如今電力電子電路的控制旨在實(shí)現(xiàn)高頻開關(guān)的計(jì)算機(jī)控制，并向著更高頻率、更低損耗和全數(shù)字化的方向發(fā)展。現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列器件(FieldProgrammableGateArrays)是近年來嶄露頭角的一類新型集成電路，它具有簡(jiǎn)潔、經(jīng)濟(jì)、高速度、低功耗等優(yōu)勢(shì)，又具有全集成化、適用性強(qiáng)，便于開發(fā)和維護(hù)(升級(jí))等顯著優(yōu)點(diǎn)。與單片機(jī)和DSP相比，F(xiàn)PGA的頻率更高、速度更快，這些特點(diǎn)順應(yīng)了電力電子電路的日趨高頻化和復(fù)雜化發(fā)展的需要。因此，在越來越多的領(lǐng)域中FPGA得到了日益廣泛的發(fā)展和應(yīng)用?！ ”疚奶岢隽艘环N采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)器件實(shí)現(xiàn)數(shù)字化通用PWM控制器的方案。該控制器能產(chǎn)生多路PWM脈沖，具有開關(guān)頻率可調(diào)、各路脈沖間的相位可調(diào)、接口簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快、易修改、可現(xiàn)場(chǎng)編程等特點(diǎn)，可應(yīng)用于PWM的全數(shù)字化控制。文中對(duì)方案的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了比較詳細(xì)的論述，包括A/D采樣控制、PI算法的實(shí)現(xiàn)、PWM波形的產(chǎn)生、各模塊的工作原理等?！ ”疚倪€提出一種新型ZCT-PWMBoost變換器，詳細(xì)的分析了該變換器的工作過程，并采用基于FPGA的數(shù)字化通用PWM控制器對(duì)這種軟開關(guān)Boost變換器進(jìn)行控制，給出了比較完滿的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該控制器以及該ZCTBoost變換器的可行性和有效性，
標(biāo)簽： FPGA PWM 數(shù)字化 制器設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-06-22
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數(shù)字相關(guān)器是無線數(shù)字接收機(jī)的重要組成部分,它主要用于對(duì)中頻數(shù)字化后的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和同步,從而恢復(fù)出原始的基帶數(shù)據(jù).本文的重點(diǎn)是如何高效的實(shí)現(xiàn)無線通信接收系統(tǒng)中數(shù)字中頻部分,主要研究如何對(duì)MSK信號(hào)進(jìn)行正確、有效、實(shí)時(shí)的解調(diào),其內(nèi)容包括1.MSK信號(hào)簡(jiǎn)介及分析,研究其特征,以便有效的對(duì)其解調(diào).2.對(duì)解調(diào)技術(shù)中涉及的重點(diǎn)模塊,比如NCO、CORDIC算法等做了理論上的介紹與分析.3.MSK信號(hào)的數(shù)字解調(diào)技術(shù),比較了各種解調(diào)技術(shù),主要是正交解調(diào)和差分解調(diào),分析了它們的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì),并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證.4.在FPGA中實(shí)現(xiàn)了數(shù)字中頻系統(tǒng)的各個(gè)關(guān)鍵模塊.5.最終的解調(diào)模塊在實(shí)際的PCB基板上調(diào)試通過,并應(yīng)用在實(shí)際產(chǎn)品中.
