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专用集成电路设计基础考试

  • 随机读写I2C串行总线接口电路设计

    I2C(Inter Integrated Circuits)是Philips公司开发的用于芯片之间连接的串行总线,以其严格的规范、卓越的性能、简便的操作和众多带I2C接口的外围器件而得到广泛的应用并受到普遍的欢迎。 现场可编程门阵列(FPGA)设计灵活、速度快,在数字专用集成电路的设计中得到了广泛的应用。本论文主要讨论了如何利用Verilog/FPGA来实现一个随机读/写的I2C接口电路,实现与外围I2C接口器件E2PROM进行数据通信,实现读、写等功能,传输速率实现为100KBps。在Modelsim6.0仿真软件环境中进行仿真,在Xilinx公司的ISE9.li开发平台上进行了下载,搭建外围电路,用Agilem逻辑分析仪进行数据采集,分析测试结果。 首先,介绍了微电子设计的发展概况以及设计流程,重点介绍了HDL/FPGA的设计流程。其次,对I2C串行总线进行了介绍,重点说明了总线上的数据传输格式并对所使用的AT24C02 E2PROM存储器的读/写时序作了介绍。第三,基于Verilog _HDL设计了随机读/写的I2C接口电路、测试模块和显示电路;接口电路由同步有限状态机(FSM)来实现;测试模块首先将数据写入到AT24C02的指定地址,接着将写入的数据读出,并将两个数据显示在外围LED数码管和发光二极管上,从而直观地比较写入和输出的数据的正确性。FPGA下载芯片为Xilinx SPARTAN Ⅲ XC3S200。第四,用Agilent逻辑分析仪进行传输数据的采集,分析数据传输的时序,从而验证电路设计的正确性。最后,论文对所取得的研究成果进行了总结,并展望了下一步的工作。

    标签: I2C 随机 读写 串行总线接口

    上传时间: 2013-06-08

    上传用户:再见大盘鸡

  • 基于FPGA的激光测距数据处理系统

    激光测距是随着激光技术的出现而发展起来的一种精密测量技术,因其良好的精确度特性广泛地应用在军事和民用领域。但传统的激光测距系统大多采用分立的单元电路搭建而成,不仅造成了开发成本较高,电路较复杂,调试困难等诸多问题,而且这种系统体积和重量较大,严重阻碍了激光测距系统的普及应用,因此近年来激光测距技术向着小型化和集成化的方向发展。本文就旨在找出一种激光测距的集成化方案,将激光接收电路部分集成为一个专用集成电路,使传统的激光测距系统简化成三个部分,激光器LD、接收PD和一片集成电路芯片。 本文设计的激光测距系统基于相位差式激光测距原理,综合当前所有的测相技术,提出了一种基于FPGA的芯片运用DCM的动态移相功能实现相位差测量的方法。该方法实现起来方便快捷,无需复杂的过程计算,不仅能够达到较高的测距精度,同时可以大大简化外围电路的设计,使测距系统达到最大程度的集成化,满足了近年来激光测距系统向小型化和集成化方向发展的要求,除此,该方法还可以减少环境因素对测距误差的影响,降低测距系统对测试环境的要求。本论文的创新点有: 1.基于方波实现激光的调制和发射,简化了复杂的外围电路设计; 2.激光测距的数据处理系统在一片FPGA芯片上实现,便于系统的集成。 在基于DCM的激光测距方案中,本文详细的叙述了利用DCM测相的基本原理,并给出了由相位信息得到距离信息的计算过程,然后将利用不同测尺测得的结果进行合成,并最终将距离的二进制信息转换成十进制显示出来。本文以Xilinx公司Virtex-II Pro开发板做为开发平台,通过编程和仿真验证了该测距方案的可行性。在采用多次测量求平均值的情况下,该测距方案的测距精度可以达到3mm,测距量程可达100m。该方案设计新颖,可将整个的数据处理系统在FPGA芯片中实现,为最终的专用集成芯片的设计打下了基础,有利于测距系统的集成单片化。

