书名:数字逻辑电路的ASIC设计/实用电子电路设计丛书 作者:(日)小林芳直 著,蒋民 译,赵宝瑛 校 出版社:科学出版社 原价:30.00 出版日期:2004-9-1 ISBN:9787030133960 字数:348000 页数:293 印次: 版次:1 纸张:胶版纸 开本: 商品标识:8901735 编辑推荐 -------------------------------------------------------------------------------- 内容提要 -------------------------------------------------------------------------------- 本书是“实用电子电路设计丛书”之一。本书以实现高速高可靠性的数字系统设计为目标,以完全同步式电路为基础,从技术实现的角度介绍ASIC逻辑电路设计技术。内容包括:逻辑门电路、逻辑压缩、组合电路、Johnson计数器、定序器设计及应用等,并介绍了实现最佳设计的各种工程设计方法。 本书可供信息工程、电子工程、微电子技术、计算技术、控制工程等领域的高等院校师生及工程技术人员、研制开发人员学习参考。 目录 -------------------------------------------------------------------------------- 第1章 ASIC=同步式设计=更高可靠性设计方法的实现 1.1 面向高性能系统的设计 1.2 同步电路的不足 1.3 同步电路设计 1.4 ASIC机能设计方法有待思考的地方 第2章 逻辑门电路详解 2.1 逻辑门电路的最基本的知识 2.2 加法电路及其构成方法 2.3 其他输入信号为3位的逻辑单元 2.4 复合逻辑门电路的调整 第3章 逻辑压缩与奎恩·麦克拉斯基法 3.1 除去玻色项的方法 3.2 奎恩·麦克拉斯基法 第4章 组合电路设计 4.1 选择器、解码器、编码器 4.2 比较和运算电路的设计 第5章 计数器电路的设计 5.1 计数器设计的基础 5.2 各种各样的计数器设计 5.3 LFSR(M系列发生器)的设计 第6章 江逊计数器 6.1 设计高可靠性的江逊计数器 6.2 冲刷顺序的组成 第7章 定序器设计 7.1 定序器电路设计的基础知识 7.2 把江逊计数器制作成状态机 7.3 一比特热位状态机与江逊状态机 7.4 跳跃动作的设计 第8章 定序器的高可靠化技术 8.1 高可靠性定序器概述 8.2 关注高可靠性江逊状态机 第9章 定序器的应用设计 9.1 软件处理与硬件处理 9.2 自动扶梯的设计 9.3 信号机的设计 9.4 数码存钱箱的设计 9.5 数字锁相环的设计 第10章 实现最佳设计的方法 10.1 如何杜绝运行错误的产生 10.2 16位乘法器的电路整定 10.3 冒泡分类器(bubble sorter)的电路设定 参考文献
上传时间: 2013-06-15
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verilog数字系统设计-夏宇闻教材.rar
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数字信息时代带来了“信息大爆炸”,使数据量大增,而数字图像数据更是如此,如果不对图像数据进行有效的压缩,那么图像信息的存储与传输将无法进行。显然,寻求一种高效的图像压缩系统具有很大的现实意义。 本文基于大规模现场可编程逻辑阵列(FPGA)和高速数字信号处理器(DSP)协同作业,来完成实时图像处理的系统设计。出于对系统设计上的性能和功耗方面的考虑,系统中FPGA 选用的是ALTERA公司的Cyclone系列芯片EP1C12Q240C8,DSP选用的是TI公司的55x系列芯片TMS320VC5502。该系统集图像采集、压缩、显示和存储功能于一体,其中DSP为主处理器负责图像处理,FPGA为协处理器负责系统的所有数字逻辑控制。