軟件開發(fā)環(huán)境:ISE 7.1i 硬件開發(fā)環(huán)境:紅色颶風(fēng)II代-Xilinx版 1. 本實例用于控制開發(fā)板上面的SDRAM完成讀寫功能; 先向SDRAM里面寫數(shù)據(jù),然后再將數(shù)據(jù)讀出來做比較,如果不匹配就通過LED變亮顯示出來,如果一致,LED就不亮。 2. part1目錄是使用Modelsim仿真的工程; 3. part2目錄是在開發(fā)版上面驗證的工程; 2.1. part1_32目錄是4m32SDRAM的仿真工程; 2.2. part1_16目錄是4m16SDRAM的仿真工程; \model文件夾里面是仿真模型; \rtl文件夾里面是源文件; \sim文件夾里面是仿真工程; \test_bench文件夾里面是測試文件; \wave文件夾里面是仿真波形。 3.1. 工程在\project文件夾里面; 3.2. 源文件和管腳分配在\rtl文件夾里面; 3.3. 下載文件在\download文件夾里面,.mcs為PROM模式下載文件,.bit為JTAG調(diào)試下載文件。
標(biāo)簽: Modelsim SDRAM 讀寫 控制
上傳時間: 2013-04-24
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隨著電子技術(shù)和集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)字信號處理已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于通信、信號處理、生物醫(yī)學(xué)以及自動控制等領(lǐng)域中。離散傅立葉變換(DFT)及其快速算法FFT作為數(shù)字信號處理中的基本變換,有著廣泛的應(yīng)用。特別是近年來,基于FFT的ODFM技術(shù)的興起,進(jìn)一步推動了對高速FFT處理器的研究。 FFT 算法從出現(xiàn)到現(xiàn)在已有四十多年代歷史,算法理論已經(jīng)趨于成熟,但是其具體實現(xiàn)方法卻值得研究。面向高速、大容量數(shù)據(jù)流的FFT實時處理,可以通過數(shù)據(jù)并行處理或者采用多級流水線結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。特別是流水線結(jié)構(gòu)使得FFT處理器在進(jìn)行不同點數(shù)的FFT計算時可以通過對模塊級數(shù)的控制很容易的實現(xiàn)。 本文在分析和比較了各種FFT算法后,選擇了基2和基4混合頻域抽取算法作為FFr處理器的實現(xiàn)算法,并提出了一種高速、處理點數(shù)可變的流水線結(jié)構(gòu)FFT處理器的實現(xiàn)方法。利用這種方法實現(xiàn)的FFT處理器成功的應(yīng)用到DAB接收機中,rtl級仿真結(jié)果表明FFT輸出結(jié)果與C模型輸出一致,在FPGA環(huán)境下仿真波形正確,用Ouaaus Ⅱ軟件綜合的最高工作頻率達(dá)到133MHz,滿足了高速處理的設(shè)計要求。
標(biāo)簽: FFT 流水線結(jié)構(gòu) 處理器
上傳時間: 2013-05-29
上傳用戶:GavinNeko
可靠通信要求消息從信源到信宿盡量無誤傳輸,這就要求通信系統(tǒng)具有很好的糾錯能力,如使用差錯控制編碼。自仙農(nóng)定理提出以來,先后有許多糾錯編碼被相繼提出,例如漢明碼,BCH碼和RS碼等,而C。Berrou等人于1993年提出的Turbo碼以其優(yōu)異的糾錯性能成為通信界的一個里程碑。 然而,Turbo碼迭代譯碼復(fù)雜度大,導(dǎo)致其譯碼延時大,故而在工程中的應(yīng)用受到一定限制,而并行Turbo譯碼可以很好地解決上述問題。本論文的主要工作是通過硬件實現(xiàn)一種基于幀分裂和歸零處理的新型并行Turbo編譯碼算法。論文提出了一種基于多端口存儲器的并行子交織器解決方法,很好地解決了并行訪問存儲器沖突的問題。 本論文在現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)平臺上實現(xiàn)了一種基于幀分裂和籬笆圖歸零處理的并行Turbo編譯碼器。所實現(xiàn)的并行Turbo編譯碼器在時鐘頻率為33MHz,幀長為1024比特,并行子譯碼器數(shù)和最大迭代次數(shù)均為4時,可支持8.2Mbps的編譯碼數(shù)掘吞吐量,而譯碼時延小于124us。