本文的主要研究內(nèi)容是利用FPGA平臺實現(xiàn)以太網(wǎng)絡接口。 首先，對論文的大致內(nèi)容和組織結構做了簡要介紹，并且比較分析了目前比較流行的網(wǎng)絡接口實現(xiàn)的三種方法，并以此為基礎提出了本文中重點介紹的基于FPGA 的網(wǎng)絡接口實現(xiàn)方法。 其次，介紹采用以FPGA 做為主控芯片控制8019AS 網(wǎng)絡控制芯片來實現(xiàn)從網(wǎng)絡上接收數(shù)據(jù)幀的功能。FPGA 需要在上電時完成對于8019AS的初始化設置。在接收和發(fā)送數(shù)據(jù)報文時，對相應的寄存器進行控制和操作以完成網(wǎng)絡數(shù)據(jù)幀的接收。對FPGA 與8019AS 之間的接口實現(xiàn)進行了詳細的描述。 最后，介紹了在FPGA 內(nèi)部對于接收到的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)幀進行TCP/IP協(xié)議分析的具體過程和實現(xiàn)方法。分別詳細介紹了接收模塊、發(fā)送模塊以及其中子模塊具體功能和實現(xiàn)方法。說明了模塊之間相互觸發(fā)的具體關系。現(xiàn)有的網(wǎng)絡接口一般是采用MCU 或者ARM 等專用控制芯片來實現(xiàn)的，而此次課題以FPGA 作為主控芯片來實現(xiàn)網(wǎng)絡接口以及部分TCP/IP 協(xié)議分析是一個創(chuàng)意。而且由于FPGA 多管腳可以靈活配置，也使得系統(tǒng)的可擴展性有了很大的提高。
標簽： FPGA 以太網(wǎng)絡 接口的設計
上傳時間： 2013-06-09
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本課題完成了基于FPGA的數(shù)據(jù)采集器以及IIC總線的模數(shù)轉(zhuǎn)換器部分、通訊部分的電路設計。其中FPGA采用Xilinx公司Spartan-Ⅱ系列的XC2S100芯片，在芯片中嵌入32位軟處理器MicroBlaze;ⅡC總線的模數(shù)轉(zhuǎn)換采用Microchip公司的MCP3221芯片，通訊部分則在FPGA片內(nèi)用VHDL語言實現(xiàn)。通過上述設計實現(xiàn)了“準單片化”的模擬量和數(shù)字量的數(shù)據(jù)采集和處理。 所設計的數(shù)據(jù)采集器可以和結構類似的上位機通訊，本課題完成了在上位機中用VHDL語言實現(xiàn)的通信電路模塊。通過上述兩部分工作，將微處理器、數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器等數(shù)字邏輯電路均集成在同一個FPGA內(nèi)部，形成一個可編程的片上系統(tǒng)。FPGA片外僅為模擬器件和開關量驅(qū)動芯片。FPGA內(nèi)部的硬件電路采用VHDL語言編寫；MCU軟核工作所需要的程序采用C語言編寫。多臺數(shù)據(jù)采集器與服務器構成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。服務器端軟件用VB開發(fā)，既可以將實時采集的數(shù)據(jù)以數(shù)字方式顯示，也可以用更加直觀的曲線方式顯示。 由于數(shù)據(jù)采集器是所有自控類系統(tǒng)所必需的電路模塊，所以一個通用的片上系統(tǒng)設計可以解決各類系統(tǒng)的應用問題，達到“設計復用”(DesignReuse)的目的。采用基于FPGA的SOPC設計的更加突出的優(yōu)點是不必更換芯片就可以實現(xiàn)設計的改進和升級，同時也可以降低成本和提高可靠性。
標簽： FPGA SOPC 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-12
