软件无线电DDC(数字下变频)系统作为前端ADC与后端通用DSP器件之间的桥梁,通过降低数据流的速率,把低速数据送给后端通用DSP器件进行处理,其性能的优劣将对整个软件无线电系统的稳定性产生直接影响。采用专用DDC芯片完成数字下变频,虽然具有抽取比大、性能稳定等优点,但价格昂贵,灵活性不强,不能充分体现软件无线电的优势。FPGA工艺发展迅速,处理能力大大增强,相对于ASIC、DSP来说具有吞吐量高、开发周期短、可实现在线重构等诸多优势。正因为这些优点,使得FPGA在软件无线电的研究和开发中起着越来越重要的作用。 本次设计的目标是在一块FPGA芯片上实现单通道数字下变频系统。现阶段主要对软件无线电数字下变频器的FPGA实现方法进行了研究分析,重点完成了其主要模块的设计和仿真以及初步的系统级验证。 论文首先对软件无线电数字下变频的国内外现状进行了分析,然后对FPGA实现数字下变频设计的优势作了阐述。在对软件无线电理论基础、数字信号处理的相关知识深入研究的基础上重点研究软件无线电数字下变频技术。对数字下变频的NCO、混频、CIC、HB、FIR模块的实现方法进行深入研究,在:MATLAB中设定整体系统方案、完成模块划分和接口定义,并对部分模块建立数学模型并仿真、对模块的性能进行优化。从数字下变频的系统层次上考虑了各模块彼此问的性能制约,从而选择合理配置、优化系统结构以获得模块间的性能均衡和系统性能的最优化。最后通过使用编写'Verilog程序和调用部分lP Core相结合的方法完成数字下变频各个模块的设计并完成仿真和调试。结果表明设计的思想和结构是正确的,在下一步工作中主要完成系统的板级调试。
上传时间: 2013-04-24
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正交频分复用(OFDM)技术是一种多载波数字调制技术,具有频谱利用率高、抗多径干扰能力强、成本低等特点,适合无线通信的高速化、宽带化及移动化的需求,将成为下一代无线通信系统(4G)的核心调制传输技术。 本文首先描述了OFDM技术的基本原理。对OFDM的调制解调以及其中涉及的特性和关键技术等做了理论上的分析,指出了OFDM区别于其他调制技术的巨大优势;然后针对OFDM中的信道估计技术,深入分析了基于FFT级联的信道估计理论和基于联合最大似然函数的半盲分组估计理论,在此基础上详细研究描述了用于OFDM系统的迭代的最大似然估计算法,并利用Matlab做了相应的仿真比较,验证了它们的有效性。 而后,在Matlab中应用Simulink工具构建OFDM系统仿真平台。在此平台上,对OFDM系统在多径衰落、高斯白噪声等多种不同的模型参数下进行了仿真,并给出了数据曲线,通过分析结果可正确评价OFDM系统在多个方面的性能。 在综合了OFDM的系统架构和仿真分析之后,设计并实现了基于FPGA的OFDM调制解调系统。首先根据802.16协议和OFDM系统的具体要求,设定了合理的参数;然后从调制器和解调器的具体组成模块入手,对串/并转换,QPSK映射,过采样处理,插入导频,添加循环前缀,IFFT/FFT,帧同步检测等各个模块进行硬件设计,详细介绍了各个模块的设计和实现过程,并给出了相应的仿真波形和参数说明。其中,针对定点运算的局限性,为系统设计并自定义了24位的浮点运算格式,参与傅立叶反变换和傅立叶变换的运算,在系统参数允许的范围内,充分利用了有限资源,提高了系统运算精度;然后重点描述了基于FPGA的快速傅立叶变换算法的改进、优化和设计实现,针对原始快速傅立叶变换FPGA实现算法运算空闲时间过多,资源占用较大的问题,提出了带有流水作业功能、资源占用较少的快速傅立叶变换优化算法设计方案,使之运用于OFDM基带处理系统当中并加以实现,结果满足系统参数的需求。最后以理论分析为依据,对整个OFDM的基带处理系统进行了系统调试与性能分析,证明了设计的可行性。 综上所述,本文完成了一个基于FPGA的OFDM基带处理系统的设计、仿真和实现。本设计为OFDM通信系统的进一步改进提供了大量有用的数据。
上传时间: 2013-04-24
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一种可用于超小型模型的舵机,只有0.5cm*0.5cm大小,希望对于想动手的人有些帮助
上传时间: 2013-07-07
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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。
