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功能模拟

  • 基于FPGA的可编程技术的应用

    随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展,尤其是现场可编程器件的出现,为满足实时处理系统的要求,诞生了一种新颖灵活的技术——可重构技术。它采用实时电路重构技术,在运行时根据需要,动态改变系统的电路结构,从而使系统既有硬件优化所能达到的高速度和高效率,又能像软件那样灵活可变,易于升级,从而形成可重构系统。可重构系统的关键在于电路结构可以动态改变,这就需要有合适的可编程逻辑器件作为系统的核心部件来实现这一功能。 论文利用可重构技术和“FD-ARM7TDMLCSOC”实验板的可编程资源实现了一个8位微程序控制的“实验CPU”,将“实验CPU”与实验板上的ARMCPU构成双内核CPU系统,并对双内核CPU系统的工作方式和体系结构进行了初步研究。 首先,文章研究了8位微程序控制CPU的开发实现。通过设计实验CPU的系统逻辑图,来确定该CPU的指令系统,并给出指令的执行流程以及指令编码。“实验CPU”采用的是微程序控制器的方式来进行控制,因此进行了微程序控制器的设计,即微指令编码的设计和微程序编码的设计。为利用可编程资源实现该“实验CPU”,需对“实验CPU”进行VHDL描述。 其次,文章进行了“实验CPU”综合下载与开发。文章中使用“Synplicity733”作为综合工具和“Fastchip3.0”作为开发工具。将“实验CPU”的VHDL描述进行综合以及下载,与实验箱上的ARMCPU构成双内核CPU,实现了基于可重构技术的双内核CPU的系统。根据实验板的具体环境,文章对双内核CPU系统存在的关键问题,如“实验CPU”的内存读写问题、微程序控制器的实现,以及“实验CPU'’框架等进行了改进,并通过在开发工具中添加控制模块和驱动程序来实现系统工作方式的控制。 最后,文章对双核CPU系统进行了功能分析。经分析,该系统中两个CPU内核均可正常运行指令、执行任务。利用实验板上的ARMCPU监视用“实验CPU”的工作情况,如模拟“实验CPU”的内存,实现机器码运行,通过串行口发送的指令来完成单步运行、连续运行、停止、“实验CPU"指令文件传送、“实验CPU"内存修改、内存察看等工作,所有结果可显示在超级终端上。该系统通过利用ARMCPU来监控可重构CPU,研究双核CPU之间的通信,尝试新的体系结构。

    标签: FPGA 可编程

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:royzhangsz

  • 基于FPGA的图像处理算法及压缩编码

    本文以“机车车辆轮对动态检测装置”为研究背景,以改进提升装置性能为目标,研究在Altera公司的FPGA(Field Programmable Gate Array)芯片Cyclone上实现图像采集控制、图像处理算法、JPEG(Joint Photographic Expert Group)压缩编码标准的基本系统。本文使用硬件描述语言Verilog,以RedLogic的RVDK开发板作为硬件平台,在开发工具OUARTUS2 6.0和MODELSIM SE 6.1B环境中完成软核的设计与仿真验证。 数据采集部分完成的功能是将由模拟摄像机拍摄到的图像信号进行数字化,然后从数据流中提取有效数据,加以适当裁剪,最后将奇偶场图像数据合并成帧,存储到存储器中。数字化及码流产生的功能由SAA7113芯片完成,由FPGA对SAA7113芯片初始化设置、控制,并对数字化后的数据进行操作。 图像处理算法部分考虑到实时性与算法复杂度等因素,从装置的图像处理流程中有选择性地实现了直方图均衡化、中值滤波与边缘检测三种图像处理算法。 压缩编码部分依据JPEG标准基本系统顺序编码模式,在FPGA上实现了DCT(Discrete Cosine Transform)变换、量化、Zig-Zag扫描、直流系数DPCM(Differential Pulse Code Modulation)编码、交流系数RLC(Run Length code)编码、霍夫曼编码等主要步骤,最后用实际的图像数据块对系统进行了验证。

