现场可编程门阵列(FPGA)是一种现场可编程专用集成电路,它将门阵列的通用结构与现场可编程的特性结合于一体,如今,FPGA系列器件已成为最受欢迎的器件之一。随着FPGA器件的广泛应用,它在数字系统中的作用日益变得重要,它所要求的准确性也变得更高。因此,对FPGA器件的故障测试和故障诊断方法进行更全面的研究具有重要意义。随着FPGA器件的迅速发展,FPGA的密度和复杂程度也越来越高,使大量的故障难以使用传统方法进行测试,所以人们把视线转向了可测性设计(DFT)问题。可测性设计的提出为解决测试问题开辟了新的有效途径,而边界扫描测试方法是其中一个重要的技术。 本文对FPGA的故障模型及其测试技术和边界扫描测试的相关理论与方法进行了详细的探讨,给出了利用布尔矩阵理论建立的边界扫描测试过程的数学描述和数学模型。论文中首先讨论边界扫描测试中的测试优化问题,总结解决两类优化问题的现有算法,分别对它们的优缺点进行了对比,进而提出对两种现有算法的改进思想,并且比较了改进前后优化算法的性能。另外,本文还对FPGA连线资源中基于边界扫描测试技术的自适应完备诊断算法进行了深入研究。在研究过程中,本文基于自适应完备诊断的思想对原有自适应诊断算法的性能进行了分析,并将独立测试集和测试矩阵的概念引入原有自适应诊断算法中,使改进后的优化算法能够简化原算法的实现过程,并实现完备诊断的目标。最后利用测试仿真模型证明了优化算法能够更有效地实现完备诊断的目标,在紧凑性指标与测试复杂性方面比现在算法均有所改进,实现了算法的优化。
上传时间: 2013-06-30
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随着国民经济的发展和社会的进步,人们越来越需要便捷的交通工具,从而促进了汽车工业的发展,同时汽车发动机检测维修等相关行业也发展起来。在汽车发动机检测维修中,发动机电脑(Electronic Control.Unit-ECU)检测维修是其中最关键的部分。发动机电脑根据发动机的曲轴或凸轮轴传感器信号控制发动机的喷油、点火和排气。所以,维修发动机电脑时,必须对其施加正确的信号。目前,许多发动机的曲轴和凸轮轴传感器信号已不再是正弦波和方波等传统信号,而是多种复杂波形信号。为了能够提供这种信号,本文研究并设计了一种能够产生复杂波形的低成本任意波形发生器(Arbitrary Waveform Generator-AWG)。 本文提出的任意波形发生器依据直接数字频率合成(Direct Digial FrequencySynthesis-DDFS)原理,采用自行设计现场可编程门阵列(FPGA)的方案实现频率合成,扩展数据存储器存储波形的量化幅值(波形数据),在微控制单元(MCU)的控制与协调下输出频率和相位均可调的信号。 任意波形发生器主要由用户控制界面、DDFS模块、放大及滤波、微控制器系统和电源模块五部分组成。在设计中采用FPGA芯片EPF10K10QC208-4实现DDFS的硬件算法。波形调整及滤波由两级放大电路来完成:第一级对D/A输出信号进行调整;第二级完成信号滤波及信号幅值和偏移量的调节。电源模块利用三端集成稳压器进行电压值变换,利用极性转换芯片ICL7660实现正负极性转换。 该任意波形发生器与通用模拟信号源相比具有:输出频率误差小,分辨率高,可产生任意波形,成本低,体积小,使用方便,工作稳定等优点,十分适合汽车维修行业使用,具有较好的市场前景。
上传时间: 2013-04-24
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数字射频存储器(Digital Radio FreqlJencyr:Memory DRFM)具有对射频信号和微波信号的存储、处理及传输能力,已成为现代雷达系统的重要部件。现代雷达普遍采用了诸如脉冲压缩、相位编码等更为复杂的信号处理技术,DRFM由于具有处理这些相干波形的能力,被越来越广泛地应用于电子对抗领域作为射频频率源。目前,国内外对DRFM技术的研究还处于起步阶段,DRFM部件在采样率、采样精度及存储容量等方面,还不能满足现代雷达信号处理的要求。 本文介绍了DRFM的量化类型、基本组成及其工作原理,在现有的研究基础上提出了一种便于工程实现的设计方法,给出了基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array FPGA)实现的幅度量化DRFM设计方案。本方案的采样率为1 GHz、采样精度12位,具体实现是采用4个采样率为250 MHz的ADC并行交替等效时间采样以达到1 GHz的采样率。单通道内采用数字正交采样技术进行相干检波,用于保存信号复包络的所有信息。利用FPGA器件实现DRFM的控制器和多路采样数据缓冲器,采用硬件描述语言(Very High Speed}lardware Description Language VHDL)实现了DRFM电路的FPGA设计和功能仿真、时序分析。方案中采用了大量的低压差分信号(Low Voltage Differential Signaling LVDS)逻辑的芯片,从而大大降低了系统的功耗,提高了系统工作的可靠性。本文最后对采用的数字信号处理算法进行了仿真,仿真结果证明了设计方案的可行性。 本文提出的基于FPGA的多通道DRFM系统与基于专用FIFO存储器的DRFM相比,具有更高的性能指标和优越性。
上传时间: 2013-06-01
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本文设计和实现了基于FPGA的数字下变频器DDC,用于宽带数字中频软件无线电接收机中。采用自上向下的模块化设计方法,将DDC的功能划分为基本单元,实现这些功能模块并组成模块库。在具体应用时,优化配置各个模块来满足具体无线通信系统性能的要求。这样做比传统ASIC数字下变频器具有更好的可编程性和灵活性,从而满足不同的工程设计需求。 首先阐述了软件无线电中关键的数字信号处理技术,包括中频处理中的下变频技术、抽取技术以及带通采样技术。利用MATLAB的Simulink完成了对系统的设计与仿真,验证了设计的正确性。之后用QuartusII进行了基于FPGA抽取滤波器和NCO等关键模块的设计,编译后进行了时序仿真,最后在PCB板上实现了实际电路并应用于工程项目中。