上传时间: 2013-06-30
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光电子器件模型与OEIC模拟 作者:陈维友;杨树人;刘式墉 本书是作者多年来在光电子器件电路模型和光电集成回路计算机辅助分析研究方面的工作总结。
上传时间: 2013-04-24
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自适应滤波器是智能天线技术中核心部分-自适应波束成形器的关键技术,算法的高效稳定性及硬件时钟速率的快慢是判断波束成形器性能优劣的主要标准。 首先选取工程领域最常用的自适应横向LMS滤波算法作为研究对象,提出了利用最小均方误差意义下自适应滤波器的输出信号与主通道噪声信号的等效关系,得到滤波器最佳自适应参数的方法。并分析了在平稳和非平稳环境噪声下,滤波器的收敛速度、权系数稳定性、跟踪输入信号的能力和信噪比的改善等特性。 在分析梯度自适应格型算法的基础上,提出利用最佳反射系数的收敛性和稳定性,得到了梯度自适应格型滤波器的定步长改进方法;并以改进的梯度自适应格型和线性组合器组成梯度自适应格型联合处理算法,在同样环境噪声下,相比自适应横向LMS算法,其各项性能指标都得到了极大地改善,而且有利于节省硬件资源。 设计了自适应横向LMS滤波器和梯度自适应格型联合处理滤波器的电路模型,并用驰豫超前技术对两类滤波器进行了流水线优化。利用Altera公司的CycloneⅡ系列EP2C5T144C6芯片和多种EDA工具,完成了滤波器的FPGA硬件设计与仿真实现。并以FPGA实现的3节梯度自适应格型联合处理器为核心,设计了一种TD-SCDMA系统的自适应波束成形器,分析表明可以很好地利用系统提供的参考信号对下行波束进行自适应成形。
上传时间: 2013-07-16
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随着多媒体编码技术的发展,视频压缩标准在很多领域都得到了成功应用,如视频会议(H.263)、DVD(MPEG-2)、机顶盒(MPEG-2)等等,而网络带宽的不断提升和高效视频压缩技术的发展使人们逐渐把关注的焦点转移到了宽带网络数字电视(IPTV)、流媒体等基于传输的业务上来。带宽的增加为流式媒体的发展铺平了道路,而高效的视频压缩标准的出台则是流媒体技术发展的关键。H.264/AVC是由国际电信联合会和国际标准化组织共同发展的下一代视频压缩标准之一。新标准中采用了新的视频压缩技术,如多模式帧间预测、1/4像素精度预测、整数DCT变换、变块尺寸运动补偿、基于上下文的二元算术编码(CABAC)、基于上下文的变长编码(CAVLC)等等,这些技术的采用大大提高了视频压缩的效率,更有利于宽带网络数字电视(IPTV)、流媒体等基于传输的业务的实现。 本文主要根据视频会议应用的需要对JM8.6代码进行优化,目标是实现基于Baseline的低复杂度的CIF编码器,并对部分功能模块进行电路设计。在设计方法上采用自顶向下的设计方法,首先对H.264编码器的C代码和算法进行优化,并对优化后的结果进行测试比较,结果显示在图像质量没有明显降低的情况下,H.264编码器编码CIF格式视频每秒达到15帧以上,满足了视频会议应用的实时性要求。然后,以C模型为参考对H.264编码器的部分功能模块电路进行设计。采用Verilog HDL实现了这些模块,并在Quartus Ⅱ中进行了综合、仿真、验证。主要完成了Zig-zag扫描和CAVLC模块的设计,详细说明模块的工作原理和过程,然后进行多组的仿真测试,结果与C模型相应部分的结果一致,证明了设计的正确性。
上传时间: 2013-06-11
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使用Java语言有非常多的好处,如安全的对象引用、语言级支持多线程和跨平台等特性。但是嵌入式系统中Java语言的应用却很少见,这是由于Java如下两方面的不足: (1)Java虚拟机实现需要大量的硬件资源;(2)Java语言的运行时间不可预测。 为此,本论文将实现一个能够应用在低端FPGA器件的实时Java虚拟机。论文的主要创新点如下: 1.使用基于堆栈的RISC模型处理器实现CISC模型的JVM; 2.处理器微指令无任何相关性; 3.所设计的JVM能使Java程序拥有足够的底层访问能力。 论文的主要内容和工作如下: 1.制定基于堆栈的RISC结构处理器各级结构。 2.设计简洁高效的处理器微指令,并且微指令能够满足字节码的需要。 3.制定Java字节码到处理器代码的转换关系和快速转换结构。 4.设计中使用高速缓存,提高运行速度。 5.优化堆栈的硬件结构,使得出栈入栈操作更加简洁快速。 6.设计一系列的本地方法,使得Java程序能够直接访问底层资源。 7.将Java类库使用本地方法实现。 8.自定义程序在内存中的结构,并使用装载工具实现。 9.制定处理外围数据处理机制,如IO和内存接口10.制定中断处理方式,并且实现软中断的机制。
