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架构设计

  • 基于FPGA的OFDM调制解调器的设计与实现

    正交频分复用(OFDM)技术是一种多载波数字调制技术,具有频谱利用率高、抗多径干扰能力强、成本低等特点,适合无线通信的高速化、宽带化及移动化的需求,将成为下一代无线通信系统(4G)的核心调制传输技术。 本文首先描述了OFDM技术的基本原理。对OFDM的调制解调以及其中涉及的特性和关键技术等做了理论上的分析,指出了OFDM区别于其他调制技术的巨大优势;然后针对OFDM中的信道估计技术,深入分析了基于FFT级联的信道估计理论和基于联合最大似然函数的半盲分组估计理论,在此基础上详细研究描述了用于OFDM系统的迭代的最大似然估计算法,并利用Matlab做了相应的仿真比较,验证了它们的有效性。 而后,在Matlab中应用Simulink工具构建OFDM系统仿真平台。在此平台上,对OFDM系统在多径衰落、高斯白噪声等多种不同的模型参数下进行了仿真,并给出了数据曲线,通过分析结果可正确评价OFDM系统在多个方面的性能。 在综合了OFDM的系统架构和仿真分析之后,设计并实现了基于FPGA的OFDM调制解调系统。首先根据802.16协议和OFDM系统的具体要求,设定了合理的参数;然后从调制器和解调器的具体组成模块入手,对串/并转换,QPSK映射,过采样处理,插入导频,添加循环前缀,IFFT/FFT,帧同步检测等各个模块进行硬件设计,详细介绍了各个模块的设计和实现过程,并给出了相应的仿真波形和参数说明。其中,针对定点运算的局限性,为系统设计并自定义了24位的浮点运算格式,参与傅立叶反变换和傅立叶变换的运算,在系统参数允许的范围内,充分利用了有限资源,提高了系统运算精度;然后重点描述了基于FPGA的快速傅立叶变换算法的改进、优化和设计实现,针对原始快速傅立叶变换FPGA实现算法运算空闲时间过多,资源占用较大的问题,提出了带有流水作业功能、资源占用较少的快速傅立叶变换优化算法设计方案,使之运用于OFDM基带处理系统当中并加以实现,结果满足系统参数的需求。最后以理论分析为依据,对整个OFDM的基带处理系统进行了系统调试与性能分析,证明了设计的可行性。 综上所述,本文完成了一个基于FPGA的OFDM基带处理系统的设计、仿真和实现。本设计为OFDM通信系统的进一步改进提供了大量有用的数据。

    标签: FPGA OFDM 调制解调器

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:vaidya1bond007b1

  • 基于FPGA和DSP的图像消旋系统的设计

    在图像的实时处理中,消除图像旋转是一项实用的图像处理技术,无论在军事还是民用设施中都得以广泛的应用。目前,消除图像旋转的技术有机械式、光学式、电子式。其中电子消旋发展最快,也是图像消旋技术未来发展的趋势。 本次课题是应海军某部的要求,为海军测量船的图像观测系统消除图像旋转。本文详细研究了视频信号的特点,提出了利用FPGA和DSPs为主架构的视频图像处理平台,以EP20K600EBC652—2X为核心处理器的实时图像消旋系统。该平台利用旋转算法将原图像反向旋转相应的角度,再用双线性插值方法进行重采样,从而得到消旋后的图像。因为这次图像旋转角度是通过机械设备测得的,所以是一种机械加电子的图像消旋系统。 本文论述了图像消旋算法及其优化,详细说明整个系统的设计思路,及其软硬件实现,包括PCB设计,DSPs的软硬件开发以及FPGA的相关设计。目前,系统已正常工作,实现了图像的实时消旋的目标。

    标签: FPGA DSP 图像消旋

    上传时间: 2013-08-05

    上传用户:DanXu

  • 基于FPGA的嵌入式系统的设计

    本论文来自于863项目基于光互连自组织内存服务体系(简称MemoryBox)。本文主要研究Memory Box系统中基于可重配置计算架构,软硬件携同设计方法,在XILINX VIRTEX 2 Pro FPGA上设计实现嵌入式系统。由于嵌入式系统是Memory Box工作的平台,所以硬件应具有良好的扩展性、灵活性,软件应具有优良的稳定性。在硬件平台选型时,我们选择的是基于高性能Xilinx VIRTEX2 Pro的自制开发板。嵌入式系统软硬件开发平台选用的是Xilinx EDK、ISE。内核移植所用的交叉开发工具链为powerpc-405-linux-gnu。该交叉开发工具链工作在Red Hat Enterprise LINUX.AS 4平台下。 本论文主要包括三部分工作:首先是硬件设计,其核心是EDK和ISE设计的SOPC工程;然后是嵌入式LINUX内核移植与调试;最后完成存储管理软件的设计。完全用硬件实现系统要求的各种存储管理功能极其困难。而通过移植内核,存储管理软件以运行在Linux内核上的应用软件的形式实现了其功能。存储管理软件要解决共享冲突,负载均衡,远程内存与本地内存的地址一致性以及对海量内存阵列的重新编址等问题,设计出较完善的Memory Box的存储管理模型。

