作为嵌入式系统核心的微处理器,是SOC不可或缺的“心脏”,微处理器的性能直接影响着整个SOC的性能。 与国际先进技术相比,我国在这一领域的研究和开发工作还相当落后,这直接影响到我国信息产业的发展。本着赶超国外先进技术,填补我国在该领域的空白以摆脱受制于国外的目的,我国很多科研单位和公司进行了自己的努力和尝试。经过几年的探索,已经有多种自主知识产权的处理器芯片完成了设计验证并逐渐进入市场化阶段。我国已结束无“芯”的历史,并向设计出更高性能处理器的目标迈进。 艾科创新微电子公司的VEGA处理器,是公司凭借自己的技术力量和科研水平设计出的一款64位高性能RSIC微处理器。该处理器基于MIPSISA构架,采用五级流水线的设计,并且使用了高性能处理器所广泛采用的虚拟内存管理技术。设计过程中采用自上而下的方法,根据其功能将其划分为取指、译码、算术逻辑运算、内存管理、流水线控制和cache控制等几个功能块,使得我们在设计中能够按照其功能和时序要求进行。 本文的首先介绍了MIPS微处理器的特点,通过对MIPS指令集和其五级流水线结构的介绍使得对VEGA的设计有了一个直观的认识。在此基础上提出了VEGA的结构划分以及主要模块的功能。作为采用虚拟内存管理技术的处理器,文章的主要部分介绍了VEGA的虚拟内存管理技术,将VEGA的内存管理单元(MMU)尤其是内部两个翻译后援缓冲(TLB)的设计作为重点给出了流水线处理器设计的方法。结束总体设计并完成仿真后,并不能代表设计的正确性,它还需要我们在实际的硬件平台上进行验证。作为论文的又一重点内容,介绍了我们在VEGA验证过程中使用到的FPGA的主要配置单元,FPGA的设计流程。VEGA的FPGA平台是一完整的计算机系统,我们利用在线调试软件XilinxChipscope对其进行了在线调试,修正其错误。 经过模块设计到最后的FPGA验证,VEGA完成了其逻辑设计,经过综合和布局布线等后端流程,VEGA采用0.18工艺流片后达到120MHz的工作频率,可在其平台上运行Windows-CE和Linux嵌入式操作系统,达到了预计的设计要求。
上传时间: 2013-07-07
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传统PLC使用时会出现一些问题,如程序死循环、程序跑飞、需要庞大的编译系统作支持和不能实现精确位置控制等等;而发展到OPENPLC后,这些问题依然存在。为了更好地解决这些问题,本文提出一种全新的可编程控制器现场集成技术,用FPGA来实现PLC的功能,抛弃传统PLC“程序”的概念,以“硬件线路”来实现控制功能,不论在经济上还是在性能上都具有更大的优势。 本课题在对国内外可编程控制器,重点是HardPLC的开发和应用的进展进行概述和分析的基础上,系统开展了HardPLC组成模块原理及其仿真模拟的研究。本研究的主要贡献为: 1.对比分析了CPLD和FPGA的性能特点,阐明了Xilinx公司FPGA芯片结构的两个创新概念,指出了其优越性能的结构基础; 2.系统分析了用HardPLC实现控制系统时的一些通用模块,对每个模块的工作原理进行了深入的探讨,用VHDL语言建立了每个模块的模型,在此基础上进行了仿真、综合,为进一步研究可编程控制器的现场集成奠定了基础; 3.在仿真综合的基础上,用所建立的模型完成了特定逻辑控制系统的控制要求,充分展示了其实际应用的可行性; 4.在分析Xilinx公司SPARTANII系列FPGA芯片配置模式的基础上,确定了应用于实际的基于CPLD控制的FPGA芯片SlaveParallel配置模式。 本课题研究建立的模型对于开发具有我国自主知识产权的HardPLC组成IP库具有一定的理论意义;对特定系统的控制实现,充分展示了基于FPGA的可编程控制器现场集成技术可以广泛应用于工控领域,加大推广力度和建立更多的IP库,在许多应用场合可以取代传统的PLC控制系统,为工控领域提供高可靠、低价格、简单易操作的解决方案,这将带来巨大的社会经济效益;所确定的FPGA芯片配置模式可广泛应用于对FPGA芯片配置数据的加载,在实践生产中具有重要的实用价值。
上传时间: 2013-05-30