    标签: FPGA 激光测距 数据处理

    上传时间: 2013-06-20

    上传用户:lili1990

  • 基于FPGA的蓝牙HCIUART控制接口设计

    通用异步收发器UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)是广泛使用的串行传输协议。串行外设用到异步串行接口一般采用专用集成电路实现。但是这类芯片一般包含许多辅助模块,而时常不需要使用完整的UART的功能和辅助功能,或者当在FPGA上设计时,需要将UART功能集成到FPGA内部而不能使用芯片。蓝牙主机控制器接口则是实现主机设备与蓝牙模块之间互操作的控制部件。当在使用蓝牙设备的时候尤其是在监控场所,接口控制器在控制数据与计算机的传输上就起了至关重要的作用。 论文针对信息技术的发展和开发过程中的实际需要,设计了一个蓝牙HCI-UART(Host Controller Interface-Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)控制接口的模块。使用VHDL将其核心功能集成,既可以单独使用,也可集成到系统芯片中,并且整个设计紧凑、稳定且可靠,其用途广泛,具有一定的使用价值。 本设计采用TOP-DOWN设计方法,整体上分为UART接口和蓝牙主机控制器接口两部分。首先根据UART和蓝牙主机控制器接口的实现原理和设计指标要求进行系统设计,对系统划分模块以及各个模块的信号连接;然后进行模块设计,设计出每个模块的功能,并用VHDL语言编写代码来实现模块功能;再使用ISE8.2I自带的仿真器对各模块进行功能仿真和时序仿真;最后进行硬件验证,在Virtex-II开发板上对系统进行功能验证。实现了发送、接收和波特率发生等功能,验证了结果,表明设计正确,功能良好,符合设计要求。

    标签: HCIUART FPGA 蓝牙 控制

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:tianyi223

  • 基于FPGA的RSA加密芯片设计与实现

    本文对基于脉动阵列结构的RSA公钥密码协处理器进行了深入的研究,通过对Montgomery模乘思想的深入分析,确定了免减基2算法作为模乘运算实现算法,同时系统的研究了脉动阵列结构这一专用处理器设计模型,结合器件特性设计出一种适于在FPGA上实现的模乘运算电路结构,通过引入流水线技术,实现了两次模乘运算并行处理。在此基础上,引入可变参数的设计理念,完成了可变参数模幂运算电路的设计与实现工作,有效的提高了算法硬件实现的灵活性。

    标签: FPGA RSA 加密 芯片设计

    上传时间: 2013-07-16

    上传用户:playboys0

  • 基于FPGA的可测性设计方法研究

    现场可编程门阵列(FPGA)是一种现场可编程专用集成电路,它将门阵列的通用结构与现场可编程的特性结合于一体,如今,FPGA系列器件已成为最受欢迎的器件之一。随着FPGA器件的广泛应用,它在数字系统中的作用日益变得重要,它所要求的准确性也变得更高。因此,对FPGA器件的故障测试和故障诊断方法进行更全面的研究具有重要意义。随着FPGA器件的迅速发展,FPGA的密度和复杂程度也越来越高,使大量的故障难以使用传统方法进行测试,所以人们把视线转向了可测性设计(DFT)问题。可测性设计的提出为解决测试问题开辟了新的有效途径,而边界扫描测试方法是其中一个重要的技术。 本文对FPGA的故障模型及其测试技术和边界扫描测试的相关理论与方法进行了详细的探讨,给出了利用布尔矩阵理论建立的边界扫描测试过程的数学描述和数学模型。论文中首先讨论边界扫描测试中的测试优化问题,总结解决两类优化问题的现有算法,分别对它们的优缺点进行了对比,进而提出对两种现有算法的改进思想,并且比较了改进前后优化算法的性能。另外,本文还对FPGA连线资源中基于边界扫描测试技术的自适应完备诊断算法进行了深入研究。在研究过程中,本文基于自适应完备诊断的思想对原有自适应诊断算法的性能进行了分析,并将独立测试集和测试矩阵的概念引入原有自适应诊断算法中,使改进后的优化算法能够简化原算法的实现过程,并实现完备诊断的目标。最后利用测试仿真模型证明了优化算法能够更有效地实现完备诊断的目标,在紧凑性指标与测试复杂性方面比现在算法均有所改进,实现了算法的优化。

    标签: FPGA 可测性设计 方法研究

    上传时间: 2013-06-30

    上传用户:不挑食的老鼠

  • 船用导航雷达数字信号处理设计

    当今的船用导航雷达具有数字化、多功能、高性能、多接口、网络化。同时要求具有高可靠性、高集成度、低成本,信号处理单元的小型化,产品更新周期短。要同时满足上述需求,高集成度的器件应用是必须的。同时开发周期要短,需求软件的可移植性要强,并且是模块化设计,现场可编程门阵列器件(FPGA)已经成为设计首选。 现场可编程门阵列是基于通过可编程互联连接的可配置逻辑块(CLB)矩阵的可编程半导体器件。与为特殊设计而定制的专用集成电路(ASIC)相对,FPGA可以针对所需的应用或功能要求进行编程。虽然具有一次性可编程(OTP)FPGA,但是主要是基于SRAM的,其可随着设计的演化进行重编程。CLB是FPGA内的基本逻辑单元。实际数量和特性会依器件的不同而不同,但是每个CLB都包含一个由4或6个输入、一些选型电路(多路复用器等)和触发器组成的可配置开关矩阵。开关矩阵是高度灵活的,可以进行配置以便处理组合逻辑、移位寄存器或RAM。当今的FPGA已经远远超出了先前版本的基本性能,并且整合了常用功能(如RAM、时钟管理和:DSP)的硬(ASIC型)块。由于具有可编程特性,所以FPGA是众多市场的理想之选。它高集成度,以及用于设计的强大软件平台、IP核、在线升级可满足需求。 本文介绍了基于FPGA实现船用导航雷达数字信号处理的设计,这是一个具体的、已经完成并进行小批量生产的产品,对指导实践具有一定意义。

