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数字网络

  • 基于FPGA的数字射频存储器设计

    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。

    标签: FPGA 数字射频 存储器

    上传时间: 2013-06-01

    上传用户:lanwei

  • 基于FPGA的数字视频信号发生器

    随着数字技术的高速发展,越来越多的针对数字视频压缩、传送、显示等的设备涌入市场。要从这些良莠不齐的产品中挑选出令人满意的商品,一套良好的数字视频测试设备就必不可少。然而,现阶段大多数数字视频信号源都存在不同的缺点,如测试图像种类太少、没有动态测试源、缺乏专用测试信号等。为有效克服这些缺陷,作者设计并开发了一套基于FPGA的数字视频信号发生器。整个系统包括硬件平台和图像格式转换软件两大部分。硬件平台本身即为独立的信号发生器,可以生成多种测试图像。配备了图像格式转换软件,就可以实现硬件平台从PC机接收各种静态测试图像、动态测试序列,不断更新测试图像库。整个系统具有良好的硬件体系结构、便捷的输入接口,稳定的信号输出,同时操作灵活、方便,易于升级更新。 在系统的开发过程中,使用了多种硬件、软件开发工具,如PROTEL DXP、ISE、MODEL SIM、MATLAB、C#.NET等。由于软硬件调试均由同一人完成,因此整个系统具备良好的统一性和兼容性。 另外,作者还研究并设计了一种针对H.264编解码器压缩损伤的测试信号。评估一个编码器的性能可采用主观评价或客观评价两种方法。其中主观评价最为直接、有效。本文在依托主观评价方法的基础上,结合客观参数的指导性,研究并设计一种通过人眼就可以方便的观测到实际存在的压缩损伤的测试信号,以达到直接对编解码器性能进行比较的目的。

    标签: FPGA 数字视频 信号发生器

    上传时间: 2013-07-19

    上传用户:cxl274287265

  • 基于FPGA的数字下变频器

    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。

    标签: FPGA 数字下变频

    上传时间: 2013-08-05

    上传用户:lishuoshi1996

  • 基于FPGA的数字下变频研究实现

    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。

    标签: FPGA 数字下变频

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:sunjet

  • 基于FPGA的数字中频处理技术研究

    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。

    标签: FPGA 数字中频处理 技术研究

    上传时间: 2013-07-26

    上传用户:zhouli

  • 基于FPGA的图像压缩卡设计

    目前的国内的CCD高清摄相头能够输出一组视频信号和数字图像信号,虽然视频信号能够直接在监视器显示,但是输出的数字图像信号占用存储空间太大,不便于进行传输。本文设计了一种基于FPGA的数字图像压缩卡。 在过去的十几年中,国际标准化组织制订了一系列的国际视频编码标准并广泛应用到各种领域。It.264/AVC是ITU-T和ISO联合推出的新标准,采用了近几年视频编码方面的先进技术,以较高编码效率和网络友好性成为新一代国际视频编码标准。 新发展的H.264/AVC比原有的视频编码标准大幅度提高了编码效率,但其运算复杂度也大大增加,本文简要分析了H.264/AVC的复杂度及其优化的途径,给出了主要模块的优化算法实验结果。 H.264/AVC仍基于以前视频编码标准的运动补偿混合编码方案,主要不同有:增强的运动预测能力,准确匹配的较小块变换,自适应环内滤波器,增强的熵编码。测试结果表明这些新特征使H.264/AVC编码器提高50%编码效率的同时,增加了一个数量级的复杂度。实际中恰当地使用H.264/AVC编码工具可以较低的实现复杂度得到与复杂配置相当的编码效率。故实际编码系统开发需要在运算复杂性和编码效率之间进行折衷、兼顾考虑。H.264/AVC引入的新编码特征既增加基本模块的复杂度,也成倍增加算法的复杂度。针对它们的作用和实现方法的不同,可采用不同的硬件实现方法。本文基于上述思路进行优化,具体的工作包括:针对去块滤波的复杂性,本文提出一种适合硬件实现的算法,使其在节省了资源的同时,很好的达到了标准所定义的性能。针对变换量化的复杂性,本文提出一种既满足整体的硬件流水结构,又极大的降低了硬件资源的实现方法。针对码率控制的实现,本文提出了一种有别于传统实现方式的算法,在保证实时性的同时,极大的提高了编码器的性能。本文基于上述算法还进行Baseline Profile编码器的研究,给出了一种实时编码器结构,实现了对高清图像格式(720P)的实时编码,并将其和当前业界先进水平进行了对比,表明本文所实现得结构能够达到当前业界的先进水平。