上传时间: 2013-08-05
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本文主要对数字下变频器的FPGA实现方法进行了研究分析,重点完成了其主要模块的设计验证,最后进行了初步的系统级验证。目标任务是利用FPGA实现一个单通道专用数字下变频芯片,以目前得到广泛应用的、代表单通道DDC器件领先水平的产品——美国Intersil公司的HSP50214B为设计目标,在整体结构和一些参数上参考了该芯片的设计。 本文在深入学习软件无线电理论基础、数字信号处理的相关等相关知识的基础上,分析研究了基于FPGA的软件无线电数字下变频技术实现方法,设计实现的主要工作是设定整体系统方案、进行模块划分和接口定义;对各个设计中主要的相关算法进行分析比较,确定模块的实现方式;运用FPGA的设计方法,完成数字下变频器中NCO、CIC积分梳状滤波抽取器和FIR滤波器等关键模块分析设计、及其仿真等;最后在Altera公司的StratixII EP2S60的专用开发板上进行系统的初步调试与测试。由于系统的复杂性、时间和个人精力等因素,本文完成了模块的逻辑设计及仿真验证,系统总体的整合、仿真验证还未彻底完成。但是已经得到验证结果表明,此次的设计结构和思想是正确的,本人下一步需要做的工作就是完成系统整体的仿真和验证,并将其功能加以完善。
上传时间: 2013-04-24
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软件无线电是无线电领域研究的热点。现阶段限于硬件的发展水平,大多采用宽带中频带通采样数字化结构,数字中频技术就成为实现该结构的关键技术。目前FPGA器件在数字信号处理技术的实现方面发挥着越来越重要的作用。本文目的正是要把这两者相结合,使数字中频处理在FPGA中得到实现,满足具体的应用要求。 首先,对软件无线电体系和数字中频处理结构进行了研究;其次,在信号采样理论、多速率数字信号处理理论、滤波器设计理论、FPGA硬件数字算法等理论的基础上,结合本文的应用需要,提出了适合于FPGA实现的数字化中频处理的系统方案:采用多相结构来高效的实现抽取,并用FIR滤波器作为低通抗混叠滤波器来实现6倍抽取的抗混叠滤波。对系统进行了Matlab仿真,以验证系统方案的可行性。再次,具体通过Vefilog编程在FPGA中硬件实现该数字中频系统。其中包括混频器模块、抽取滤波器模块、信号产生器模块。 最后对该系统进行了软件仿真和硬件功能验证,结果表明数字中频系统性能达到了设计要求。
上传时间: 2013-07-26
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随着科技的发展,电子电路的设计正逐渐摆脱传统的设计模式。可编程逻辑器件及硬件描述语言的出现与发展从根本上改变了数字系统设计与实现的技术与方法,越来越多的数字信号处理系统采用可编程逻辑器件来实现。 数字滤波技术作为数字信号处理的基本分支之一,在各种数字信号处理中起着重要作用,被广泛应用于很多领域。其中有限长冲激响应(FIR)滤波器,只有零点、系统稳定、运算速度快、具有线性相位的特性,设计灵活,在工程实际中获得广泛应用。 本文以数字滤波器的基本理论为依据,通过对现场可编程门阵列(FPGA)内部结构的研究,结合软件工程学中结构化设计思想和硬件描述语言的特点,以9阶FIR低通数字滤波器为例,采用Altera公司的EPIK30TC144-3器件完成了FIR数字滤波器的软硬件设计。我们在设计中采用了层次化、模块化的设计思想,将整个滤波器划分为多个功能模块,利用VHDL语言进行了各个功能模块的设计。 为了使设计的过程和结果更为直观,文中详细介绍了核心及外围硬件电路的设计过程,最终达到了基于FPGA硬件实现参数化FIR数字滤波器的目的。实验测试表明,本论文所设计的基于FPGA的9阶FIR低通数字滤波器基本达到了设计指标。依照此方法,只要修改参数,升级相关硬件,便可以更改滤波器性能,实现高通、带通FIR数字滤波器,说明本设计具有普遍指导意义。
上传时间: 2013-05-24
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数字电子技术基础阎石第四版课后习题答桉详解,各章习题解答,Multism 2001使用方法简要说明。本手册的使用对象主要是电气、电子信息类教师,也可供相关专业的读者参考。
上传时间: 2013-07-04
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本书是数字电子技术基础面向21世纪的换代教材,该书保持了程基础理论的系统性,包括数制、代码、逻辑代数、逻辑门、触发器、组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲电路等内容。该在内容上与现代电子科学技术的发展相适应、结构和取材按学科发展的需要增加了数字系统设计基础; 可编程逻辑器件; 计算机辅助分析与设计三章,其中不泛90年代推出的新技术。 本书介绍的集成逻辑电路全部以工程实际电路为范例,介绍实际应用,重视学生基础知识和基本技能培养。
标签: 数字电路
上传时间: 2013-06-28
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《数字电路基础》是通信、电子信息等相关专业的基础课教材,全书共分7章,主要内容有:数字逻辑基础、组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲信号的产生与变换电路、半导体存储器、数模与模数转换器、PLD和Verilog-HDL简介,各章配有例题、小结及习题。《数字电路基础》内容丰富、结构合理、实用性强,既可作为通信、电子信息等相关专业的专科、本科教材,也可以作为从事相关专业的技术人员参考书。
标签: 数字电路基础
上传时间: 2013-04-24
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