随着半导体制造技术不断的进步,SOC(System On a Chip)是未来IC产业技术研究关注的重点。由于SOC设计的日趋复杂化,芯片的面积增大,芯片功能复杂程度增大,其设计验证工作也愈加繁琐。复杂ASIC设计功能验证已经成为整个设计中最大的瓶颈。 使用FPGA系统对ASIC设计进行功能验证,就是利用FPGA器件实现用户待验证的IC设计。利用测试向量或通过真实目标系统产生激励,验证和测试芯片的逻辑功能。通过使用FPGA系统,可在ASIC设计的早期,验证芯片设计功能,支持硬件、软件及整个系统的并行开发,并能检查硬件和软件兼容性,同时还可在目标系统中同时测试系统中运行的实际软件。FPGA仿真的突出优点是速度快,能够实时仿真用户设计所需的对各种输入激励。由于一些SOC验证需要处理大量实时数据,而FPGA作为硬件系统,突出优点是速度快,实时性好。可以将SOC软件调试系统的开发和ASIC的开发同时进行。 此设计以ALTERA公司的FPGA为主体来构建验证系统硬件平台,在FPGA中通过加入嵌入式软核处理器NIOS II和定制的JTAG(Joint Test ActionGroup)逻辑来构建与PC的调试验证数据链路,并采用定制的JTAG逻辑产生测试向量,通过JTAG控制SOC目标系统,达到对SOC内部和其他IP(IntellectualProperty)的在线测试与验证。同时,该验证平台还可以支持SOC目标系统后续软件的开发和调试。 本文介绍了芯片验证系统,包括系统的性能、组成、功能以及系统的工作原理;搭建了基于JTAG和FPGA的嵌入式SOC验证系统的硬件平台,提出了验证系统的总体设计方案,重点对验证系统的数据链路的实现进行了阐述;详细研究了嵌入式软核处理器NIOS II系统,并将定制的JTAG逻辑与处理器NIOS II相结合,构建出调试与验证数据链路;根据芯片验证的要求,设计出软核处理器NIOS II系统与PC建立数据链路的软件系统,并完成芯片在线测试与验证。 本课题的整体任务主要是利用FPGA和定制的JTAG扫描链技术,完成对国产某型DSP芯片的验证与测试,研究如何构建一种通用的SOC芯片验证平台,解决SOC验证系统的可重用性和验证数据发送、传输、采集的实时性、准确性、可测性问题。本文在SOC验证系统在芯片验证与测试应用研究领域,有较高的理论和实践研究价值。
上传时间: 2013-05-25
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为适应组合导航计算机系统的微型化、高性能度的要求,拓宽导航计算机的应用领域,本文设计出一种基于浮点型DSP(TMS320C6713)和可编程逻辑阵列器件(FPGA: EP1C12N240C8)协同合作的导航计算机系统。 论文在阐述了组合导航计算机的特点和应用要求后,提出基于DSP和FPGA的组合导航计算机系统方案。该方案以DSP为导航解算处理器,由FPGA完成IMU信号的采集和缓存以及系统控制信号的整合;DSP通过EMIF接口实现和FPGA通信。在此基础上研究了各扩展通信接口、系统硬件原理图和PCB的开发,且在FPGA中使用调用IP核来实现FIR低通滤波数据处理机抖激光陀螺的机抖振动的影响。其次,详细阐述了利用TI公司的DSP集成开发环境和DSP/BIOS准实时操作系统开发多任务系统软件的具体方案。本文引入DSP/BIOS实时操作系统提供的多任务机制,将采集处理按照功能划分四个相对独立的任务,这些任务在DSP/BIOS的调度下,按照用户指定的优先级运行,大大提高系统的工作效率。最后给了DSP芯片Bootloader的制作方法。 导航计算机系统研制开发是软、硬件研究紧密结合的过程。在微型导航计算机系统方案建立的基础上,本文首先讨论了系统硬件整体设计和软件开发流程;其次针对导航计算机系统各个功能模块以及多项关键技术进行了设计与开发工作,涉及系统数据通信模块、模拟信号采集模块和数据存储模块;最后,对导航计算机系统进行了联合调试工作,并对各个模块进行了详细的功能测试与验证,完成了微型导航计算机系统的制作。 以DSP/FPGA作为导航计算机硬件平台的捷联式惯性导航实时数据系统能够满足系统所要求的高精度、实时性、稳定性要求,适应了其高性能、低成本、低功耗的发展方向。
上传时间: 2013-04-24
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现代通信朝着全网IP化的进程逐步发展,越来越多的通信需要IP路由查找;同时光纤技术的发展,使得比特速率达到了20Gbps,路由技术成了整个通信系统的瓶颈,迫切需要一种具有高查找性能,低成本的路由算法,能够适应大规模应用。 本文研究了一种高性能、低成本的路由算法。在四分支并行路由查找算法的基础上,实现了双分支并行,每个分支流水查找的16-8-8路由算法。该算法由三级表构成,长度小于16的前缀通过扩展成为长度16的前缀存储在第一级表中;长度小于24位的前缀通过扩展成为长度24的前缀存储在前两级表中;长度大于24的前缀则通过专门的存储空间进行存储。将IP路由的二维查找转化为一维精确查找,每次查找最多访问存储器3次,就可以查得下一跳的路由信息。使用Verilog语言实现了本文提出的算法,并对算法进行了功能仿真。为了实现低成本,该算法采用了FPGA和SSRAM的硬件结构实现。 功能仿真表明本文设计的算法查找速度能适应20Gbps的接口转发速率。
