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VHDL常見(jiàn)錯(cuò)(cuò)誤分析

  • 基于FPGA的嵌入式圖像采集卡的研究

    圖像采集和處理技術(shù)在機(jī)器視覺(jué)和圖像分析等諸多領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛,大部分情況下,采集卡只需將前端相機(jī)捕獲的圖像信息正確地傳回計(jì)算機(jī)即可。但是在要求較高的應(yīng)用場(chǎng)合需要采集卡能準(zhǔn)確控制外部光源和相機(jī),完成圖像采集,預(yù)處理,數(shù)據(jù)傳輸。只有這樣,用戶才可以根據(jù)不同的興趣和需求對(duì)特定的某些圖像進(jìn)行采集、傳輸以及處理,以達(dá)到某種分析目的。 本文根據(jù)國(guó)家985二期項(xiàng)目“三維粒子圖像測(cè)速系統(tǒng)”的圖像采集與處理需要,設(shè)計(jì)開發(fā)了一款以FPGA為核心控制芯片的嵌入式圖像采集卡。采集卡以FPGA為邏輯和算法實(shí)現(xiàn)的核心器件,不僅實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)意義上的圖像采集,而且實(shí)現(xiàn)了CCD相機(jī)控制和激光器同步曝光功能,打破了以往單純靠增加硬件設(shè)備實(shí)現(xiàn)同步控制的方法,簡(jiǎn)化了系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)并節(jié)約系統(tǒng)成本。此外,在系統(tǒng)中嵌入了圖像增強(qiáng)算法和采用PCI接口與計(jì)算機(jī)連接滿足了高速采集的要求。同時(shí),采用市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用的Camera Link作為采集卡的圖像輸入接口,提高了系統(tǒng)的通用性、傳輸速率和抗干擾能力,簡(jiǎn)化圖像獲取設(shè)備和模擬攝像頭之間需要視頻解碼等連接。具有嵌入式處理功能,光源同步和相機(jī)控制的采集卡將使機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng),圖像測(cè)速等諸多領(lǐng)域的圖像采集應(yīng)用變得更為便捷。 論文首先對(duì)圖像采集卡系統(tǒng)的組成、整體方案和可行性進(jìn)行了論證。然后給出了圖像采集卡的硬件設(shè)計(jì)。在此部分結(jié)合整體設(shè)計(jì)方案,討論芯片的選型問(wèn)題。根據(jù)所選芯片的本身特點(diǎn),分模塊地對(duì)圖像采集卡的硬件設(shè)計(jì)原理進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。接下來(lái)是圖像采集卡的軟件設(shè)計(jì)部分。用VHDL和原理圖結(jié)合的方法對(duì)FPGA進(jìn)行編程,實(shí)現(xiàn)了圖像采集系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊。根據(jù)圖像采集系統(tǒng)的要求用DriverWorks軟件設(shè)計(jì)了圖像采集卡的WDM底層驅(qū)動(dòng)程序和上層應(yīng)用程序。最后是用FPGA實(shí)現(xiàn)了帶修改參數(shù)的硬件嵌入式圖像處理算法——圖像增強(qiáng)。論文中使用QUARTUS軟件嵌入的邏輯分析儀SignalTap對(duì)FPGA設(shè)計(jì)的模塊進(jìn)行了硬件調(diào)試,給出了調(diào)試的時(shí)序圖和調(diào)試結(jié)果,經(jīng)測(cè)試分析該采集卡滿足“三維粒子圖像測(cè)速系統(tǒng)”的要求,達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

    標(biāo)簽: FPGA 嵌入式 圖像采集卡

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

    上傳用戶:cazjing

  • 基于FPGA的全同步數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)

