现场可编程门阵列(FPGA,Field Programmable Gate Array)是可编程逻辑器件的一种,它的出现是随着微电子技术的发展,设计与制造集成电路的任务已不完全由半导体厂商来独立承担。系统设计师们更愿意自己设计专用集成电路(ASIC,Application Specific Integrated Circuit).芯片,而且希望ASIC的设计周期尽可能短,最好是在实验室里就能设计出合适的ASIC芯片,并且立即投入实际应用之中。现在,FPGA已广泛地运用于通信领域、消费类电子和车用电子。 本文中涉及的I/O端口模块是FPGA中最主要的几个大模块之一,它的主要作用是提供封装引脚到CLB之间的接口,将外部信号引入FPGA内部进行逻辑功能的实现并把结果输出给外部电路,并且根据需要可以进行配置来支持多种不同的接口标准。FPGA允许使用者通过不同编程来配置实现各种逻辑功能,在IO端口中它可以通过选择配置方式来兼容不同信号标准的I/O缓冲器电路。总体而言,可选的I/O资源的特性包括:IO标准的选择、输出驱动能力的编程控制、摆率选择、输入延迟和维持时间控制等。 本文是关于FPGA中多标准兼容可编程输入输出电路(Input/Output Block)的设计和实现,该课题是成都华微电子系统有限公司FPGA大项目中的一子项,目的为在更新的工艺水平上设计出能够兼容单端标准的I/O电路模块;同时针对以前设计的I/O模块不支持双端标准的缺点,要求新的电路模块中扩展出双端标准的部分。文中以低压双端差分标准(LVDS)为代表构建双端标准收发转换电路,与单端标准比较,LVDS具有很多优点: (1)LVDS传输的信号摆幅小,从而功耗低,一般差分线上电流不超过4mA,负载阻抗为100Ω。这一特征使它适合做并行数据传输。 (2)LVDS信号摆幅小,从而使得该结构可以在2.5V的低电压下工作。 (3)LVDS输入单端信号电压可以从0V到2.4V变化,单端信号摆幅为400mV,这样允许输入共模电压从0.2V到2.2V范围内变化,也就是说LVDS允许收发两端地电势有±1V的落差。 本文采用0.18μm1.8V/3.3V混合工艺,辅助Xilinx公司FPGA开发软件ISE,设计完成了可以用于Virtex系列各低端型号FPGA的IOB结构,它有灵活的可配置性和出色的适应能力,能支持大量的I/O标准,其中包括单端标准,也包括双端标准如LVDS等。它具有适应性的优点、可选的特性和考虑到被文件描述的硬件结构特征,这些特点可以改进和简化系统级的设计,为最终的产品设计和生产打下基础。设计中对包括20种IO标准在内的各电器参数按照用户手册描述进行仿真验证,性能参数已达到预期标准。
上传时间: 2013-05-15
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数据采集系统是信号与信息处理系统中不可缺少的重要组成部分,同时也是软件无线电系统中的核心模块,在现代雷达系统以及无线基站系统中的应用越来越广泛。为了能够满足目前对软件无线电接收机自适应性及灵活性的要求,并充分体现在高性能FPGA平台上设计SOC系统的思路,本文提出了由高速高精度A/D转换芯片、高性能FPGA、PCI总线接口、DB25并行接口组成的高速数据采集系统设计方案及实现方法。其中FPGA作为本系统的控制核心和传输桥梁,发挥了极其重要的作用。通过FPGA不仅完成了系统中全部数字电路部分的设计,并且使系统具有了较高的可适应性、可扩展性和可调试性。 在时序数字逻辑设计上,充分利用FPGA中丰富的时序资源,如锁相环PLL、触发器,缓冲器FIFO、计数器等,能够方便的完成对系统输入输出时钟的精确控制以及根据系统需要对各处时序延时进行修正。 在存储器设计上,采用FPGA片内存储器。可根据系统需要随时进行设置,并且能够方便的完成数据格式的合并、拆分以及数据传输率的调整。 在传输接口设计上,采用并行接口和PCI总线接口的两种数据传输模式。通过FPGA中的宏功能模块和IP资源实现了对这两种接口的逻辑控制,可使系统方便的在两种传输模式下进行切换。 在系统工作过程控制上,通过VB程序编写了应用于PC端的上层控制软件。并通过并行接口实现了PC和FPGA之间的交互,从而能够方便的在PC机上完成对系统工作过程的控制和工作模式的选择。 在系统调试方面,充分利用QuartuslI软件中自带的嵌入式逻辑分析仪SignalTaplI,实时准确的验证了在系统整个传输过程中数据的正确性和时序性,并极大的降低了用常规仪器观测FPGA中众多待测引脚的难度。 本文第四章针对FPGA中各功能模块的逻辑设计进行了详细分析,并对每个模块都给出了精确的仿真结果。同时,文中还在其它章节详细介绍了系统的硬件电路设计、并行接口设计、PCI接口设计、PC端控制软件设计以及用于调试过程中的SignalTapⅡ嵌入式逻辑分析仪的使用方法,并且也对系统的仿真结果和测试结果给出了分析及讨论。最后还附上了系统的PCB版图、FPGA逻辑设计图、实物图及注释详细的相关源程序清单。
