FPGA-CPLD入門教程 學習CPLD的看看
上傳時間: 2013-07-16
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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展趨勢的基礎上,探討了知識產權復用理念,MCU的復雜化設計以及數字信號傳輸與處理的速度要求。結合國內外對CPLD/FPGA的使用現狀,引出了在CPLD/FPGA上開發嵌入式模塊程序的理念并提出了設計實現方法和設計實例。課題的設計目標為開發一個基于CPLD/FPGA的USBIP模塊,實現開發板與PC機之間的USB通信。設計過程首先進行硬件設計,在FPGA開發板上開發擴展板;其次用ISE開發軟件進行FPGA數字化設計;在軟件開發完成后,將配置生成的比特流文件通過JTAG電纜下載到FPGA開發板上,實現FPGA開發板與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的嵌入式系統設計提供了廣闊的思路。
上傳時間: 2013-07-05
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可編程邏輯器件FPGA(現場可編程門陣列)和CPLD(復雜可編程邏輯器件)越來越多的應用于數字信號處理領域,與傳統的ASIC(專用集成電路)和DSP(數字信號處理器)相比,基于FPGA和CPLD實現的數字信號處理系統具有更高的實時性和可嵌入性,能夠方便地實現系統的集成與功能擴展。 FFT的硬件結構主要包括蝶形處理器、存儲單元、地址生成單元與控制單元。本文提出的算法在蝶形處理器內引入流水線結構,提高了FFT的運算速度。同時,流水線寄存器能夠寄存蝶形運算中的公共項,這樣在設計蝶形處理器時只用到了一個乘法器和兩個加法器,降低了硬件電路的復雜度。 為了進一步提高FFT的運算速度,本文在深入研究各種乘法器算法的基礎上,為蝶形處理器設計了一個并行乘法器。在實現該乘法器時,本文采用改進的布斯算法,用以減少部分積的個數。同時,使用華萊士樹結構和4-2壓縮器對部分積并行相加。 本文以32點復數FFT為例進行設計與邏輯綜合。通過設計相應的存儲單元,地址生成單元和控制單元完成FFT電路。電路的仿真結果與軟件計算結果相符,證明了本文所提出的算法的正確性。 另外,本文還對設計結果提出了進一步的改進方案,在乘法器內加入一級流水線寄存器,使FFT的速度能夠提高到當前速度的兩倍,這在實時性要求較高的場合具有極高的實用價值。
上傳時間: 2013-07-18
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運動控制系統是機器人控制系統的重要組成部分。本文將ARM與CPLD技術應用于機器人運動控制系統,使控制系統更加開放、更加模塊化,同時ARM芯片的高速大容量的數據處理能力以及CPLD的高集成度,可編程性,能夠逾越以往控制系統中實時、高速、高精度的技術瓶頸. 嵌入式技術是當今最熱門的技術之一,由于簡潔、高效等優點,使得其廣泛應用在各個領域;所謂嵌入式系統就是以應用為中心,以計算機技術為基礎,并且軟硬件可裁剪,適用于應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設備、嵌入式操作系統以及用戶的應用程序等四個部分組成,用于實現對其它設備的控制、監視或管理等功能。 本文主要闡述了基于嵌入式處理器S3C44B0X的機器人控制器的設計過程。文章首先介紹了機器人本體規劃、嵌入式系統和嵌入式微處理器S3C44B0X的結構特點;接著介紹了基于S3C44B0X的智能控制器的設計,包括硬件設計和CPLD軟件設計。其中控制器硬件平臺擴展了外部存儲器、串行口,通過輸出PWM信號進入驅動電路模塊,從而實現控制機器人運動的目的。在CPLD設計過程中,引入JTAG調試接口,方便系統程序的下載和調試,通過自上而下、分塊設計的思想給出了QUARTUSⅡ設計環境下的軟件代碼。本系統利用不同任務間的切換來實現通信過程,而不再采用無操作系統的工程文件的形式,這樣不但有利于項目的調試,也有利于對其它接口的擴展。最后對該控制器進行了測試和分析。
上傳時間: 2013-07-19
