采用VHDL硬件描述语言设计，包含加法器，乘法器等以及寄存器的详细设计思路和设计源码
标签： SOC课程设计
上传时间： 2015-04-16
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经典IC设计电子书培训教程-数字IC系统设计1102页1.1 IC系统组成概述 IC系统是什么？ 对这个问题， 算法设计工程师、 架 构设计工程师、 电路设计工程师、 版图设计工程师会给 出不同的答案。 算法设计工程师说， IC系统是完成特定功能的硬 件。 架构设计工程师说， IC包括控制、 运算、 存储 部分。 电路设计工程师说， 这是加法器、 乘法器、 与非门、 运算放大器、 开关电容等的搭配。 第一章 IC系统设计概述 版图设计工程师说， 它是多边形组成的集合。 这些答案都对。 如果把它们组合起来， 就是一个较为 完备的答案。 图1.1给出了一个常见IC系统组成的示例。 在这个 系统中， 包括如下内容： · 数字部分（可能包括微处理器、 控制电路、 数据通路等）； · 模拟部分（可能包括PLL、 A/D、 RF等）； · 连线； · I/O PAD； · 存储
标签： ic设计
上传时间： 2022-02-20
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基于FPGA设计的相关论文资料大全 84篇用FPGA实现FFT的研究 刘朝晖 韩月秋 摘 要 目的 针对高速数字信号处理的要求，给出了用现场可编程门阵列(FPGA)实现的 快速傅里叶变换(FFT)方案.方法 算法为按时间抽取的基4算法，采用递归结构的块浮点运 算方案，蝶算过程只扩展两个符号位以适应雷达信号处理的特点，乘法器由阵列乘法器实 现.结果 采用流水方式保证系统的速度，使取数据、计算旋转因子、复乘、DFT等操作协 调一致，在计算、通信和存储间取得平衡，避免了瓶颈的出现.结论 实验表明，用FPGA 实现高速数字信号处理的算法是一个可行的方案. 关键词 离散傅里叶变换； 快速傅里叶变换； 块浮点运算； 可编程门阵列 分类号 TP39； TN957.511 Implementation of FFT with FPGA Technology Liu Zhaohui Han Yueqiu (Department of Electronics Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081) Abstract Aim To propose a scheme for implementing FFT with FPGA in accor-dance with the requirement for high speed digital signal processing. Methods The structure of FPGA and requirement of system were considered in the experiment, radix-4 algorithm of DIT and recursive structure were adopted. The group float point arithmetic operation was used in the butterfly and the array multiplier was used to realize multiplication. Results The pipeline pattern was used to ensure the system speed, it made fetching data, calculating twiddle factor, complex multiplication and D
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上传时间： 2022-03-23
