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测试方面

  • 基于FPGA的无人机气压高度测量系统

    无人机大气数据的采集和处理在无人机中占有很重要的位置和作用,它是保障飞机安全飞行以及保证地面控制和操纵人员正确引导飞机、顺利完成飞行任务的关键所在。在目前广泛应用的无人机大气数据测量系统中,多数采用单片机作为大气数据处理计算机,但是单片机在高速数据采集和处理方面却存在着抗干扰性差、速度慢等缺点,使测量系统的稳定性和实时性受到了很大的影响。 本文采用FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)芯片作为大气数据处理器,以大气数据中的气压高度为例,介绍了一种基于FPGA技术的无人机气压高度测量系统。由于该测量系统中的FPGA数据处理器具有可靠性高、速度快、逻辑功能强等特点,有效地解决了单片机在高速无人机大气数据测量系统中处理速度较慢、实时性较差的问题。 论文首先介绍了FPGA的基本结构、工作原理、开发设计流程和FPGA编程所采用的VHDL硬件描述语言,还介绍了数字式大气数据测量系统的基本组成和工作原理,并且详细阐述了气压高度测量的原理和方法;然后提出了基于FPGA的无人机气压高度测量系统的整体设计,并对该测量系统各组成部分的硬件电路进行详细的分析和设计;随后论文又介绍了气压高度测量系统中FPGA的相关软件设计,并就FPGA内部所设计的各功能模块的作用、模块内部结构和工作流程进行详细的论述;最后使用Modelsim和QuartusII仿真软件对程序进行功能和时序的仿真,以验证FPGA内部各功能模块和FPGA总体设计的正确性,并在所有仿真通过后将程序产生的配置文件下载到FPGA芯片中,在制作和安装测量系统的电路板后对整个测量系统进行实际的测试,将测试结果与理论值比较并分析测量系统的误差来源。 根据系统测试的结果,本文验证了以FPGA芯片为核心的无人机气压高度测量系统的可行性,并对该测量系统提出了今后的进一步改进和完善的思路。

    标签: FPGA 无人机 气压 测量系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:cx111111

  • 基于FPGA实现DVBS信道编码及调制

    DVB-S(Digital Video Broadcasting bv Satellite)调制器是符合DVB-S协议的数字电视前端设备之一,也满足我国数字电视卫星广播标准,该设备可以广泛应用于数字电视卫星业务和相关数字电视业务。本文主要阐述了基于FPGA实现DVB-S调制器的信道编码和调制,按功能对DVB-S信道编码过程进行模块分解、模块接口定义,针对每个模块进行工作原理分析、算法分析、HDL描述、时序仿真及FPGA实现;DVB-S调制器的核心是信道编码和调制部分,利用FPGA在数字信号处理方面的优势,本文重点对其中的几个关键模块,包括RS编码、卷积交织器和卷积穿孔编码等的实现算法进行了比较详细的分析,并通过HDL描述和时序仿真来验证算法正确性;对FPGA各模块的资源进行了估计、利用Altera公司的Cyclone器件的内部锁相环实现ASI信号的接收;最后对整机进行了测试,测试结果表明,本文设计的DVB-S调制器技术指标满足设计要求。

    标签: FPGA DVBS 信道编码 调制

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:gmh1314

  • 线性调频信号的脉冲压缩系统

    本文完成了一种高速高性能数字脉冲压缩处理器的设计和FPGA实现,包括系统架构设计、方案论证及仿真、算法实现、结果的测试等。 绪论部分首先阐明了本课题研究的背景和意义,概述了雷达数字脉冲压缩系统的主要研究内容,关键技术及其发展趋势,然后介绍了数字脉冲压缩系统设计与实现的要求,最后给出了本文的主要研究内容。 第二章叙述了线性调频信号脉冲压缩的基本原理,对系统设计的实现方法进行了实时性方面的论证,并基于MATLAB做了仿真分析。 第三章从数字系统结构化设计方面将本系统划分为三个部分:输入部分、脉压计算部分、输出部分,并在流程图中对各部分所要实现的功能做了介绍。 第四章首先总结了数字脉冲压缩的实现途径;提出了基于自定制浮点数据格式和分时复用蝶型结构的数字脉冲压缩系统设计思想,对其关键技术进行了深入的研究。 第五章对输入输出模块的功能做了详细的描述,设计了具体的结构和电路。 第六章针对系统的测试验证,提出面向SOC的模块验证和系统软硬协同验证的验证策略。通过Link for Modelsim工具,实现MATAB与Modelsim之间对VHDL代码的联合仿真测试,通过在线逻辑分析工具ChipScope,完成系统的片上测试,并分析系统的性能,证明系统的可实用性。满足设计的要求。 本文研制的数字脉冲压缩处理器具有动态范围大、处理精度高、处理能力强、体积小、重量轻、实时性好的优点,为设计高性能的现代雷达信号处理系统提供了可靠的保证。