上传时间: 2013-07-09
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本文以正在研制的某新型电台为应用背景,研究在电台上使用触摸屏的硬件设计方法和软件实现途径。 触摸屏是人机交互发展的方向。目前已在多种领域得到了广泛地应用,而使用触摸屏代替按键在无线电台上实现人机交互功能目前尚不多见。在无线电台上使用触摸屏可以尽可能地减少电台的体积,同时采用常见的Windows风格的操作系统,可以使电台不仅易于携带,也更便于操作。 本文的研究是基于ARM的硬件平台和Windows CE的软件平台。硬件平台的内核模块采用ARM920T核的S3C2410嵌入式处理器,外部包含64M的SDRAM和64M的NAND Flash;硬件平台还集成了LCD,触摸屏等人机接口,同时提供了USB主控制器接口、SD卡扩展接口和RS232接口。平台技术先进,结构合理,功能较完备,整体性、可扩充性强。 在此硬件平台的基础上,本文深入分析了基于Windows CE软件平台的构建,对应用开发所涉及工具软件作了介绍,并依据应用开发的需要定制了Windows CE内核。本文对LCD、触摸屏和USB的驱动程序作了深入研究,并在此基础上初步涉及了Windows CE应用程序开发,实现了电台操作界面,实现了基本的数据录入与输出功能。
上传时间: 2013-07-26
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大部分传统的位同步器是针对固定位速率遥测系统来设计的,这不能满足一些可变位速率遥测接收机的需求。因此,提出一种基于FPGA实现的位同步器的设计,它能适应不同位速率的遥测系统。同时,对这种位同步器的实现进行了仿真,验证其正确性和可实现性。
上传时间: 2013-11-01
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读写器的设计是畜产品可溯源系统的硬件基础和关键技术之一。采用自行设计基于CC1110芯片读写器的方法,该读写器可通过USB接口灵活组成基站式读写器或手持式读写器,大大提高畜产品可溯源系统的兼容性和可移植性。通过读写器的实际测试,得出下列结论:随着数据传输率的减小,通讯距离和信号强度都逐渐增加;采用60 kbps数据传输率,MSK调制方式,540 kHz滤波带宽时,读写器和电子标签可在90 m范围内准确识别。
上传时间: 2013-10-27
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51单片机C语言的编程技巧 在进行单片机应用系统设计时.汇编语言是一种常用的软件工具。它能直接操作硬件.指令的执行速度快。但其指令繁育统的固有格式受硬件结构的限制很大.且难于编写与调试.同时其可移植性也较差。随着单片机硬件性能的提高.其工作速度越来越快.因此在编写单片机应用系统程序时.更着重于程序本身的编写效率。本文介招的C51交叉编译器就是解决连一问题的利器
上传时间: 2013-12-18
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如今,随着人们对安全、节能环保、舒适等性能的持续追求,催生了汽车工业快速发展,尤其是汽车电子及总线技术的快速发展。目前汽车电子化已成为汽车工业发展的趋势,但是其快速的发展也面临着挑战。为了解决应用程序重复开发、移植困难等传统汽车电子嵌入式软件开发模式下所产生的问題,AUTOSAR组织应运而生,其为汽车电子产品的开发提供一种标准的、开放的软件架构体系提升了软件的质量,降低软件的开发成本,缩短软件的开发周期,它是未来汽车电子嵌入式软件的发展趋势。本文通过调查目前国际上的各种成熟的 AUTOSAR实现方案,以及通过掌握汽车行业应用较为广泛的几类总线协议标准,完成一种基于 AUTOSAR的汽车电子通信协议栈软件的设计与实现方法,更探索性地将该通信系统基础软件集成在车身控制器上,之后搭建通信功能的仿真集成测试环境以对其进行验证,目的是将其最终用于量产车型项H上。本文的工作内容和成果总结有以下儿点1、分析和掌握 AUTOSAR架构及标准,在此基础上设计了符合 AUTOSAR通信协议软件模块的架构和层次。