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VHDL 基础程序百例 FPGA 逻辑设计源码VHDL语言100例第1例 带控制端口的加法器第2例 无控制端口的加法器第3例 乘法器第4例 比较器第5例 二路选择器第6例 寄存器第7例 移位寄存器第8例 综合单元库第9例 七值逻辑与基本数据类型第10例 函数第11例 七值逻辑线或分辨函数第12例 转换函数第13例 左移函数第14例 七值逻辑程序包第15例 四输入多路器第16例 目标选择器第17例 奇偶校验器第18例 映射单元库及其使用举第19例 循环边界常数化测试第20例 保护保留字第21例 进程死锁 第22例 振荡与死锁第23例 振荡电路第24例 分辨信号与分辨函数第25例 信号驱动源第26例 属性TRANSACTION和分辨信号第27例 块保护及属性EVENT,第28例 形式参数属性的测试第29例 进程和并发语句第30例 信号发送与接收第31例 中断处理优先机制建模第32例 过程限定第33例 整数比较器及其测试第34例 数据总线的读写第35例 基于总线的数据通道第36例 基于多路器的数据通道第37例 四值逻辑函数第38例 四值逻辑向量按位或运算第39例 生成语句描述规则结构第40例 带类属的译码器描述第41例 带类属的测试平台第42例 行为与结构的混合描述第43例 四位移位寄存器第44例 寄存／计数器第45例 顺序过程调用第46例 VHDL中generic缺省值的使用第47例 无输入元件的模拟第48例 测试激励向量的编写第49例 delta延迟例释第50例 惯性延迟分析第51例 传输延迟驱动优先第52例 多倍（次）分频器第53例 三位计数器与测试平台第54例 分秒计数显示器的行为描述6第55例 地址计数器第56例 指令预读计数器第57例 加.c减.c乘指令的译码和操作第58例 2－4译码器结构描述第59例 2－4译码器行为描述第60例 转换函数在元件例示中的应用第61例 基于同一基类型的两分辨类型的赋值相容问题第62例 最大公约数的计算第63例 最大公约数七段显示器编码第64例 交通灯控制器第65例 空调系统有限状态自动机第66例 FIR滤波器第67例 五阶椭圆滤波器第68例 闹钟系统的控制第69例 闹钟系统的译码第70例 闹钟系统的移位寄存器第71例 闹钟系统的闹钟寄存器和时间计数器第72例 闹钟系统的显示驱动器第73例 闹钟系统的分频器第74例 闹钟系统的整体组装第75例 存储器第76例 电机转速控制器第77例 神经元计算机第78例ccAm2901四位微处理器的ALU输入第79例ccAm2901四位微处理器的ALU第80例ccAm2901四位微处理器的RAM第81例ccAm2901四位微处理器的寄存器第82例ccAm2901四位微处理器的输出与移位第83例ccAm2910四位微程序控制器中的多路选择器第84例ccAm2910四位微程序控制器中的计数器／寄存器第85例ccAm2910四位微程序控制器的指令计数器第86例ccAm2910四位微程序控制器的堆栈第87例 Am2910四位微程序控制器的指令译码器第88例 可控制计数器第89例 四位超前进位加法器第90例 实现窗口搜索算法的并行系统（1）——协同处理器第91例 实现窗口搜索算法的并行系统（2）——序列存储器第92例 实现窗口搜索算法的并行系统（3）——字符串存储器第93例 实现窗口搜索算法的并行系统（4）——顶层控制器第94例 MB86901流水线行为描述组成框架第95例 MB86901寄存器文件管理的描述第96例 MB86901内ALU的行为描述第97例 移位指令的行为描述第98例 单周期指令的描述第99例 多周期指令的描述第100例 MB86901流水线行为模型
上传时间： 2022-05-14
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数字图像通信的最广泛的应用就是数字电视广播系统，与以往的模拟电视业务相比，数字电视在节省频谱资源、提高节目质量方面带来了一场新的革命，而与此对应的DVB（Digital Video Broadcasting）标准的建立更是加速了数字电视广播系统的大规模应用。DVB标准选定MPEG—2标准作为音频及视频的编码压缩方式，随后对MPEG—2码流进行打包形成TS流（transport stream），进行多个传输流复用，最后通过不同媒介进行传输。在DVB标准的传输系统中，无论是卫星传输，电缆传输还是地面传输，为了保障图像质量，使数字节目在传输过程中避免出现因受到各种信道噪声干扰而出现失真的现象，都采用了信道编码的方式来保护传输数据。信道编码是数字通信系统中一个必需的、重要的环节。 信道编码设计方案的优劣决定了DVB系统的成功与否，本文重点研究了DVB系统中的信道编码算法及其FPGA实现方案，主要进行了如下几项工作： 1）介绍了DVB系统信道编码的基本概念及特点，深入研究了DVB标准中信道编码部分的关键技术，并针对每个信道编码模块进行工作原理分析、算法分析。 2）根据DVB信道编码的特点，重点对信道编码中四个模块，包括扰码、RS编码、卷积交织编码和卷积编码的FPGA硬件实现算法进行了比较详细的分析，并阐述了每个模块及QPSK调制的设计方案及实现模块功能的程序流程。 3）在RS（204，188）编码过程中，利用有限域常数乘法器的特点，对编码器进行了优化，在很大程度上提高了编码效率，卷积交织器部分采用RAM移位法，实现起来更为简单且节省了FPGA器件内部资源。 4）设计以Altera公司的QuartusⅡ为开发平台，利用FPGA芯片EP1C6Q240C8完成了信道编码各模块及QPSK调制的硬件实现，通过Verilog HDL描述和时序仿真来验证算法的可行性，并给出系统设计中减少毛刺的方法，使系统更为稳定。最终的系统仿真结果表明该系统工作稳定，达到了DVB系统信道编码设计的要求。
