隨著信息技術和計算機技術的飛速發展,數字信號處理已經逐漸發展成一門關鍵的技術科學。圖像處理作為一種重要的現代技術,己經在通信、航空航天、遙感遙測、生物醫學、軍事、信息安全等領域得到廣泛的應用。圖像處理特別是高分辨率圖像實時處理的實現技術對相關領域的發展具有深遠意義。另外,現場可編程門陣列FPGA和高效率硬件描述語言Verilog HDL的結合,大大變革了電子系統的設計方法,加速了系統的設計進程,為圖像壓縮系統的實現提供了硬件支持和軟件保障。 本文主要包括以下幾個方面的內容: (1)結合某工程的具體需求,設計了一種基于FPGA的圖像壓縮系統,核心硬件選用XILINX公司的Virtex-Ⅱ Pro系列FPGA芯片,存儲器件選用MICRON公司的MT48LC4M16A2SDRAM,圖像壓縮的核心算法選用近無損壓縮算法JPEG-LS。 (2)用Verilog硬件描述語言實現了JPEG-LS標準中的基本算法,為課題組成員進行算法改進提供了有力支持。 (3)用Verilog硬件描述語言設計并實現了SDRAM控制器模塊,使核心壓縮模塊能夠方便靈活地訪問片外存儲器。 (4)構建了圖像壓縮系統的測試平臺,對實現的SDRAM控制器模塊和JPEG-LS基本算法模塊進行了軟件仿真測試和硬件測試,驗證了其功能的正確性。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著現代互聯網規模的不斷擴大,網絡數據流量迅速增長,傳統的路由器已經無法滿足網絡的交換和路由需求。當前,新一代路由器普遍利用了交換式路由技術,通過使用交換背板以充分利用公共通信鏈路,有效的提高了鏈路的利用率,并使各通信節點的并行通信成為可能。硬件系統設計中結合了專用網絡處理器,可編程器件各自的特點,采用了基于ASIC,FPGA,CPLD硬件結構模塊化的設計方法。基于ASIC技術體系的GSR的出現,使得路由器的性能大大提高。但是,這種路由器主要滿足數據業務(文字,圖象)的傳送要求,不能解決全業務(語音,數據,視頻)數據傳送的需要。隨著網絡規模的擴大,矛盾越來越突出,而基于網絡處理器技術的新一代路由器,從理論上提出了解決GSR所存在問題的解決方案。 基于網絡路由器技術實現的路由器,采用交換FPGA芯片硬件實現的方式,對路由器內部各種單播、多播數據包進行路由轉發,實現網絡路由器與外部數據收發芯片的數據通信。本文主要針對路由器內部交換FPGA芯片數據轉發流程的特點,分析研究了傳統交換FPGA所采用的交換算法,針對簡單FIFO算法所產生的線頭阻塞現象,結合虛擬輸出隊列(VOQ)機制及隊列仲裁算法(RRM)的特點,并根據實際設計中各外圍接口芯片,給出了一種消除數據轉發過程中出現的線頭阻塞的iSLIP改進算法。針對實際網絡單播、多播數據包在數據轉發處理過程的不同,給出了實際的解決方案。并對FPGA外部SSRAM包緩存帶寬的利用,數據轉發的包亂序現象及FPGA內部環回數據包的處理流程作了分析并提出了解決方案,有效的提高了路由器數據交換性能。 根據設計方案所采用的算法的實現方式,結合FPGA內部部分關鍵模塊的功能特點及性能要求,給出了交換FPGA內部可用BlockRam資源合理的分配方案及部分模塊的設計實現,滿足了實際的設計要求。所有處理模塊均在xilinx公司的FPGA芯片中實現。
上傳時間: 2013-04-24
