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用VHDL編寫(xiě)的實(shí)現(xiàn)二、三、四分頻

在QUARTUS II 9.0環(huán)境下編寫(xiě)的VHDL代碼，實(shí)現(xiàn)二分頻、三分頻、四分頻功能。

標(biāo)簽： VHDL 編寫(xiě) 分頻

上傳時(shí)間： 2013-04-24

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基于ARMFPGA的雷達(dá)伺服控制器設(shè)計(jì)

這篇論文在系統(tǒng)分析國(guó)內(nèi)外雷達(dá)伺服控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，選定以ARM為內(nèi)核的基于ARM+FPGA的雷達(dá)伺服控制器為研究對(duì)象。 首先，根據(jù)雷達(dá)伺服控制系統(tǒng)功能要求與性能指標(biāo)，進(jìn)行系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)：選擇基于ARM920T的S3C2410和Altera公司的FPGA芯片EP1C12Q240作為主控芯片，ARM與FPGA的連接形式采用中斷+存儲(chǔ)器的形式；將ARM與FPGA上多余的引腳引出作為將來(lái)升級(jí)的需要；還畫(huà)出ARM+FPGA的雷達(dá)伺服控制器的系統(tǒng)圖并制作了PCB板。 其次，選用PID對(duì)伺服系統(tǒng)進(jìn)行控制，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)綜合了模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)，并利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行在線調(diào)整。用Matlab7.1進(jìn)行仿真，其結(jié)果表明：該控制算法對(duì)系統(tǒng)具有良好的控制效果，性能較常規(guī)PID得到較大改善。 最后，根據(jù)FPGA在伺服系統(tǒng)主要任務(wù)，用VHDL語(yǔ)言和原理圖在FPGA芯片中分別編制實(shí)現(xiàn)DAC0832接口控制功能、光電編碼器與脈沖發(fā)生電路的程序代碼；并在QUARTUS II6.0環(huán)境下通過(guò)仿真，且得到仿真的波形符合系統(tǒng)功能要求。采用C語(yǔ)言編寫(xiě)在ARM中實(shí)現(xiàn)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制算法的代碼，通過(guò)CodeWarrior for ARM的編譯無(wú)誤后，生成可執(zhí)行文件.axf,，調(diào)用AXD進(jìn)行在線仿真調(diào)試。仿真結(jié)果表明：模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID算法對(duì)伺服系統(tǒng)能夠進(jìn)行有效控制。 結(jié)果表明：ARM作為伺服控制器的內(nèi)核，其性價(jià)比與集成度高：用FPGA芯片實(shí)現(xiàn)接口電路使伺服控制器的可靠性高、速度快、可配置及連接方式靈活。因此采用基于ARM+FPGA的雷達(dá)伺服控制器，提高了系統(tǒng)的開(kāi)放性、實(shí)時(shí)性、可靠性，降低了系統(tǒng)功耗，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

標(biāo)簽： ARMFPGA 雷達(dá) 伺服 制器設(shè)計(jì)

上傳時(shí)間： 2013-06-30

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ChenMobius數(shù)字通信系統(tǒng)的MATLAB仿真及FPGA實(shí)現(xiàn)