標(biāo)簽： FPGA 數(shù)字相關(guān)器 解調(diào) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-06-21
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本課題針對(duì)當(dāng)前煤礦企業(yè)對(duì)水的依賴性和企業(yè)自身發(fā)展對(duì)水源的需求等實(shí)際問題，研制了基于ARM的煤礦水源井監(jiān)控系統(tǒng)。 論文主要介紹了監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控終端（RTU）的硬件設(shè)計(jì)、軟件算法設(shè)計(jì)以及通訊技術(shù)、電機(jī)的保護(hù)原理和監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)的軟件設(shè)計(jì)。 監(jiān)控終端（RTU）的算法設(shè)計(jì)方面，針對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)信號(hào)的特點(diǎn)和系統(tǒng)分析的需要，對(duì)水位、流量、出水口壓力采用直流采樣，對(duì)相電流、相電壓采用交流信號(hào)采樣。對(duì)采樣后的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值分析和計(jì)算，獲得了高精度的煤礦水源井參數(shù)的測(cè)量和系統(tǒng)的控制。 通訊部分采用的是具有接收靈敏度高、頻率穩(wěn)定、傳輸效率高等優(yōu)點(diǎn)的無線數(shù)傳電臺(tái)與RS-232組成無線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的上下傳輸。 監(jiān)控終端（RTU）的硬件設(shè)計(jì)方面主要采用ARM芯片作為監(jiān)控分站的終端處理核心，實(shí)時(shí)檢測(cè)水源井的水位，出水口壓力、流量等參數(shù)。實(shí)時(shí)顯示水源井各參數(shù)的動(dòng)態(tài)特性，并查看水位的歷史變化。同時(shí)，ARM處理器通過互感器對(duì)數(shù)據(jù)采集處理后，可計(jì)算出水泵電機(jī)的三相電流、電壓的實(shí)際值，根據(jù)電機(jī)的相序電流、電壓的大小，可對(duì)電機(jī)實(shí)時(shí)有效的微機(jī)保護(hù)。并根據(jù)監(jiān)控中心命令進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳送。 監(jiān)控終端軟件方面主要考慮到時(shí)實(shí)采樣的準(zhǔn)確性，uClinux系統(tǒng)在ARM系統(tǒng)上數(shù)據(jù)處理的快速性與實(shí)時(shí)性，以及與監(jiān)控系統(tǒng)軟件的通信顯示方面的可行性與有效性。 系統(tǒng)監(jiān)控的軟件利用VC++6．0中的編程進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集處理和控制、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示、報(bào)表打印和報(bào)警等功能。通過ADO對(duì)象和SQL Sever，與windows系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的交互。
標(biāo)簽： ARM 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-05-16
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智能城市公交系統(tǒng)為解決城市交通擁堵、空氣污染，降低交通事故提供了解決方案，并在世界各國(guó)達(dá)成廣泛的共識(shí)。我國(guó)政府為改善城市公共交通系統(tǒng)投入了大量的財(cái)力對(duì)公交系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)和改造，智能調(diào)度、自動(dòng)報(bào)站、車輛監(jiān)控等新技術(shù)應(yīng)用于城市公交系統(tǒng)中。IEEE802.15.4/ZigBee標(biāo)準(zhǔn)的制定，不僅為工業(yè)控制、家居自動(dòng)化控制和遙測(cè)遙控等領(lǐng)域提供了一種無線互聯(lián)互通的標(biāo)準(zhǔn)，而且給智能公交系統(tǒng)帶來了新的生機(jī)，為智能交通系統(tǒng)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了有力的契機(jī)。 本文給出了IEEE802.15.4/ZigBee標(biāo)準(zhǔn)的介紹，給出了協(xié)議?？蚣芙Y(jié)構(gòu)，從物理層到應(yīng)用層進(jìn)行了分析，并將ZigBee技術(shù)與其他無線通信技術(shù)做了比較，分析了ZigBee技術(shù)應(yīng)用的場(chǎng)合。 