上传时间： 2013-06-26
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现代数字信号处理对实时性提出了很高的要求，当最快的数字信号处理器(DSP)仍无法达到速度要求时，唯一的选择是增加处理器的数目，或采用客户定制的门阵列产品。随着可编程逻辑器件技术的发展，具有强大并行处理能力的现场可编程门阵列(FPGA)在成本、性能、体积等方面都显示出了优势。本文以此为背景，研究了基于FPGA的快速傅立叶变换、数字滤波、相关运算等数字信号处理算法的高效实现。 首先，针对图像声纳实时性的要求和FPGA片内资源的限制，设计了级联和并行递归两种结构的FFT处理器。文中详细讨论了利用流水线技术和并行处理技术提高FFT处理器运算速度的方法，并针对蝶形运算的特点提出了一些优化和改进措施。 其次，分析了具有相同结构的数字滤波和相关运算的特点，采用了有乘法器和无乘法器两种结构实现乘累加(MAC)运算。无乘法器结构采用分布式算法(DA)，将乘法运算转化为FPGA易于实现的查表和移位累加操作，显著提高了运算效率。此外，还对相关运算的时域多MAC方法及频域FFT方法进行了研究。 最后，完成了图像声纳预处理模块。在一片EP2S60上实现了对160路信号的接收、滤波、正交变换以及发送等处理。实验表明，本论文所有算法均达到了设计要求。
上传时间： 2013-06-09
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软件无线电(SDR，Software Defined Radio)由于具备传统无线电技术无可比拟的优越性，已成为业界公认的现代无线电通信技术的发展方向。理想的软件无线电系统强调体系结构的开放性和可编程性，减少灵活性著的硬件电路，把数字化处理(ADC和DAC)尽可能靠近天线，通过软件的更新改变硬件的配置、结构和功能。目前，直接对射频(RF)进行采样的技术尚未实现普及的产品化，而用数字变频器在中频进行数字化是普遍采用的方法，其主要思想是，数字混频器用离散化的单频本振信号与输入采样信号在乘法器中相乘，再经插值或抽取滤波，其结果是，输入信号频谱搬移到所需频带，数据速率也相应改变，以供后续模块做进一步处理。数字变频器在发射设备和接收设备中分别称为数字上变频器(DUC，Digital Upper Converter)和数字下变频器(DDC，Digital Down Converter)，它们是软件无线电通信设备的关键部什。大规模可编程逻辑器件的应用为现代通信系统的设计带来极大的灵活性。基于FPGA的数字变频器设计是深受广大设计人员欢迎的设计手段。本文的重点研究是数字下变频器(DDC)，然而将它与数字上变频器(DUC)完全割裂后进行研究显然是不妥的，因此，本文对数字上变频器也作适当介绍。 第一章简要阐述了软件无线电及数字下变频的基本概念，介绍了研究背景及所完成的主要研究工作。 第二章介绍了数控振荡器(NCO)，介绍了两种实现方法，即基于查找表和基于CORDIC算法的实现。对CORDIc算法作了重点介绍，给出了传统算法和改进算法，并对基于传统CORDIC算法的NCO的FPGA实现进行了EDA仿真。 第三章介绍了变速率采样技术，重点介绍了软件无线电中广泛采用的级联积分梳状滤波器 (cascaded integratot comb， CIC)和ISOP(Interpolated Second Order Polynomial)补偿法，对前者进行了基于Matlab的理论仿真和FPGA实现的EDA仿真，后者只进行了基于Matlab的理论仿真。 第四章介绍了分布式算法和软件无线电中广泛采用的半带(half-band，HB)滤波器，对基于分布式算法的半带滤波器的FPGA实现进行了EDA仿真，最后简要介绍了FIR的多相结构。 第五章对数字下变频器系统进行了噪声综合分析，给出了一个噪声模型。 第六章介绍了数字下变频器在短波电台中频数字化应用中的一个实例，给出了测试结果，重点介绍了下变频器的：FPGA实现，其对应的VHDL程序收录在本文最后的附录中，希望对从事该领域设计的技术人员具有一定参考价值。