自上個(gè)世紀(jì)九十年代以來(lái)，我國(guó)著名學(xué)者、現(xiàn)中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)陳難先教授等人使用無(wú)窮級(jí)數(shù)的Mobius反演公式解決了一系列重要的應(yīng)用物理中的逆問(wèn)題，例如費(fèi)米體系逆問(wèn)題、信號(hào)處理等，開(kāi)創(chuàng)了應(yīng)用、推廣數(shù)論中的Mobius變換解決物理學(xué)中各種逆問(wèn)題的巧妙方法，其工作在1990年得到了世界著名的《NATURE》雜志的整版專評(píng)與高度評(píng)價(jià)。華僑大學(xué)蘇武潯、張渭濱教授等則把Mobius變換的方法應(yīng)用于幾種常用波形（包括周期矩形脈沖，奇偶對(duì)稱方波和三角波等）的傅立葉級(jí)數(shù)的逆變換運(yùn)算，得到正、余弦函數(shù)及一般周期信號(hào)的各種常用波形的信號(hào)展開(kāi)；并求得了與各種常用波形信號(hào)函數(shù)族相正交的函數(shù)族，以用于各展開(kāi)系數(shù)的計(jì)算與信息的解調(diào)；而后把它們應(yīng)用到通信系統(tǒng)中，提出了一種新的通信系統(tǒng)，即新型Chen-Mobius通信系統(tǒng)。 在新型通信系統(tǒng)中，把這種正交函數(shù)族應(yīng)用于系統(tǒng)的相干調(diào)制解調(diào)中，取代傳統(tǒng)通信系統(tǒng)中調(diào)制解調(diào)所采用的三角正交函數(shù)族。正是這種正交函數(shù)族使得通信系統(tǒng)的傳輸性能大大提高，保密性加強(qiáng)，而且正交函數(shù)族產(chǎn)生很方便。 本文從軟件仿真和硬件實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方面對(duì)Chen-Mobius通信系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證。首先，利用MATLAB軟件構(gòu)建Chen-Mobius數(shù)字通信系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)編程，對(duì)Chen-Mobius單路、四路和八路的數(shù)字通信系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，對(duì)該系統(tǒng)在不同信噪比情況下的錯(cuò)誤概率進(jìn)行了計(jì)算，并繪出了信噪比-錯(cuò)誤概率曲線；其次，在QUARTUSⅡ軟件平臺(tái)上，利用VHDL語(yǔ)言文本輸入和原理圖輸入的方法構(gòu)建Chen-Mobius數(shù)字通信系統(tǒng)，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，包括設(shè)計(jì)綜合、引腳分配、仿真驗(yàn)證、時(shí)序分析等；再次，在QUARTUSⅡ軟件仿真的基礎(chǔ)上，在Altera公司的Stratix GX芯片上，實(shí)現(xiàn)了硬件的編程和下載，從而完成了Chen-Mobius數(shù)字通信系統(tǒng)的FPGA實(shí)現(xiàn)；最后，從MATLAB軟件仿真和硬件實(shí)現(xiàn)的結(jié)果出發(fā)，通過(guò)分析系統(tǒng)的性能，簡(jiǎn)單展望了Chen-Mobius數(shù)字通信系統(tǒng)的應(yīng)用前景。 本文通過(guò)軟件仿真得到了Chen-Mobius數(shù)字通信系統(tǒng)的信噪比-錯(cuò)誤概率曲線，從理論上驗(yàn)證了該系統(tǒng)的強(qiáng)的抗干擾能力；利用FPGA完成了系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)，從實(shí)際上驗(yàn)證了該系統(tǒng)的可實(shí)現(xiàn)性。從兩方面都可以說(shuō)明，Chen-Mobius通信系統(tǒng)雖然只是一個(gè)新的起點(diǎn)，但它卻預(yù)示著光明的應(yīng)用前景。

標(biāo)簽： ChenMobius MATLAB FPGA 數(shù)字通信系統(tǒng)

上傳時(shí)間： 2013-05-19

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FPGA圖像處理板設(shè)計(jì)