    頻率是電子技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)基本參數(shù),同時(shí)也是一個(gè)非常重要的參數(shù)。穩(wěn)定的時(shí)鐘在高性能電子系統(tǒng)中有著舉足輕重的作用,直接決定系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,測(cè)頻系統(tǒng)使用時(shí)鐘的提高,測(cè)頻技術(shù)有了相當(dāng)大的發(fā)展,但不管是何種測(cè)頻方法,±1個(gè)計(jì)數(shù)誤差始終是限制測(cè)頻精度進(jìn)一步提高的一個(gè)重要因素。 本設(shè)計(jì)闡述了各種數(shù)字測(cè)頻方法的優(yōu)缺點(diǎn)。通過(guò)分析±1個(gè)計(jì)數(shù)誤差的來(lái)源得出了一種新的測(cè)頻方法:檢測(cè)被測(cè)信號(hào),時(shí)基信號(hào)的相位,當(dāng)相位同步時(shí)開始計(jì)數(shù),相位再次同步時(shí)停止計(jì)數(shù),通過(guò)相位同步來(lái)消除計(jì)數(shù)誤差,然后再通過(guò)運(yùn)算得到實(shí)際頻率的大小。根據(jù)M/T法的測(cè)頻原理,已經(jīng)出現(xiàn)了等精度的測(cè)頻方法,但是還存在±1的計(jì)數(shù)誤差。因此,本文根據(jù)等精度測(cè)頻原理中閘門時(shí)間只與被測(cè)信號(hào)同步,而不與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)同步的缺點(diǎn),通過(guò)分析已有等精度澳孽頻方法所存在±1個(gè)計(jì)數(shù)誤差的來(lái)源,采用了全同步的測(cè)頻原理在FPGA器件上實(shí)現(xiàn)了全同步數(shù)字頻率計(jì)。根據(jù)全同步數(shù)字頻率計(jì)的測(cè)頻原理方框圖,采用VHDL語(yǔ)言,成功的編寫出了設(shè)計(jì)程序,并在MAX+PLUS Ⅱ軟件環(huán)境中,對(duì)編寫的VHDL程序進(jìn)行了仿真,得到了很好的效果。最后,又討論了全同步頻率計(jì)的硬件設(shè)計(jì)并給出了電路原理圖和PCB圖。對(duì)構(gòu)成全同步數(shù)字頻率計(jì)的每一個(gè)模塊,給出了較詳細(xì)的設(shè)計(jì)方法和完整的程序設(shè)計(jì)以及仿真結(jié)果。

    標(biāo)簽: FPGA 數(shù)字頻率計(jì)

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

    上傳用戶:qqoqoqo

  • 基于FPGA的數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)的研究

    目前,數(shù)字信號(hào)處理廣泛應(yīng)用于通信、雷達(dá)、聲納、語(yǔ)音與圖像處理等領(lǐng)域,信號(hào)處理算法理論己趨于成熟,但其具體硬件實(shí)現(xiàn)方法卻值得探討。FPGA是近年來(lái)廣泛應(yīng)用的超大規(guī)模、超高速的可編程邏輯器件,由于其具有高集成度、高速、可編程等優(yōu)點(diǎn),大大推動(dòng)了數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的單片化、自動(dòng)化,縮短了單片數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期、提高了設(shè)計(jì)的靈活性和可靠性,在超高速信號(hào)處理和實(shí)時(shí)測(cè)控方面有非常廣泛的應(yīng)用。本文對(duì)FPGA的數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)進(jìn)行研究,基于FPGA在數(shù)據(jù)采樣控制和信號(hào)處理方面的高性能和單片系統(tǒng)發(fā)展的新熱點(diǎn),把FPGA作為整個(gè)數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的控制核心。主要研究?jī)?nèi)容如下: FPGA的單片系統(tǒng)研究。針對(duì)數(shù)據(jù)采集與處理,對(duì)FPGA進(jìn)行選型,設(shè)計(jì)了基于FPGA的單片系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。把整個(gè)控制系統(tǒng)分為三個(gè)部分:多通道采樣控制模塊,數(shù)據(jù)處理模塊,存儲(chǔ)控制模塊。 多通道采樣控制模塊的設(shè)計(jì)。利用4片AD7506和一片AD7862對(duì)64路模擬量進(jìn)行周期采樣,分別設(shè)計(jì)了通道選擇控制模塊和A/D轉(zhuǎn)換控制模塊,并進(jìn)行了仿真,完成了基于FPGA的多通道采樣控制。 數(shù)據(jù)處理模塊的設(shè)計(jì)。FFT算法在數(shù)字信號(hào)處理中占有重要的地位,因此本文研究了FFT的硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu),提出了用FPGA實(shí)現(xiàn)FFT的一種設(shè)計(jì)思想,給出了總體實(shí)現(xiàn)框圖。分別設(shè)計(jì)了旋轉(zhuǎn)因子復(fù)數(shù)乘法器,碟形運(yùn)算單元,存儲(chǔ)器,控制器,并分別進(jìn)行了仿真。重點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了FFT算法中的蝶形處理單元,采用了一種高效乘法器算法設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了蝶形處理單元中的旋轉(zhuǎn)因子乘法器,從而提高了蝶形處理器的運(yùn)算速度,降低了運(yùn)算復(fù)雜度。理論分析和仿真結(jié)果表明,狀態(tài)機(jī)控制器成功地對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行了有序、協(xié)調(diào)的控制。 存儲(chǔ)控制模塊的設(shè)計(jì)。利用閃存芯片K9K1G08UOA對(duì)采集處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ),設(shè)計(jì)了FPGA與閃存的硬件連接,設(shè)計(jì)了存儲(chǔ)控制模塊。 本文對(duì)FFT算法的硬件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究,結(jié)合單片系統(tǒng)的特點(diǎn),把整個(gè)系統(tǒng)分為多通道采樣控制模塊,數(shù)據(jù)處理模塊,存儲(chǔ)控制模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真。設(shè)計(jì)采用VHDL編寫程序的源代碼。仿真測(cè)試結(jié)果表明,此FPGA單片系統(tǒng)可完成對(duì)實(shí)時(shí)信號(hào)的高速采集與處理。