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在信道编码的发展进程中,编码研究人员一直致力于追寻性能尽可能的接近Shannon极限,且译码复杂度较低的信道编码方案。1993年Berrou等提出了Turbo码,这种码在接近香农极限的低信噪比下仍能够获得较低的误码率,它的出现在编码界引起了广泛的关注,并成为编码研究领域最新的发展方向之一。但Turbo码也有其缺点,由于交织器的存在,致使译码复杂度高,译码时延长且因为低码重码字,存在错误平台现象。在Turbo码的基础上,1994年,Pyndiah等提出了Turbo乘积码,Turbo乘积码继承了Turbo码的优点,又因为Turbo乘积码的构造采用了线性分组码,所以译码方法比Turbo码简单。Turbo乘积码近年来开始被广泛到应用到各种通信场合,大有取代传统的卷积码之势。 本文首先围绕Turbo乘积码的编译码原理,阐述了涉及到的基础知识;又据Turbo乘积码目前的应用状况,回顾了Turbo码的发展历史;其次,根据Turbo乘积码的构造原理,探讨了构造的方法,交织类型,子码的选择及子码的性能;再次,研究了Turbo乘积码的概率译码,基于外信息的迭代算法,研究了Chase的译码算法;最后通过软件仿真实现了该迭代译码算法,得到的结果达到了通信接收的要求。 本文还初步的阐述了Turbo乘积码硬件实现系统的设计方案。据实际工作中碰到的非标准信号,给出了整体模块设计图,及相应模块的功能和模块问连接的各种参数。并实现了模态下的同步搜索和去除相位模糊功能。最后根据研究中碰到的各种问题,提出了下一步工作建议和研究方向。
上传时间: 2013-07-02
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IEEE802旗下的无线网络协议引领了无线网络领域的新革命,其不断提升的速度优势满足了人们对于高速无线接入的迫切要求,在这其中,OFDM技术所起的作用不可小觑。随着FPGA、信号处理和通信技术的发展,OFDM的应用得到了长足的进步。在此情况下,以OFDM技术为核心实现数据传输的原型机系统显得应情应景而且必要。 本课题在深入理解OFDM技术的同时,结合相应的EDA工具对系统进行建模并基于IEEE802.11a物理层标准给出了一种OFDM基带传输的系统实现方案。整个设计采用目前主流的自顶向下的设计方法,由总体设计至详细设计逐步细化。 在系统功能模块的FPGA实现过程中,针对XilinxVirtex-Ⅱ芯片对各个模块进行了详细设计,通过采用双端口RAM、流水、乒乓结构等处理实现高速的同步的信道编码的功能模块;通过比较符号定时的不同算法,给出了基于MultiplierlessCorrelator的实现结构并给出了仿真波形图,验证了采用该算法后符号定时模块的资源耗费大大降低而功能却依然和基于乘法器的符号定时模块相当;通过对Viterbi算法进行简化,给出了(2,1,6)卷积码的4比特软判决Viterbi解码器的设计和实现。最后根据系统所选芯片XC2V3000给出了具有较高配置灵活性的基于SystemACE配置方案的FPGA的硬件原理图设计和PCB设计。 本文首先以无线局域网和IEEE802无线网络家族引出OFDM技术发展、研究价值及OFDM的优缺点,接下来从OFDM原理入手,简要说明了OFDM的基本要素以及目前的研究热点,之后在介绍完IEEE802.11a物理层标准的同时给出了本原型机系统的总体设计方案,并从硬件语言设计和FPGA硬件原理设计两方面给出了该系统的详细设计。 随着OFDM技术的普及以及未来通信技术对OFDM的青睐,相信本论文的工作对OFDM基带传输系统的原型设计和实现具有一定的参考价值。
上传时间: 2013-07-13
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目录 第1章 初识Protel 99SE 1.1 Protel 99SE的特点 1.2 Protel 99SE的安装 1.2.1 主程序的安装 1.2.2 补丁程序的安装 1.2.3 附加程序的安装 1.3 Protel 99SE的启动与工作界面 第2章 设计电路原理图 2.1 创建一个新的设计数据库 2.2 启动原理图编辑器 2.3 绘制原理图前的参数设置 2.3.1 工作窗口的打开/切换/关闭 2.3.2 工具栏的打开/关闭 2.3.3 绘图区域的放大/缩小 2.3.4 图纸参数设置 2.4 装入元件库 2.5 放置元器件 2.5.1 通过原理图浏览器放置元器件 2.5.2 通过菜单命令放置元器件 2.6 调整元器件位置 2.6.1 移动元器件 2.6.2 旋转元器件 2.6.3 复制元器件 2.6.4 删除元器件 2.7 编辑元器件属性 2.8 绘制电路原理图 2.8.1 普通导线连接 2.8.2 总线连接 2.8.3 输入/输出端口连接 2.9 Protel 99SE的文件管理 