FPGA和DSP的工作之间形成流水,并且借助于一片双口RAM(CY7C025AV-15AI)完成两者的通讯。结合FPGA和DSP自身的特点,本文提出一种新颖的信息通信方式,借助于一片双口RAM,其内部按其存储空间等分两块,利用乒乓技术完成对高速实时的图像数据缓冲。 该系统从视频采集、传输、压缩到图像存储等整个过程的工作,分别由FPGA和DSP承担。充分考虑到它们自身的优缺点,在满足系统实时性要求的同时,结构灵活,便于以后的扩展与升级。结果表明,在TMS320VC5502实现了对采集图像的JPEG压缩,效果良好且满足了实时性的要求,因此系统的功能得到了总体上的验证。 关键词:图像处理;FPGA;DSP;JPEG
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随着数字化技术的飞速发展,数字视频信号的传输技术更是受到人们的关注。相比较其它类型的信息传输如文本和数据,视频通信需要占用更多的带宽资源,因此为了实现在带宽受限的条件下的传输,视频源必须经过大量压缩。尽管现在的网络状况不断地改善,但相对与快速增长的视频业务而言,网络带宽资源仍然是远远不够的。2003年3月,新一代视频压缩标准H.264/AVC的推出,使视频压缩研究进入了一个新的层次。H.264标准中包含了很多先进的视频压缩编码方法,与以前的视频编码标准相比具有明显的进步。在相同视觉感知质量的情况下,H.264的编码效率比H.263提高了一倍左右,并且有更好的网络友好性。然而,高编码压缩率是以很高的计算复杂度为代价的,H.264标准的计算复杂度约为H.263的3倍,所以在实际应用中必须对其算法进行优化以减低其计算复杂度。 @@ 本文首先介绍了H.264标准的研究背景,分析了国内外H.264硬件系统的研究现状,并介绍了本文的主要工作。 @@ 接着对H.264编码标准的理论知识、关键技术分别进行了介绍。 @@ 对H.264块匹配运动估计算法进行研究,对经典的块匹配运动估计算法通过对比分析,三步、二维等算法在搜索效率上优于全搜索算法,而全搜索算法在数据流的规则性和均匀性有着自己的优越性。 @@ 针对块匹配运动估计全搜索算法的VLSI结构的特点,提出改进的块匹配运动估计全搜索算法。本文基于对数据流的分析,对硬件寻址进行了研究。通过一次完整的全搜索数据流分析,改进的块匹配运动估计算法在时钟周期、PE资源消耗方面得到优化。 @@ 最后基于FPGA平台对整像素运动估计模块进行了研究。首先对运动估计模块结构进行了功能子模块划分;然后对每个子模块进行设计和仿真和对整个运动估计模块进行联合仿真验证。 @@关键词:H.264;FPGA;QuartusⅡ;帧间预测;运动估计;块匹配
上传时间: 2013-04-24
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图像是人类智能活动重要的信息来源之一,是人类相互交流和认识世界的主要媒体。随着信息高速公路、数字地球概念的提出,人们对图像处理技术的需求与日剧增,同时VLSI技术的发展给图像处理技术的应用提供了广阔的平台。图像处理技术是图像识别和分析的基础,所以图像处理技术对整个图像工程来说就非常重要,对图像处理技术的实现的研究也就具有重要的理论意义与实用价值,包括对传统算法的改进和硬件实现的研究。仿生算法的兴起为图像处理问题的解决提供了一条十分有效的新途径;FPGA技术的发展为图像处理的硬件实现提供了有效的平台。 @@ 本文在详细介绍邻域图像处理算法及其数据结构、遗传算法和蚁群算法基本原理的基础上,将其应用于图像增强和图像分割的图像处理问题之中,并将其用FPGA技术实现。论文中采用遗传算法自适应的确定非线性变换函数的参数对图像进行增强,在采用FPGA来实现的过程中先对系统进行模块划分,主要分为初始化模块、选择模块、适应度模块、控制模块等,然后利用VHDL语言描述各个功能模块,为了提高设计效率,利用IP核进行存储器设计,利用DSP Builder进行数学运算处理。