上传时间: 2013-04-24
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随着敌对人为干扰的日益增多和电磁环境的日益恶劣,抗干扰逐渐成为卫星导航接收机的必备能力之一。传统的单天线多延迟系统仅从时域抗干扰,抑制干扰能力有限。利用阵列天线,增加空域自由度,通过空域—时域级联或空时联合处理能够显著增强导航信号接收机的抗干扰性能。多个天线以不同的方式放置,即不同的阵形,会使得导航接收机具有不同的空域抗干扰性能。针对多种阵形对空域抗干扰性能的影响差异,开展了基于L阵、十字阵、均匀圆阵和带圆心圆阵的自适应抗干扰性能研究,分析了导致差异的原因,通过对比仿真,发现带圆心的圆阵具有所选阵形中最优的输出信干噪比,进一步推广到空时自适应抗干扰,也具有同样的结论。结合工程实现,基于FPGA完成空时抗干扰硬件模块设计,用Matlab产生的量化数据作为激励,对硬件模块的输出结果进行分析,与非自适应空时波束形成结果相比,实验验证了模块的有效性;与Matlab仿真处理的结果相比,验证了模块的正确性。多种阵形自适应抗干扰性能差异的研究对于一定孔径和阵元个数条件下的阵列布阵具有一定的参考价值,空时抗干扰硬件模块是抗干扰系统的核心,所做工作对工程实现具有一定的借鉴意义。
上传时间: 2013-05-28
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无线局域网(WLAN)是未来移动通信系统的重要组成部分。由于摆脱了有线连接的束缚,无线局域网具有移动性好、成本低以及网络传输故障少等诸多优点,得到了越来越广泛的发展与应用。正交频分复用(OFDM)技术具有抗多径衰落,频谱利用率高等优点,特别适合于无线环境下的高速数据传输,是高速无线局域网的首选技术之一。从IEEE802.11a,IEEE802.11g到IEEE802.1n都是以OFDM为基础。随着OFDM技术的普及以及下一代通信技术对OFDM的青睐,研究与实现应用于无线局域网的OFDM关键技术具有一定的意义。 本文首先介绍了WLAN的基本概念及相关协议标准和OFDM系统的工作原理,并描述了基于IEEE802,11a和IEEE802.11n标准的OFDM系统的数据帧结构以及系统参数。文中对OFDM传输系统的关键算法进行了详细的研究。然后以Xilinx公司的ISE10.1为软件平台,利用VHDL描述的方式,并以FPGA(现场可编程门阵列)芯片SPARTAN-3E为硬件平台,研究实现了适用于IEEE802.11a和IEEE802.11n的64点16bits复数块浮点结构的FFT模块,(2,1,7)卷积编码和维特比译码模块,以及分组检测和符号定时模块,并进行了仿真、综合、下载验证等工作。
上传时间: 2013-06-25
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Scaler是平板显示器件(FPD,Flat Panel Display)中的重要组成部分,它将输入源图像信号转换成与显示屏固定分辨率一致的信号,并控制其显示在显示屏上。本文在研究图像缩放算法和scaler在FPD中工作过程的基础上,采用自上而下(Top-down)的设计方法,给出了scaler的设计及FPGA验证。该scaler支持不同分辨率图像的缩放,且缩放模式可调,也可以以IP core的形式应用于相关图像处理芯片中。 图像缩放内核是scaler的核心部分,它是scaler中的主要运算单元,完成图像缩放的基本功能,它所采用的核心算法以及所使用的结构设计决定着缩放性能的优劣,也是控制芯片成本的关键。因此,本文从缩放内核的结构入手,对scaler的总体结构进行了设计;通过对图像缩放中常用算法的深入研究提出了一种新的优化算法——矩形窗缩放算法,并对其计算进行分析和简化,降低了计算的复杂度。FPGA设计中,采用列缩放与行缩放分开处理的结构,使用双口RAM作为两次缩放间的数据缓冲区。使用这种结构的优势在于:行列缩放可以同时进行,数据处理的可靠性高、速度快:内核结构简单明了,数据缓冲区大小合适,便于设计。此外,本文还介绍了其他辅助模块的设计,包括DVI接口信号处理模块、缩放参数计算与控制模块以及输出信号检测与时序滤波模块。 本设计使用Verilog HDL对各模块进行了RTL级描述,并使用Quartus II7.2进行了逻辑仿真,最后使用Altera公司的FPGA芯片来进行验证。通过逻辑验证和系统仿真,证明该scaler的设计达到了预期的目标。对于不同分辨率的图像,均可以在显示屏上得到稳定的显示。
上传时间: 2013-05-30