在查閱大量參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，，設(shè)計(jì)了基于ZigBee技術(shù)的智能公交系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)，分析了始發(fā)站、中間站、終點(diǎn)站的功能，并嘗試采用挪威Chipcon公司的ZigBee—CC2430無線模塊來代替GPS技術(shù)實(shí)現(xiàn)公交車輛自動(dòng)報(bào)站。 在始發(fā)站停車場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中，重點(diǎn)研究ZigBee定位機(jī)制，研究了多邊定位算法、幾何算法、加權(quán)質(zhì)心算法等，并改進(jìn)現(xiàn)有的定位算法，并使用MATLAB工具進(jìn)行仿真分析，實(shí)現(xiàn)了基于ZigBee技術(shù)的公交車定位系統(tǒng)；在中間站電子站牌設(shè)計(jì)中采用能量檢測(cè)算法實(shí)現(xiàn)了與車載終端的通訊，編寫了電子站牌和公交車載終端的通信協(xié)議并實(shí)地測(cè)試了自動(dòng)報(bào)站功能。 最后設(shè)計(jì)了以Philips公司的ARM7芯片LPC2364為微處理器的智能公交車載終端，并給出了各部分的硬件電路設(shè)計(jì)。
標(biāo)簽： ZigBeeARM 智能公交系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-05-25
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目前，織機(jī)向著高速化、智能化方向發(fā)展，無梭織機(jī)也越來越占主導(dǎo)地位，開發(fā)中高檔織機(jī)控制系統(tǒng)是當(dāng)前紡織機(jī)械領(lǐng)域的重要課題?？棛C(jī)的電子送經(jīng)和卷取控制系統(tǒng)是中高檔織機(jī)控制的關(guān)鍵技術(shù)之一，同時(shí)它也是無梭織機(jī)優(yōu)越于有梭織機(jī)的重要特征之一，因此研究送經(jīng)和卷取控制系統(tǒng)具有重要意義。 本文研究的內(nèi)容是織機(jī)的送經(jīng)和卷取控制系統(tǒng)，主要目的是保證織機(jī)在織造過程中紗線張力的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。主要工作如下： （1）在分析送經(jīng)卷取系統(tǒng)原理和功能的基礎(chǔ)上，提出了一種用較低成本完成所需控制功能的解決方案——以ARM嵌入式處理器S3C44B0為中心構(gòu)建硬件平臺(tái)，以嵌入式操作系統(tǒng)uClinux為基礎(chǔ)構(gòu)建軟件平臺(tái)。 （2）利用嵌入式處理器S3C44B0豐富的硬件資源，對(duì)電子送經(jīng)卷取控制系統(tǒng)進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)：包括以S3C44B0為核心的最小系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)、與上位機(jī)通訊接口電路的設(shè)計(jì)、經(jīng)紗張力檢測(cè)與采樣電路的設(shè)計(jì)、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口電路的設(shè)計(jì)和編碼器接口電路的設(shè)計(jì)等． （3）利用嵌入式操作系統(tǒng)uClinux高實(shí)時(shí)、多任務(wù)等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)電子送經(jīng)卷取控制系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)： ●在分析uClinux系統(tǒng)的特點(diǎn)和功能的基礎(chǔ)上，完成了在硬件電路板上的移植； ●在分析系統(tǒng)引導(dǎo)程序功能的基礎(chǔ)上，完成了Boot Loader的設(shè)計(jì)； ●完成了系統(tǒng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)：包括串口驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)、A/D驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)和IIC驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)等； ●在對(duì)織機(jī)工藝了解的基礎(chǔ)上，以模塊化的思想完成了系統(tǒng)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)：包括張力傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、控制算法模塊和通訊模塊等； （4）詳細(xì)介紹了整個(gè)控制系統(tǒng)的調(diào)試過程。 本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能使控制的經(jīng)紗張力恒定，反應(yīng)快速，控制精度高，很好地解決了開車痕等問題，能滿足中高檔織機(jī)的要求，具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