本文還使用EP2C35FPGA芯片設(shè)計了系統(tǒng)開發(fā)板。該開發(fā)板可提供高速以太網(wǎng)MAC/PHY和PCI接口,很好地滿足了通信系統(tǒng)需求。系統(tǒng)測試結(jié)果表明,本文所實現(xiàn)的并行Turbo編譯碼器及其開發(fā)板運行正確、有效且可靠。 本論文主要分為五章,第一章為緒論,介紹Turbo碼背景和硬件實現(xiàn)相關(guān)技術(shù)。第二章為基于幀分裂和歸零的并行Turbo編碼的設(shè)計與實現(xiàn),分別介紹了編碼器和譯碼器的rtl設(shè)計,還提出了一種基于多端口存儲器的并行子交織器和解交織器設(shè)計。第三章討論了使用NIOS處理器的SOC架構(gòu),使用SOC架構(gòu)處理系統(tǒng)和基于NIOSII處理器和uC/0S一2操作系統(tǒng)的架構(gòu)。第四章介紹了FPGA系統(tǒng)開發(fā)板設(shè)計與調(diào)試的一些工作。最后一章為本文總結(jié)及其展望。
標(biāo)簽: Turbo FPGA 并行 編譯碼器
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該論文基于NIOS Ⅱ軟核處理器和Altera的FPGA技術(shù),設(shè)計了一種便攜式的振動頻譜分析儀,用于旋轉(zhuǎn)機械的故障監(jiān)測和診斷。以SOPC技術(shù)為手段,將信號采集和信號處理電路通過可編程片上系統(tǒng)來實現(xiàn),其特點是將對ADC的控制、數(shù)字信號的濾波、快速傅立葉變換的設(shè)計,通過FPGA芯片集成在一起,以NIOS Ⅱ來完成32位CPU的狀態(tài)控制功能。工程機械、汽車車輛中都存在諸如發(fā)動機類的旋轉(zhuǎn)機械,這類設(shè)備的異常振動往往會影響正常工作,嚴(yán)重時還會出現(xiàn)各種重大事故,該分析儀可以實時地或定期地對發(fā)動機、齒輪箱等旋轉(zhuǎn)機械進(jìn)行振動頻譜分析和監(jiān)測,運用于民用機械能產(chǎn)生非常好的經(jīng)濟(jì)效益。 該論文從四個方面進(jìn)行了研究工作。其一,利用FPGA對ADC芯片的工作進(jìn)行控制,使其在規(guī)定的時間內(nèi)與DSP模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,并對ADC各引腳時序進(jìn)行控制,使兩者協(xié)調(diào)同步工作,編制了相應(yīng)的VHDL語言程序。其二,采用SOPC Builder設(shè)計開發(fā),實現(xiàn)了基于NIOS Ⅱ的32位CPU軟核,創(chuàng)建了相應(yīng)的C/C++和匯編的宏代碼,使得軟件可以訪問用戶自定義邏輯。對頂層設(shè)計產(chǎn)生的VHDL的rtl代碼和仿真文件進(jìn)行了綜合、編譯適配以及仿真。其三,配合Matlab和DSP Builder的強大功能進(jìn)行DSP模塊設(shè)計,開發(fā)出了FIR和FFT等功能模塊,并且添加到SOPC系統(tǒng)中,使其可以由NIOS Ⅱ很容易的調(diào)用。其四,在NIOS Ⅱ系統(tǒng)中添加了uC/OS Ⅱ操作系統(tǒng),提高了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并且降低了開發(fā)難度,提高了系統(tǒng)升級的能力。由于整個設(shè)計是基于FPGA開發(fā)的,所以該系統(tǒng)包括了所有FPGA系統(tǒng)的特點,包括并行的DSP處理、在系統(tǒng)可編程、升級簡單等特點,極易使設(shè)計產(chǎn)品化。
標(biāo)簽: FPGA 便攜式 振動頻譜 分析儀
