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表处理

  • LTE系统中基带DAGC的应用研究及FPGA实现.rar

    当今,移动通信正处于向第四代通信系统发展的阶段,OFDM技术作为第四代数字移动通信(4G)系统的关键技术之一,被包括LTE在内的众多准4G协议所采用。IDFT/DFT作为OFDM系统中的关键功能模块,其精度对基带解调性能产生着重大的影响,尤其对LTE上行所采用的SC_FDMA更是如此。为了使定点化IDFT/DFT达到较好的性能,本文采用数字自动增益控制(DAGC)技术,以解决过大输入信号动态范围所造成的IDFT/DFT输出信噪比(SNR)恶化问题。 首先,本文简单介绍了较为成熟的AAGC(模拟AGC)技术,并重点关注近年来为了改善其性能而兴起的数字化AGC技术,它们主要用于压缩ADC输入动态范围以防止其饱和。针对基带处理中具有累加特性的定点化IDFT/DFT技术,进一步分析了AAGC技术和基带DAGC在实施对象,实现方法等上的异同点,指出了基带DAGC的必要性。 其次,根据LTE协议,搭建了从调制到解调的基带PUSCH处理链路,并针对基于DFT的信道估计方法的缺点,使用简单的两点替换实现了优化,通过高斯信道下的MATLAB仿真,证明其可以达到理想效果。仿真结果还表明,在不考虑同步问题的高斯信道下,本文所搭建的基带处理链路,采用64QAM进行调制,也能达到在SNR高于17dB时,硬判译码结果为极低误码率(BER)的效果。 再次,在所搭建链路的基础上,通过理论分析和MATLAB仿真,证明了包括时域和频域DAGC在内的基带DAGC具有稳定接收链路解调性能的作用。同时,通过对几种DAGC算法的比较后,得到的一套适用于实现的基带DAGC算法,可以使IDFT/DFT的输出SNR处于最佳范围,从而满足LTE系统基带解调的要求。针对时域和频域DAGC的差异,分别选定移位和加法,以及查表的方式进行基带DAGC算法的实现。 最后,本文对选定的基带DAGC算法进行了FPGA设计,仿真、综合和上板结果说明,时域和频域DAGC实现方法占用资源较少,容易进行集成,能够达到的最高工作频率较高,完全满足基带处理的速率要求,可以流水处理每一个IQ数据,使之满足基带解调性能。

    标签: DAGC FPGA LTE

    上传时间: 2013-05-17

    上传用户:laozhanshi111

  • 现代信号处理.rar

    清华自动化系的张贤达的现代信号处理,研究生PPT。

    标签: 信号处理

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:Andy123456

  • 高速实时信号处理系统的FPGA软件设计与实现.rar

    随着现代DSP、FPGA等数字芯片的信号处理能力不断提高,基于软件无线电技术的现代通信与信息处理系统也得到了更为广泛的应用。软件无线电的基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件系统作为其应用平台,把尽可能多的无线及个人通信和信号处理的功能用软件来实现,从而将无线通信新系统、新产品的开发逐步转移到软件上来。另一方面,现代信号处理系统对数据的处理速度、处理精度和动态范围的要求也越来越高,需要每秒完成几千万到几百亿次运算。因此研制具备高速实时信号处理能力的通用硬件平台越来越受到业界的重视。 @@ 目前的高速实时信号处理系统一般均采用DSP+FPGA的架构,其中DSP主要负责完成系统通信和基带信号处理算法,而FPGA主要完成信号预处理等前端算法,并提供系统常用的各种外部接口逻辑。本文的主要工作就在于完成通用型高速实时信号处理系统的FPGA软件设计。 @@ 本文提出了一种基于多DSP与FPGA的通用高速实时信号处理系统的架构。综合考虑各方面因素,作者选择使用两片ADSP-TS201浮点DSP以混合耦合模型构成系统信号处理核心;以Xilinx公司最新的高性能FPGA Virtex-5系列的XC5VLX50T提供系统所需的各种接口,包括与ADSP-TS201的高速Linkport接口以及SPI、UART、SPORT等常用外设接口。此外,作者还选择了ADSP-BF533定点DSP加入系统当中以扩展系统音视频信号处理能力,体现系统的通用性。 @@ 基于FPGA的嵌入式系统设计正逐渐成为现代FPGA应用的一个热点。结合课题需要,作者以Xilinx公司的MicroBlze软核处理器为核心在Virtex-5片内设计了一个嵌入式系统,完成了对CF卡、DDR2 SDRAM存储器的读写控制,并利用片内集成的三态以太网MAC硬核模块,实现了系统与上位PC机之间的以太网通信链路。此外,为扩展系统功能,适应未来可能的软件升级,进一步提高系统的通用性,还将嵌入式实时操作系统μC/OS-II移植到MicroBlaze处理器上。 @@ 最后,作者介绍了基于Xilinx RocketIO GTP收发器的高速串行传输设计的关键技术和基本的设计方法,充分体现了目前高速实时信号处理系统的发展要求和趋势。 @@关键词:高速实时信号处理;FPGA;Virtex-5;嵌入式系统;MicroBlaze