標(biāo)簽： ARM 控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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機(jī)械手是自動(dòng)裝配生產(chǎn)線上必不可少的設(shè)備，它可以模擬人手臂的部分動(dòng)作，按預(yù)定的程序、軌跡和要求，實(shí)現(xiàn)抓取、搬運(yùn)和裝配等工作。在減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度和提高裝配質(zhì)量和在惡劣環(huán)境下作業(yè)等方面，起到了積極的作用。嵌入式系統(tǒng)是近年來發(fā)展起來的以應(yīng)用為中心并且軟硬件可裁剪的實(shí)時(shí)系統(tǒng)，它的特點(diǎn)是高度自動(dòng)化，響應(yīng)速度快等，非常適合于要求實(shí)時(shí)的和多任務(wù)的場(chǎng)合。 本文分析了機(jī)械手控制系統(tǒng)的功能要求，研究設(shè)計(jì)了一種基于ARM和DSP的機(jī)械手?jǐn)?shù)控系統(tǒng)的方案。嵌入式ARM處理器，具有運(yùn)行速度快、功耗低、程序設(shè)計(jì)靈活、外圍硬件資源豐富等優(yōu)點(diǎn)，但其很難在處理大數(shù)據(jù)量、復(fù)雜算法時(shí)保證系統(tǒng)的靈活性和實(shí)時(shí)性。DSP作為數(shù)字信號(hào)處理的核心器件，能夠?qū)崟r(shí)快速的完成控制算法運(yùn)算，由于DSP普通輸入輸出口的高低電平變化周期最快只能到1微秒左右，不適合高速輸入輸出；FPGA芯片高速輸入輸出數(shù)據(jù)，時(shí)間可縮短至幾十納秒。另外利用FPGA可以方便的實(shí)現(xiàn)各種接口的邏輯時(shí)序，豐富的接口使得該系統(tǒng)能夠方便的進(jìn)行移植，擴(kuò)展了該系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，從而提升了其性價(jià)比，通過ARM處理器和DSP以及FPGA技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，使系統(tǒng)具有程序設(shè)計(jì)靈活、以太網(wǎng)通信、大容量存儲(chǔ)、高速數(shù)據(jù)輸出、可移植等特點(diǎn)，既滿足高速機(jī)械手自動(dòng)控制的要求，同時(shí)又具有一定的通用性。 通過本課題實(shí)踐表明，基于ARM和DSP構(gòu)建嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用方案全可行、合理，同傳統(tǒng)的人機(jī)交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，能大量地減輕研發(fā)任務(wù)，提高發(fā)速度，能夠在短時(shí)間內(nèi)得到控制性能優(yōu)秀的數(shù)控系統(tǒng)。
標(biāo)簽： ARM DSP 數(shù)控 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-06-11
上傳用戶：康郎
如今電力電子電路的控制旨在實(shí)現(xiàn)高頻開關(guān)的計(jì)算機(jī)控制，并向著更高頻率、更低損耗和全數(shù)字化的方向發(fā)展。現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列器件(FieldProgrammableGateArrays)是近年來嶄露頭角的一類新型集成電路，它具有簡(jiǎn)潔、經(jīng)濟(jì)、高速度、低功耗等優(yōu)勢(shì)，又具有全集成化、適用性強(qiáng)，便于開發(fā)和維護(hù)(升級(jí))等顯著優(yōu)點(diǎn)。與單片機(jī)和DSP相比，F(xiàn)PGA的頻率更高、速度更快，這些特點(diǎn)順應(yīng)了電力電子電路的日趨高頻化和復(fù)雜化發(fā)展的需要。因此，在越來越多的領(lǐng)域中FPGA得到了日益廣泛的發(fā)展和應(yīng)用?！ ”疚奶岢隽艘环N采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)器件實(shí)現(xiàn)數(shù)字化通用PWM控制器的方案。該控制器能產(chǎn)生多路PWM脈沖，具有開關(guān)頻率可調(diào)、各路脈沖間的相位可調(diào)、接口簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快、易修改、可現(xiàn)場(chǎng)編程等特點(diǎn)，可應(yīng)用于PWM的全數(shù)字化控制。文中對(duì)方案的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了比較詳細(xì)的論述，包括A/D采樣控制、PI算法的實(shí)現(xiàn)、PWM波形的產(chǎn)生、各模塊的工作原理等。 本文還提出一種新型ZCT-PWMBoost變換器，詳細(xì)的分析了該變換器的工作過程，并采用基于FPGA的數(shù)字化通用PWM控制器對(duì)這種軟開關(guān)Boost變換器進(jìn)行控制，給出了比較完滿的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該控制器以及該ZCTBoost變換器的可行性和有效性，