上传时间： 2013-06-30
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目前，数字信号处理广泛应用于通信、雷达、声纳、语音与图像处理等领域，信号处理算法理论己趋于成熟，但其具体硬件实现方法却值得探讨。FPGA是近年来广泛应用的超大规模、超高速的可编程逻辑器件，由于其具有高集成度、高速、可编程等优点，大大推动了数字系统设计的单片化、自动化，缩短了单片数字系统的设计周期、提高了设计的灵活性和可靠性，在超高速信号处理和实时测控方面有非常广泛的应用。本文对FPGA的数据采集与处理技术进行研究，基于FPGA在数据采样控制和信号处理方面的高性能和单片系统发展的新热点，把FPGA作为整个数据采集与处理系统的控制核心。主要研究内容如下： FPGA的单片系统研究。针对数据采集与处理，对FPGA进行选型，设计了基于FPGA的单片系统的结构。把整个控制系统分为三个部分：多通道采样控制模块，数据处理模块，存储控制模块。 多通道采样控制模块的设计。利用4片AD7506和一片AD7862对64路模拟量进行周期采样，分别设计了通道选择控制模块和A/D转换控制模块，并进行了仿真，完成了基于FPGA的多通道采样控制。 数据处理模块的设计。FFT算法在数字信号处理中占有重要的地位，因此本文研究了FFT的硬件实现结构，提出了用FPGA实现FFT的一种设计思想，给出了总体实现框图。分别设计了旋转因子复数乘法器，碟形运算单元，存储器，控制器，并分别进行了仿真。重点设计实现了FFT算法中的蝶形处理单元，采用了一种高效乘法器算法设计实现了蝶形处理单元中的旋转因子乘法器，从而提高了蝶形处理器的运算速度，降低了运算复杂度。理论分析和仿真结果表明，状态机控制器成功地对各个模块进行了有序、协调的控制。 存储控制模块的设计。利用闪存芯片K9K1G08UOA对采集处理后的数据进行存储，设计了FPGA与闪存的硬件连接，设计了存储控制模块。 本文对FFT算法的硬件实现进行了研究，结合单片系统的特点，把整个系统分为多通道采样控制模块，数据处理模块，存储控制模块进行设计和仿真。设计采用VHDL编写程序的源代码。仿真测试结果表明，此FPGA单片系统可完成对实时信号的高速采集与处理。
上传时间： 2013-04-24
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可编程逻辑器件FPGA(现场可编程门阵列)和CPLD(复杂可编程逻辑器件)越来越多的应用于数字信号处理领域，与传统的ASIC(专用集成电路)和DSP(数字信号处理器)相比，基于FPGA和CPLD实现的数字信号处理系统具有更高的实时性和可嵌入性，能够方便地实现系统的集成与功能扩展。 FFT的硬件结构主要包括蝶形处理器、存储单元、地址生成单元与控制单元。本文提出的算法在蝶形处理器内引入流水线结构，提高了FFT的运算速度。同时，流水线寄存器能够寄存蝶形运算中的公共项，这样在设计蝶形处理器时只用到了一个乘法器和两个加法器，降低了硬件电路的复杂度。 为了进一步提高FFT的运算速度，本文在深入研究各种乘法器算法的基础上，为蝶形处理器设计了一个并行乘法器。在实现该乘法器时，本文采用改进的布斯算法，用以减少部分积的个数。同时，使用华莱士树结构和4-2压缩器对部分积并行相加。 本文以32点复数FFT为例进行设计与逻辑综合。通过设计相应的存储单元，地址生成单元和控制单元完成FFT电路。电路的仿真结果与软件计算结果相符，证明了本文所提出的算法的正确性。 另外，本文还对设计结果提出了进一步的改进方案，在乘法器内加入一级流水线寄存器，使FFT的速度能够提高到当前速度的两倍，这在实时性要求较高的场合具有极高的实用价值。
上传时间： 2013-07-18
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本课题首先研究了常规的RS译码器的算法，确定在关键方程的计算中采用一种新改进的BM算法，然后提出了基于复数基的有限域快速并行乘法器和利用幂指数相减进行除法计算的有限域除法器，通过这些优化方法提高了RS译码器的速度，减少了译码延时和硬件资源使用，最后利用VHDL硬件描述语言在FPGA上实现了流水线处理的RS(255,223)译码器。 本课题实现的RS(255,223)硬件译码器的性能在国内具有领先水平，对我国以后航天项目高速数据传输系统的设计有着很大的意义。
上传时间： 2013-06-29
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