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大数据时代

  • 基于FPGA的扩频通信系统的实现

    扩频通信技术是信息时代的三大高技术通信传输方式之一,与常规的通信技术相比。具有低截获率、强抗噪声、抗干扰性,具有信息隐蔽和多址通信等特点,目前已从军事领域向民用领域迅速发展。在民用化之后,它被迅速推广到各种公用和专用通信网络之中,如卫星通信、数据传输、定位、测距等系统中。 扩频通信技术中,最常见的是直接序列扩频通信(DSSS)系统,然而目前专用扩频芯片大部分功能都已固化。缺少产品开发的灵活性。其次,目前用FPGA与DSP相结合实现的直接序列扩频的收发系统比较多,系统复杂且成本高。另外,现代扩频通信系统在接收和发送端需要完成许多快速复杂的信号处理,这对电路的可靠性和处理速度提出了更高的要求。因此,设计一个全部用FPGA技术实现的扩频通信收、发系统具有较强的实际应用价值。 根据FPGA的高速并行处理能力和全硬件实现的特点,采用直接序列扩频技术,借助QuartusⅡ6.0及Protel99se工具,完成了系统的软件仿真和硬件电路设计。实验结果表明,比用传统的FPGA与DSP相结合实现方式,提高了处理速度,减少了硬件延时。同时采用了流水线技术,提高了系统并行处理的能力。并且系统功能可以通过程序来修改和升级,与专用扩频芯片相比,具有很大的灵活性。所有模块都集成在一个芯片中,提高了系统的稳定性和可靠性。

    标签: FPGA 扩频通信

    上传时间: 2013-05-18

    上传用户:天天天天

  • 无线通信系统的FPGA设计和研究

    在数字化、信息化的时代,数字集成电路应用得非常广泛。随着微电子技术和工艺的发展,数字集成电路从电子管、晶体管、中小规模集成电路、超大规模集成电路(VLSIC)逐步发展到今天的专用集成电路(ASIC)。但是ASIC因其设计周期长,改版投资大,灵活性差等缺陷制约着它的应用范围。可编程逻辑器件的出现弥补了ASIC的缺陷,使得设计的系统变得更加灵活,设计的电路体积更加小型化,重量更加轻型化,设计的成本更低,系统的功耗也更小了。FPGA是英文Field Programmable Gate Array的缩写,即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、EPID等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。 本论文撰写的是用FPGA来实现无人小飞机系统中基带信号的处理过程。整个信号处理过程全部采用VHDL硬件描述语言来设计,并用Modelsim仿真系统功能进行调试,最后使用了Xilinx 公司可编程的FPGA芯片XC2S100完成,满足系统设计的要求。 本文首先研究和讨论了无线通信系统中基带信号处理的总体结构,接着详细阐述了各个模块的设计原理和方法,以及FPGA结果分析,最后就关键技术和难点作了详细的分析和研究。本文的最大特色是整个系统全部采用FPGA的方法来设计实现,修改灵活,体积小,功耗小。本系统的设计包括了数字锁相环、纠错编解码、码组交织、扰码加入、巴克码插入、帧同步识别、DPSK调制解调及选择了整体的时序,所有的组成部分都经过了反复地修改和调试,取得了良好的数据处理效果,其关键之处与难点都得到了妥善地解决。本文分别在发射部分(编码加调制)和接收部分(解调加解码)相独立和相联系的情况下,获得了仿真与实测结果。

    标签: FPGA 无线通信系统

    上传时间: 2013-07-05

    上传用户:acon

  • 动态光谱数据采集与预处理

    人体血液成份的无创检测是生物医学领域尚未攻克的前沿课题之一,动态光谱法在理论上克服了其它检测方法难以逾越的障碍——个体差异和测量条件对检测结果的影响。实现动态光谱检测,其关键在于采集多波长的光电容积脉搏波信号,并对其进行处理。针对动态光谱检测中信号微弱、信噪比低、处理数据量大的特点,本文设计了基于FPGA和面阵CCD摄像头的动态光谱数据采集与预处理系统,提高检测精度,采集出满足动态光谱信号提取要求的光电脉搏波;并对动态光谱频域提取法的核心算法FFT的FPGA实现进行研究。 课题提出用高灵敏度的面阵CCD摄像头替代常规光栅光谱仪中的光电接收器,实现对多波长的光电容积脉搏波的检测。结合面阵CCD的二维图像特点,采用信号累加法去除噪声,提高信号的信噪比。 创新性的提出一种不同于以往的信号累加方法——将处于同一行的视频信号在采样过程中直接累加,然后再进行传输和存储。不同于帧累加和异行累加,这种同行累加方式不但大大的提高了信号的信噪比,同时减小了数据的传输速度和传输量,降低了对存储器容量的要求,改善了动态光谱信号检测系统的性能。 针对面阵CCD摄像头输出的复合视频信号的特点,设计视频信号解调电路,得到高速、高精度的数字视频信号和准确的视频同步信号,用于后续的视频信号采集与处理。 根据动态光谱信号检测和视频信号采集的要求,选择可编程逻辑器件FPGA作为硬件平台,设计并实现了基于FPGA和面阵CCD摄像头的光电脉搏波采集与预处理系统。该系统实现了视频信号的精确定位,通过光谱信号的高速同行累加,实现了光电脉搏波信号的高精度检测。系统采用基于FPGA的Nios II嵌入式处理器系统,通过对其应用程序的开发,可靠的实现了数据的采集、传输和存储,提高了系统的集成度,降低了开发成本。 为实现动态光谱信号的频域提取,研究了基于FPGA的FFT实现方案,对各关键模块进行设计,为动态光谱信号的进一步处理打下良好的基础。 最后,通过实验证明了系统数据采集的正确性和信号预处理的可行性,得到了符合动态光谱信号提取要求的脉搏波信号。