標(biāo)簽： FPGA PWM 數(shù)字化 制器設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-10
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隨著現(xiàn)代控制理論在機(jī)電技術(shù)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，多電動(dòng)機(jī)協(xié)調(diào)控制技術(shù)在機(jī)電控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，給嵌入式系統(tǒng)的數(shù)控應(yīng)用提供了巨大機(jī)遇。傳統(tǒng)的伺服運(yùn)動(dòng)控制很難在處理大數(shù)據(jù)量、復(fù)雜算法時(shí)保證系統(tǒng)的靈活性和實(shí)時(shí)性。嵌入式系統(tǒng)是近年來發(fā)展起來的以應(yīng)用為中心并且軟硬件可裁剪的實(shí)時(shí)系統(tǒng)，它的特點(diǎn)是高度自動(dòng)化，響應(yīng)速度快等，非常適合于要求實(shí)時(shí)的和多任務(wù)的場(chǎng)合。 本文以嵌入式數(shù)控系統(tǒng)為項(xiàng)目背景，研究設(shè)計(jì)了一種基于ARM和FPGA的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的方案。設(shè)計(jì)中，通過QuartusⅡ、ModelSim和Protel 99等電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化開發(fā)工具完成了一個(gè)高性能嵌入式軟硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及仿真驗(yàn)證；采用了實(shí)用小巧的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ，為應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性提供了保證。該嵌入式數(shù)控系統(tǒng)滿足了用戶對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和快速處理的要求，具有較廣泛的應(yīng)用前景。 通過本課題實(shí)踐表明，基于ARM和FPGA構(gòu)建嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用方案完全可行、合理，同傳統(tǒng)的人機(jī)交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，能大量地減輕研發(fā)任務(wù)，提高研發(fā)速度，能夠在短時(shí)間內(nèi)得到控制性能優(yōu)秀的數(shù)控系統(tǒng)。而μC／OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)操作系統(tǒng)的加入，使得系統(tǒng)很好地進(jìn)行多任務(wù)處理，并保證了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。
標(biāo)簽： FPGA ARM 嵌入式 數(shù)控
上傳時(shí)間： 2013-07-22
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本論文主要對(duì)無線擴(kuò)頻集成電路設(shè)計(jì)中的信道編解碼算法進(jìn)行研究并對(duì)其FPGA實(shí)現(xiàn)思路和方法進(jìn)行相關(guān)研究。 近年來無線局域網(wǎng)IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)建議物理層采用無線擴(kuò)頻技術(shù)，所以開發(fā)一套擴(kuò)頻通信芯片具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。無線擴(kuò)頻通信系統(tǒng)與常規(guī)通信相比，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，并具有信息蔭蔽、多址保密通信等特點(diǎn)。無線信道的特性較復(fù)雜，因此在無線擴(kuò)頻集成電路設(shè)計(jì)中，加入信道編碼是提高芯片穩(wěn)定性的重要方法。 在了解擴(kuò)頻通信基本原理的基礎(chǔ)上，本文提出了“串聯(lián)級(jí)聯(lián)碼+兩次交織”的信道編碼方案。串聯(lián)的級(jí)聯(lián)碼由外碼——(15，9，4)里德-所羅門(Reed-Solomon)碼，和內(nèi)碼-(2，1，3)卷積碼構(gòu)成，交織則采用交織深度為4的塊交織。重點(diǎn)對(duì)RS碼的時(shí)域迭代譯碼算法和卷積碼的維特比譯碼算法進(jìn)行了詳細(xì)的討論，并完成信道編譯碼方案的性能仿真及用FPGA實(shí)現(xiàn)的方法。 