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本文介紹了一個基于CPLD／FPGA的嵌入式IP核設計。論文在闡述可編程邏輯器件及其發(fā)展趨勢的基礎上，探討了知識產(chǎn)權復用理念，MCU的復雜化設計以及數(shù)字信號傳輸與處理的速度要求。結合國內(nèi)外對CPLD／FPGA的使用現(xiàn)狀，引出了在CPLD／FPGA上開發(fā)嵌入式模塊程序的理念并提出了設計實現(xiàn)方法和設計實例。課題的設計目標為開發(fā)一個基于CPLD／FPGA的USBIP模塊，實現(xiàn)開發(fā)板與PC機之間的USB通信。設計過程首先進行硬件設計，在FPGA開發(fā)板上開發(fā)擴展板；其次用ISE開發(fā)軟件進行FPGA數(shù)字化設計；在軟件開發(fā)完成后，將配置生成的比特流文件通過JTAG電纜下載到FPGA開發(fā)板上，實現(xiàn)FPGA開發(fā)板與PC機之間的通信。 該設計具有很高的實用性，它進一步擴大了可編程芯片的領地，將復雜專有芯片擠向高端和超復雜應用；它使得IP資源復用理念得到更普遍的應用；為基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)設計提供了廣闊的思路。
上傳時間： 2013-07-05
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本文對G.729語音編碼算法的基本原理和實現(xiàn)系統(tǒng)開發(fā)方面進行了深入研究。針對G.729語音編碼算法在實際應用中存在的一些問題，在大量分析和實驗的基礎上，提出了新的改進算法。G.729語音編碼算法硬件實現(xiàn)方面，國內(nèi)外現(xiàn)在主要以DSP為實現(xiàn)平臺，這是由于DSP以其卓越的運算能力為數(shù)字語音信號處理領域的研究及開發(fā)提供了有力的工具。但G.729語音編碼算法具有計算復雜和數(shù)據(jù)存儲量大的固有缺陷，隨著通信量的不斷增加和服務的擴展，對G.729語音編碼實時性的要求也越來越高。隨著微電子制造工藝的發(fā)展，越來越多的語音編碼平臺采用DSP與FPGA或MCU相互結合的系統(tǒng)，通過進行軟硬件協(xié)同設計提高編碼效率。
上傳時間： 2013-06-30
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逆變控制器的發(fā)展經(jīng)歷從分立元件的模擬電路到以專用微處理芯片（DSP/MCU）為核心的電路系統(tǒng)，并從數(shù)模混合電路過渡到純數(shù)字控制的歷程。但是，通用微處理芯片是為一般目的而設計，存在一定局限。為此，近幾年來逆變器專用控制芯片（ASIC）實現(xiàn)技術的研究越來越受到關注，已成為逆變控制器發(fā)展的新方向之一。本文利用一個成熟的單相電壓型PWM逆變器控制模型，圍繞逆變器專用控制芯片ASIC的實現(xiàn)技術，依次對專用芯片的系統(tǒng)功能劃分，硬件算法，全系統(tǒng)的硬件設計及優(yōu)化，流水線操作和并行化，芯片運行穩(wěn)定性等問題進行了初步研究。首先引述了單相電壓型PWM逆變器連續(xù)時間和離散時間的數(shù)學模型，以及基于極點配置的單相電壓型PWM逆變器電流內(nèi)環(huán)電壓外環(huán)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的設計過程，同時給出了仿真結果，仿真表明此系統(tǒng)具有很好的動、靜態(tài)性能，并且具有自動限流功能，提高了系統(tǒng)的可靠性。緊接著分析了FPGA器件的特征和結構。在給出本芯片應用目標的基礎上，制定了FPGA目標器件的選擇原則和芯片的技術規(guī)格，完成了器件選型及相關的開發(fā)環(huán)境和工具的選取。然后系統(tǒng)闡述了復雜FPGA設計的設計方法學，詳細介紹了基于FPGA的ASIC設計流程，概要介紹了僅使用QuartusII的開發(fā)流程，以及Modelsim、SynplifyPro、QuartusII結合使用的開發(fā)流程。在此基礎上，進行了芯片系統(tǒng)功能劃分，針對：DDS標準正弦波發(fā)生器，電壓電流雙環(huán)控制算法單元，硬件PI算法單元，SPWM產(chǎn)生器，三角波發(fā)生器，死區(qū)控制器，數(shù)據(jù)流/控制流模塊等逆變器控制硬件算法/控制單元，研究了它們的硬件算法，完成了模塊化設計。分析了全數(shù)字鎖相環(huán)的結構和模型，以此為基礎，設計了一種應用于逆變器的，用比例積分方法替代傳統(tǒng)鎖相系統(tǒng)中的環(huán)路濾波，用相位累加器實現(xiàn)數(shù)控振蕩器（DCO）功能的高精度二階全數(shù)字鎖相環(huán)（DPLL）。分析了“流水線操作”等設計優(yōu)化問題，并針對逆變器控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)算法呈多層結構，且層與層之間還有數(shù)據(jù)流聯(lián)系，其執(zhí)行順序和數(shù)據(jù)流的走向較為復雜，不利于直接采用流水線技術進行設計的特點，提出一種全新的“分層多級流水線”設計技術，有效地解決了復雜控制系統(tǒng)的流水線優(yōu)化設計問題。本文最后對芯片運行穩(wěn)定性等問題進行了初步研究。指出了設計中的“競爭冒險”和飽受困擾之苦的“亞穩(wěn)態(tài)”問題，分析了產(chǎn)生機理，并給出了常用的解決措施。