    标签: FPGA 实时信号 处理系统

    上传时间: 2013-05-17

    上传用户:wangchong

  • 基于FPGA的通用实时信号处理系统的硬件设计与实现.rar

    近年来,以FPGA为代表的数字系统现场集成技术取得了快速的发展,FPGA不但解决了信号处理系统小型化、低功耗、高可靠性等问题,而且基于大规模FPGA单片系统的片上可编程系统(SOPC)的灵活设计方式使其越来越多的取代ASIC的市场。传统的通用信号处理系统使用DSP作为处理核心,系统的可重构型不强,FPGA解决了这一问题,并且现有的FPGA中,多数已集成DSP模块,结合FPGA较强的信号并行处理特性使其与DSP信号处理能力差距很小。因此,FPGA作为处理核心的通用信号处理系统具有很强的可实施性。 @@ 基于上述要求,作者设计和完成了一个基于多FPGA的通用实时信号处理系统。该系统采用4片XC3SD1800A作为处理核心,使用DDR2 SDRAM高速存储实时数据。作者通过全面的分析,设计了核心板、底板和应用板分离系统架构。该平台能够根据实际需求进行灵活的搭配,核心板之间的数据传输采用了LVDS(低电压差分信号)技术,从而使得数据能够稳定的以非常高的速率进行传输。 @@ 本系统属于高速数字电路的设计范畴,因此必须重视信号完整性的设计与分析问题,作者根据高速电路的设计惯例和软件辅助设计的方法,在分析和论证了阻抗控制、PCB堆叠、PCB布局布线等约束的基础上,顺利地完成了PCB绘制与调试工作。 @@ 作为系统设计的重要环节,作者还在文中研究了在系统设计过程中出现的电源完整性问题,并给出了解决办法。 @@ LVDS高速数据通道接口和DDR2存储器接口设计决定本系统的使用性能,本文基于所选的FPGA芯片进行了详细的阐述和验证。并结合系统的核心板和底板,完成了应用板,视频图像采集、USB、音频、LCD和LED矩阵模块显示等接口的设计工作,对其中的部分接口进行了逻辑验证。 @@ 经过测试,该通用的信号处理平台具有实时性好、通用性强、可扩展和可重构等特点,能够满足当前一些信号处理系统对高速、实时处理的要求,可以广泛应用于实时信号处理领域。通过本平台的研究和开发工作,为进一步研究和设计通用、实时信号处理系统打下了坚实的基础。 @@关键词:通用实时信号处理;FPGA;信号完整性;DDR2;LVDS

    标签: FPGA 实时信号 处理系统

    上传时间: 2013-05-27

    上传用户:qiaoyue

  • MPEG2视频解码器的FPGA设计.rar

    MPEG-2是MPEG组织在1994年为了高级工业标准的图象质量以及更高的传输率所提出的视频编码标准,其优秀性使之成为过去十年应用最为广泛的标准,也是未来十年影响力最为广泛的标准之一。 本文以MPEG-2视频标准为研究内容,建立系统级设计方案,设计FPGA原型芯片,并在FPGA系统中验证视频解码芯片的功能。最后在0.18微米工艺下实现ASIC的前端设计。完成的主要工作包括以下几个方面: 1.完成解码系统的体系结构的设计,采用了自顶而下的设计方法,实现系统的功能单元的划分;根据其视频解码的特点,确定解码器的控制方式;把视频数据分文帧内数据和帧间数据,实现两种数据的并行解码。 2.实现了具体模块的设计:根据本文研究的要求,在比特流格式器模块设计中提出了特有的解码方式;在可变长模块中的变长数据解码采用组合逻辑外加查找表的方式实现,大大减少了变长数据解码的时间;IQ、IDCT模块采用流水的设计方法,减少数据计算的时间:运动补偿模块,针对模块数据运算量大和访问帧存储器频繁的特点,采用四个插值单元同时处理,增加像素缓冲器,充分利用并行性结构等方法来加快运动补偿速度。 3.根据视频解码的参考软件,通过解码系统的仿真结果和软件结果的比较来验证模块的功能正确性。最后用FPGA开发板实现了解码系统的原型芯片验证,取得了良好的解码效果。 整个设计采用Verilog HDL语言描述,通过了现场可编程门阵列(FPGA)的原型验证,并采用SIMC0.18μm工艺单元库完成了该电路的逻辑综合。经过实际视频码流测试,本文设计可以达到MPEG-2视频主类主级的实时解码的技术要求。