时序控制是整个系统设计的核心,为尽量避免毛刺现象,各模块的时序控制都是采用单进程的Moore状态机实现的。在图像分割环节中,图像分割问题转换为求图像的最大熵问题,采用蚁群算法对改进的最大熵确定的适应度函数进行优化,并对基于FPGA和蚁群算法实现图像分割的各个模块设计进行了详细介绍。 @@ 对实验结果进行分析表明遗传算法和蚁群算法在数字图像处理中的使用明显改善了处理的效果,在利用FPGA实现遗传算法和蚁群算法的整个设计过程中由于充分发挥了FPGA的并行计算能力及流水线技术的应用,大大提高算法的运行速度。 @@关键词:图像处理;遗传算法;蚁群算法;FPGA
上传时间: 2013-06-03
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数字视频监控技术无论是在军事领域还是在民用领域,都有着重要的作用和广泛的应用市场及前景。迫切的军用和民用需求,推动着视频监控技术持续而迅猛的发展。为了提高监控视频的图像质量,使设备小型化,以便能满足各种条件下的适用场合,目前基于FPGA的数字视频侦察监控系统已成为一种主流的解决方案。 本文设计了一种可以在战场上使用的数字视频侦察监控系统。该系统配备了12路摄像头,当侦察车或者装甲车在向前进的时候,可以做到对周围的环境全方位的侦察监控,从而对判断战场的情况起到了巨大的作用。 本文首先介绍了数字视频监控技术的发展与现状,视频数据的产生以及接收特性和FPGA技术的基本概念,在此基础上研究了视频信号的组成方式、VGA、DVI显示接口以及显示器的工作原理,分析了采用FPGA实现整个系统的可能性。接着,在充分考虑了要求达到的标准以后,选用了视频解码芯片SAA7111A、视频编码芯片ADV7125、DVI发送芯片TFP410、CY7C1061AV33型SRAM以及EP2C35FBGA672型FPGA芯片应用于硬件电路设计。然后设计出电路原理图以及PCB版图。最后,根据系统工作要求,本文设计了FPGA系统中的片内逻辑模块,包括视频采集缓冲异步FIFO(先进先出)模块、I2C总线配置模块、视频帧存控制模块、VGA视频显示模块、DVI视频显示模块等。在此基础上完成了系统软硬件调试,最终成功的实现了12路摄像头的切换显示和对周围环境的全方位监控,达到了预定的设计目标。
上传时间: 2013-07-30
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随着列车自动化控制和现场总线技术的发展,基于分布式控制系统的列车通信网络技术TCN(IEC-61375)在现代高速列车上得到广泛应用。TCN协议将列车通信网络分为绞线式列车总线WTB和多功能车辆总线MVB,其中WTB实现对开式列车中的互联车辆间的数据传输和通信,MVB实现车载设备的协同工作和互相交换信息。 本文介绍了国内外列车通信网络的发展情况和各自优势,分析了MVB一类设备底层协议。研究利用FPGA实现MVB控制芯片MVBC,用ARM作为微处理器实现MVB一类设备的嵌入式解决方案。其中,在FPGA芯片中主要采用自顶向下的设计方法,RLT硬件描述语言实现MVB控制芯片MVBC一类设备的主要功能,包括帧编码器、帧解码器和逻辑接口单元。ARM主要完成了软件程序的编写和实时操作系统的移植。在eCos实时操作系统上,完成了驱动和上层应用程序,包括端口初始化、端口配置、帧收发指令和报文分析。 为了验证设计的正确性,在设计的硬件平台基础上,搭建了MVB通信网络的最小系统,对网络进行系统功能测试。测试结果表明:设计方案正确,达到了设计的预期要求。
上传时间: 2013-08-03