VLSI(超大規(guī)模集成電路)的快速發(fā)展，使得FPGA技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，F(xiàn)PGA的快速發(fā)展又為實(shí)時(shí)圖像處理在算法、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上帶來(lái)了新的方法和思路，全景圖像處理是實(shí)時(shí)圖像處理中一個(gè)嶄新的領(lǐng)域，其在視頻監(jiān)視領(lǐng)域內(nèi)有廣泛的應(yīng)用前景。 本文首先介紹了全景圖像處理的發(fā)展?fàn)顩r，課題的主要背景、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、課題的研究意義、課題的來(lái)源和本文的主要研究工作及論文組織結(jié)構(gòu)。然后在第二章中介紹了FPGA的發(fā)展，F(xiàn)PGA/CPLD的特點(diǎn)，并介紹了Cyclone Ⅱ系列FPGA的硬件結(jié)構(gòu)，硬件描述語(yǔ)言，開(kāi)發(fā)工具QUARTUS Ⅱ以及FPGA開(kāi)發(fā)的一般原則。 文章的重點(diǎn)放在了電路板的設(shè)計(jì)部分，也就是本文的第三章。在介紹電路設(shè)計(jì)部分之前首先介紹一些高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)中的一些概念、高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題，并對(duì)常見(jiàn)問(wèn)題給出了一般解決方法。 在FPGA電路板設(shè)計(jì)部分中，對(duì)FPGA電路的設(shè)計(jì)過(guò)程作了詳細(xì)的說(shuō)明，其中著重介紹了采用了FBGA封裝的EP2C35芯片的電路設(shè)計(jì)要點(diǎn)，多層電路板設(shè)計(jì)要點(diǎn)，F(xiàn)PGA供電管腳的處理注意事項(xiàng)，F(xiàn)PGA芯片中PLL模塊的設(shè)計(jì)以及FPGA的配置方法，并給出了作者的設(shè)計(jì)思路。FPGA供電電源也是電路板設(shè)計(jì)的要點(diǎn)所在，文章中也著重對(duì)其進(jìn)行了介紹，提及了FPGA電源設(shè)計(jì)指標(biāo)要求及電壓功耗估計(jì)，并根據(jù)現(xiàn)有的FPGA電源解決方案提出了設(shè)計(jì)思路和方法。同時(shí)文章中對(duì)FPGA芯片外圍器件電路包括圖像采集顯示芯片電路、圖像存儲(chǔ)電路、USB2.0接口電路的設(shè)計(jì)做了相應(yīng)的介紹。最終目的就是為基于FPGA的全景圖象處理搭建一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)行的平臺(tái)。 在第四章中介紹了IC總線控制器的狀態(tài)機(jī)圖及信號(hào)說(shuō)明和相應(yīng)的仿真圖。 文章最后給出了FPGA硬件電路的調(diào)試結(jié)果，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)目的，為進(jìn)一步的工作打下了良好的基礎(chǔ)。

標(biāo)簽： FPGA 圖像 理板設(shè)計(jì)

上傳時(shí)間： 2013-04-24

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modelsim教程(中文)

Modelsim仿真工具是Model公司開(kāi)發(fā)的。它支持Verilog、VHDL以及他們的混合仿真，它可以將整個(gè)程序分步執(zhí)行，使設(shè)計(jì)者直接看到他的程序下一步要執(zhí)行的語(yǔ)句，而且在程序執(zhí)行的任何步驟任何時(shí)刻都可以查看任意變量的當(dāng)前值，可以在Dataflow窗口查看某一單元或模塊的輸入輸出的連續(xù)變化等，比QUARTUS自帶的仿真器功能強(qiáng)大的多，是目前業(yè)界最通用的仿真器之一。 ModelSim分幾種不同的版本：SE、PE和OEM，其中集成在 Actel、Atmel、Altera、Xilinx以及Lattice等FPGA廠商設(shè)計(jì)工具中的均是其OEM版本。比如為Altera提供的OEM版本是ModelSim-Altera,為Xilinx提供的版本為ModelSim XE. SE版本為最高級(jí)版本,在功能和性能方面比OEM版本強(qiáng)很多,比如仿真速度方面,還支持PC 、 UNIX 、 LIUNX混合平臺(tái).

標(biāo)簽： modelsim 教程

上傳時(shí)間： 2013-06-25

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JPEG2000算術(shù)編碼的研究與FPGA實(shí)現(xiàn)

