核處理器NiosⅡ用編程實(shí)現(xiàn)控制。本設(shè)計(jì)所搭建的LCD12864控制器是通過編程實(shí)現(xiàn)的IP核。
標(biāo)簽： FPGA DDS 信號(hào)發(fā)生器
上傳時(shí)間： 2013-11-09
上傳用戶：xfbs821
本設(shè)計(jì)通過采用分割電容陣列對(duì)DAC進(jìn)行優(yōu)化，在減小了D/A轉(zhuǎn)換開關(guān)消耗的能量、提高速度的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了一款采樣速度為1 MS/s的10-bit單端逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器。使用cadence spectre 工具進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的D/A轉(zhuǎn)換器和比較器等電路滿足10-bit A/D 轉(zhuǎn)換的要求，逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換器可以正常工作。
上傳時(shí)間： 2013-11-21
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