该通信协议软件模块基于CAN总线协议,实现各个COM、PDU Router、CAN NM几个模块的接口和内部实现机制,具有良好的移植性与可扩展性2、具体设计并实现了符合 AUTOSAR通信协议栈的基础软件模块,其中包含的基础软件模块有COM、PDU Router,CAN Interface、CAN Driver以及 CAN NM具备了信号发送和接收、信号路由、信号过滤、PDU网关路由、网络管理控制等功能,具有较高的稳定性、可扩展性和可维护性3、把该通信系统的实现与在汽车电子中的实际应用结合起来,在使用 Freescale的MC9s12XEP100微控制器的车身控制器上搭建集成测试环境,并且具体设计了测试方案及测试用例,完成了该通信系统信号收发、路由及网络管理控制等功能的集成测试验证工作。
上传时间: 2022-03-19
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MLX90614红外测温源码,主控采用MSP430,源码为测温程序,额温枪设计参考源码,可用于低功耗测温设计
上传时间: 2022-05-27
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工业生产和科学研究过程中,流量测量必不可少,由于超声波流量计可以将超声换能器火装在管道外面进行非接触测量,无需中断管道,设计和安装方便,并且满足大部分工业生产的精度要求,近年来得到了广泛应用.本设计采用了多脉冲时差法测量技术,增强了系统的抗干扰性,改善了测量效果。系统的硬件部分以MSP430F155为控制核心,选用了高精度时间数字转换器TDC-GPI和复杂可编程逻辑器件spl.S11032等芯片.充分发挥了ispL.S1032的在系统可编程性,设计了超声波退耦合脉冲定时器、抗干扰滤波器、数字单稳态触发器等电路,实现了多脉冲的时间差测量,进一步提高了硬件抗干扰性,并且完成了系统时钟同步和电平转换的任务。通过芯片内部的门电路传播时延实现系统传播时间的测量,可以达到较高的测量精度,与传统的通过高速数字计数器测时的方式相比,有很大的优势,可以在较低的频率下完成电路的设计,避免了高频电路设计中所带来的更繁杂的电磁兼容等方面的问题。软件设计是基于嵌入式实时操作系统Small RTOS 430的实现.Small RTOS 430是由IC/OS-I和Small RTOS 51经过改写和移植而来,最大限度的减少了操作系统本身的代码量和所需的内存空间,整个软件系统以任务为单位,任务的实现相互独立,简化了软件的开发过程,缩短了开发周期,增强了系统的可靠性本文设计的时差法超声波流量计,采用了TDC-GPI测量传播时间差,保证了较高的测量精度;使用ispLS1032完成了多脉冲情况下时间差的确定和超声波退耦合脉冲定时器、抗干扰滤波器等硬件抗干扰电路,改善了超声波流量计的测量效果.
标签: 超声波流量计
上传时间: 2022-06-21
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本文开发的上位机软件是在VS2010平台上基于MFC框架开发,并进行了以下几个方面的分析、设计与实现。首先对边界扫描原理进行了研究,如TAP端口、TAP控制器、指令寄存器和数据寄存器等。在对原理有一定的了解后,分析了三种边界扫描测试电路扩展方式和边界扫描测试的流程。同时也对网表文件和BSDL文件的格式进行了分析,为之后对这两种文件进行读取做好准备。接着对边界扫描测试系统的总体设计进行了分析,同时对上位机软件的需求进行了分析。需求分析是软件开发的重要环节,能对之后的软件具体开发工作起到事半功倍的作用。然后就是对上位机软件的具体设计和实现部分,本文把上位机软件主要分为4个模块:测试文件处理模块、测试矢量生成模块、USB通信模块和项目管理与界面设计模块。测试文件处理模块分为BSDL文件处理和网表文件处理,分别实现了对BSDL文件的通用性解析和对多种EDA软件导出网表文件的解析:测试矢量生成模块实现了对ID码指令、采样指令和外测试指令的测试矢量生成:USB通信模块利用Cypress(赛普拉斯)公司提供的CyAPI实现了USB通信类的编写,实现了与测试控制器的通信;项目管理与界面设计模块实现了工程文件的可移植性和友好的操作界面。最后通过对上位机软件、测试控制器和被测电路板进行联合调试,调试结果表明本文开发的上位机软件能够实现预期的需求,即ID码测试、动态显示管脚状态和设置管脚状态等功能。
上传时间: 2022-06-26
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