JPEG2000是由ISO/ITU-T組織下的IEC JTC1/SC29/WG1小組制定的下一代靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn).與JPEG(Joint Photographic Experts Group)相比,JPEG2000能夠提供更好的數(shù)據(jù)壓縮比,并且提供了一些JPEG所不具有的功能[1].JPEG2000具有的多種特性使得它具有廣泛的應(yīng)用前景.但是,JPEG2000是一個(gè)復(fù)雜編碼系統(tǒng),目前為止的軟件實(shí)現(xiàn)方案的執(zhí)行時(shí)間和所需的存儲(chǔ)量較大,若想將JPEG2000應(yīng)用于實(shí)際中,有著較大的困難,而用硬件電路實(shí)現(xiàn)JPEG2000或者其中的某些模塊,必然能夠減少JPEG200的執(zhí)行時(shí)間,因而具有重要的意義.本文首先簡(jiǎn)單介紹了JPEG2000這一新的靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn),然后對(duì)算術(shù)編碼的原理及實(shí)現(xiàn)算法進(jìn)行了深入的研究,并重點(diǎn)探討了JPEG2000中算術(shù)編碼的硬件實(shí)現(xiàn)問(wèn)題,給出了一種硬件最優(yōu)化的算術(shù)編碼實(shí)現(xiàn)方案.最后使用硬件描述語(yǔ)言(Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language,VHDL)在寄存器傳輸級(jí)(Register Transfer Level,RTL描述了該硬件最優(yōu)化的算術(shù)編碼實(shí)現(xiàn)方案,并以Altera 20K200E FPGA為基礎(chǔ),在Active-HDL環(huán)境中進(jìn)行了功能仿真,在QUARTUS Ⅱ集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下完成了綜合以及后仿真,綜合得到的最高工作時(shí)鐘頻率達(dá)45.81MHz.在相同的輸入條件下,輸出結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的硬件算術(shù)編碼器與實(shí)現(xiàn)JPEG2000的軟件:Jasper[2]中的算術(shù)編碼模塊相比,處理時(shí)間縮短了30﹪左右.因而本文的研究對(duì)于JPEG2000應(yīng)用于數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)等實(shí)際應(yīng)用有著重要的意義.

標(biāo)簽： JPEG 2000 FPGA 算術(shù)編碼

上傳時(shí)間： 2013-05-16

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FPGA在雷達(dá)信號(hào)處理中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

　　本文首先介紹了利用FPGA設(shè)計(jì)數(shù)字電路系統(tǒng)的流程和雷達(dá)數(shù)字信號(hào)處理的主要內(nèi)容。　　在第二章中主要闡述了FIR數(shù)字濾波器的窗函數(shù)設(shè)計(jì)方法，并應(yīng)用FIR濾波器設(shè)計(jì)數(shù)字動(dòng)目標(biāo)顯示和數(shù)字動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)；脈沖壓縮處理是現(xiàn)代雷達(dá)信號(hào)處理的一個(gè)重要組成部分，線性調(diào)頻信號(hào)和二相巴克碼的脈沖壓縮處理方法在第三章做了重點(diǎn)描述。　　Cyclone系列芯片是高性價(jià)比，基于1.5V、0.13um采用銅制層的SRAM工藝。它是第一種支持配置數(shù)據(jù)解壓的FPGA芯片。論文設(shè)計(jì)的最后部分是利用Altera公司Cyclone系列FPGA芯片EP1C6F256C6和EPCS4配置芯片設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)SD轉(zhuǎn)換器，在QUARTUSⅡ4.0下采用VHDL語(yǔ)言和邏輯電路圖結(jié)合的設(shè)計(jì)方法，經(jīng)過(guò)仿真并最終實(shí)現(xiàn)了硬件設(shè)計(jì)。　　設(shè)計(jì)結(jié)果表明電路性能可靠，SD轉(zhuǎn)換的精度較高，完全滿足設(shè)計(jì)的要求。

標(biāo)簽： FPGA 雷達(dá)信號(hào)處理 中的設(shè)計(jì)

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FPGA用于160Gbs高速光纖通信系統(tǒng)中PMD補(bǔ)償?shù)难芯?/a>

標(biāo)簽： FPGA 160 Gbs PMD

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基于FPGA的數(shù)字相位計(jì)的研究與實(shí)現(xiàn)

本文結(jié)合工程需要詳細(xì)論述了一種數(shù)字相位計(jì)的實(shí)現(xiàn)方法，該方法是基于FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)芯片運(yùn)用FFT(快速傅立葉變換)算法完成的。首先，從相位測(cè)量的原理出發(fā)，分析了傳統(tǒng)相位計(jì)的缺點(diǎn)，給出了一種高可靠性的相位檢測(cè)實(shí)用算法，其算法核心是對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行FFT變換，通過(guò)頻譜分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)參考信號(hào)和測(cè)量信號(hào)初相位的檢測(cè)，并同時(shí)闡述了FPGA在實(shí)現(xiàn)數(shù)字相位計(jì)核心FFT算法中的優(yōu)勢(shì)。在優(yōu)化的硬件結(jié)構(gòu)中，利用多個(gè)乘法器并行運(yùn)算的方式加快了蝶形運(yùn)算單元的運(yùn)算速度；內(nèi)置雙端口RAM、旋轉(zhuǎn)因子ROM使數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的速度得到提高；采用了流水線的工作方式使數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、運(yùn)算在時(shí)間上達(dá)到匹配。整個(gè)設(shè)計(jì)采用VHDL(超高速硬件描述語(yǔ)言)語(yǔ)言作為系統(tǒng)內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)的描述手段，在Altera的QUARTUSⅡ軟件支持下完成。仿真結(jié)果表明，基于FPGA實(shí)現(xiàn)的FFT算法無(wú)論在速度和精度上都滿足了相位測(cè)量的需要，其運(yùn)算64點(diǎn)數(shù)據(jù)僅需27.5us，最大誤差在1％之內(nèi)。