    標(biāo)簽: FPGA 數(shù)據(jù)采集 處理技術(shù)

    上傳時(shí)間: 2013-07-06

    上傳用戶:eclipse

  • 基于FPGA的軟件無(wú)線電通信平臺(tái)

    軟件無(wú)線電技術(shù)作為一種新的通信技術(shù),其基本思想是構(gòu)造一個(gè)通用硬件平臺(tái),使寬帶A/D,D/A盡量靠近天線,在數(shù)字域完成信號(hào)處理,通過(guò)選用不同軟件模塊即可實(shí)現(xiàn)不同的通信功能,這樣大大縮短了電臺(tái)的研發(fā)周期。該技術(shù)在通信(尤其是在移動(dòng)通信)領(lǐng)域有著迫切的需求和廣闊的應(yīng)用前景。 本文闡述了軟件無(wú)線電的基礎(chǔ)理論,對(duì)信號(hào)采樣理論、多速率信號(hào)處理技術(shù)、高效數(shù)字濾波器、數(shù)字正交變換理論進(jìn)行了分析和研究。從目前器件發(fā)展水平和實(shí)驗(yàn)研究條件出發(fā),設(shè)計(jì)了一個(gè)基于FPGA的軟件無(wú)線電通信平臺(tái)。設(shè)計(jì)采用了中頻數(shù)字化處理的硬件平臺(tái)結(jié)構(gòu),選用Altera Cyclone系列FPGA作為信號(hào)處理和總體控制配置的核心,并結(jié)合專用通信芯片,數(shù)字上變頻器AD9856和數(shù)字下變頻器AD6654來(lái)實(shí)現(xiàn)該平臺(tái)。采用VHDL和Verilog HDL語(yǔ)言對(duì)時(shí)分復(fù)用模塊、信道編解碼模塊、調(diào)制解調(diào)模塊等進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì),并對(duì)電路板設(shè)計(jì)過(guò)程中系統(tǒng)的配置和控制、無(wú)源濾波器設(shè)計(jì)、阻抗匹配電路設(shè)計(jì)等問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的討論,最后對(duì)印制電路板進(jìn)行測(cè)試和調(diào)試,獲得了預(yù)期的效果。 本文給出的設(shè)計(jì)方案,大大簡(jiǎn)化了數(shù)字通信系統(tǒng)的硬件設(shè)備,具有較強(qiáng)的通用性和靈活性,通過(guò)修改系統(tǒng)參數(shù)和配置程序,即可適應(yīng)不同的通信模式和信道狀況,充分體現(xiàn)了軟件無(wú)線電的優(yōu)勢(shì)。該平臺(tái)不僅僅能應(yīng)用在通信設(shè)備上,在許多系統(tǒng)驗(yàn)證平臺(tái)、測(cè)試設(shè)備中均可應(yīng)用,頗具實(shí)用價(jià)值。

    標(biāo)簽: FPGA 軟件無(wú)線電 通信平臺(tái)