    标签: FPGA 图像 压缩卡

    上传时间: 2013-07-23

    上传用户:yepeng139

  • 网络路由器报文交换算法及实现

    随着现代互联网规模的不断扩大,网络数据流量迅速增长,传统的路由器已经无法满足网络的交换和路由需求。当前,新一代路由器普遍利用了交换式路由技术,通过使用交换背板以充分利用公共通信链路,有效的提高了链路的利用率,并使各通信节点的并行通信成为可能。硬件系统设计中结合了专用网络处理器,可编程器件各自的特点,采用了基于ASIC,FPGA,CPLD硬件结构模块化的设计方法。基于ASIC技术体系的GSR的出现,使得路由器的性能大大提高。但是,这种路由器主要满足数据业务(文字,图象)的传送要求,不能解决全业务(语音,数据,视频)数据传送的需要。随着网络规模的扩大,矛盾越来越突出,而基于网络处理器技术的新一代路由器,从理论上提出了解决GSR所存在问题的解决方案。 基于网络路由器技术实现的路由器,采用交换FPGA芯片硬件实现的方式,对路由器内部各种单播、多播数据包进行路由转发,实现网络路由器与外部数据收发芯片的数据通信。本文主要针对路由器内部交换FPGA芯片数据转发流程的特点,分析研究了传统交换FPGA所采用的交换算法,针对简单FIFO算法所产生的线头阻塞现象,结合虚拟输出队列(VOQ)机制及队列仲裁算法(RRM)的特点,并根据实际设计中各外围接口芯片,给出了一种消除数据转发过程中出现的线头阻塞的iSLIP改进算法。针对实际网络单播、多播数据包在数据转发处理过程的不同,给出了实际的解决方案。并对FPGA外部SSRAM包缓存带宽的利用,数据转发的包乱序现象及FPGA内部环回数据包的处理流程作了分析并提出了解决方案,有效的提高了路由器数据交换性能。 根据设计方案所采用的算法的实现方式,结合FPGA内部部分关键模块的功能特点及性能要求,给出了交换FPGA内部可用BlockRam资源合理的分配方案及部分模块的设计实现,满足了实际的设计要求。所有处理模块均在xilinx公司的FPGA芯片中实现。

    标签: 网络 报文交换 算法 路由器

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:牛布牛

  • 基于FPGA实现数字滤波

    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。

    标签: FPGA 数字滤波

    上传时间: 2013-05-24

    上传用户:1101055045

  • 数字电子技术基础习题详解

    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。

    标签: 数字电子 技术基础

    上传时间: 2013-07-04

    上传用户:xmsmh

  • 基于FPGA的H264视频编码器设计

    随着多媒体编码技术的发展,视频压缩标准在很多领域都得到了成功应用,如视频会议(H.263)、DVD(MPEG-2)、机顶盒(MPEG-2)等等,而网络带宽的不断提升和高效视频压缩技术的发展使人们逐渐把关注的焦点转移到了宽带网络数字电视(IPTV)、流媒体等基于传输的业务上来。带宽的增加为流式媒体的发展铺平了道路,而高效的视频压缩标准的出台则是流媒体技术发展的关键。H.264/AVC是由国际电信联合会和国际标准化组织共同发展的下一代视频压缩标准之一。新标准中采用了新的视频压缩技术,如多模式帧间预测、1/4像素精度预测、整数DCT变换、变块尺寸运动补偿、基于上下文的二元算术编码(CABAC)、基于上下文的变长编码(CAVLC)等等,这些技术的采用大大提高了视频压缩的效率,更有利于宽带网络数字电视(IPTV)、流媒体等基于传输的业务的实现。 本文主要根据视频会议应用的需要对JM8.6代码进行优化,目标是实现基于Baseline的低复杂度的CIF编码器,并对部分功能模块进行电路设计。在设计方法上采用自顶向下的设计方法,首先对H.264编码器的C代码和算法进行优化,并对优化后的结果进行测试比较,结果显示在图像质量没有明显降低的情况下,H.264编码器编码CIF格式视频每秒达到15帧以上,满足了视频会议应用的实时性要求。然后,以C模型为参考对H.264编码器的部分功能模块电路进行设计。采用Verilog HDL实现了这些模块,并在Quartus Ⅱ中进行了综合、仿真、验证。主要完成了Zig-zag扫描和CAVLC模块的设计,详细说明模块的工作原理和过程,然后进行多组的仿真测试,结果与C模型相应部分的结果一致,证明了设计的正确性。

    标签: FPGA H264 视频编码器

    上传时间: 2013-06-11

    上传用户:kjgkadjg