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在數字化、信息化的時代,數字集成電路應用得非常廣泛。隨著微電子技術和工藝的發展,數字集成電路從電子管、晶體管、中小規模集成電路、超大規模集成電路(VLSIC)逐步發展到今天的專用集成電路(ASIC)。但是ASIC因其設計周期長,改版投資大,靈活性差等缺陷制約著它的應用范圍。可編程邏輯器件的出現彌補了ASIC的缺陷,使得設計的系統變得更加靈活,設計的電路體積更加小型化,重量更加輕型化,設計的成本更低,系統的功耗也更小了。FPGA是英文Field Programmable Gate Array的縮寫,即現場可編程門陣列,它是在PAL、GAL、EPID等可編程器件的基礎上進一步發展的產物。它是作為專用集成電路(ASIC)領域中的一種半定制電路而出現的,既解決了定制電路的不足,又克服了原有可編程器件門電路數有限的缺點。 本論文撰寫的是用FPGA來實現無人小飛機系統中基帶信號的處理過程。整個信號處理過程全部采用VHDL硬件描述語言來設計,并用Modelsim仿真系統功能進行調試,最后使用了Xilinx 公司可編程的FPGA芯片XC2S100完成,滿足系統設計的要求。 本文首先研究和討論了無線通信系統中基帶信號處理的總體結構,接著詳細闡述了各個模塊的設計原理和方法,以及FPGA結果分析,最后就關鍵技術和難點作了詳細的分析和研究。本文的最大特色是整個系統全部采用FPGA的方法來設計實現,修改靈活,體積小,功耗小。本系統的設計包括了數字鎖相環、糾錯編解碼、碼組交織、擾碼加入、巴克碼插入、幀同步識別、DPSK調制解調及選擇了整體的時序,所有的組成部分都經過了反復地修改和調試,取得了良好的數據處理效果,其關鍵之處與難點都得到了妥善地解決。本文分別在發射部分(編碼加調制)和接收部分(解調加解碼)相獨立和相聯系的情況下,獲得了仿真與實測結果。
上傳時間: 2013-07-05
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FPGA是一種可通過用戶編程來實現各種數字電路的集成電路器件。用FPGA設計數字系統有設計靈活、低成本,低風險、面市時間短等好處。本課題在結合國際上FPGA器件方面的各種研究成果基礎上,對FPGA器件結構進行了深入的探討,重點對FPGA的互連結構進行了分析與優化。FPGA器件速度和面積上相對于ASIC電路的不足很大程度上是由可編程布線結構造成的,FPGA一般用大量的可編程傳輸管開關和通用互連線段實現門器件的連接,而全定制電路中僅用簡單的金屬線實現,傳輸管開關帶來很大的電阻和電容參數,因而速度要慢于后者。這也說明,通過優化可編程連接方式和布線結構,可大大改善電路的性能。本文研究了基于SRAM編程技術的FPGA器件中邏輯模塊、互連資源等對FPGA性能和面積的影響。論文中在介紹FPGA器件的體系構架后,首先對開關矩陣進行了研究,結合Wilton開關矩陣和Disioint開關矩陣的特點,得到一個連接更加靈活的開關矩陣,提高了FPGA器件的可布線性,接著本課題中又對通用互連線長度、通用互連線間的連接方式和布線通道的寬度等進行了探討,并針對本課題中的FPGA器件,得出了一套適合于中小規模邏輯器件的通用互連資源結構,仿真顯示新的互連方案有較好的速度和面積性能,在互連資源的面積和性能上達到一個很好的折中。 接下來課題中對FPGA電路的可編程邏輯資源進行了研究,得到了一種邏輯規模適中的粗粒度邏輯塊簇,該邏輯塊簇采用類似Xilinx 公司的FPGA產品的LUT加觸發器結構,使邏輯塊簇內部基本邏輯單元的聯系更加緊密,提高了邏輯資源的功能和利用率。隨后我們還研究了IO模塊數目的確定和分布式SRAM結構中編程電路結構的設計,并簡單介紹了SRAM單元的晶體管級設計原理。最后,在對FPGA構架研究基礎上,完成了一款FPGA電路的設計并設計了相應的電路測試方案,該課題結合CETC58研究所的一個重要項目進行,目前已成功通過CSMC0.6μm 2P2M工藝成功流片,測試結果顯示其完全達到了預期的性能。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,隨著多媒體技術的迅猛發展,電子、計算機、通訊和娛樂之間的相互融合、滲透越來越多,而數字音頻技術則是應用最為廣泛的技術之一。