上傳時間： 2013-05-28
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目前，大多數(shù)嵌入式自動化系統(tǒng)都以MCU為核心，與監(jiān)測、伺服、顯示等儀器、設備配合實現(xiàn)一定的功能。現(xiàn)場信息往往止步于“現(xiàn)場”，嵌入式自動化系統(tǒng)從而成為了“信息孤島”，因而制約了其本身的發(fā)展。要實現(xiàn)大規(guī)模的信息集成、綜合實施自動化，就需要一種能在工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境下運行、可靠性高且實時性好的通信系統(tǒng)，形成工業(yè)現(xiàn)場的底層網(wǎng)絡，完成現(xiàn)場自動化設備之間的多點通信。 Ethernet（以太網(wǎng)）和CAN-bus（控制器局域網(wǎng)）分別是目前全球應用最為廣泛的國際互聯(lián)技術和開放式現(xiàn)場總線。隨著測控技術與網(wǎng)絡技術日益緊密的結合，測控系統(tǒng)接入互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為大勢所趨，這也促成了近年來嵌入式網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展。以太網(wǎng)技術正在迅猛發(fā)展，將其應用到工控領域，可以達到降低成本，簡化結構等成效。隨著技術的發(fā)展以及實際的需要，將兩者結合無疑會為控制領域的飛速發(fā)展帶來巨大的原動力。本文設計了一種以ARM7處理器為核心的高性能嵌入式CAN-Ethernet網(wǎng)關，可以用來實現(xiàn)監(jiān)控設備和現(xiàn)場設備之間穩(wěn)固、簡潔的互連通信，完成對大規(guī)模現(xiàn)場設備的實時測控。 本文具體的研究內(nèi)容如下： 1）以LPC2290為主控MCU的CAN-Ethernet互連系統(tǒng)的設計思想以及整體結構設計； 2）CAN-Ethernet互連系統(tǒng)轉(zhuǎn)換電路及外圍接口電路設計，MCS-51單片機與MCP2510實現(xiàn)CAN總線通信； 3）μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)在LPC2290上的移植以及互連系統(tǒng)應用軟件設計實現(xiàn)與探討； 4）CAN-Ethernet互連系統(tǒng)核心交換模塊的設計； 5）使用HTTP協(xié)議實現(xiàn)Web服務的功能，并通過Web頁面實現(xiàn)對現(xiàn)場設備的遠程測控。
上傳時間： 2013-08-06
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隨著電子技術的不斷發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)越來越多地在控制類、消費類、通訊類等電子產(chǎn)品廣泛應用，嵌入式技術也越來越和人們的生活緊密結合。同時，計算機硬件的發(fā)展以及數(shù)據(jù)量的增加，對存儲設備的要求也越來越高。 本文深入研究了嵌入式系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)交換，提出了一套完整的嵌入式系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)交換的設計方案，并詳細介紹了其實現(xiàn)過程。Flash存儲器由于體積小、功耗低、性能穩(wěn)定等特點在便攜式電子產(chǎn)品中得到了廣泛的應用。Flash存儲器主要有兩種形式：Nor Flash和Nand Flash。Nor Flash具有XIP特性，可以直接在芯片上執(zhí)行代碼，而且讀取速度較快。