2.9.1 保存文件 2.9.2 更改文件名称 2.9.3 打开设计文件 2.9.4 关闭设计文件 2.9.5 删除设计文件 第3章 设计层次电路原理图 3.1 自顶向下设计层次原理图 3.1.1 建立层次原理图总图 3.1.2 建立层次原理图功能电路原理图 3.2 自底向上设计层次原理图 3.3 层次原理图总图/功能电路原理图之间的切换 第4章 电路原理图的后期处理 4.1 检查电路原理图 4.1.1 重新排列元器件序号 4.1.2 电气规则测试 4.2 电路原理图的修饰 4.2.1 在原理图浏览器中管理电路图 4.2.2 对齐排列元器件 4.2.3 对节点/导线进行整体修改 4.2.4 在电路原理图中添加文本框 4.3 放置印制电路板布线符号 第5章 制作/编辑电路原理图元器件库 5.1 创建一个新的设计数据库 5.2 启动元器件库编辑器 5.3 编辑元器件库的常用工具 5.3.1 绘图工具 5.3.2 IEEE符号工具 5.4 在元器件库中制作新元器件 5.4.1 制作新元器件前的设置 5.4.2 绘制新元器件 5.4.3 在同一数据库下创建一个新的元器件库 5.4.4 修改原有的元器件使其成为新元器件 5.4.5 从电路原理图中提取元器件库 第6章 生成各种原理图报表文件 6.1 生成网络表文件 6.1.1 网络表文件的结构 6.1.2 网络表文件的生成方法 6.2 生成元器件材料清单列表 6.3 生成层次原理图组织列表 6.4 生成层次原理图元器件参考列表 6.5 生成元器件引脚列表 第7章 设计印制电路板 7.1 肩动印制电路板编辑器 7.2 PCB的组成 7.3 PCB中的元器件 7.3.1 PCB中的元器件组成 7.3.2 PCB中的元器件封装 7.4 设置工作层面 7.5 设置PCB工作参数 7.5.1 设置布线参数 7.5.2 设置显示模式 7.5.3 设置几何图形显示/隐藏功能 7.6 对PCB进行布线 7.6.1 准备电路原理图并设置元器件属性 7.6.2 启动印制电路板编辑器 7.6.3 设定PCB的几何尺寸 7.6.4 加载元器件封装库 7.6.4 装入网络表 7.6.5 调整元器件布局 7.6.6 修改元器件标沣 7.6.7 自动布线参数设置 7.6.8 自动布线器参数设置 7.6.9 选择自动布线方式 7.6.10 手动布线 7.7 PCB布线后的手动调整 7.7.1 增加元器件封装 7.7.2 手动调整布线 7.7.3 手动调整布线宽度 7.7.4 补泪焊 7.7.5 在PcB上放置汉字 7.8 通过PCB编辑浏览器进行PCB的管理 7.8.1 设置网络颜色属性 7.8.2 快速查找焊盘 7.9 显示PCB的3D效果图 7.10 生成PCB钻孔文件报表 ......
上传时间: 2013-06-17
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在比较常用串口通信实现形式的利弊基础上,针对某厂轮胎里程试验机监控系统的特点,设计并实现了串口通信动态链接库(DLL),详细介绍了多线程理论、重叠I/O方式,给出了程序流程图,对一些关键代码进行了说明
上传时间: 2013-07-19
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随着计算机与信息技术的发展,生物特征识别技术受到了广泛的关注。指纹识别是生物特征识别中的一项重要内容,一直以来是国内外的研究热点。 嵌入式自动指纹识别是指指纹识别技术在嵌入式系统上的应用。传统的嵌入式自动指纹识别系统多采用单片DSP或MIPS处理器来完成算法,由于DSP或MIPS处理器只能根据程序顺序执行,在指纹匹配过程中只能和整个库中的指纹进行一一匹配,因此这类系统在处理较大指纹库时下匹配时间相当长。为了克服这个缺点,本文构建了浮点DSP和FPGA协同处理构架的硬件平台,充分利用DSP在计算上的精确度和FPGA并行处理的特点,由DSP和FPGA共同处理匹配算法。 本文的主要工作如下: 1.设计了一个硬件系统,包括DSP处理器、FPGA、指纹传感器、人机交互接口和USB1.1接口。同时,还设计了各硬件模块的驱动程序,为应用程序提供控制接口。由于系统中DSP工作频率为300MHz,其中某些器件的工作频率达到了100MHz,因此本文还给出了一些信号完整性分析和PCB设计经验。 2.编写了Verilog程序,在FPGA中实现了9路指纹的并行匹配。由于FPGA本身的局限性,实现原有匹配算法有很大困难。在简化原有匹配算法的基础上本文提出了便于FPGA实现“粗匹配”算法。此外,还设计了用于和DSP通信的接口模块设计。 3.完成了系统应用程序设计。在使用uC/OS-Ⅱ实时操作系统的基础上设计了各系统任务,通过调用驱动程序控制和协调各硬件模块,实现了自动指纹识别功能。为了便于存放指纹特征信息,设计了指纹库数据结构,实现了指纹库添加、删除、编辑的功能。 最终,本系统实现了高效、快速的进行指纹识别,各模块工作稳定。同时,模块化的软硬件设计使本系统便于进行二次开发,快速应用于各种场合。