MP3(MPEG-1 Audio LayerⅢ)編解碼算法作為數字音頻的解決方案,在便攜式多媒體產品中得到了廣泛流行。 在已有的便攜式MP3系統實現方案中,低速處理器與專用硬件結合的SOC設計方案結合了硬件實現方式和軟件實現方式的優點,具有成本低、升級容易、功能豐富等特點。IMDCT(反向改進離散余弦變換)是編解碼算法中一個運算量大調用頻率高的運算步驟,因此適于硬件實現,以降低處理器的開銷和功耗,來提高整個系統的性能。 本文首先闡述了MP3音頻編解碼標準和流程,以及IMDCT常用的各種實現算法。在此基礎上選擇了適于硬件實現的遞歸循環實現方法,并在已有算法的基礎上進行了改進,減小了所需硬件資源需求并保持了運算速度。接著提出了模塊總體設計方案,結合算法進行了實現結構的優化,并在EDA環境下具體實現,用硬件描述語言設計、綜合、仿真,且下載到Xilinx公司的VirtexⅡ系列xc2v1000FPGA器件中,在減小硬件資源的同時快速地實現了IMDCT,經驗證功能正確。
上傳時間: 2013-06-11
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本文進行了基于FPGA的GPS直序偽碼擴頻接收機的設計和數字化硬件實現。論文首先對GPS衛星導航定位系統進行了分析,并對與數字化接收機直接相關聯的GPS信號中頻部分結合實際系統要求進行了設計和分析,由此確定了數字化偽碼捕獲跟蹤接收機研制的具體要求,之后完成了接收機中頻數字化方案設計。同時對偽碼捕獲跟蹤后端的載波捕獲跟蹤的實現方案進行了描述和分析。最后利用EDA工具在FPGA芯片上實現了GPS數字化接收機的偽碼捕獲跟蹤。 受工作環境的制約,GPS衛星接收機系統首先表現為功率受限系統,接收機必須滿足在低信噪比條件下工作。同時接收機與衛星間高動態產生的多普勒頻率,給接收機實現快速捕獲帶來了難度。通過仿真分析,綜合了實現難度和性能兩方面因素,針對小信噪比工作條件提出了改進型的序貫偽碼捕獲實施方案。同時按照捕獲概率和時間的要求,對接收機偏壓、上、下門限、NCO增益等進行了設計和仿真分析,確定了捕獲的數字化實現方案,偽碼跟蹤采用超前滯后環方案。捕獲完成后可使本地偽碼與接收偽碼的相對誤差保持在±1/4碼元范圍內,而跟蹤環路的跟蹤范圍為±4/3碼元,保證了捕獲到跟蹤的可靠銜接,同時采用可變環路帶寬措施解決了跟蹤速度和精度的矛盾。 在數字化實現設計中,給出了詳細的數字化實現方案和分析,這樣在保證工作精度的同時盡量減少硬件資源的開銷,利用EDA工具,采用Veilog設計語言在Xilinx的VirtexII系列的XC2V500fg256的FPGA上完成數字化接收機偽碼捕獲跟蹤的實現,并在其開發平臺上對數字化接收機進行了仿真驗證,在給定的工作條件下達到了設計性能和指標要求。
上傳時間: 2013-04-24
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電梯群控系統是一種控制三臺或以上電梯的控制系統,旨在提高對電梯乘客的服務質量并減少成本,如:電梯的功耗。目前大多數的電梯群控系統采用的是“大廳呼叫指派”的方法來指派電梯去響應乘客的呼梯。在這種方法中,電梯群控系統將根據目前建筑內的客流量來選擇最合適的電梯。在充分研究了當前普遍應用的電梯群控算法后,本文提出了一種基于模糊算法的電梯群控算法,該算法可根據不同的客流量模式對整個建筑中的電梯群進行派梯策略的調整,并在此基礎上,加入了經驗調整參數,使該算法增加了記憶調整功能。 本文在Matlab上對改進的算法進行了相關建模驗證。驗證結果表明,相比只是應用類似模糊算法的電梯群控算法,本算法對于客流量模式相對穩定的大型寫字樓等對群控系統要求比較嚴格的樓宇更為適用,即擁有更好的應用前景。 本文還對所提出的算法在工程上采用FPGA進行應用做了一定的研究。在用C程序建立該算法的基礎上采用了在Xilinx VirtexII Pro開發板上運行MicroBlaze軟IP核的方法對該算法進行了調試并運行成功。得到的運行結果與用Matlab驗證的結果一致。證明了該算法在工程上的可應用性。