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目前對數(shù)字化音頻處理的具體實現(xiàn)主要集中在以DSP或?qū)S肁SIC芯片為核心的處理平臺的開發(fā)方面,存在著并行處理性能差,系統(tǒng)升級和在線配置不靈活等缺點。另一方面現(xiàn)有解決方案的設(shè)計主要集中于處理器芯片,而對于音頻編解碼芯片的關(guān)注度較低,而且沒有提出過從芯片層到PCB板層的完整設(shè)計思路。本文針對上述問題對數(shù)字化音頻處理平臺進(jìn)行了研究,主要內(nèi)容包括: 1、提出了基于FPGA的通用音頻處理平臺,該方案有別于現(xiàn)有的基于MCU、DSP和其它專用ASIC芯片的方案,論證了基于FPGA的音頻處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及設(shè)計工作流程,并對嵌入式音頻處理系統(tǒng)專門進(jìn)行了研究。 2、提出了從芯片層到PCB板層的完整設(shè)計思路,并將設(shè)計思路得以實現(xiàn)。完成了FPGA的設(shè)計及實現(xiàn)過程,包括:系統(tǒng)整體分析,設(shè)計流程分析,配置模塊和數(shù)據(jù)通信模塊的rtl實現(xiàn)等;解決了FPGA與音頻編解碼芯片TLV320AIC23B之間接口不匹配問題;給出配置和數(shù)據(jù)通信模塊的功能方框圖;從多個角度完善PCB板設(shè)計,給出了各個系統(tǒng)組成部分的詳細(xì)設(shè)計方案和硬件電路原理圖,并附有PCB圖。 3、建立了實驗和分析環(huán)境,完成了各項實驗和分析工作,主要包括:PCB板信號完整性分析和優(yōu)化,F(xiàn)PGA系統(tǒng)中各個功能模塊的實驗與分析等。實驗和分析結(jié)果論證了系統(tǒng)設(shè)計的合理性和實用性。 本文的研究與實現(xiàn)工作通過實驗和分析得到了驗證。結(jié)果表明,本文提出的由FPGA和音頻編解碼芯片TLV320AIC23B組成的數(shù)字化音頻處理系統(tǒng)完全可以實現(xiàn)音頻信號的數(shù)字化處理,從而可以將FPGA在數(shù)字信號處理領(lǐng)域的優(yōu)點充分發(fā)揮于音頻信號處理領(lǐng)域。
標(biāo)簽: FPGA 通用數(shù)字 處理平臺 音頻
上傳時間: 2013-06-09
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內(nèi)部存儲器負(fù)責(zé)計算機系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)、存儲與讀取,作為計算機系統(tǒng)中必不可少的三大件之一,它對計算機系統(tǒng)性能至關(guān)重要。內(nèi)存可以說是CPU處理數(shù)據(jù)的“大倉庫”,所有經(jīng)過CPU處理的指令和數(shù)據(jù)都要經(jīng)過內(nèi)存?zhèn)鬟f到電腦其他配件上,因此內(nèi)存性能的好壞,直接影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和運行性能。在當(dāng)今的電子系統(tǒng)設(shè)計中,內(nèi)存被使用得越來越多,并且對內(nèi)存的要求越來越高。既要求內(nèi)存讀寫速度盡可能的快、容量盡可能的大,同時由于競爭的加劇以及利潤率的下降,人們希望在保持、甚至提高系統(tǒng)性能的同時也能降低內(nèi)存產(chǎn)品的成本。面對這種趨勢,設(shè)計和實現(xiàn)大容量高速讀寫的內(nèi)存顯得尤為重要。因此,近年來內(nèi)存產(chǎn)品正經(jīng)歷著從小容量到大容量、從低速到高速的不斷變化,從技術(shù)上也就有了從DRAM到SDRAM,再到DDR SDRAM及DDR2 SDRAM等的不斷演進(jìn)。和普通SDRAM的接口設(shè)計相比,DDR2 SDRAM存儲器在獲得大容量和高速率的同時,對存儲器的接口設(shè)計也提出了更高的要求,其接口設(shè)計復(fù)雜度也大幅增加。一方面,由于I/O塊中的資源是有限的,數(shù)據(jù)多路分解和時鐘轉(zhuǎn)換邏輯必須在FPGA核心邏輯中實現(xiàn),設(shè)計者可能不得不對接口邏輯進(jìn)行手工布線以確保臨界時序。而另一方面,不得不處理好與DDR2接口有關(guān)的時序問題(包括溫度和電壓補償)。要正確的實現(xiàn)DDR2接口需要非常細(xì)致的工作,并在提供設(shè)計靈活性的同時確保系統(tǒng)性能和可靠性。 本文對通過Xilinx的Spartan3 FPGA實現(xiàn)DDR2內(nèi)存接口的設(shè)計與實現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)闡述。通過Xilinx FPGA提供了I/O模塊和邏輯資源,從而使接口設(shè)計變得更簡單、更可靠。本設(shè)計中對I/O模塊及其他邏輯在rtl代碼中進(jìn)行了配置、嚴(yán)整、執(zhí)行,并正確連接到FPGA上,經(jīng)過仔細(xì)仿真,然后在硬件中驗證,以確保存儲器接口系統(tǒng)的可靠性。