    上傳時(shí)間: 2013-07-21

    上傳用戶:淺言微笑

  • 偽隨機(jī)序列發(fā)生器的FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

    偽隨機(jī)序列 (Pseudo-Random Sequence,PRS)廣泛應(yīng)用于密碼學(xué)、擴(kuò)頻通信、雷達(dá)、導(dǎo)航等領(lǐng)域,其設(shè)計(jì)和分析一直是國(guó)際上的研究熱點(diǎn)。混沌序列作為一種性能優(yōu)良的偽隨機(jī)序列,近年來(lái)受到越來(lái)越多的關(guān)注。尋找一種性能更為良好的混沌偽隨機(jī)序列(ChaosPseudo Random Sequence,CPRS)并且完成其硬件實(shí)現(xiàn),在理論研究與工程應(yīng)用上都是十分有價(jià)值的。基于切延遲橢圓反射腔映射混沌系統(tǒng)(Tangent-Delay Ellipse Reflecting Cavity map System,TD-ERCS)已被理論分析和測(cè)試證明具有良好的密碼學(xué)性質(zhì)。本文介紹了一種基于TD-ERCS構(gòu)造偽隨機(jī)序列發(fā)生器 (Pseudo Random SequenceGenerator,PRSG)的新方法;并基于這種方法,提出了以現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列 (Field Programmable Gate Array,F(xiàn)PGA)為平臺(tái)的硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案,采用硬件描述語(yǔ)言 (VHSIC Hardware DescriptionLanguage,VHDL )完成了整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),通過(guò)了仿真與適配,完成了硬件調(diào)試;詳細(xì)地論述了系統(tǒng)總體框架及內(nèi)部模塊設(shè)計(jì),重點(diǎn)介紹了TD-ERCS算法實(shí)現(xiàn)單元的設(shè)計(jì),并在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)加入了異步串行接口,完善了整個(gè)系統(tǒng)的模塊化,可使系統(tǒng)嵌入到現(xiàn)有的各類密碼系統(tǒng)與設(shè)備中;基于FDELPHI編程環(huán)境,完成了計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì),為使用基于TD-ERCS開發(fā)的PRSG硬件產(chǎn)品提供了人機(jī)交互界面,也為分析與測(cè)試硬件系統(tǒng)產(chǎn)生的CPRS提供了方便;同時(shí)依據(jù)美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院 (National Institute of Standards andTechnology,NIST)提出的偽隨機(jī)序列性能指標(biāo),對(duì)軟件與硬件系統(tǒng)產(chǎn)生的CPRS進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試,軟件方法所得序列各項(xiàng)性能指標(biāo)完全合格,硬件FPGA所得序列僅三項(xiàng)測(cè)試未能通過(guò),其原因有待進(jìn)一步研究。

    標(biāo)簽: FPGA 偽隨機(jī)序列 發(fā)生器

    上傳時(shí)間: 2013-06-20

    上傳用戶:heart520beat

  • 軟件無(wú)線電中數(shù)字下變頻技術(shù)研究

    軟件無(wú)線電(SDR,Software Defined Radio)由于具備傳統(tǒng)無(wú)線電技術(shù)無(wú)可比擬的優(yōu)越性,已成為業(yè)界公認(rèn)的現(xiàn)代無(wú)線電通信技術(shù)的發(fā)展方向。理想的軟件無(wú)線電系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)體系結(jié)構(gòu)的開放性和可編程性,減少靈活性著的硬件電路,把數(shù)字化處理(ADC和DAC)盡可能靠近天線,通過(guò)軟件的更新改變硬件的配置、結(jié)構(gòu)和功能。目前,直接對(duì)射頻(RF)進(jìn)行采樣的技術(shù)尚未實(shí)現(xiàn)普及的產(chǎn)品化,而用數(shù)字變頻器在中頻進(jìn)行數(shù)字化是普遍采用的方法,其主要思想是,數(shù)字混頻器用離散化的單頻本振信號(hào)與輸入采樣信號(hào)在乘法器中相乘,再經(jīng)插值或抽取濾波,其結(jié)果是,輸入信號(hào)頻譜搬移到所需頻帶,數(shù)據(jù)速率也相應(yīng)改變,以供后續(xù)模塊做進(jìn)一步處理。數(shù)字變頻器在發(fā)射設(shè)備和接收設(shè)備中分別稱為數(shù)字上變頻器(DUC,Digital Upper Converter)和數(shù)字下變頻器(DDC,Digital Down Converter),它們是軟件無(wú)線電通信設(shè)備的關(guān)鍵部什。大規(guī)模可編程邏輯器件的應(yīng)用為現(xiàn)代通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來(lái)極大的靈活性。基于FPGA的數(shù)字變頻器設(shè)計(jì)是深受廣大設(shè)計(jì)人員歡迎的設(shè)計(jì)手段。本文的重點(diǎn)研究是數(shù)字下變頻器(DDC),然而將它與數(shù)字上變頻器(DUC)完全割裂后進(jìn)行研究顯然是不妥的,因此,本文對(duì)數(shù)字上變頻器也作適當(dāng)介紹。 第一章簡(jiǎn)要闡述了軟件無(wú)線電及數(shù)字下變頻的基本概念,介紹了研究背景及所完成的主要研究工作。 第二章介紹了數(shù)控振蕩器(NCO),介紹了兩種實(shí)現(xiàn)方法,即基于查找表和基于CORDIC算法的實(shí)現(xiàn)。對(duì)CORDIc算法作了重點(diǎn)介紹,給出了傳統(tǒng)算法和改進(jìn)算法,并對(duì)基于傳統(tǒng)CORDIC算法的NCO的FPGA實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了EDA仿真。 第三章介紹了變速率采樣技術(shù),重點(diǎn)介紹了軟件無(wú)線電中廣泛采用的級(jí)聯(lián)積分梳狀濾波器 (cascaded integratot comb, CIC)和ISOP(Interpolated Second Order Polynomial)補(bǔ)償法,對(duì)前者進(jìn)行了基于Matlab的理論仿真和FPGA實(shí)現(xiàn)的EDA仿真,后者只進(jìn)行了基于Matlab的理論仿真。 第四章介紹了分布式算法和軟件無(wú)線電中廣泛采用的半帶(half-band,HB)濾波器,對(duì)基于分布式算法的半帶濾波器的FPGA實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了EDA仿真,最后簡(jiǎn)要介紹了FIR的多相結(jié)構(gòu)。 第五章對(duì)數(shù)字下變頻器系統(tǒng)進(jìn)行了噪聲綜合分析,給出了一個(gè)噪聲模型。 第六章介紹了數(shù)字下變頻器在短波電臺(tái)中頻數(shù)字化應(yīng)用中的一個(gè)實(shí)例,給出了測(cè)試結(jié)果,重點(diǎn)介紹了下變頻器的:FPGA實(shí)現(xiàn),其對(duì)應(yīng)的VHDL程序收錄在本文最后的附錄中,希望對(duì)從事該領(lǐng)域設(shè)計(jì)的技術(shù)人員具有一定參考價(jià)值。