Nand Flash存儲密度大、容量大、生產(chǎn)工藝簡單、性價比高，但是控制方式復雜而且可能會存在一定的壞塊。SD卡是近年來流行的大容量便攜式存儲卡。本系統(tǒng)中，我們以Flash和SD卡作為數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)。在存儲介質(zhì)的選擇方面，在系統(tǒng)內(nèi)部采用了體積小、容量大、成本低的Flash，并采用Nor和Nand Flash相結合的方案：在Nor Flash上存儲與系統(tǒng)相關的軟件和程序，在Nand Flash上存儲用戶數(shù)據(jù)。系統(tǒng)外部采用安全性高、容量大、性能佳的SD卡作存儲容量擴展。實現(xiàn)了基于Atmel公司ARM系列MCU的Flash存儲器和SD卡的硬件電路的設計及底層驅(qū)動程序的設計。 本研究分別根據(jù)Nor和Nand Flash數(shù)據(jù)存儲和操作特點，分析了JFFS2和YAFFS的特點以及各自的存儲方式、斷電保護、損耗平衡、垃圾回收等一系列的策略和機制，并在Nor和Nand Flash上實現(xiàn)并優(yōu)化了這些管理機制。在SD上則采用目前主流操作系統(tǒng)（Windows，Linux等）所支持的FAT16文件格式，完成了從磁盤格式化到文件的讀寫等標準API函數(shù)，實現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)交換。
標簽： ARM 嵌入式 數(shù)據(jù)存儲 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-04-24
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性價比超高的U盤讀寫模塊-PB375A PB375A是一個傻瓜化、簡單化的U盤讀寫解決方案。您無需了解繁瑣USB HOST底層協(xié)議和FAT文件系統(tǒng)，只需要將您的系統(tǒng)mcu與模塊通過SPI或者UART通信，操作幾個簡單命令，便可完成讀寫創(chuàng)建刪除文件等等功能，讓您的系統(tǒng)非常簡單快速的增加U盤讀寫功能。該解決方案是目前國內(nèi)性價比最高的解決方案。可以根據(jù)您的需求提供芯片或者模塊，為您不斷壓縮成本，占領市場先機。 基本不需要占用單片機系統(tǒng)的存儲空間，最少只需要幾個字節(jié)的RAM 和幾百字節(jié)的代碼。 價格 :相比51MCU+SL811/CH375方案有著極其強的價格優(yōu)勢 功能：新建、刪除、讀寫數(shù)據(jù)，打開關閉文件 檢測U盤是否存在，滿足單片機及嵌入式系統(tǒng)讀寫操作U盤的要求。 技術特征 # ● 用于嵌入式系統(tǒng)/單片機讀寫U 盤、閃盤、閃存盤、USB 移動硬盤、USB 讀卡器等。 ● 支持符合USB 相關規(guī)范基于Bulk-Only 傳輸協(xié)議的各種U 盤/閃存盤/外置硬盤。 ● 支持文件系統(tǒng)FAT12 和FAT16 及FAT32 ● 文件操作功能：新建、刪除、讀寫數(shù)據(jù)，打開關閉文件等。 ● SPI接口，支持3.3V電平 ● 單芯片解決方案，該模塊只需要一個主控芯片外加少量的電容電阻便可，相對于51MCU+SL811/CH375的模塊，無論模塊尺寸還是成本都有著極大的優(yōu)勢。 ● 模塊尺寸：31mm*36mm ● 該模塊可根據(jù)要求進行定制 # 豐富的例程代碼幫助您更好的開發(fā) # 更多詳情請查看資料或與我們聯(lián)系
上傳時間： 2013-04-24
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本文構建一種基于微處理器的中、小功率光伏控制系統(tǒng)。從硬件、軟件方面完善系統(tǒng)對蓄電池充放電及其負載的管理和保護。系統(tǒng)采用了LCD、鍵盤和異步串行通信，加強了系統(tǒng)的實時監(jiān)控性和遠程管理，方便了對單個系統(tǒng)或
上傳時間： 2013-07-02
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實現(xiàn)完整的串口設置，含校驗位設置，撥特率設置，MCU接口，簡單易用
上傳時間： 2013-06-26
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