    标签: 导航雷达 数字信号处理

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:稀世之宝039

  • 嵌入式Linux驱动程序设计基础

    华清远见的培训材料,介绍嵌入式Linux驱动程序设计的基础知识,侧重于系统理论介绍,主要内容有Linux驱动程序简介、嵌入式Linux驱动程序特点、Linux驱动程序开发流程及驱动开发培训现状。入门参考。

    标签: Linux 嵌入式 驱动 程序设计

    上传时间: 2013-07-19

    上传用户:csgcd001

  • 《电子设计从零开始》

    基本信息 ·出版社:清华大学出版社 ·页码:360 页 ·出版日期:2005年10月 ·ISBN:7302115095 ·条形码:9787302115090 ·版本:第1版 ·装帧:平装 ·开本:16开 Pages Per Sheet -------------------------------------------------------------------------------- 内容简介 《电子设计从零开始》全书分为三大部分,共17章。第1章至第8章深入浅出地介绍了模拟电路的相关知识;第9章至第11章是数字电路部分,介绍了一些基本概念和系统开发过程中经常使用的器件;从第12章到结束是以51单片机为例的单片机应用技术介绍,其中有大量的实例和完整的程序。 电子设计涉及的知识面广、难度大,初学者往往不知从何入手。《电子设计从零开始》结合了作者多年的学习与辅导经验,全面系统地介绍了进行电子设计与制作所需要的各种知识,包括模拟电路、数字电路和单片机应用基础,并结合Multisim仿真软件对大部分实例进行了演示。 -------------------------------------------------------------------------------- 编辑推荐 《电子设计从零开始》通过“讲故事”的形式将这三部分内容逐步展开,并结合电路仿真软Multisim 2001对一些实例进行了演示和验证。着眼技术的应用,并不苛求计算和深刻的理论理解正是《电子设计从零开始》编写时的目的;讲求通俗易懂,在阅读时应当注意提取知识点和实例中蕴含的技巧。书中还有一个特点就是插图丰富,这对理解所讲内容是很有帮助的。 《电子设计从零开始》适合电类本、专科学生作为全面掌握电子设计基础知识的参考书;也可作为无线电爱好者的实例参考用书;对于学有余力的非电类工科学生以及对电子设计感兴趣的中学生朋友来说,也是一本很好的全面了解电子设计基础知识的入门读物。 -------------------------------------------------------------------------------- 目录 第一章 走进电子技术 第二章 收音机里蕴含知识 第三章 制作第一件电子作品 第四章 从扩音机中学放大器 第五章 制作一台多媒体音箱 第六章 振荡器丰富多彩 第七章 集成电路ABC 第八章 传感器及其他器件 第九章 数字启航 第十章 逻辑门应用 第十一章 翻转与计数 第十二章 单片机就在我们身边 第十三章 单片机和LED 第十四章 单片机下命令 第十五章 跑马灯 第十六章 马表与时钟 第十七章 采集我们的声音 附录A Multisim2001的安装 附录B Multisim2001的菜单栏 附录C Multisim2001中的虚拟仪表 附录D 数字电路综合设计——数字钟 附录E ASCⅡ码表 参考文献 ……

    标签: 电子设计

    上传时间: 2013-06-05

    上传用户:HGH77P99

  • CPLD/FPGA数字系统设计电子书

    CPLD/FPGA是目前诮用最为广泛的两种可编程专用集成电路(ASIC),特别适合于产品的样品开发与小批量生产。本书从现代电子系统设计的角度出发,以全球著名的可编程逻辑器件供应商Xilinx公司的产品为背景,系统全面地介绍该公司的CPLD/FPGA产品的结构原理、性能特点、设计方法以及相应的EDA工具软件,重点介绍CPLD/FPGA在数字系统设计、数字通信与数字信号处理等领域中的应用。\r\n 本书内容新颖、技术先进、由浅入深,既有关于大规模可编辑逻辑器件的系统论述,又有丰富的设计应用实例。对于从事各类

    标签: CPLD FPGA 数字系统设计 电子书

    上传时间: 2013-09-06

    上传用户:Maple

  • 高增益跨导型运算放大器设计

    运算放大器作为模拟集成电路设计的基础,同时作为DAC校准电路的一部分,本次设计一个高增益全差分跨导型运算放大器。

    标签: 增益 运算 放大器设计

    上传时间: 2013-10-31

    上传用户:dvfeng