上傳時間: 2013-07-02
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華為 FPGA設計高級技巧Xilinx篇.pdf 華為 Verilog基本電路設計指導書.pdf 華為 大規模邏輯設計指導書.pdf RD_射頻基礎知識培訓.pdf 華為C語言編程規范總則.pdf 華為EMC資料-94頁-2.5M.PDF 華為筆試題大全(史上最齊全).doc 華為模擬電路上冊-117頁-1.1M-pdf版.pdf 華為模擬電路下冊-82頁-1.0M-pdf版.pdf
標簽: 華為
上傳時間: 2013-07-28
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隨著信號處理技術的進步和電子技術的發展,雷達信號偵察接收機逐漸從模擬體制向數字體制轉變。軟件無線電概念的提出,促使雷達偵察接收機朝大帶寬、全截獲方向發展,現有的串行信號處理體制已經很難滿足系統要求。FPGA器件的出現,為實現寬帶雷達信號偵察數字接收機提供了硬件支持。 本文結合FPGA芯片特點,在前人研究基礎上,從算法和硬件實現兩方面,對雷達信號偵察數字接收機若干關鍵技術進行了研究和創新,主要研究內容包括以下幾個方面。 1)給出了基于QuartusII/Matlab和ISE/ModelSim/Matlab的兩種FPGA設計聯合仿真技術。這種聯合仿真技術,大大提高了基于FPGA的雷達信號偵察數字接收機的設計效率。 2)給出了一種基于FFT/IFFT的寬帶數字正交變換算法,并將該算法在FPGA中進行了硬件實現,設計可對600MHz帶寬內的輸入信號進行實時正交變換。 3)提出了一種全并行結構FFT的FPGA實現方案,并將其在FPGA芯片中進行了硬件實現,設計能夠在一個時鐘周期內完成32點并行FFT運算,滿足了數字信道化接收機對數據處理速度的要求。 4)提出了一種自相關信號檢測FPGA實現方案,通過改變FIFO長度改變自相關運算點數,實現了弱信號檢測。提出通過二次門限處理來消除檢測脈沖中的毛刺和凹陷,降低了虛警概率,提高了檢測結果的可靠性。 5)在單通道自相關信號檢測算法基礎上,提出采用三路并行檢測,每路采用不同的相關點數和檢測門限,再綜合考慮三路檢測結果,得到最終檢測結果。給出了算法FPGA實現過程,并對設計進行了聯合時序仿真,提高了檢測性能。 6)給出了一種利用FFT變換后的兩根最大譜線進行插值的快速高精度頻率估計方法,并將該算法在FPGA硬件中進行了實現。通過利用FFT運算后的實/虛部最大值進行插值,降低了硬件資源消耗、縮短了運算延遲。 7)結合4)、5)、6)中的研究成果,完成了對雷達脈沖信號到達時間、終止時間、脈沖寬度和脈沖頻率的估計,最終在一塊FPGA芯片內實現了一個精簡的雷達信號偵察數字接收機,并在微波暗室中進行了測試。
上傳時間: 2013-06-13
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ChipScope Pro具有傳統邏輯分析儀的功能,是針對Xilinx Virtex Pro等系列FPGA的在線片內信號分析工具,主要功能是通過JTAG口,實時、在線、方便地觀察到FPGA內部的信號,給調試、故障定位提供極大的方便。ChipScope Pro的基本原理是利用FPGA中未使用的BlockRam,根據用戶設定的觸發條件將信號實時的保存到這些BlockRam中,然后通過JTAG口傳送到計算機,最后在計算機屏幕上顯示出時序波形。
上傳時間: 2013-05-22
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