    标签: 线性调频信号 脉冲压缩

    上传时间: 2013-07-01

    上传用户:lingduhanya

  • 一款基于SRAM的FPGA器件设计

    FPGA是一种可通过用户编程来实现各种数字电路的集成电路器件。用FPGA设计数字系统有设计灵活、低成本,低风险、面市时间短等好处。本课题在结合国际上FPGA器件方面的各种研究成果基础上,对FPGA器件结构进行了深入的探讨,重点对FPGA的互连结构进行了分析与优化。FPGA器件速度和面积上相对于ASIC电路的不足很大程度上是由可编程布线结构造成的,FPGA一般用大量的可编程传输管开关和通用互连线段实现门器件的连接,而全定制电路中仅用简单的金属线实现,传输管开关带来很大的电阻和电容参数,因而速度要慢于后者。这也说明,通过优化可编程连接方式和布线结构,可大大改善电路的性能。本文研究了基于SRAM编程技术的FPGA器件中逻辑模块、互连资源等对FPGA性能和面积的影响。论文中在介绍FPGA器件的体系构架后,首先对开关矩阵进行了研究,结合Wilton开关矩阵和Disioint开关矩阵的特点,得到一个连接更加灵活的开关矩阵,提高了FPGA器件的可布线性,接着本课题中又对通用互连线长度、通用互连线间的连接方式和布线通道的宽度等进行了探讨,并针对本课题中的FPGA器件,得出了一套适合于中小规模逻辑器件的通用互连资源结构,仿真显示新的互连方案有较好的速度和面积性能,在互连资源的面积和性能上达到一个很好的折中。 接下来课题中对FPGA电路的可编程逻辑资源进行了研究,得到了一种逻辑规模适中的粗粒度逻辑块簇,该逻辑块簇采用类似Xilinx 公司的FPGA产品的LUT加触发器结构,使逻辑块簇内部基本逻辑单元的联系更加紧密,提高了逻辑资源的功能和利用率。随后我们还研究了IO模块数目的确定和分布式SRAM结构中编程电路结构的设计,并简单介绍了SRAM单元的晶体管级设计原理。最后,在对FPGA构架研究基础上,完成了一款FPGA电路的设计并设计了相应的电路测试方案,该课题结合CETC58研究所的一个重要项目进行,目前已成功通过CSMC0.6μm 2P2M工艺成功流片,测试结果显示其完全达到了预期的性能。

    标签: SRAM FPGA 器件设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:6546544

  • 用FPGA实现8051内核及外设I2C接口

    8051处理器自诞生起近30年来,一直都是嵌入式应用的主流处理器,不同规模的805l处理器涵盖了从低成本到高性能、从低密度到高密度的产品。该处理器极具灵活性,可让开发者自行定义部分指令,量身订制所需的功能模块和外设接口,而且有标准版和经济版等多种版本可供选择,可让设计人员各取所需,实现更高性价比的结构。如此多的优越性使得8051处理器牢固地占据着庞大的应用市场,因此研究和发展8051及与其兼容的接口具有极大的应用前景。在众多8051的外设接口中,I2C总线接口扮演着重要的角色。通用的12C接口器件,如带12C总线的RAM,ROM,AD/DA,LCD驱动器等,越来越多地应用于计算机及自动控制系统中。因此,本论文的根本目的就是针对如何在8051内核上扩展I2C外设接口进行较深入的研究。 本课题项目采用可编程技术来开发805l核以及12C接口。由于8051内核指令集相容,我们能借助在现有架构方面的经验,发挥现有的大量代码和工具的优势,较快地完成设计。在8051核模块里,我们主要实现中央处理器、程序存储器、数据存储器、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等七大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线,这些都是标准8051核所具有的模块。在其之上我们再嵌入12C的串行通信模块,采用自下而上的方法,逐次实现一位的收发、一个字节的收发、一个命令的收发,直至实现I2C的整个通信协议。 8051核及I2C总线的研究通过可编程逻辑器件和一块外围I2C从设备TMPl01来验证。本课题的最终目的是可编程逻辑器件实现的8051核成功并高效地控制扩展的12C接口与从设备TMPl01通信。 用EP2C35F672C6芯片开发的12C接口,数据的传输速率由该芯片嵌入8051微处理的时钟频率决定。经测试其传输速率可达普通速率和快速速率。 目前集成了该12C接口的8051核已经在工作中投入使用,主要用于POS设备的用户数据加密及对设备温度的实时控制。虽然该设备尚未大批量投产,但它已成功通过PCI(PaymentCardIndustry)协会认证。