    标签: FPGA 图像处理 压缩编码 算法

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:qazwsc

  • 基于STM32的多功能MP3播放器设计

    本文设计了一款基于STM32的多功能MP3,功能包括:MP3/WMA/WAV/MIDI音频文件播放、JPEG/JPG/BMP图片浏览、游戏、闹钟、万年历、电子书、调频收音机、彩色台灯、功率放大等。

    标签: STM MP3 32 多功能

    上传时间: 2013-07-13

    上传用户:sy_jiadeyi

  • 指纹识别认证算法硬件实现

    指纹识别作为生物特征识别的一种,在身份识别上有着其他手段不可比拟的优越性:人的指纹具有唯一性和稳定性;随着指纹传感器性能的提高和价格的降低.指纹的采集相对容易;指纹识别算法已经比较成熟

    标签: 指纹识别 算法 硬件实现

    上传时间: 2013-07-28

    上传用户:chongcongying

  • 基于FPGA和PCI接口图像采集压缩卡

    随着数字图像处理的应用领域不断扩大,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)的特点使其在图像采集和处理方面的应用显得更加经济、灵活、方便。 本文设计了一种以FPGA为工作核心,并实现了PCI接口的图像采集压缩系统。整个系统采用了自顶向下的设计方案,先把系统分成了三大块,即图像采集、PCI接口和图像压缩,然后分别设计各个大模块中的子模块。 首先,利用FPGA对专用视频转换器SAA7111A进行控制,因为SAA7111A是采用IC总线模块,从而完成了对SAA7111A的控制,并通过设计图像采集模块、读/写数据模块、总线管理模块等,实现把标准的模拟视频信号转换成数字视频信号并采集的功能。 其次,在了解PCI规范的前提下,深入地分析了PCI时序和地址配置空间等,设计了简化逻辑的状态机,并用VHDL硬件描述语言设计了程序,完成了简化逻辑的PCI接口设计在FPGA芯片内部的实现,达到了一33MHz、32位数据宽度、支持猝发传输的PCI从设备模块的接口功能,与传统的使用PCI专用接口芯片来实现的PCI接口比较来看,更加节约了系统的逻辑资源,降低了成本,增加了设计的灵活性。 再次,设计了WINDOWS下对PCI接口的驱动程序。驱动程序可以选择不同的方法来完成,当然每个方法都有自己的特点,对几种主要设计驱动程序的方法作以比较之后,本文选择了使用DRIVER WORKS工具来完成。通过对配置空间的设计、系统端口和内存映射的设计、中断服务的设计等,用VC++语言编写了驱动程序。 最后,考虑到增加系统的实用性和完备性,还填加设计了图像的压缩部分。这部分需要完成的工作是在上述系统完成后,再额外地把采集来的视频数据通过另一路数据通道按照一定的格式压缩后存储到硬盘中。本系统中,这部分设计是利用Altera公司提供的IP核来完成压缩的,同时还用VHDL语言在FPGA上设计了IDE硬盘接口,使压缩后的数据存储到硬盘中。

    标签: FPGA PCI 接口 图像采集

    上传时间: 2013-06-01

    上传用户:程婴sky

  • 光电子器件模型与OEIC模拟

    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。

    标签: OEIC 光电子器件 模型 模拟

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:lty6899826

  • 屏上显示模块的FPGA实现

    随着数字电视技术的飞速发展,数字机顶盒已成为现在模拟电视收看数字电视节目必不可少的设备。而数字机顶盒需要在解码后的模拟视频信号上加入屏幕显示信息(如亮度、色度、信息服务菜单等)以提供给观众良好的界面和灵活的人机交互。 v屏幕显示系统(OSG,On-Screen-Graphics)解决了现有模拟电视无法实现的叠加屏幕显示信息的问题,提供同步输出叠加有各种图形、文字的电视节目图像的功能,其中最主要的部分是OSD(On-Screen-Display),即屏幕显示单元。OSD将叠加的位图图像分为多个OSD块,一般定义为矩形区域。每个矩形区域,例如台标、参数调节框、字幕等,都有独立的4色、16色或256色颜色查找表。同时OSG系统也支持真彩模式。OSD块经由编码/混合器与视频图像进行alpha混合后输出到电视屏幕上。 本文详细介绍了应用FPGA设计包括屏幕显示单元在内的OSG系统的思路和设计过程,描述了模块的划分与功能仿真。在论文前半部分,本文给出了图文屏幕显示系统各子单元的工作流程,接着论文的后半部分,给出了详细的模块接口说明和硬件实现。