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关于100M数字示波器的研究-----------------------------
上传时间: 2013-05-26
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RS-485总线可靠性应用研究 介绍的相当详细
上传时间: 2013-05-17
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对弓网故障的检测是当今列车检测的一项重要任务。原始故障视频图像具有极大的数据量,使实时存储和传输故障视频图像极其困难。由于视频的数据量相当大,需要采用先进的视频编解码协议进行处理,进而实现检测现场的实时监控。 @@ H.264/AVC(Advanced Video Coding)作为MPEG-4的第10部分,因其具有超高的压缩效率、极好的网络亲和性,而被广泛研究与应用。H.264/AVC采用了先进的算法,主要有整数变换、1/4像素精度插值、多模式帧间预测、抗块效应滤波器和熵编码等。 @@ 本文使用硬件描述语言Verilog,以红色飓风 II开发板作为硬件平台,在开发工具QUARTUSII 6.0和MODELSIM_SE 6.1B环境中完成软核的设计与仿真验证。以Altera公司的CycloneII FPGA(Field Programmable Gate Array)EP2C35F484C8作为核心芯片,实现视频图像采集、存储、显示以及实现H.264/AVC部分算法的基本系统。 @@ FPGA以其设计灵活、高速、具有丰富的布线资源等特性,逐渐成为许多系统设计的首选,尤其是与Verilog和VHDL等语言的结合,大大变革了电子系统的设计方法,加速了系统的设计进程。 @@ 本文首先分析了FPGA的特点、设计流程、verilog语言等,然后对静态图像及视频图像的编解码进行详细的分析,比如H.264/AVC中的变换、量化、熵编码等:并以JM10.2为平台,运用H.264/AVC算法对视频序列进行大量的实验,对不同分辨率、量化步长、视频序列进行编解码以及对结果进行分析。接着以红色飓风II开发板为平台,进行视频图像的采集存储、显示分析,其中详细分析了SAA7113的配置、CCD信号的A/D转换、I2C总线、视频的数字化ITU-R BT.601标准介绍及视频同步信号的获取、基于SDRAM的视频帧存储、VGA显示控制设计;最后运用verilog语言实现H.264/AVC部分算法,并进行功能仿真,得到预计的效果。 @@ 本文实现了整个视频信号的采集存储、显示流程,详细研究了H.264/AVC算法,并运用硬件语言实现了部分算法,对视频编解码芯片的设计具有一定的参考价值。 @@关键词:FPGA;H.264/AVC;视频;verilog;编解码
上传时间: 2013-04-24
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互感器是电力系统中电能计量和继电保护中的重要设备,其精度和可靠性与电力系统的安全性、可靠性和经济运行密切相关。随着电力工业的发展,传统的电磁式互感器已经暴露出一系列的缺陷,电子式互感器能很好的解决电磁式互感器的缺点,电子式互感器逐步替代电磁式互感器代表着电力工业的发展方向。目前,国产的互感器校验仪主要是电磁式互感器校验仪,电子式互感器校验仪依赖于进口。电子式互感器的发展,使得电子式互感器校验仪的研制势在必行。 本课题依据国际标准IEC60044-7、IEC60044-8和国内标准GB20840[1].7-2007、GB20840[1].8-2007,设计了电子式互感器检验仪。该校验仪采用直接法对电子式互感器进行校验,即同时测试待校验电子式互感器和标准电磁式互感器二次侧的输出信号,比较两路信号的参数,根据比较结果完成电子式互感器的校验工作。论文首先介绍了电子式互感器结构及输出数字信号的特征,然后详细论述了电子式互感器校验仪的硬件及软件设计方法。硬件主要采用FPGA技术设计以太网控制器RTL8019的控制电路,以实现电子式互感器信号的远程接收,同时设计A/D芯片MAX125的控制电路,以实现标准电磁式互感器模拟输出的数字化。软件主要采用FPGA的SOPC技术,研制了MAX125和RTL8019的IP核,在NiosIIIDE集成开发环境下,完成对硬件电路的底层控制,运用准同步算法和DFT算法开发应用程序实现对数字信号的处理。最终完成电子式互感器校验仪的设计。 最后进行了相关的实验,所研制的电子式互感器校验仪对0.5准确级的电子式电压互感器和0.5准确级电子式电流互感器分别进行了校验,对其额定负荷的20%、100%、120%点做为测量点进行测量。经过对实验数据的处理分析可知,校验仪对电子式互感器的校验精度满足0.5%的比差误差和20’的相位差。本课题的研究为电子式互感器校验仪的研制工作提供了理论和实践依据。
上传时间: 2013-04-24
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