標(biāo)簽: DDR2SDRAM 存儲器 接口設(shè)計
上傳時間: 2013-06-08
上傳用戶:fairy0212
隨著人們對無線通信需求和質(zhì)量的要求越來越高,無線通信設(shè)備的研發(fā)也變得越來越復(fù)雜,系統(tǒng)測試在整個設(shè)備研發(fā)過程中所占的比重也越來越大。為了能夠盡快縮短研發(fā)周期,測試人員需要在實驗室模擬出無線信道的各種傳播特性,以便對所設(shè)計的系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試與測試。無線信道仿真器是進(jìn)行無線通信系統(tǒng)硬件調(diào)試與測試不可或缺的儀器之一。 本文設(shè)計的無線信道仿真器是以Clarke信道模型為參考,采用基于Jakes模型的改進(jìn)算法,使用Altera公司的StratixⅡ EP2S180模擬實現(xiàn)了頻率選擇性衰落信道。信道仿真器實現(xiàn)了四根天線數(shù)據(jù)的上行接收,每根天線由八條可分辨路徑,每條可分辨路徑由64個反射體構(gòu)成,每根天線可分辨路徑和反射體的數(shù)目可以獨立配置。通過對每個反射體初始角度和初始相位的設(shè)置,并且保證反射體的角度和相位是均勻分布的隨機數(shù),可以使得同一條路徑不同反射體之間的非相關(guān)特性,得到的多徑傳播信道是一個離散的廣義平穩(wěn)非相關(guān)散射模型(WSSUS)。無線信道仿真器模擬了上行數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境,上行數(shù)據(jù)由后臺產(chǎn)生后儲存在單板上的SDRAM中。啟動測試之后,上行數(shù)據(jù)在CPU的控制下通過信道仿真器,然后送達(dá)基帶處理板解調(diào),最后測試數(shù)據(jù)的誤碼率和誤塊率,從而分析基站的上行接收性能。 首先,本文研究了3GPP TS 25.141協(xié)議中對通信設(shè)備測試的要求和無線信道自身的特點,完成了對無線信道仿真器系統(tǒng)設(shè)計方案的吸收和修改。 其次,針對FPGA內(nèi)部資源結(jié)構(gòu),研究了信道仿真器FPGA實現(xiàn)過程中的困難和資源的消耗,進(jìn)行了模塊劃分。主要完成了時延模塊、瑞利衰落模塊、背板接口模塊等的rtl級代碼的開發(fā)、仿真、綜合和板上調(diào)試;完成了FPGA和后臺軟件的聯(lián)合調(diào)試;完成了兩天線到四天線的改版工作,使FPGA內(nèi)部的工作頻率翻了一倍,大幅降低了FPGA資源的消耗。 最后,在完成無線信道仿真器的硬件設(shè)計之后,對無線信道仿真器的測試根據(jù)3GPP TS 25.141 V6.13.0協(xié)議中的要求進(jìn)行,即在數(shù)據(jù)誤塊率(BLER)一定的情況下,對不同信道傳播環(huán)境和不同傳輸業(yè)務(wù)下的信噪比(Eb/No)進(jìn)行測試,單天線和多天線的測試結(jié)果符合協(xié)議中規(guī)定的信噪比(Eb/No)的要求。
標(biāo)簽: FPGA 無線信道 仿真器
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本文研究的視頻處理系統(tǒng)是上海市科委技術(shù)攻關(guān)基金項目“計算機視覺及其芯片化實現(xiàn)”的一部分,主要完成計算機視覺系統(tǒng)的一些基本工作,即視頻圖像的采集、預(yù)處理和顯示等。 視頻圖像采集和預(yù)處理系統(tǒng)以Xilinx公司Virtex-ⅡPro系列的FPGA為核心控制器件,結(jié)合視頻模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片和VGA顯示器,完成視頻圖像的實時采集、預(yù)處理和顯示。采集和顯示部分作為同外界交流信息的渠道,是構(gòu)成計算機視覺系統(tǒng)必不可少的一部分;圖像預(yù)處理則是計算機視覺系統(tǒng)進(jìn)行高層處理的基礎(chǔ),優(yōu)秀的預(yù)處理算法能有效改善圖像質(zhì)量,提高系統(tǒng)分析判斷的準(zhǔn)確性。 