    标签: FPGA 嵌入式系统

    上传时间: 2013-06-11

    上传用户:tyler

  • 图像处理算法研究及硬件设计

    随着图像分辨率的越来越高,软件实现的图像处理无法满足实时性的需求;同时FPGA等可编程器件的快速发展使得硬件实现图像处理变得可行。如今基于FPGA的图像处理研究成为了国内外的一个热门领域。 本文在FPGA平台上,用Verilog HDL实现了一个研究图像处理算法的可重复配置的硬件模块架构,架构包括PC机预处理和通信软件,控制模块,计算单元,存储器模块和通信适配模块五个部分。其中的计算模块负责具体算法的实现,根据不同的图像处理算法可以独立实现。架构为计算模块实现了一个可添加、移出接口,不同的算法设计只要符合该接口就可以方便的加入到模块架构中来进行调试和运行。 在硬件架构的基础上本文实现了排序滤波,中值滤波,卷积运算及高斯滤波,形态学算子运算等经典的图像处理算法。讨论了FPGA的图像处理算法的设计方法及优化策略,通过性能分析,FPGA实现图像处理在时间上比软件处理有了很大的提高;通过结果的比较,发现FPGA的处理结果达到了软件处理几乎同等的效果水平。最后本文在实现较大图片处理和图像处理窗口的大小可配置性方面做了一定程度的讨论和改进,提高了算法的可用性,同时为进一步的研究提供了更加便利的平台。 整个设计都是在ISE8.2和ModelSim第三方仿真软件环境下开发的,在xilinx的Spartan-3E XC3S500E硬件平台上实现。在软件仿真过程中利用了ISE8.2自带仿真工具和ModelSim结合使用。 本课题为制造FPGA的专用图像处理芯片做了有益的探索性研究,为实现FPGA为核心处理芯片的实时图像处理系统有着积极的作用。

    标签: 图像处理 算法研究 硬件设计

    上传时间: 2013-05-30

    上传用户:水瓶kmoon5

  • 高性能数据采集系统设计与实现

    数据采集系统是将传感器输出的模拟信号进行采集,转换成数字信号,然后送入计算机进行处理,并按需要的形式输出处理结果的系统。随着计算机技术和电子信息技术的高速发展,数据采集结合先进的电子技术,已经能利用软件来处理大量测量数据。近年来,对于数据采集系统的要求与日俱增,数据采集系统有着非常良好的应用前景。如今的数据采集技术已渗透到分析仪器、医疗器械、雷达、通讯、等技术领域。 本论文在研究了USB总线技术的基础上,详细介绍了一个基于USB和FPFA技术的数据采集系统,包括硬件设计、固件设计、设备驱动程序设计和主机应用程序设计。在硬件设计部分,本文先介绍了数据采集芯片、FPGA以及USB2.0接口芯片FX2 CY7C68013的性能和特点,然后给出了具体的硬件设计方案;在固件设计部分,本文先介绍了FX2的固件架构,随后详细地介绍了CY7C68013GPIF接口模式的固件设计;在驱动程序开发部分,先引入了WDM驱动程序开发模型,然后介绍了本数据采集系统的USB设备驱动程序的设计;最后结合驱动程序完成了基于虚拟仪器LabVIEW的主机应用程序。

