结合视频压缩的理论以及IP核设计中对于仿真验证的要求,本文设计了视频压缩IP核FPGA仿真验证平台.其硬件子平台以Xilinx公司XC2V3000为核心,针对视频压缩IP核应用仿真要求设计外围电路,构建一个视频压缩IP核的硬件仿真原型,采用运行于上位机上的控制和驱动软件作为软件解码子平台.同时还设计了完全独立于硬件之外的ModelSim软件仿真验证平台.以FPGA仿真验证平台为载体,本文设计了基于H.263协议的视频压缩IP核.经过ModelSim下的软件平台仿真调试与硬件平台调试相结合的手段,作者完成了视频压缩IP核的仿真验证.
上传时间: 2013-05-31
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作为一项正在兴起的无线应用服务,无线局域网已在机场、校园、会议室、甚至在家庭都有所应用.它正叩开高速无线数据业务市场的大门.目前,无线局域网仍处于众多标准共存时期.每一标准的背后都有大公司或者大集团的支持.在众多无线局域网协议中IEEE802.11a协议是很有特色的一个,它的优势在于采用了正交频分复用(OFDM)方式来传输数据,该技术可帮助提高速度和改进信号质量,并可克服干扰,因此得到众多关注.为了让这种高速的局域网真正应用到实际中,我们的项目就是要在硬件上实现基于IEEE802.11a协议的OFDM系统的发射机和接收机,而本文的主要工作就是用FPGA实现这个系统的内接收机.内接收机主要包括同步估计和信道估计.但是目前OFDM系统中包括同步、信道编码、信道估计、用户检测、降低峰均比等一些关键技术在具体实现上还存在着一些困难.许多文献对这些关键技术基本停留在理论上的讨论,与具体的实现还存在很大的差距.因此本文通过研究同步和信道估计的多种算法的性能和其实现的复杂度,提出一种适合在IEEE802.11a协议环境下的同步算法和信道估计,用FPGA加以实现.首先本文总结了目前OFDM系统信道估计的算法.在此基础上详细的讨论了基于IEEE802.11a协议的OFDM系统可以采用的信道估计方法:(1)提出了借助训练序列的LS估计法和LS-average估计法,分别在AWGN信道和多径信道对这两种方法进行了比较,证明无论在哪种信道环境下后者性能都要好于前者.为了能够进一步提高信道估计器的性能,在LS-average算法的基础上提出了消噪算法(NRA).(2)提出了借助导频的DFT插值算法.其次本文总结了目前OFDM系统同步的算法.OFDM系统同步包括定时同步和载波同步,其中定时同步又分为符号同步和抽样同步.本文主要是研究定时同步,而载波同步只是简单的讨论,因为在这项目中这是另有负责人.本文针对基于IEEE802.11a协议的OFDM系统把定时同步分为粗定时同步和细定时同步.然后分别对粗定时同步和细定时同步进行了详细的讨论.其中对粗定时同步的方法有:利用短训练序列和利用循环前缀,并对这两种方法进行了比较.对细定时同步是利用导频来跟踪.最后根据前面两章提出的算法所分析的结果,以及突发OFDM系统的信号和信道特征,选取了其中一种信道估计算法和定时同步算法,结合合作伙伴所提出的载波同步算法一起用FPGA实现整个基于IEEE802.11a协议的OFDM系统的内接收机,并分别测试了各个模块的性能以及综合模块的性能.
上传时间: 2013-05-26
上传用户:zhengzg
当前,嵌入式系统已经广泛地应用到人们生活的各个领域。同时,随着嵌入式处理器性能的不断增强,特别是32位高性能嵌入式微处理器的广泛使用,嵌入式操作系统逐渐成为嵌入式系统中最重要的组成部分。而在各种嵌入式操作系统中,IAnux凭借其代码公开,性能稳定,网络功能强大等多方面的优势,在嵌入式系统中被广泛地采用,得到了嵌入式系统设计者的普遍认可。研究Linux操作系统理论,进行嵌入式Linux系统的移植和应用程序的开发,具有重要的理论意义和现实意义。 研究课题以32位ARM架构的嵌入式处理器$3C2410A为硬件平台核心,系统地介绍了S3C2410A处理器和系统的硬件组成。在此基础上重点研究了嵌入式Linux系统的构建和移植,其中首先研究了基于Linux的嵌入式交叉开发环境的构建。之后详细地研究了系统引导程序的原理,分析了系统引导程序VIVI的结构并在此基础上实现了VIVI的移植。接下来论文研究了ARM Linux内核结构和启动引导过程,讨论了ARM Linux内核移植及配置编译的具体方法和过程。作为嵌入式Linux移植的另外一个重点,课题还详细地研究了嵌入式Linux根文件系统的结构、根文件系统内容的构建以及如何为嵌入式系统进行多文件系统的选择。在完成Linux内核与文件系统的移植后研究了嵌入式Linux驱动程序的原理,设计了S3C2410A微处理器扩展CAN总线接口,给出了ARM Linux上CAN设备驱动程序实现方法。课题最后还研究了嵌入式Linux系统下的图形用户界面,在分析国内外嵌入式GUI的特点和MiniGUI的技术优势基础上,介绍了为嵌入式Linux系统配置、编译和安装MiniGUI的方法,而且以一个状态显示界面程序为实例介绍了MiniGUI程序的设计方法。
上传时间: 2013-04-24