    标签: FPGA 显示模块

    上传时间: 2013-07-27

    上传用户:万有引力

  • 模拟电子技术

    模拟电子技术模拟电子技术是一门研究对仿真信号进行处理的模拟电路的学科。它以半导体二极管、半导体三极管和场效应管为关键电子器件,包括功率放大电路、运算放大电路、反馈放大电路、信号运算与处理电路、信号产生电路、电源稳压电路等研究方向

    标签: 模拟电子技术

    上传时间: 2013-05-16

    上传用户:JANEM

  • 基于FPGA的IIR多相滤波器的设计研究

    多相滤波器主要应用于脉冲多普勒雷达、通信宽带数字接收机、雷达自适应波束形成等信号处理领域。在多普勒雷达信号处理中国内外关于FIR滤波器设计研究的报道较多,而对于IIR滤波器的设计研究相对较少,原因是IIR多相滤波器的设计复杂性,使得IIR滤波器在多普勒雷达数字信号处理中难以发挥重要作用。本文以脉冲多普勒雷达信号处理为背景,主要研究数字多相滤波器的特点和设计方法;进而研究数字多相滤波器的数字仿真方法与FPGA实现技术。对于自主研究、设计和实现雷达信号处理的各种结构的滤波器具有重要的意义。 本文讨论了FIR数字滤波器和IIR数字滤波器的特点和区别。对IIR滤波器的多相结构进行了理论分析,重点研究了IIR多相滤波器的设计原理。根据此原理进行IIR滤波器的多相设计并扩展到多通道和多级结构。在此基础上,根据本文研究的多普勒雷达回波信号需要四通道处理的要求搭建软件仿真模型,对所设计的2级4通道IIR多相滤波器组进行了仿真实验,给出仿真结果,并进行了讨论。 在完成2级4通道IIR多相滤波器组的软件仿真后,利用FPGA设计平台,对该IIR多相滤波器组进行了设计仿真和综合实现。在实现过程中进行了功能仿真和时序仿真两级仿真验证,结果表明在模拟硬件环境中所设计的2级4通道IIR多相滤波器组能够较好地实现多普勒雷达回波信号多通道的划分和滤波功能要求,验证了设计思路和方法的正确性和可行性。

    标签: FPGA IIR 多相滤波器

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:gongxinshiwo@163.com

  • Morlet小波分析的BOTDR信号处理

    基于布里渊散射的分布式光纤传感器是当前国内外研究的热点。本文介绍了基于布里渊散射的分布式光纤传感器的的原理、应用;布里渊时域反射技术(BOTDR)和布里渊时域分析技术(BOTDA)的原理。 受激布里渊散射(SBS)的过程中,入射光和散射光满足耦合振幅方程组。我们对该方程组采用有限差分法进行数值计算,并用Matlab模拟计算过程,对布里渊散射信号进行分析。 根据布里渊散射信号的特点,我们采用基于Morlet小波变换的DSP信号算法来处理 BOTDR传感信号。通过对该算法的核心单元——快速傅立叶变换(FFT)的硬件实现,我们在Stratix FPGA上实现了基于Morlet小波变换的DSP算法的硬件电路设计。 最后,在此基础上,我们对电路功能进行实际的仿真和验证,并和Matlab得到结果进行比较和分析。

    标签: Morlet BOTDR 小波分析 信号处理

    上传时间: 2013-07-22

    上传用户:牛布牛