    标签: 动态 光谱数据采集 预处理

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:cknck

  • 高速实时数据采集系统的设计与实现

    数据采集处理技术是现代信号处理的基础,广泛应用于雷达、声纳、软件无线电、瞬态信号测试等领域。随着信息科学的飞速发展,人们面临的信号处理任务越来越繁重,对数据采集处理系统的要求也越来越高。近年来FPGA由于其设计灵活性、更强的适应性及可重构性,结合SDRAM的高速、大容量、价格优势,在设计高速实时数据采集系统时受到了广泛的关注。 本课题重点研究了基于FPGA与DDR2-SDRAM的高速实时数据采集系统的设计与实现技术,为需要大容量存储器的系统设计提供了新的思路。在深入研究了DDR2-SDRAM器件的基本构造与工作原理的基础上,结合成熟的商业化IP核,提出了基于FPGA与DDR2-SDRAM的高速实时数据采集系统的设计方案,并从总体设计构想到各逻辑细节实现都进行了详细描述。根据DDR2-SDRAM的特点,选择合适的内存调度方案,采用Verilog HDL语言设计实现了该高速实时数据采集系统,并对系统功能进行验证与分析,结果表明本设计完全能够满足系统的性能指标。

    标签: 高速实时数 采集系统

    上传时间: 2013-06-24

    上传用户:lansedeyuntkn

  • 基于FPGA的智能卡加密模块

    随着计算机和信息技术的飞速发展,信息的安全性越来越受到人们的重视。敏感信息的电子化在使用户得到便利的同时,数据、资源免泄漏也成为了人们必须注意的一个大隐患。在这个信息全球化的时代,病毒、黑客、电子窃听欺骗、网络攻击都是人们所必须面对的重大问题。出于这种需要,加密自然吸引了人们的注意力,而传统的软件加密技术已经越来越不能满足信息安全对运算速度和系统安全性的需求,硬件设施的开发显示出其重要性,硬件加密模块的地位也越来越重要。但其安全性仍存在着一定的问题,对安全性研究仍是不可放松的一个重要问题。 本文介绍了目前几种流行加密算法及标准,并对典型的公钥密码标准RSA进一步说明。RSA算法可以进行数字签名、数据加/解密,将其应用于数据安全领域具有很大的意义。针对于目前硬件加解密相对于软件加解密的种种优势,论文重点研究RSA算法的基于硬件FPGA的设计实现方案。FPGA是近几年的超大规模集成电路设计的焦点,其速度及成本等都占有一定的优势。对RSA算法的FPGA设计,论文主要研究两方面的内容:密钥生成部分中的素数检测问题和加/解密算法中关键瓶颈--大数模乘及模幂运算。并进行了软硬件的仿真、验证与测试。论文对RSA设计模块的可应用领域之一--智能卡及其安全性做了简单的介绍,并对论文所研究实现的模块在其中的应用进行了说明,从而体现了其实际应用价值。