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本课题源于空中机器人大赛参赛项目。针对比赛要求,提出了一种基于ARM的低成本、高性能的嵌入式微小无人机飞行控制系统的整体方案,并由此展开了一系列的研究工作。 本文的重点是飞行控制系统的姿态确定系统设计和飞行控制系统的硬件设计及实现。 本文首先回顾了国内外微小无人机发展历程,介绍了其研究现状,并指出了微小无人机的发展趋势。根据需求设计了低价位、高性能的嵌入式微小无人机飞行控制系统的整体方案。 设计了低成本、低功耗的微小无人机的姿态确定系统方案,利用姿态四元数、龙格库塔法、高斯牛顿法和扩展卡尔曼滤波器估计出系统的姿态矩阵;对姿态确定方案进行了仿真。 设计了基于ARM的飞行控制系统的硬件部分,包括电源及复位电路,UART、SPI、JTAG等接口电路,PWM信号发生电路,A/D采样电路及前置电路,光电耦合电路等;完成了整个飞控系统PCB板制作以及对所设计电路的调试工作,使得系统运转正常。 最后针对本文设计的硬件平台进行了启动代码等系统底层软件的编写和调试,建立了系统的启动环境。
上传时间: 2013-06-03
上传用户:kgylah
随着GPS(Global Positioning System)技术的不断发展和成熟,其全球性、全天候、低成本等特点使得GPS接收机的用户数量大幅度增加,应用领域越来越广。但由于定位过程中各种误差源的存在,单机定位精度受到影响。目前常从两个方面考虑减小误差提高精度:①用高精度相位天线、差分技术等通过提高硬件成本获取高精度;②针对误差源用滤波算法从软件方面实现精度提高。两种方法中,后者相对于前者在满足精度要求的前提下节约成本,而且便于系统融合,是应用于GPS定位的系统中更有前景的方法。但由于在系统中实现定位滤波算法需要时间,传统CPU往往不能满足实时性的要求,而FPGA以其快速并行计算越来越受到青睐。 本文在FPGA平台上,根据“先时序后电路”的设计思想,由同步没计方法以及自顶向下和自下而上的混合设计方法实现系统的总体设计。从GPS-OEM板输出的定位信息的接收到定位结果的坐标变换,最终到kalman滤波递推计算减小定位误差,实现实时、快速、高精度的GPS定位信息采集处理系统,为GPS定位数据的处理方法做了新的尝试,为基于FPGA的GPS嵌入式系统的开发奠定了基础。具体工作如下: 基于FPGA设计了GPS定位数据的正确接收和显示,以及经纬度到平面坐标的投影变换。根掘GPS输出信息标准和格式,通过串口接收模块实现串口数掘的接收和经纬度信息提取,并通过LCD实时显示。在提取信息的同时将数据格式由ASCⅡ码转变为十进制整数型,实现利用移位和加法运算达到代替乘法运算的效果,从而减少资源的利用率。在坐标转换过程中,利用查找表的方法查找转化时需要的各个参数值,并将该参数先转为双精度浮点小数,再进行坐标转换。根据高斯转化公式的规律将公式简化成只涉及加法和乘法运算,以此简化公式运算量,达到节省资源的目的。 卡尔曼滤波器的实现。首先分析了影响定位精度的各种误差因素,将各种误差因素视为一阶马尔科夫过程的总误差,建立了系统状态方程、观测方程和滤波方程,并基于分散滤波的思想进行卡尔曼滤波设计,并通过Matlab进行仿真。结果表明,本文设计的卡尔曼滤波器收敛性好,定位精度高、估计误差小。在仿真基础上,实现基于FPGA的卡尔曼滤波计算。在满足实时性的基础上,通过IP核、模块的分时复用和树状结构节省资源,实现数据卡尔曼滤波,达到提高数据精度的效果。 设计中以Xilinx公司的Virtex-5系列的XC5VLX110-FF676为硬件平台,采用Verilog HDL硬件描述语言实现,利用Xilinx公司的ISE10.1工具布局布线,一共使用44438个逻辑资源,时钟频率达到100MHZ以上,满足实时性信号处理要求,在保证精度的前提下达到资源最优。Modelsim仿真验证了该设计的正确性。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:二驱蚊器
随着科学技术水平的不断提高,数字集成电路被广泛应用。通用串行总线USB(Universal Serial Bus)是计算机与外围设备互连的标准接口之一,是一种点对点的通信接口,可同时支持多个外围设备。USB2.0规范的通信速率非常高,其峰值可达480Mbit/s,使得它已经成为目前最流行的外设接口标准。FPGA芯片是今后电子产品发展的趋势,带有USB接口的FPGA系统将有很好的市场需求和发展前景。 论文主要从研究FPGA的结构、Xilinx公司Spartan3F系列中的XC3S400的引脚功能、了解FPGA开发流程、熟悉USB2.0的通信协议以及驱动的一些基本知识入手,目的是完成带有USB接口的FPGA的PCB板的制作和FPGA内部程序的编写以及USB固件的开发。结合了Cypress公司的上位机,开发了基于USB接口的FPGA和PC机通信系统,能够进行数据传输。论文研究了Xilinx的3S400芯片的内部结构和各个引脚的功能,设计了关于Xilinx的3S400最小系统电路图,在Xilinx的FPGA的开发环境,编写了FPGA的代码。由于FPGA内嵌的USB2.0的内核价格昂贵,需要向生产FPGA的芯片厂商购买,因此论文选择了外接USB芯片,虽然增加了PCB板的面积,但其开发成本较低,且技术成熟,大多数USB通信研究者进行广泛研究。论文在详细介绍了USB2.0的通信协议,Cypress公司生产的CY7C68013芯片的结构,以及其固件的开发基础上,开发了基于FPGA的USB与PC机的通信系统,该通信系统可以和上位机进行点对点的数据传输,为大批量的数据通信产品的开发提供了研究和生产的基础。
上传时间: 2013-07-26
上传用户:xz85592677