    标签: MPEG2 FPGA 视频解码器

    上传时间: 2013-07-27

    上传用户:ice_qi

  • 基于FPGA的实时图像采集与处理系统研究.rar

    随着数码技术的不断发展,数字图像处理的应用领域不断扩大,其实时处理技术成为研究的热点。VLSI技术的迅猛发展为数字图像实时处理技术提供了硬件基础。其中FPGA(现场可编程门阵列)的特点使其非常适用于进行一些基于像素级的图像处理。 传统的图像显示系统必须连接到PC才能观察图像视频,存在着高速实时性、稳定性问题。本设计脱离高清晰工业相机必须与PC连接才可以观看到高清晰图像的束缚,实现系统的小型化。针对130万像素彩色1/2英寸镁光CMOS图像传感器,提出用硬件实现Bayer格式到RGB格式转换的设计方案,完成由黑白图像到高清彩色图像的转换,用SDRAM作缓存,输出标准VGA信号,可直接连接VGA显示器、投影仪等设备进行实时的视频图像观看,与模拟相机740X576分辨率(480线)图像相比,设计图像画质相当于1280X1024分辨率(750线),最高帧率25fps,整个结构应用FPGA作为主控制器,用少量的缓存代替传统的大容量存储,加快了运算速率,减小了电路规模,满足图像实时处理的要求,使展现出来的视频图像得到质的飞跃。可以广泛应用于工业控制和远程监控等领域。 论文研究的重点是采用altera公司EP2C芯片前端驱动CMOS图像传感器,实时采集Bayer图像象素,分析研究CFA图像插值算法,实现了基于FPGA的实时线性插值算法,能够对输入是每像素8bit、分辨率为1280×1204的Bayer模式图像数据进行实时重构,输出彩色RGB图像。由端口FIFO作为数据缓冲,存储一帧图像到高速SDRAM,构建VGA显示控制器,实现对输入是每像素24bit(RGB101010)、分辨率为640×480、帧频25HZ彩色图像进行实时显示。 整个模块结构包括电源模块单元等、CMOS成像单元、FPGA数据处理单元、SDRAM控制单元、VGA显示接口单元。 最后,对系统进行了调试。经实验验证,系统达到了实时性,能正确和可靠的工作。整个设计模块能够满足高帧率和高清晰的实时图像处理,占用系统资源很少,用较少的时间完成了图像数据的转换,提高了效率。

    标签: FPGA 实时图像采集 与处理系统

    上传时间: 2013-06-08

    上传用户:zhengjian

  • MP3音频解码器的FPGA原型芯片设计与实现.rar

    MP3音乐是目前最为流行的音乐格式,因其音质、复杂度与压缩比的完美折中,占据着广阔的市场,不仅在互联网上广为流传,而且在便携式设备领域深受人们喜爱。本文以MPEG-1的MP3音频解码器为研究对象,在实时性、面积等约束条件下,研究MP3解码电路的设计方法,实现FPGA原型芯片,研究MP3原型芯片的验证方法。 论文的主要贡献如下: (1)使用算法融合方法合并MP3解码过程的相关步骤,以减少缓冲区存储单元的容量和访存次数。如把重排序步骤融合到反量化模块,可以减少一半的读写RAM操作;把IMDCT模块内部的三个算法步骤融合在一起进行设计,可以省去存储中间计算结果的缓存区单元。 (2)反量化、立体声处理等模块中,采用流水线设计技术,设置寄存器把较长的组合逻辑路径隔开,提高了电路的性能和可靠性;使用连续访问公共缓存技术,合理规划各计算子模块的工作时序,将数据计算的时间隐藏在访存过程中;充分利用频率线的零值区特性,有效地减少数据计算量,加快了数据处理的速度。 (3)设计了MP3硬件解码器的FPGA原型芯片。采用Verilog HDL硬件描述语言设计RTL级电路,完成功能仿真,以Altera公司Stratix II系列的EP2S180 FPGA开发板为平台,实现MP3解码器的FPGA原型芯片。MP3硬件解码器在Stratix II EP2S180器件内的资源利用率约为5%,其中组合逻辑查找表ALUT为7189个,寄存器共有4024个,系统频率可达69.6MHz,充分满足了MP3解码过程的实时性要求。实验结果表明,MP3音频解码FPGA原型芯片可正常播放声音,解码音质良好。

