多功能车辆总线一类设备是一个在列车通信网(TCN,TrainCommunication Network)中普遍使用的网络接口单元。目前我国的新式列车大多采用列车通信网传输列车中大量的控制和服务信息。但使用的列车通信网产品主要为国外进口,因此迫切需要研制具有自主知识产权的列车通信网产品。 论文以一类设备控制器的设计为核心,采取自顶向下的模块设计方法。将设备控制器分为同步层和数据处理层来分别实现对帧的发送与接收处理和对帧数据的提取与存储处理。 同步层包含帧的识别模块、曼彻斯特译码模块、曼彻斯特编码与帧封装三个模块。帧识别模块检测帧的起始位并对帧类型进行判断。译码模块根据采集的样本值来判断曼彻斯特编码的值,采样的难点在于非理想信号带来的采样误差,论文使用结合位同步的多点采样法来提高采样质量。帧分界符中的非数据符不需要进行曼彻斯特编码,编码时在非数据符位关闭编码电路使非数据符保持原来的编码输出。 数据处理层以主控单元(MCU,Main Control Unit)和通信存储器为设计核心。MCU是控制器的核心,对接收的主帧进行分析,判断是从通信存储器相应端口取出应答从帧并发送,还是准备接收从帧并存入通信存储器。通信存储器存储设备的通信数据,合适的地址分配能简化MCU的控制程序,论文固定了通信存储器端口大小使MCU可以根据一个固定的公式进行端口的遍历从而简化了MCU程序的复杂度。数据在传输中由于受到干扰和冲突等问题而出现错误,论文采用循环冗余检验码结合偶检验扩展来对传输数据进行差错控制。 最后,使用FPGA和硬件描述语言Verilog HDL开发出了MVB一类设备。目前该一类设备已运用在SS4G电力机车的制动控制单元(BCU.Brake Control Unit)中并在铁道科学研究院通过了TCN通信测试。一类设备的成功研制为列车通信网中总线管理器等高类设备的开发奠定了坚实的基础。
上传时间: 2013-07-27
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普通GPS接收机在特殊环境下,如在高楼林立的城市中心,林木遮挡的森林公路,特别是在隧道和室内环境的情况下,由于卫星信号非常微弱,载噪比(Carrier Noise Ratio,C/No)通常都在34dB-Hz以下,很难有效捕获到卫星信号,导致无法正常定位。恶劣条件下的定位有广阔的发展和应用前景,特别是在交通事故、火灾和地震等极端环境下,快速准确定位当事者所处位置对于降低事态损失和营救受伤者是极为重要的。欧美和日本等发达国家也都制定了相应的提高恶劣条件下高灵敏度定位能力的发展政策。而高灵敏度GPS接收机定位的关键在于GPS微弱信号的处理。 本课题的主要研究内容是针对GPS微弱信号改进处理方法。针对传统GPS接收机信号捕获中的串行搜索方法提出了基于批处理的微弱信号捕获方法,来提高低信噪比情况下微弱信号的捕获能力,实现快速高灵敏度的准确捕获;针对捕获微弱信号处理大量数据导致的运算量激增,运用双块零拓展(Double Block Zero Padding,DBZP)处理方法减少运算量同时缩短捕获时间。针对传统GPS接收机延迟锁相环跟踪算法提出了基于卡尔曼滤波的新型捕获算法,减小延迟锁相环失锁造成的信号跟踪丢失概率,来提高恶劣环境下低信噪比信号的跟踪能力,实现微弱信号的连续可靠跟踪。通过提高GPS微弱信号的捕获与跟踪能力,进而使GPS接收机在恶劣环境下卫星信号微弱时能够实现较好的定位与导航。 通过拟合GPS接收机实际接收到的原始数据,构造出不同载噪比的数字信号,分别对提出的针对微弱信号的捕获与跟踪算法进行仿真比较验证,结果表明,对接收机后端信号处理部分作出的算法改进使得GPS接收机可以更好的处理微弱信号,并且具有较高的灵敏度和精度。文章同时针对提出的数据处理特征使用FPGA技术对算法主要的数据处理部分进行了初步的构架实现并进行了板级验证,结果表明,利用FPGA技术可以较好的实现算法的数据处理功能。文章最后给出了结论,通过提出的基于批处理和基于DBZP方法的捕获算法以及基于卡尔曼滤波的信号跟踪算法,可以有效地解决微弱GPS信号处理的难题,进而实现微弱信号环境下的定位与导航。
上传时间: 2013-04-24
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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。
上传时间: 2013-04-24
