现场可编程门阵列(FPGA)能够减少电子系统的开发风险和开发成本,缩短上市时间,降低维护升级成本,故广泛地应用在电子系统中。最新的FPGA都采用了层次化的布线资源结构,与以前的结构发生了很大的变化。由于FPGA布线资源的固定性和有限性,因此需要开发适用于这种层次化的FPGA结构并提高布线资源有效利用率的布线算法。同时由于晶体管尺寸的不断减小,有必要在FPGA布线算法中考虑功耗和时序问题。 本论文所作的研究工作主要包括:提出一种基于Tile的FPGA结构描述方法,对FPGA功耗模型和时序模型进行了研究,实现了考虑FPGA功耗、布线资源利用率的布线算法。 在FPGA结构描述方面,本文在分析现代商用FPGA层次化结构及学术上对FPGA描述方法的基础上,提出一种基于Tile的FPGA结构描述。由于基本Tile的重复性,采用该方法可以简化FPGA结构的描述,同时由于该方法是以硬件结构为根据,为FPGA软硬件提供了简单而灵活的接口,该方法在原型系统中测试证明是正确的。 在FPGA功耗模型方面,本文研究了ASIC中关于电路功耗计算的基本方法,并将其应用到FPGA功耗分析中。在模型中的采用了混合的功耗模型,包括动态功耗模型和静态功耗模型。动态功耗的计算采用基于节点状态转换率的开关级动态功耗计算和逻辑块宏模型,静态功耗则采用基于公式计算的晶体管漏电功耗模型和逻辑块基于仿真的LUT/MUX表达式计算模型。这些功耗模型将运用到我们后面的功耗计算和基于功耗驱动的布线算法中。 在FPGA布线算法研究和实现方面,本文在介绍基本的搜索算法之后,介绍了将FPGA硬件结构转变为FPGA布线程序可识别的布线资源图的方法,并将基本的搜索算法运用的FPGA布线资源图上,实现FPGA的基于布通率的布线算法。在此基础上,借鉴了FPGA时序分析方法,将时序分析作为布线算法的一子模块,对基于时序的布线算法进行了研究;同时采用了FPGA功耗模型,在布线算法实现中考虑了动态功耗的问题。最后在布线算法中实现两种启发式策略以提高可布线资源有效利用率。
上传时间: 2013-04-24
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随着现场可编程门阵列(FPGA)在工业中的广泛应用,使得基于FPGA数字信号处理的实现在雷达信号处理中有着重要地位。模型化设计是一种自顶向下的面向FPGA的快速原型验证法,它不仅降低了FPGA设计门槛,而且缩短了开发周期,提高了设计效率。这使得FPGA模型化设计成为了FPGA系统设计的发展趋势。本文针对常见雷达信号处理模块的FPGA模型化实现,在以下几个方面展开研究:首先对基于FPGA的模型化设计方法进行了研究,给出了模型化设计方法的发展现状和趋势,并对本文中使用的模型化设计方法的软件工具System Generator和AccelDSP进行了介绍。其次使用这两种软件工具对FIR滤波器进行了模型化设计并同RTL(寄存器传输级)设计方法进行对比,全面分析了模型化设计方法和RTL设计方法的优缺点。然后在简明阐述雷达信号处理原理的基础上,使用System Generator对数字下变频(DDC)、脉冲压缩、动目标显示(MTI)及恒虚警(CFAR)处理等雷达信号处理模块进行了自顶向下的模型化设计。在Simulink中进行了功能仿真验证,生成了HDL代码,并在Xilinx FPGA中进行了RTL的时序仿真分析。关键词:雷达信号处理 FPGA 模型化设计 System Generator AccelDSP
上传时间: 2013-07-25
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针对高超声速飞行器高速度、高升限、远巡航距离的特点,以高超声速巡航导弹X-43A为研究对象,对其动力学特性进行分析研究,建立飞行轨迹仿真所需要的气动模型、动力模型以及质量模型;并模拟高超声速巡航导弹X-43A试飞试验的飞行轨迹,建立各飞行段弹道仿真模型,构造飞行轨迹并进行仿真验证。仿真结果表明,所得到的轨迹符合高超声速飞行器的实际飞行情况,验证了该轨迹设计方法的可行性和有效性。
上传时间: 2013-12-14