本文在介紹基于FPGA的視頻采集、預(yù)處理系統(tǒng)整體架構(gòu)的基礎(chǔ)上,圍繞以下四個方面展開了工作: 1.研究并給出了兩種基于FPGA的設(shè)計方案用于實現(xiàn)YCrCb色度空間到RGB色度空間的轉(zhuǎn)換; 2.針對采集的視頻圖像,根據(jù)VGA顯示的要求,給出了一種實現(xiàn)圖像去隔行的方案; 3.分析了一系列圖像濾波的預(yù)處理算法,如均值濾波、中值濾波和自適應(yīng)濾波等,在比較和總結(jié)各算法特點的基礎(chǔ)上,提出了一種新的適用于處理混合噪聲的濾波算法:混合自適應(yīng)濾波法; 4.根據(jù)算法特點設(shè)計了多種采用FPGA實現(xiàn)的圖像濾波算法,并對硬件算法進(jìn)行rtl級的功能仿真和驗證,還給出了各種濾波算法的實驗結(jié)果,在此基礎(chǔ)上對各種算法的效果進(jìn)行直觀的比較。 文中,預(yù)處理算法的實現(xiàn)充分利用了FPGA的片內(nèi)資源,體現(xiàn)了FPGA在圖像處理方面的特點及優(yōu)勢。同時,視頻采集和顯示的控制模塊也由同一FPGA芯片實現(xiàn),從而簡化了系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)。視頻采集和預(yù)處理系統(tǒng)在FPGA上的成功實現(xiàn)為“計算機視覺及其芯片化實現(xiàn)”奠定了必要的基礎(chǔ)、提供了一定理論依據(jù)。
標(biāo)簽: FPGA 視頻圖像 采集
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Borland C++ Builder Compiler 是一個BC 編譯器。它是用來優(yōu)化BC 開發(fā)系統(tǒng)的工具。它包括最后版本的ANSI/ISO C++ 語言的支持,包括rtl,C++ 的STL框架結(jié)構(gòu)支持
標(biāo)簽: Borland builder 60
上傳時間: 2013-05-22
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隨著現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)在工業(yè)中的廣泛應(yīng)用,使得基于FPGA數(shù)字信號處理的實現(xiàn)在雷達(dá)信號處理中有著重要地位。模型化設(shè)計是一種自頂向下的面向FPGA的快速原型驗證法,它不僅降低了FPGA設(shè)計門檻,而且縮短了開發(fā)周期,提高了設(shè)計效率。這使得FPGA模型化設(shè)計成為了FPGA系統(tǒng)設(shè)計的發(fā)展趨勢。本文針對常見雷達(dá)信號處理模塊的FPGA模型化實現(xiàn),在以下幾個方面展開研究:首先對基于FPGA的模型化設(shè)計方法進(jìn)行了研究,給出了模型化設(shè)計方法的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢,并對本文中使用的模型化設(shè)計方法的軟件工具System Generator和AccelDSP進(jìn)行了介紹。其次使用這兩種軟件工具對FIR濾波器進(jìn)行了模型化設(shè)計并同rtl(寄存器傳輸級)設(shè)計方法進(jìn)行對比,全面分析了模型化設(shè)計方法和rtl設(shè)計方法的優(yōu)缺點。然后在簡明闡述雷達(dá)信號處理原理的基礎(chǔ)上,使用System Generator對數(shù)字下變頻(DDC)、脈沖壓縮、動目標(biāo)顯示(MTI)及恒虛警(CFAR)處理等雷達(dá)信號處理模塊進(jìn)行了自頂向下的模型化設(shè)計。在Simulink中進(jìn)行了功能仿真驗證,生成了HDL代碼,并在Xilinx FPGA中進(jìn)行了rtl的時序仿真分析。關(guān)鍵詞:雷達(dá)信號處理 FPGA 模型化設(shè)計 System Generator AccelDSP
標(biāo)簽: FPGA 模型 雷達(dá)信號
上傳時間: 2013-07-25
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