    標(biāo)簽: 軟件無(wú)線電 數(shù)字下變頻 技術(shù)研究

    上傳時(shí)間: 2013-06-09

    上傳用戶:szchen2006

  • 電源測(cè)量與分析入門手冊(cè)

    電源測(cè)量與分析入門手冊(cè) 本入門手冊(cè)將主要介紹如何使用示波器和專用軟件進(jìn)行開關(guān)電源設(shè)計(jì)測(cè)量。兩個(gè)不同版本。都是中文的。 目錄 簡(jiǎn)介 電源設(shè)計(jì)中的問(wèn)題以及測(cè)量要求 示波器與電源測(cè)量 開關(guān)電源基礎(chǔ) 準(zhǔn)備進(jìn)行電源測(cè)量 在一次采集中同時(shí)測(cè)量100 伏和100 毫伏電壓 消除電壓探頭和電流探頭之間的時(shí)間偏差 消除探頭零偏和噪聲 電源測(cè)量中記錄長(zhǎng)度的作用 識(shí)別真正的Ton 與Toff 轉(zhuǎn)換 有源器件測(cè)量:開關(guān)元件 開關(guān)器件的功率損耗理論 截止損耗 開通損耗 詳細(xì)了解SMPS 的功率損耗 安全工作區(qū) 動(dòng)態(tài)導(dǎo)通電阻 di/dt dv/dt 無(wú)源器件測(cè)量:磁性元件 電感基礎(chǔ) 用示波器進(jìn)行電感測(cè)量 磁性元件功率損耗基礎(chǔ) 用示波器進(jìn)行磁性元件功率損耗測(cè)量 磁特性基礎(chǔ) 用示波器測(cè)量磁性元件特性 輸入交流供電測(cè)量 電源質(zhì)量測(cè)量基礎(chǔ) SMPS 的電源質(zhì)量測(cè)量 用示波器測(cè)量電源質(zhì)量 使用正確的工具 用示波器進(jìn)行電源質(zhì)量測(cè)量

    標(biāo)簽: 電源測(cè)量 入門手冊(cè)

    上傳時(shí)間: 2013-07-03

    上傳用戶:jjj0202

  • FFT的VHDL源代碼下載

    給用戶提供了FFT的VHDL源代碼下載,可供用戶來(lái)參考學(xué)習(xí)

    標(biāo)簽: VHDL FFT 源代碼

    上傳時(shí)間: 2013-06-03

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  • 基于FPGA的GPS定位信息處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    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(lái)越廣。但由于定位過(guò)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(guò)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(lái)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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。

    標(biāo)簽: FPGA GPS 定位 信息處理

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

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  • 基于VHDL語(yǔ)言的卷積碼編解碼器的設(shè)計(jì)

    本文在闡述卷積碼編解碼器基本工作原理的基礎(chǔ)上,提出了在MAX+PlusⅡ開發(fā)平臺(tái)上基于VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)(2,1,6)卷積碼編解碼器的方法。

    標(biāo)簽: VHDL 語(yǔ)言 卷積碼 編解碼器

    上傳時(shí)間: 2013-06-16

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