上传时间: 2013-06-05
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随着信息技术的发展,系统级芯片SoC(System on a Chip)成为集成电路发展的主流。SoC技术以其成本低、功耗小、集成度高的优势正广泛地应用于嵌入式系统中。通过对8位增强型CPU内核的研究及其在FPGA(Field Programmable Gate Arrav)上的实现,对SoC设计作了初步研究。 在对Intel MCS-8051的汇编指令集进行了深入地分析的基础上,按照至顶向下的模块化的高层次设计流程,对8位CPU进行了顶层功能和结构的定义与划分,并逐步细化了各个层次的模块设计,建立了具有CPU及定时器,中断,串行等外部接口的模型。 利用5种寻址方式完成了8位CPU的数据通路的设计规划。利用有限状态机及微程序的思想完成了控制通路的各个层次模块的设计规划。利用组合电路与时序电路相结合的思想完成了定时器,中断以及串行接口的规划。采用边沿触发使得一个机器周期对应一个时钟周期,执行效率提高。使用硬件描述语言实现了各个模块的设计。借助EDA工具ISE集成开发环境完成了各个模块的编程、调试和面向FPGA的布局布线;在Synplify pro综合工具中完成了综合;使用Modelsim SE仿真工具对其进行了完整的功能仿真和时序仿真。 设计了一个通用的扩展接口控制器对原有的8位处理器进行扩展,加入高速DI,DO以及SPI接口,增强了8位处理器的功能,可以用于现有单片机进行升级和扩展。 本设计的CPU全面兼容MCS-51汇编指令集全部的111条指令,在时钟频率和指令的执行效率指标上均优于传统的MCS-51内核。本设计以硬件描述语言代码形式存在可与任何综合库、工艺库以及FPGA结合开发出用户需要的固核和硬核,可读性好,易于扩展使用,易于升级,比较有实用价值。本设计通过FPGA验证。
上传时间: 2013-04-24
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温度的测量和控制在工业生产中有广泛的应用,尤其在石油、化工、电力、冶金等工业领域中,对温度的测量和监控是非常重要的一个环节,温度参数是工业控制中的一项重要的指标。 本文主要研究了基于ARM9架构的嵌入式Linux系统在工业领域中各种炉温控制场合中的应用。目前控制方案主要是采用传统的PLC和单片机进行控制。PLC主要是针对单项工程或者重复数极少的项目,灵活性相对不足,并且体积大,成本相对较高;而单片机主要用于小型设备的控制,具有成本低,功耗低,效率高的特点,但可移植性较差。为了适应信息产业的发展,新技术革新以及产业的专业化现代化的发展,本文针对PLC和单片机控制的优缺点和应用场合提出了采用ARM9嵌入式微控制器AT91RM9200和Linux操作系统相结合的嵌入式温度控制系统,具有系统扩展性强、可靠性高、响应速度快、体积小等特点,为用户提供了一种新型的控制方案。 本文首先论述了嵌入式操作系统的组成,接着设计了温度控制系统的硬件系统,主要包括CPU模块、模拟电路模块、存储模块和通信模块四个部分:在对温度控制系统的软件部分的设计中,主要是针对Boot-Loader的移植、Linux内核移植、根文件系统的定制、驱动程序的编写和应用程序的编写五部分进行设计。 系统功能主要是循环采集AD通道数据,上传AD数据到服务器,接收服务器下发的控制数据包,记录日志等。通过在线运行测试,该系统稳定可靠,采集和控制效果良好,可有效降低了生产成本和工人的劳动强度,为安全生产提供保证。
上传时间: 2013-04-24
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Protel99SE元件库中英文对照 仿真元件库各个元件的中英文对照 仿真元件库各个元件的中英文对照
上传时间: 2013-04-24
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