    标签: FPGA MP3 音频解码器

    上传时间: 2013-07-01

    上传用户:xymbian

  • 基于FPGA的硬件防火墙设计和实现.rar

    本文提出了一种基于FPGA的硬件防火墙的实现方案,采用了FPGA来实现千兆线速的防火墙。传统的基于X86等通用CPU的防火墙无法支撑快速增长的网络速度,无法实现线速过滤和转发。本文在采用FPGA可编程器件+通用CPU模式下,快速处理网络数据。网络数据在建立连接跟踪后,直接由FPGA实现的快速处理板直接转发,实现了网络数据的线速处理,通用CPU在操作系统支持下,完成网络数据的连接跟踪的创建、维护,对网络规则表的维护等工作。FPGA硬件板和CPU各司所长,实现快速转发的目的。 本文设计了基于FPGA的硬件板的硬件规格,提出了硬件连接跟踪表的存储模式,以及规则表的存储模式和定义等; 防火墙系统软件采用NetBSD操作系统,完成了硬件板的NetBSD的驱动;在软件系统完成了新建连接的建立、下发、老化等工作;在连接跟踪上完成了规则的建立、删除、修改等工作。 本文完成了防火墙的实现。实现了基于连接跟踪的包过滤、地址转换(NAT),设计了连接跟踪的关键数据结构,包过滤的关键数据结构等,重用了NetBSD操作系统的路由。本文针对地址转换应用程序的穿透问题,新增了部分实现。 在DoS攻击是一种比较常见的攻击网络手段,本文采用了软硬件结合的方法,不仅在软件部分做了完善,也在硬件部分采取了相应的措施,测试数据表明,对常见的Syn洪水攻击效果明显。 在实践过程中,我们发现了NetBSD操作系统内核的软件缺陷,做了修正,使之更完善。 经过测试分析,本方案不仅明显的优于X86方案,和基于NP方案、基于ASIC方案比较,具有灵活、可配置、易升级的优点。

    标签: FPGA 硬件 防火墙

    上传时间: 2013-06-21

    上传用户:zxh1986123

  • 万用表测量技巧.rar

    测量技巧万用表实用测量技法与故障检修电子技能基础

    标签: 万用表 测量

    上传时间: 2013-05-18

    上传用户:wsf950131

  • 基于FPGA的噪声调频雷达信号处理系统的设计与实现.rar

    雷达截获接收机、反辐射导弹等电子设备的使用对军用雷达的生存构成了严重威胁。因此,雷达必须避免被敌方电子设备截获和干扰。这种形式下噪声雷达应运而生,其中一种很成熟的便是噪声调频雷达。上世纪八十年代,我们课题组成功研制了噪声调频雷达原理样机。虽然该雷达具有十分优异的LPI性能,但是限于当时的电子技术水平,该雷达采用模拟器件实现,使得雷达的体积较大、工作稳定性受外界环境影响大,在小型化、高精度的应用领域受到诸多限制。FPGA是上世纪八十年代发展起来的数字技术,具有体积小、精度高、稳定性好和速度快等特点。 本文在噪声雷达课题组研究的基础上,设计实现噪声调频雷达信号处理系统。内容安排如下:第一章介绍噪声雷达的研究背景和发展前景;第二章介绍噪声调频雷达的原理,证明混频器输出信号各态历经性;第三章介绍FPGA开发软硬件环境;第四章详细阐述基于FPGA技术的噪声调频雷达信号处理系统设计和系统中关键模块的设计实现;第五章对设计的FPGA信号处理系统进行仿真和验证。最后,第六章对全文进行总结,指出了设计中的不足和须改进的地方。

    标签: FPGA 噪声调频 雷达信号

    上传时间: 2013-05-21

    上传用户:天涯