    标签: 性能 数据采集 系统设计

    上传时间: 2013-07-16

    上传用户:zjt20011220

  • 基于ARMFPGA的激光打标机控制器设计

    激光打标是一种利用高能量的激光束在打标物体表面刻下永久性标识的技术。与传统的压刻等方法相比,激光打标具有速度快、无污染、质量高、性能稳定、不接触物体表面等优点。激光打标是目前工业产品标记的先进技术,是一种高效的标记方法。传统的基于ISA总线、PCI总线或者USB总线的激光打标控制器增加了激光打标机的成本和体积。本文提出一种基于ARM+FPGA架构的嵌入式系统方案,主要的研究工作如下:首先,介绍了激光打标系统的组成,激光打标技术的发展现状和激光打标机的原理。根据激光打标控制系统的功能要求和性能要求,提出了ARM+FPGA的总体设计,并简要讨论了ARM和FPGA的特点和优势。ARM处理器的主要功能是完成打标内容的输入和变换处理,打标机参数的设置和控制打标。FPGA的作用是接收、存储和转换打标数据,然后产生控制信号去控制激光打标设备。然后,详细讨论了激光打标机控制器的硬件电路设计,包括ARM控制单元电路、FPGA控制单元电路和数模转换模块等。为了使控制器能够长时间可靠稳定地工作,还采取了隔离技术等许多抗干扰措施。完成了 FPGA中各个模块的程序设计,利用Quartus Ⅱ软件进行了仿真验证,调试了控制器的功能。本文所设计的嵌入式激光打标控制器发挥了ARM和FPGA各自的优势。经过在实际打标系统中的测试,证明本次设计的激光打标机控制器实现了预期的功能,取得了满意的打标效果。关键词:ARM,FPGA,激光打标,FIFO,CO2激光器,扫描振镜系统

    标签: ARMFPGA 激光打标 制器设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:hewenzhi

  • 基于可重配置的OFDM基带系统的FPGA设计

    1992年5月,JoeMitola首次明确提出了软件无线电的概念。软件无线电将模块化、标准化的硬件单元连接构成硬件平台,通过软件加载实现各种无线通信功能。端到端重配置技术是在软件无线电的基础上发展起来的,该技术使通信系统不仅具有重配置的能力,还能提供一体化的重配置管理架构,实现联合无线资源管理和网络规划。端到端重配置技术已经成为软件无线电的发展趋势。 宽带无线接入(BWA,BroadbandWirelessAccess)是当前通信界研究的热点之一,而WiMax和WiFi是BWA中最热门的两个技术,所以本文选择了IEEE802.16-2004与IEEE802.11a,设计了基于其物理层标准的可重配置OFDM基带系统。它们均采用正交频分复用技术(OFDM,OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)。 本文研究了IEEE802.16-2004与IEEE802.11a物理层标准,结合Altera公司提供的FPGA开发工具QuartusⅡ、Mentor公司仿真工具ModelsimSE6.0,完成了基于IEEE802.16-2004及IEEE802.11a的可重配置OFDM基带系统的FPGA设计。该设计中,对FPGA进行重新配置,实现了802.16-2004与802.11a两种技术的完全重配置;通过选择不同的参数来调用不同子模块,实现802.16-2004与802.11a内部不同调制技术的局部重配置。该可重配置基带系统核心的FFT/IFFT。模块采用基4按频率抽取及Cordic算法,消除乘法运算,有利于FPGA实现;在802.16-2004系统中,选取了基于前导序列的符号同步算法,在FPGA中实现。最后使用开发软件、综合软件以及仿真软件分析了系统的性能并给出了系统的性能指标。

    标签: OFDM FPGA 可重配置 基带系统

    上传时间: 2013-05-19

    上传用户:branblackson

  • 一种基于DSP的H.264实时视频编码器软件架构

    · 摘要:  提出一种适用于通用DSP平台的H.264视频编码器软件架构.以该架构基础实现的H.264视频编码器软件可以高效地运行在DSP系统中,以满足视频应用中对实时编码的要求.通过性能分析工具对原有的软件代码进行分析.找到代码运行效率不高的瓶颈所在,并结合TMS320DM642 DSP的硬件特点,设计出一种新型的H.264视频编码软件架构.最后,在进行了DSP的指令优化以后,

    标签: DSP 264 实时视频 编码器

    上传时间: 2013-06-18

    上传用户:jhksyghr

  • c#三层架构项目开发的全过程

    c#三层架构项目开发的全过程,包括三层架构源码、架构文档、模块设计说明书、演示PPT等完整 项目操作手册 项目架构文档 项目模块设计说明书 项目演示PPT 项目三层架构源码

    标签: 三层架构 项目 过程

    上传时间: 2013-07-24

    上传用户:a6697238

  • MT-016 DAC基本架构III:分段DAC

    当我们需要设计一个具有特定性能的DAC时,很可能没有任何一种架构是理想的。这种情况下,可以将两个或更多DAC组合成一个更高分辨率的DAC,以获得所需的性能。这些DAC可以是同一类型,也可以是不同类型,各DAC的分辨率无需相同

    标签: DAC 016 III MT

    上传时间: 2014-12-23

    上传用户:daoyue