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扩频通信系统与常规的通信系统相比,具有很强的抗窄带干扰,抗多径干扰,抗人为干扰的能力,并具有信息隐蔽、多址保密通信等优点,在近年来得到了迅速的发展。论文针对直扩通信系统中伪码和载波同步问题而展开,研究了直扩系统的结构、性能及完成了相关参数的计算,改进了包络算法,设计了解扩和解调器,最后用ISE9.1实现了解扩和解调器的仿真波形,验证了设计的正确性。 论文研究了扩频通信系统的特点、国内外发展现状及理论基础,完成了DS-QPSK接收机的解扩器和解调器的设计与实现。解扩器主要围绕着伪码的捕获与跟踪这一核心,分析了解扩器的结构、性能及其完成了相关参数的计算,完成了数字下变频器、伪码发生电路、伪码相关积分提取电路、多通道快码捕获电路、伪码跟踪鉴相电路、伪码时钟调整电路的设计,并在ISE9.1编程综合得到仿真结果,验证了设计的正确性。由于相关积分包络算法是整个系统的基础和核心,为了减少时延和系统所占硬件资源,改进了包络算法并得到了仿真验证。结果表明,它不但减少了硬件资源的占用、缩短了延时,而且对整个系统的优化起着决定性的作用。论文给出了伪码同步的仿真结果及资源占用情况,有力地说明了解扩器占用资源少、时延短等特点。 解调器研究了频偏及载波相位误差对信号的影响及同步方案,完成了数控振荡器、反正切鉴频器、环路滤波器的设计并得到了相关的仿真波形,实现了载波的跟踪,给出了仿真结果及资源占用情况,对系统实现过程中的一些经验进行了总结。最后是对论文工作的一些总结和对今后工作的展望。
上传时间: 2013-06-13
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在图像处理、数据传输、雷达接收等现代信号处理领域,对信号处理的稳定性、实时性和灵活性都有很高的要求。FIR数字滤波器因其线性相位特性满足了现代信号处理领域对滤波器的高性能要求,成为应用最广泛的数字滤波器之一。高密度的FPGA兼顾实时性和灵活性,为FIR数字滤波器的实现提供了强大的硬件支持。 现今FIR数字滤波器的FPGA实现方法中最常用的是基于DA的实现方法和基于CSD编码的实现方法,本文对这两种实现方法进行了深入的探讨,并进行了一定的改进。本论文所做的主要工作和创新如下: 1、对FIR数字滤波器的硬件实现方法进行了理论研究,其中着重对并行FIR数字滤波器的实现方法进行了深入探讨并提出了一个改进的实现方法:基于CSD-DA的改进实现方法。这个实现方法在一定情况下比单纯的基于CSD编码的实现方法和基于DA的实现方法都要节约芯片面积。 2、经过电路建模和数学推导提出了“CSD-DA择优比较法”。该比较法可以从基于CSD编码的实现方法、基于DA的实现方法以及基于CSD-DA的改进实现方法中较精确的选择出最佳实现方法。 3、用Cyclone EPEC6Q240C8芯片和音频编解码芯片TLV320AIC23B实现了一个可以滤除音频信号中高频噪声的音频FIR数字低通滤波器。
上传时间: 2013-06-07
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随着微电子技术的高速发展,实时图像处理在多媒体、图像通信等领域有着越来越广泛的应用。FPGA就是硬件处理实时图像数据的理想选择,基于FPGA的图像处理专用系统的研究将成为信息产业的新热点。 @@ 本文详细介绍了一种基于FPGA开发板的实时图像采集与显示系统,该系统由前端视频采集单元、图像存储单元、图像显示单元三部分组成。它的主要功能有:对摄像头送来的视频数据进行采集,并采用PHILIPS公司的专用视频解码芯片SAA7113将模拟视频转化成数字视频;将采集进来的数据存储到FPGA开发板内嵌的SDRAM中;采用PHILIPS公司的专用视频编码芯片SAA7121将数字视频信号转换为模拟信号送显示器输出。 @@ 系统在Quartus II 5.0、Model Sim6.0软件平台下开发并在硬件上得到实现,达到预期效果。FPGA实现图像采集显示是一种有效,简便、经济的方法,因此该课题具有广阔的应用前景和市场价值。 @@关键词:FPGA,I2C总线,视频采集,SDRAM,视频显示
上传时间: 2013-06-06
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