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在電力現代化建設中,提高發電機發電效率是其中重要的一環,氫氣作為導熱性冷卻介質廣泛的應用于發電設備,作為冷卻劑,它可以有效地提高其發電效率,但它又是一種易燃易爆氣體,所以使氫氣參數處于正常范圍,保證發電機高效、安全正常工作就變得至關重要,因此對氫氣參數進行實時監測有著重要的意義。 本論文研究和開發了基于ARM和CPLD的氫氣參數監測系統,首先簡要的分析了氫冷發電機系統對氫氣參數進行監測的必要性以及當前電力系統氫氣參數監控系統的發展情況。然后提出了一種利用無線通信手機短消息業務SMS、工控總線Modbus通信協議和RR485總線、SD卡海量存儲等技術實現發電機系統多氫氣參數的現場實時監測系統的設計方案。該方案以功能強大的ARM處理器作為系統的核心。采用高精度的16位AD轉換芯片,并使用兩種濾波算法的結合對信號進行數字濾波,滿足系統對氫氣參數采集精度的要求。同時系統結合CPLD技術,用于解決系統內微控器I/O口不足以及SD卡驅動的問題,本論文采用一片CPLD擴展I/O口,每一個擴展的I/O口都分配固定的地址,ARM微控器可以通過外部總線控制擴展I/O口的輸出電平。SD卡(Secure Digital Memory Card)中文翻譯為安全數碼卡,是一種基于半導體快閃記憶器的新一代記憶設備,具有低成本,大容量的特點,系統的歷史數據存儲使用了SD卡作為存儲介質,系統并沒有直接使用ARM處理器讀寫SD卡,而是使用了擁有1270個邏輯單元的MAXⅡ1270 CPLD來驅動SD卡,在CPLD中使用VHDL語言設計了SD卡的總線協議,外部總線接口,SRAM的讀寫時序等,這樣既可以提高微處理器SD卡的讀寫速度,增強微處理器程序的移植性,又可以簡化微處理器讀寫SD卡的步驟并減少微處理器的負擔。 本論文的無線數據傳輸采用GSM無線通信技術的SMS業務遠傳現場數據,設計了GSM模塊的軟件硬件,實現了報警等數據的無線傳輸,系統的有線傳輸采用了基于Modbus通信協議的RS485總線通信方式,采用這兩種通信方式使系統的通信更加靈活、可靠。本論文最后分析了系統的不足并且提出了具體的改進方向。
上傳時間: 2013-05-26
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介紹了一種基于ARM9 和CPLD 架構的嵌入式輸入輸出系統的軟硬件設計。系統以工業級EP9315 為核心,擴展了LCD、觸摸屏、以太網、串口和USB 等控制接口;以MAX2_EPM240為核
上傳時間: 2013-05-27
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進入20世紀90年代后,隨著全球信息化、智能化、網絡化的發展,嵌入式系統技術獲得了前所未有的發展空間。 嵌入式系統的最大特點之_是其所具有的目的性或針對性,即每一套嵌入式系統的開發設計都有其特殊的應用場合與特定功能,這也是嵌入式系統與通剛的計算機系統最主要的區別。由于嵌入式系統是為特定的目的而設計的,且常常受到體積、成本、功能、處理能力等各種條件的限制。因此,如果可以最大限度地提高應用系統硬件上和軟件上的靈活性,就可以用最低的成本,最少的時間,快速的完成功能的轉換。 本課題的目的在于提出并設計一種基于ARM(Advanced RISC Machines)和CPLD(Complex Programmable Logic Device)的可擴展功能嵌入式系統平臺,并完成了系統的硬件設計和PCI(Peripheral Component Interconnect)橋的固件設計。設計過程中采用美國ALTIUM公司的ALTIUM DESIGNER 6.0 EDA軟件開發了系統的硬件部分。在整個硬件開發環節中,充分采用高速PCB(Printed Circuit Board)的設計原則,并進行全面的電路仿真試驗,保證了硬件系統的高度可靠性。本系統承襲了ARM7系列處理器高性能、低功耗、低成本的優點,并充分考慮到用戶的需要,擴展了多種常用的外部設備接口以及藍牙無線接口等,為將米各種可能的應用提供了完善的硬件基礎。概括總結起來本文具體工作如下: 1.