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空中交通管制指令标准用语的训练是空管模拟训练中的重要内容。本文对空管模拟训练中指令的自动语音识别及自动语音合成应答问题进行了分析研究,包括:指令标准用语基本特征的分析,语言模型的文法设计,指令特殊发音的处理,多次应答的处理等,并基于开源语音识别引擎及语音合成引擎,设计并实现了一个语音指令识别及合成系统AIRSS. 系统实验数据分析表明,应答响应时间及语音合成的效果可以满足空管模拟训练的需求。
上传时间: 2013-10-15
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本文是三部曲系列文章的第 2 部分。第 1 部分(请见参考文献 1)讨论了数字输入/输出缓冲器信息规范 (IBIS) 仿真模型的基本要素,以及它们在 SPICE 环境中的产生过程。本文(第 2 部分)将研究 IBIS 模型正确性检测。第 3 部分将刊登在后续《模拟应用期刊》上,其将介绍 IBIS 用户如何对印刷电路板 (PCB)开发阶段出现的信号完整性问题进行研究。
上传时间: 2014-12-23
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本文依据微波电磁场理论概述了微带铁氧体器件在毫米波频率下的工作模式, 探讨了毫米波微带铁氧体器件的电参数的设计考虑, 对从事毫米波微带铁氧体器件的研究, 提供了基本的设计模型, 以期引起进一步的探讨。
上传时间: 2013-10-07
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本课题主要研究对象为数字预失真技术中的功放模型的建立及数字预失真算法的研究。功放的数学模型主要分为无记忆模型和记忆模型,分析了不同模型的参数估计的方法。针对以往常见的模型反转数字预失真算法,课题分析并使用了新颖的间接学习(indirect learning)数字预失真算法,从而有效避免了无法对功放模型进行求逆的缺陷,并在此架构下仿真了不同功放模型的参数估计对于数字预失真效果的影响。针对WCDMA移动通信基站系统中使用的宽带功率放大器,使用ADS和MATLAB软件联合仿真的形式来评估整个DPD系统的性能并使用实际功放进行了测试。
上传时间: 2013-10-12
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合理利用有效的控制策略提高有源滤波器的本身的补偿性能越来越成为各国学者研究重点。本文从有源滤波器的数学模型出发,详述有源滤波器的数学建模过程。并且针对谐波电流的检测需要较高的准确度和较好的实时性以及有源滤波器工作时的非线性与不确定性的特点,基于瞬时无功功率补偿法的谐波电流检测方法。有效的计算出电网中谐波电流、无功以及负序电流。并根据该算法的特点,将实时检测出的畸变电流通过控制算法,研制的有源滤波器可对不对称三相负载起到平衡作用。在MATLAB/simulink平台下搭建仿真模型,与传统的有源滤波器进行对比,仿真结果表明这种有源滤波器能够更加迅速、精确的补偿谐波电流。
上传时间: 2013-10-10
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介绍了2H桥级联电路结构,研究和分析了用于多电平逆变器的三种不同的多载波PWM调制策略,并分析了逆变器侧输出电压频谱。在上述调制策略基础上结合多参考波调制方法,采用新型的多参考波和多载波的PWM技术,在Matlab/Simulink环境下构建了PWM调制模型。仿真结果与典型的多载波PWM策略结果的比较显示,新型的多载波控制方法能够小幅减小总谐波的失真率(THD),改善了输出电压频谱。
上传时间: 2014-12-24
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在分析了Boost变换器精确离散迭代模型的基础上,首次研究了采用周期性扩频技术后Boost变换器中的分叉和混沌现象。通过M文件编程得到了输出电压随着电路参数变化的分叉图,验证了它含有丰富的非线性动力学行为,而且研究了采用周期性扩频技术对变换器中非线性现象的影响。同时,在变换器中电路参数不变的情况下,研究了周期扩频技术的频率在不同范围内变化时,其中的分叉与混沌现象。本研究为更好地设计Boost变换器电路提供了一定理论基础和应用价值。
上传时间: 2013-11-03
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