標(biāo)簽： FPGA 數(shù)字 相位計(jì)

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基于FPGA技術(shù)的高性能AES_CBC算法的實(shí)現(xiàn)研究

AES是美國(guó)于2000年10月份確立的高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)的反饋鏈路模式AESCBC加密算法，用于在IPSec中替代DESCBC和3DESCBC。 加密是安全數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵，要保證在公眾網(wǎng)上傳輸?shù)男畔⒉槐桓`取和偷聽(tīng)，必須對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。在不影響網(wǎng)絡(luò)性能的前提下，快速實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)加密/解密，對(duì)于開(kāi)發(fā)高性能的安全路由器、安全網(wǎng)關(guān)等對(duì)數(shù)據(jù)處理速度要求高的通信設(shè)備具有重要的意義。 在目前可查詢的基于FPGA技術(shù)實(shí)現(xiàn)AESCBC的設(shè)計(jì)中，最快的加/解密速度達(dá)到700Mbps/400MHZ。商用CPU奔騰4主頻3.06，用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)程序，全部資源用于加密解密，最快的加密解密速度可以達(dá)到1.4Gbps。但根據(jù)國(guó)外測(cè)試結(jié)果表明，即使開(kāi)發(fā)的路由器本身就基于高性能的雙64位MIPS網(wǎng)絡(luò)處理器，軟件加密解決方案僅能達(dá)到路由器所要求的最低吞吐速率600Mbps。 本文首先研究分析了目前幾種實(shí)現(xiàn)AESCBC的方法有缺點(diǎn)的情況下，在深入研究影響硬件快速實(shí)現(xiàn)AESCBC難點(diǎn)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出一種適應(yīng)于報(bào)文加密解密的硬件快速實(shí)現(xiàn)AESCBC的方案，在設(shè)計(jì)中采用加密解密和密鑰展開(kāi)并行工作，實(shí)現(xiàn)了在線提供子密鑰。在解密中采用了雙隊(duì)列技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了報(bào)文解密和子密鑰展開(kāi)協(xié)調(diào)工作，提高了解密速度。 本文在QUARTUS全面仿真設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上，全面驗(yàn)證了硬件實(shí)現(xiàn)AESCBC方案的正確性，全面分析了本設(shè)計(jì)加密解密的性能。并且針對(duì)設(shè)計(jì)中的流水線效率低的問(wèn)題，提出改善流水線性能的方案，設(shè)計(jì)出報(bào)文級(jí)并行加密解密方案，并且給出了硬件實(shí)現(xiàn)VPN的初步方案。實(shí)現(xiàn)了單一模塊加密速度達(dá)到1.16Gbps，單一模塊解密速度達(dá)到900Mbps，多個(gè)模塊并行工作加密解密速度達(dá)到6.4Gbps。 論文最后給出了總結(jié)與展望。目前實(shí)現(xiàn)的AESCBC算法，只能通過(guò)仿真驗(yàn)證其功能的正確性，還需要下載到芯片上做進(jìn)一步的驗(yàn)證。要用硬件實(shí)現(xiàn)整個(gè)IPSec，還要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)基于FPGA的技術(shù)。總之，為了適應(yīng)路由器發(fā)展的需求，還有很多技術(shù)需要研究。

標(biāo)簽： AES_CBC FPGA 性能 實(shí)現(xiàn)研究

上傳時(shí)間： 2013-05-29

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