上传时间: 2013-06-11
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当今电子系统的设计是以大规模FPGA为物理载体的系统芯片的设计,基于FPGA的片上系统可称为可编程片上系统(SOPC)。SOPC的设计是以知识产权核(IPCore)为基础,以硬件描述语言为主要设计手段,借助以计算机为平台的EDA工具进行的。 本文在介绍了FPGA与SOPC相关技术的基础上,给出了SOPC技术开发调制解调器的方案。在分析设计软件Matlab/DSP(Digital Signal Processing)。builder以及Quartus Ⅱ开发软件进行SOPC(System On a Programmable Chip)设计流程后,依据调制解调算法提出了一种基于DSP Builder调制解调器的SOPC实现方案,模块化的设计方法大大缩短了调制解调器的开发周期。 在SOPC技术开发调制解调器的过程中,用MATLAB/Simulink的图形方式调用Altera DSP Builder和其他Simulink库中的图形模块(Block)进行系统建模,在Simulink中仿真通过后,利用DSP Builder将Simulink的模型文件(.mdl)转化成通用的硬件描述语言VHDL文件,从而避免了VHDL语言手动编写系统的烦琐过程,将精力集中于算法的优化上。 基于DSP Builder的开发功能,调制解调器电路中的低通滤波器可直接调用FIRIP Core,进一步提高了开发效率。 在进行编译、仿真调试成功后,经过QuartusⅡ将编译生成的编程文件下载到ALTERA公司Cyclone Ⅱ系列的FPGA芯片EP2C5F256C6,完成器件编程,从而给出了一种调制解调器的SOPC系统实现方案。
上传时间: 2013-05-28
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汽车工业在国民经济增长中发挥着越来越重要的作用。近几年,虽然我国的汽车工业已经得到了飞速的发展,但汽车ECU(Electronic Control Unit)的设计制造一直无法实现国产化,严重制约了汽车工业的发展。针对这个现状,本课题对于ECU的设计进行了初步研究。首次尝试了基于SOPC技术的ECU系统设计,并利用dSPACE实时仿真发动机,完成了ECU的硬件在回路仿真,对控制效果进行了测试和分析。 目前,市场上的ECU系统都是基于专用单片机的。本文首先对现有的汽车发动机控制器结构进行了分析比较,总结出ECU的主要组成部件;而后通过各类方案的对比,确定了本课题采用基于FPGA的嵌入NIOS Ⅱ软核的SOPC技术方案。 之后,进行了汽车发动机模型搭建和控制算法的设计。发动机模型以Hendricks提出的均值模型为基础,参考mathworks公司的发动机建模方案进行设计。并在该模型基础上,参考Fekete提出的针对多缸发动机的基于模型的空燃比控制策略和mathworks发动机控制方案,建立了以控制空燃比为核心的发动机喷油控制算法。并通过simulink的仿真,验证了模型和算法的合理有效性。 基于系统设计总体方案,完成了ECU硬件电路设计,并在该系统中完成了上述算法的移植和优化。最后,利用dSPACE实时仿真发动机,进行ECU的硬件在回路仿真,对本文设计的ECU系统进行了测试。证实了该ECU方案在空燃比控制方面取得了较好的效果。 本论文以大量的图示形式介绍了发动机模型和系统软硬件设计,使得系统结构和软件流程等一目了然,浅显易懂。同时论文中采用的基于SOPC技术的ECU设计具有一定创新性,对于其他ECU系统的开发和设计具有一定指导意义。
上传时间: 2013-07-11
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