    标签: FPGA 8051 I2C 内核

    上传时间: 2013-06-18

    上传用户:731140412

  • 基于FPGA的PROFIBUSDP从站接口研究

    PROFIBUS现场总线技术是当今控制领域的一个热点。目前国内对于PROFIBUS-DP的应用和研究主要以西门子等国外大公司的成套设备为主,用单片机+固态程序的方法做PROFIBUS-DP接口控制器的技术比较成熟,而自主开发PROFIBUS-DP通用接口的研究却比较少。针对这一现状,本论文采用FPGA做控制器,提出了基于FPGA技术的从站接口通信模块的设计方案,使具有RS-232接口的从站可以通过该接口通信模块与PROFIBUS-DP主站进行通讯连接。 论文首先对PROFIBUS现场总线技术进行概述,主要从现场总线的技术特点、协议结构、传输技术、存取协议等方面进行介绍。对PROFIBUS-DP系统组成和配置、工作方式及数据传递、DP的功能和从站状态机制等进行研究和分析。然后详细论述了基于PROFIBUS-DP的通信接口的硬件及软件实现。 在硬件设计中,本文从PROFIBUS协议芯片SPC3实现的具体功能出发,结合EDA(Electronic Design Amomation)设计自项向下的设计思想,给出了总线接口的总体设计方案。同时给出其设计逻辑框图、算法流程图、引脚说明以及部分模块的仿真结果。并充分考虑了硬件的通用性及将来的扩展。 本设计使用VHDL描述,在此基础之上采用专门的综合软件对设计进行了综合优化,最后在FPGA(Field Programmable Gate Array)芯片EP1C6上得以实现。在软件设计中,详细介绍了通信接口的软件设计实现,包括状态机的实现、各种通信报文的实现、GSD文件的编写等。 再通过Siemens公司的CP5611网络接口卡和PC机做主站,使用COMPROFIBUS组态软件,组建系统进行通讯测试,得到良好结果。

    标签: PROFIBUSDP FPGA 接口

    上传时间: 2013-05-25

    上传用户:xwd2010

  • 硬件测试技术及信号完整性分析

    测试的目的决定了如何去组织测试。如果测试的目的是为了尽可能多地找出错误,那么测试就应该直接针对设计比较复杂的部分或是以前出错比较多的位置。如果测试目的是为了给最终用户提供具有一定可信度的质量评价,那么测试就应该直接针对在实际应用中会经常用到的商业假设。 