計(jì)算機(jī)仿真的結(jié)果表明，采用此信道編碼方案可以較好的改善現(xiàn)有仿真系統(tǒng)的誤符號(hào)率。 本論文的內(nèi)容安排如下：第一章介紹了無線擴(kuò)頻通信技術(shù)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)以及國(guó)內(nèi)外開發(fā)擴(kuò)頻通信芯片的現(xiàn)狀，并給出了本論文的研究?jī)?nèi)容和安排。第二章主要介紹了擴(kuò)頻通信的基本原理，主要包括擴(kuò)頻通信的定義、理論基礎(chǔ)和分類，直接序列擴(kuò)頻通信方式的數(shù)學(xué)模型。第三章介紹了基本的信道編碼原理，信道編碼的分類和各自的特點(diǎn)。第四章給出了本課題選擇的信道編碼方案——“串聯(lián)級(jí)聯(lián)碼+兩次交織”，詳細(xì)討論了方案中里德-所羅門(Reed-Solomon)碼和卷積碼的基本原理、編碼算法和譯碼算法。最后給出編碼方案的實(shí)際參數(shù)。第五章對(duì)第四章提出的編碼方案進(jìn)行了性能仿真。第六章結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際，討論了FPGA開發(fā)基帶擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和方法。首先對(duì)FPGA開發(fā)流程以及實(shí)際開發(fā)的工具進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹，然后給出了擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。對(duì)發(fā)射和接收子系統(tǒng)中信道編碼、解碼等相關(guān)功能模塊的實(shí)現(xiàn)原理和方法進(jìn)行分析。第七章對(duì)論文的工作進(jìn)行總結(jié)。
標(biāo)簽： FPGA 無線擴(kuò)頻 信道編解 技術(shù)研究
上傳時(shí)間： 2013-07-18
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小波變換是一種新興的理論，是數(shù)學(xué)發(fā)展史上的重要成果。它無論對(duì)數(shù)學(xué)還是對(duì)工程應(yīng)用都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。最新的靜態(tài)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)JPEG2000就以離散小波變換(DWT)作為核心變換算法。 本文首先較為詳細(xì)地分析了小波變換的理論基礎(chǔ)，對(duì)多分辨率分析、Mallat算法和提升算法做了介紹。然后分析了JPEG2000所采用的小波濾波器，并引入了一個(gè)新的LS97小波。該小波系數(shù)簡(jiǎn)單、易于硬件實(shí)現(xiàn)，并且與CDF97小波有很好的兼容性，可作為CDF97小波的替代者。使用Matlab對(duì)CDF97小波和LS97小波的兼容性做仿真測(cè)試，結(jié)果表明這兩個(gè)小波具有幾乎相同的性能。在確定所用的小波后，本文設(shè)計(jì)了二維離散小波變換的硬件結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)過程中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)二維小波變換做了優(yōu)化，即將行變換和列變換的歸一化步驟合并計(jì)算，這樣可以減少兩次乘法操作。另外還使用移位加代替乘法，提取移位加中的公共算子等方式來優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)于邊界數(shù)據(jù)的處理，本文采用了嵌入式對(duì)稱延拓技術(shù)，不需要額外的緩存，節(jié)約了硬件資源。為提高硬件利用率，本文將LeGall53小波變換和LS97小波變換統(tǒng)一起來，只要一個(gè)控制信號(hào)就可實(shí)現(xiàn)兩者之間的轉(zhuǎn)換。本文所提出的結(jié)構(gòu)采用基于行的變換方式，只需要六行中間數(shù)據(jù)即可完成全部行數(shù)據(jù)的小波變換。采用流水線技術(shù)提高了整個(gè)設(shè)計(jì)的運(yùn)行速度。最后也給出了二維離散小波反變換的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)。 在完成硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，使用Verilog硬件描述語(yǔ)言對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行了完全可綜合的RTL級(jí)描述，采用同步設(shè)計(jì)，提高了可靠性。在Xilinx公司的FPGA開發(fā)軟件ISE6.3i中對(duì)正反小波變換做了仿真和實(shí)現(xiàn)，結(jié)果表明，本設(shè)計(jì)能高速高精度地完成正反可逆和不可逆小波變換，可以滿足各種實(shí)時(shí)性要求。
上傳時(shí)間： 2013-07-25
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