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随着数字时代的到来,信息化程度的不断提高,人们相互之间的信息和数据交换日益增加。正交幅度调制器(QAM Modulator)作为一种高频谱利用率的数字调制方式,在数字电视广播、固定宽带无线接入、卫星通信、数字微波传输等宽带通信领域得到了广泛应用。 近年来,集成电路和数字通信技术飞速发展,FPGA作为集成度高、使用方便、代码可移植性等优点的通用逻辑开发芯片,在电子设计行业深受欢迎,市场占有率不断攀升。本文研究基于FPGA与AD9857实现四路QAM调制的全过程。FPGA实现信源处理、信道编码输出四路基带I/Q信号,AD9857实现对四路I/Q信号的调制,输出中频信号。本文具体内容总结如下: 1.介绍国内数字电视发展状况、国内国际的数字电视标准,并详细介绍国内有线电视的系统组成及QAM调制器的发展过程。 2.研究了QAM调制原理,其中包括信源编码、TS流标准格式转换、信道编码的原理及AD9857的工作原理等。并着重研究了信道编码过程,包括能量扩散、RS编码、数据交织、星座映射与差分编码等。 3.深入研究了基于FPAG与AD9857电路设计,其中包括详细研究了FPGA与AD9857的电路设计、在allegro下的PCB设计及光绘文件的制作,并做成成品。 4.简单介绍了FPGA的开发流程。 5.深入研究了基于FPAG代码开发,其中主要包括I2C接口实现,ASI到SPI的转换,信道编码中的TS流包处理、能量扩散、RS编码、数据交织、星座映射与差分编码的实现及AD9857的FPGA控制使其实现四路QAM的调制。 6.介绍代码测试、电路测试及系统指标测试。 最终系统指标测试表明基于FPGA与AD9857的四路DVB-C调制器基本达到了国标的要求。
上传时间: 2013-07-05
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本文将高效数字调制方式QAM和软件无线电技术相结合,在大规模可编程逻辑器件FPGA上对16QAM算法实现。在当今频谱资源日趋紧缺的情况下有很大现实意义。 论文对16QAM软件实现的基础理论,带通采样理论、变速率数字信号处理相关抽取内插技术做了推导和分析;深入研究了软件无线电核心技术数字下变频原理和其实现结构;对CIC、半带等高效数字滤波器原理结构和性能作了研究;16QAM调制和解调系统设计采用自项向下设计思想;采用硬件描述语言VerilogHDL在EDA工具QuartusII环境下实现代码输入;对系统调试采用了算法仿真和在系统实测调试相结合方法。 论文首先对16QAM调制解调算法进行系统级仿真,并对实现的各模块的可行性仿真验证,在此基础上,完成了调制端16QAM信号的时钟分频模块、串并转换模块、星座映射、8倍零值内插、低通滤波以及FPGA和AD9857接口等模块;解调器主要完成带通采样、16倍CIC抽取滤波,升余弦滚降滤波,以及16QAM解码等模块,实现了16QAM调制器;给出了中频信号时域测试波形和频谱图。本系统在200KHz带宽下实现了512Kbps的高速数据数率传输。论文还对增强型数字锁相环EPLL的实现结构进行了研究和性能分析。
上传时间: 2013-07-29
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基于FPGA的GPS中频信号捕获算法及其采样器实现
上传时间: 2013-07-02
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基于FPGA的UHF多协议RFID基带信号处理
上传时间: 2013-07-18
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本文设计了一种基于S3C2410X微处理器、Linux操作系统的无线多媒体传输系统。论文首先介绍了系统的结构功能设计;接着给出了嵌入式无线音视频传输系统软硬件设计方案,包括系统发送端硬件结构设计和接收
上传时间: 2013-07-11
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光栅计量技术在工业计量领域得到了飞速发展,其中光栅传感器在线位移和角位移测量中得到广泛应用。对光栅信号进行处理有很多方法,如传统电路、单片机或者现场可编程门阵列(FPGA)等。随着电子技术的不断发展,光栅信号处理电...
上传时间: 2013-04-24
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随着我国国民经济的快速增长和对内对外贸易量的不断增大,海上交通运输更加繁盛。雷达信号处理技术是航海雷达探测海上目标的关键技术,它对安全和高效率的海上运输起到至关重要的作用。雷达信号预处理系统主要负责对雷达...
上传时间: 2013-04-24
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