    标签: 硬件 测试技术 信号完整性

    上传时间: 2013-07-03

    上传用户:小杨高1

  • 基于FPGA的USB接口数据采集系统研究

    随着科学技术水平的不断提高,在科研和生产过程中为了更加真实的反映被测对象的性质,对测试系统的性能要求越来越高。传统的测试装置,由于传输速度低或安装不便等问题已不能满足科研和生产的实际需要。USB技术的出现很好的解决了上述问题。USB总线具有支持即插即用、易于扩展、传输速率高(USB2.0协议下为480Mbps)等优点,已逐渐得到广泛的应用。 本课题研究并设计了一套基于USB2.0的数据采集系统。论文首先详细介绍了USB总线协议,然后从系统的总体结构、硬件电路、软件程序以及系统性能检测等几个方面,详细阐述了系统的设计思想和实现方案。系统采用双12位A/D转换器,提供两条模拟信号通道,可以同时采集双路信号,最高的采样率为200KHz。USB接口芯片采用Cypress公司的CY7C68013。论文详细介绍了其在SlaveFIFO接口模式下的电路设计和程序设计。系统应用FPGA芯片作系统的核心控制,控制系统的数据采集和与USB接口芯片的数据交换,并产生其中的逻辑控制信号和时序信号。同时应用FPGA芯片作系统的核心控制可提高了系统稳定性、减小设备的体积。系统的软件设计,主要包括FPGA芯片中的逻辑、时序控制程序、8051固件程序、客户应用程序及其驱动程序。客户端选择了微软的Visual Studio6.0 C++作开发平台,虽然增加了复杂程度,但是软件执行效率及重用性均得到提高。 最后,应用基于USB2.0的数据采集系统测试标准信号及电木的导热系数,以验证测试系统的可靠信与准确性。

    标签: FPGA USB 接口 数据采集

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:凤临西北

  • 基于FPGA的高速IIR数字滤波器

    数字滤波器是现代数字信号处理系统的重要组成部分之一。ⅡR数字滤波器又是其中非常重要的一类虑波器,因其可以较低的阶次获得较高的频率选择特性而得到广泛应用。 本文研究了ⅡR数字滤波器的常用设计方法,在分析各种ⅡR实现结构的基础上,利用MATLAB针对并联型结构的ⅡR数字滤波器做了多方面的仿真,从理论分析和仿真情况确定了所要设计的ⅡR数字滤波器的实现结构以及中间数据精度。然后基于FPGA的结构特点,研究了ⅡR数字滤波器的FPGA设计与实现,提出应用流水线技术和并行处理技术相结合的方式来提高ⅡR数字滤波器处理速度的方法,同时又从ⅡR数字滤波器的结构特性出发,提出利用ⅡR数字滤波器的分解技术来改善ⅡR滤波器的设计。在ⅡR实现方面,本文采用Verilog HDL语言编写了相应的硬件实现程序,将内置SignalTap Ⅱ逻辑分析器的ⅡR设计下载到FPGA芯片,并利用Altera公司的SignalTap Ⅱ逻辑分析仪进行了定性测试,同时利用HP频谱仪进行定性与定量的观测,仿真与实验测试结果表明设计方法正确有效。

    标签: FPGA IIR 数字滤波器

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:lmq0059

  • 基于FPGA的回波抵消器设计与实现

    回波抵消器在免提电话、无线产品、IP电话、ATM语音服务和电话会议等系统中,都有着重要的应用。在不同应用场合对回波抵消器的要求并不完全相同,本文主要研究应用于电话系统中的电回波抵消器。电回波是由于语音信号在电话网中传输时由于阻抗不匹配而产生的。 传统回波抵消器主要是基于通用DSP处理器实现的,这种回波抵消器在系统实时性要求不高的场合能很好的满足回波抵消的性能要求,但是在实时性要求较高的场合,其处理速度等性能方面已经不能满足系统高速、实时的需要。现代大容量、高速度的FPGA的出现,克服了上诉方案的诸多不足。用FPGA来实现数字信号处理可以很好地解决并行性和速度问题,且其灵活的可配置特性使得FPGA构成的DSP系统非常易于修改、测试和硬件升级。 本文研究目标是如何在FPGA芯片上实现回波抵消器,完成的主要工作有: (1)深入研究了回波抵消器各模块算法,包括自适应滤波算法、远端检测算法、双讲检测算法、NLP算法、舒适噪声产生算法,并实现了这些算法的C程序。 (2)深入研究了回波抵消器基于FPGA的设计流程与实现方法,并利用硬件描述语言Verilog HDL实现了各部分算法。 (3)在OuartusⅡ和ModelSim仿真环境下对该系统进行模块级和系统级的功能仿真、时序仿真和验证。并在FPGA硬件平台上实现了该系统。 (4)根据ITU-T G.168的标准和建议,对设计进行了大量的主、客测试,各项测试结果均达到或优于G.168的要求。

    标签: FPGA 回波抵消器

    上传时间: 2013-06-23

    上传用户:123啊