完全自主設計了具有高擴展性的基于LPC2292嵌入式處理器的嵌入式系統應用開發平臺。基于該硬件平臺,可以實現許多基于ARM架構處理器的嵌入式應剛而無需對硬什系統作出大的改變,如多協議轉換器、CAN(Control Area Network)總線網關、以太網關、各種工業控制應用等。并在具體的設計實踐中,總結出了嵌入式系統硬件平臺的設計原則及設計方法。 2.完成了基于CPLD的PCI橋接芯片的同什設計,在ARM硬件平臺上成功擴展了PCI設備,成功解決了ARM處理器和PCI從設備之間通訊的問題。 3.完成了對所開發的嵌入式系統硬件平臺的測試工作,完成了基于AT89C51的PCI測試卡軟硬件設計?;诖藴y試卡,可以實現對系統中的PCI通訊功能進行有效測試,以保證整個硬件系統正常、高效、穩定地運行。本系統的設計完成,使其可以作為嵌入式應用的二次開發或實驗平臺,用于工業產品開發及高校相關專業的實踐教學。
上傳時間: 2013-05-22
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大圓機是一種涉及到計算機、機械、電子、控制等諸多領域,比較復雜的典型機電一體化產品。近幾年來,伴隨著我國針織行業的快速發展,大圓機的需求日益加大,傳統的基于MCU面板控制和采用薄膜按鍵方式的大圓機控制系統已經無法滿足需求。隨著微處理器技術的發展,嵌入式技術以其高集成度和高穩定性、高性價比在工控領域有著廣闊的應用前景。 近幾年,隨著嵌入式技術的發展,對人機界面的要求越來越高,友好的圖形人機界面為嵌入式系統的人機交互提供了豐富的圖形圖像信息。uC/GUI是一款不僅可以實現快速開發,而且能夠提供低功耗型GUI支持的嵌入式GUI軟件。用戶可以使用它方便地定制出自己的圖形用戶界面,完成各種應用程序的開發。因此已經被越來越多的領域所采用。 本文在對大圓機系統的功能和控制要求進行分析的基礎上,提出了一個以ARM微處理器和CPLD器件為中心構建硬件平臺、基于uC/OS-Ⅱ和uC/GUI的嵌入式大圓機控制系統解決方案。 此方案中的硬件平臺由主CPU核心應用系統電路、人機交互接口電路、協處理器CPLD模塊電路等部分組成。主CPU采用Samsung公司的基于ARM7內核的S3C44BOX處理器,人機交互接口電路采用觸摸屏和LCD液晶顯示器,為了解決閉環控制的問題,采用了CPLD作為協處理器,進行外圍擴展構成控制電路,軟件部分包括uC/OS-Ⅱ、Boot Loader、設備驅動程序、人機界面和主控制應用程序等。其中Boot Loader支持系統啟動,程序下載到RAM執行和燒寫到Flash存儲器等功能,而人機界面和主控制應用程序則基于設備驅動程序實現了對于大圓機系統的控制。 與傳統的基于MCU或工控機的大圓機控制系統相比,基于此設計方案實現的控制系統具有低成本、高集成度和高性能等特點,具有較大的實用價值和廣闊的應用前景。
上傳時間: 2013-07-13
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·CPLD/FPGA是目前誚用最為廣泛的兩種可編程專用集成電路(ASIC),特別適合于產品的樣品開發與小批量生產。 本書從現代電子系統設計的角度出發,以全球著名的可編程邏輯器件供應商Xilinx公司的產品為背景,系統全面地介紹該公司的CPLD/FPGA產品的結構原理、性能特點、設計方法以及相應的EDA工具軟件,重點介紹CPLD/FPGA在數字系統設計、數字通信與數字信號處理等領域中的應用。
上傳時間: 2013-04-24
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·本書從實用的角度出發,全面系統地介紹了使用集成開發軟件進行CPLD/FPGA電路原理圖設計、VHDL設計等操作方法和技巧。書中不但附有大量的圖示和程序,而且還專門安排了習題和設計實例,具有很強的實用性和指導性。本書語言簡潔、層次清晰,適合于CPLD/FPGA的初級用戶以及CPLD/FPGA硬件系統的設計人員使用,同時也可作為高等院校相關專業的理想教材。
上傳時間: 2013-05-31
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