    标签: FPGA 智能卡 加密模块

    上传时间: 2013-07-06

    上传用户:juyuantwo

  • 实验开发评估板设计与实现

    信号与信息处理是信息科学中近几年来发展最为迅速的学科之一,随着片上系统(SOC,System On Chip)时代的到来,FPGA正处于革命性数字信号处理的前沿。基于FPGA的设计可以在系统可再编程及在系统调试,具有吞吐量高,能够更好地防止授权复制、元器件和开发成本进一步降低、开发时间也大大缩短等优点。然而,FPGA器件是基于SRAM结构的编程工艺,掉电后编程信息立即丢失,每次加电时,配置数据都必须重新下载,并且器件支持多种配置方式,所以研究FPGA器件的配置方案在FPGA系统设计中具有极其重要的价值,这也给用于可编程逻辑器件编程的配置接口电路和实验开发设备提出了更高的要求。 本论文基于IEEE1149.1标准和USB2.0技术,完成了FPGA配置接口电路及实验开发板的设计与实现。作者在充分理解IEEE1149.1标准和USB技术原理的基础上,针对Altcra公司专用的USB数据配置电缆USB-Blaster,对其内部工作原理及工作时序进行测试与详细分析,完成了基于USB配置接口的FPGA芯片开发实验电路的完整软硬件设计及功能时序仿真。作者最后进行了软硬件调试,完成测试与验证,实现了对Altera系列PLD的配置功能及实验开发板的功能。 本文讨论的USB下载接口电路被验证能在Altera的QuartusII开发环境下直接使用,无须在主机端另行设计通信软件,其兼容性较现有设计有所提高。由于PLD(Programmable Logic Device)厂商对其知识产权严格保密,使得基于USB接口的配置电路应用受到很大限制,同时也加大了自行对其进行开发设计的难度。 与传统的基于PC并口的下载接口电路相比,本设计的基于USB下载接口电路及FPGA实验开发板具有更高的编程下载速率、支持热插拔、体积小、便于携带、降低对PC硬件伤害,且具备其它下载接口电路不具备的SignalTapII嵌入式逻辑分析仪和调试NiosII嵌入式软核处理器等明显优势。从成本来看,本设计的USB配置接口电路及FPGA实验开发板与其同类产品相比有较强的竞争力。

    标签: 实验 评估板

    上传时间: 2013-06-07

    上传用户:2525775

  • 大电流应力下环形腔气体激光器的寿命特性

    假设环形激光器的工作寿命分布规律,在大电流应力下仍符合威布尔分布。采用恒定应力加速寿命试验方法,在最短的试验时间得到一批寿命试验数据,并利用拟最优线性无偏估计方法对数据进行处理,得到环形激光器的寿命参数。

    标签: 大电流 应力 寿命 环形

    上传时间: 2013-10-24

    上传用户:duoshen1989

  • PC机及单片机数据通信技术

    内容提要:  本书深入浅出,全面系统地介绍了PC机及单片机数据通信技术.内容包括:数据通信的基本概念,MODEM及编/解码技术、串行通信总线标准及接口技术、8051单片机间串行通信技术、PC机间的通信技术和PC机与8051间的通信技术。   本书内容丰富、新颖、实用,便于自学。适合作为大、中专院校计算机通信及相关专业的教材或参考书,也可供广大工程技术人员和爱好者参考。 第1章 数据通信基础   1.1 串行数据通信   1.1.1 数据通信的概念   1.1.2 串行通信的传送方式   1.1.3 异步通信和同步通信   1.1.4 波特率和接收/发送时钟   1.2 串行通信的过程及通信协议   1.2.1 串一并转换与设备同步   1.2.2 串行通信协议   1.3 通信介质的选择   1.3.1 通信同轴电缆   1.3.2 双绞线   1.3.3 电话线   1.3.4 电力线   1.3.5 光缆   第2章 数据通信中... [显示全部]  

    标签: PC机 单片机 数据 通信技术

    上传时间: 2013-11-22

    上传用户:bruce5996

  • PC机及单片机数据通信技术

    本书深入浅出、全面系统地介绍了PC机及单片机数据通信技术。内容包括:数据通信的基本概念、MODEM及编解码技术、串行通信总线标准及接口技术、8051单片机间串行通信技术、PC机间的通信技术和PC机与8051间的通信技术。 本书内容丰富、新颖、实用、便于自学。适于作为大、中专院校计算机通信及相关专业的教材或参考书,也可供广大工程技术人员和爱好者参考。

    标签: PC机 单片机 数据 通信技术

    上传时间: 2013-10-17

    上传用户:wangdean1101

  • 基于AVR的SD卡数据导出接口设计

      【摘要】通过对基于AVR 的SD 卡数据导出接口设计的描述,在系统总体结构思路基础上,提出系统的硬   件构成,详细分析了软件各部分的功能及实现。本设计在数据存储和交换领域具有很好的应用前景。   【关键词】SD 卡嵌入式系统SPI FAT32 数据库   SD 卡存储介质是一种新的大容量、非易失性外部存储系   统,它的出现提供了一个便宜的、结实的、卡片式的存储媒介。   SD 卡的容量从16 MB 到最高32 GB 不等。容量范围如此之   宽,可为众多应用提供充足的外部存储空间。   SD 卡作为各种消费电子产品外部存储的应用、开发技术   己经非常成熟、广泛。本设计尝试在AVR 单片机上实现对SD   卡读写操作,进而实现对SD 卡上数据库进行读写操作

    标签: AVR SD卡 数据导出 接口设计

    上传时间: 2013-11-13

    上传用户:13925096126