随着图像采集系统的广泛应用,人们对CCD探测系统的要求日益提高。传统的CCD探测系统由于结构复杂,造价较高,己不能满足日益广泛的应用需要。本文设计了一套基于单片FPGA的小型化与经济化的CCD探测系统,能够满足空间光强的测量并实现光信号的识别和处理。 本文研究了CCD探测系统的基本结构。设计了基于单片FPGA的CCD探测系统的硬件电路原理图,完成了硬件电路板制作与调试。系统FPGA选用Altera公司的低成本FPGA芯片EP2C20Q240,电路板采用双层板设计,实现了CCD探测系统的小型化与经济化的目标。利用FPGA器件实现了CCD驱动时序脉冲的设计、实现了单采样与相关双采样的控制程序设计,利用FPGA的数字信号处理功能实现了相关双采样的信号处理。基于FPGA的可编程特性,在不改变外部电路的基础上,通过程序的改变,对CCD驱动频率、模数转换器采样时刻的选择进行方便调节。系统与上位机的数据传输接口采用了网络传输方案,充分发挥了网络传输的远距离传输、远程访问、信息共享等优势,系统采用基于FPGA的NiosⅡ嵌入式处理器系统,通过对其应用软件的开发,实现了系统与上位机之间数据的可靠性传输。
上传时间: 2013-08-06
上传用户:hainan_256
介绍了独立太阳能光伏发电的意义,采用非隔离型Boost/Buck拓扑结构为主电路拓扑,重点分析了主电路的工作原理。设计了基于TMS320LF2812的控制系统硬件电路、控制系统软件及数字PID控制器,给出了基于数字化控制的双向DC-DC变换器的充放电试验、升降压快速切换试验及其技术参数。数字化控制双向DC-DC变换器实现了太阳能板、蓄电池二者之间的稳定充放电及其快速切换。
上传时间: 2014-12-24
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介绍一种基于C8051单片机的动态心电监护系统。该系统由两部分组成:以C8051F320单片机为核心的数据采集装置和以PC机为平台的分析处理系统。硬件电路功耗低,由单片机自带的USB接口将数据传送给PC机。软件平台采用LabVIEW可视化虚拟仪器系统开发平台,将传统仪器的功能模块集成到计算机中,用户可通过修改虚拟仪器的程序改变其功能。采用USB接口实时传输心电数据,并将数据采集模块设计为计算机外设,使该系统高速快捷、小巧便携。 Abstract: In this design,a low-cost ECG electrocardiogram monitoring system is introduced,which consists of two parts:data acquisition device based on C8051F320and PC terminal as the analysis and processing system.The system is low-power consumption,the data is transmitted to the PC terminal by USB interface of the C8051F320.By using the visible virtual instrument system developing platform LabVIEW,the traditional instruments function modules are integrated into the computer,so the user can modify virtual instrument software to change its function to meet their needs.Using USB in-terface to realize real-time ECG data transmission,in addition,ECG data acquisition module is designed as the computer peripheral,which makes the syetem high-speed and portable.
上传时间: 2013-11-13
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采用单片机AT89C2051实现温度测量与控制,键盘和显示电路实现温度的设定、修改、清零以及当前温度值的显示,并对温度超过上下限进行报警。阐述了该系统设计的硬件和软件设计。 Abstract: The system of temperature measuring and controling is realized based on AT89C2051.The keyboard and display circuit is designed,which can be used for setting and modifying temperature value,resetting and displaying the present temperature value.At the same time the warning circuit is also designed in the system,which can deal with the alarm when temperature exceeds the upper limit and the lower limit.The hardware and software design of the system are explained.
上传时间: 2013-11-18
上传用户:leehom61