作为电子类专业学生,实验是提高学生对所学知识的印象以及发现问题和解决问题的能力,增加学生动手能力的必须环节。本设计的目的就是开发一套满足学生实验需求的信号源,基于此目的本信号源并不需要突出的性能,但经济上要求低成本,同时要求操作简单,能够输出多种波形,并且利于学生在此平台上认识信号源原理,同时方便在此平台上进行拓展开发。 设计中运用虚拟仪器技术将计算机屏幕作为仪器面板,采用EPP接口,同时在FPGA上开发控制电路,为后续开发留下了空间,同时节省了成本。本设计采用地址线16位,数据线12位的静态RAM作为信号源的波形存储器,后端采用两种滤波类型对需要滤波的信号进行滤波。启动信号时软件需要先将波形数据预存在存储器中便于调用,最后得到的结果基本满足教学实验的需求。 本文结构上首先介绍了直接采用DDS芯片制作信号源的利弊,及作者采用这种设计的初衷,然后介绍了信号源的整体结构,总体模块。以下章节首先介绍FPGA内部设计,包括总体结构和几大部分模块,包括:时钟产生电路,相位累加器,数据输入控制电路,滤波器控制电路,信号源启动控制电路。 然后介绍了其他模块的设计,包括存储器选择,幅度控制电路的设计以及滤波器电路的设计,本设计的幅度控制采用两级DA级联,以及后端电阻分压网络调节的方式进行设计,提高了幅度调节的范围。对于滤波器的设计,依据不同的信号频率,分成了4个部分,对于500K以下的信号采用的是二阶巴特沃斯有源低通滤波,对于500K以上至5M以下信号采用的五阶RC低通滤波器。 在软件设计部分,分成两个部分,对于底层驱动程序采用以Labwindows/CVI为平台进行开发,利用其编译和执行速度快,并且和LabVIEW能够很好连接的特性。对于上层控制软件,采用以LabVIEW为平台进行开发,充分利用其图化设计,易于扩展。 论文最后对所做工作进行了总结,提出了进一步改进的方向。
上传时间: 2013-04-24
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FPGA作为新一代集成电路的出现,引起了数字电路设计的巨大变革。随着FPGA工艺的不断更新与改善,越来越多的用户与设计公司开始使用FPGA进行系统开发,因此,PFAG的市场需求也越来越高,从而使得FPGA的集成电路板的工艺发展也越来越先进,在如此良性循环下,不久的将来,FPGA可以主领集成电路设计领域。正是由于FPGA有着如此巨大的发展前景与市场吸引力,因此,本文采用FPGA作为电路设计的首选。 @@ 随着FPGA的开发技术日趋简单化、软件化,从面向硬件语言的VHDL、VerilogHDL设计语言,到现在面向对象的System Verilog、SystemC设计语言,硬件设计语言开始向高级语言发展。作为一个软件设计人员,会很容易接受面向对象的语言。现在软件的设计中,算法处理的瓶颈就是速度的问题,如果采用专用的硬件电路,可以解决这个问题,本文在第一章第二节详细介绍了软硬结合的开发优势。另外,在第一章中还介绍了知识产权核心(IP Core)的发展与前景,特别是IP Core中软核的设计与开发,许多FGPA的开发公司开始争夺软核的开发市场。 @@ 数字电路设计中最长遇到的就是通信的问题,而每一种通信方式都有自己的协议规范。在CPU的设计中,由于需要高速的处理速度,因此其内部都是用并行总线进行通信,但是由于集成电路资源的问题,不可能所有的外部设备都要用并行总线进行通信,因此其外部通信就需要进行串行传输。又因为需要连接的外部设备的不同,因此就需要使用不同的串行通信接口。本文主要介绍了小型CPU中常用的三种通信协议,那就是SPI、I2C、UART。除了分别论述了各自的通信原理外,本文还特别介绍了一个小型CPU的内部构造,以及这三个通信协议在CPU中所处的位置。 @@ 在硬件的设计开发中,由于集成电路本身的特殊性,其开发流程也相对的复杂。本文由于篇幅的问题,只对总的开发流程作了简要的介绍,并且将其中最复杂但是又很重要的静态时序分析进行了详细的论述。在通信协议的开发中,需要注意接口的设计、时序的分析、验证环境的搭建等,因此,本文以SPI数据通信协议的设计作为一个开发范例,从协议功能的研究到最后的验证测试,将FPGA 的开发流程与关键技术等以实例的方式进行了详细的论述。在SPI通信协议的开发中,不仅对协议进行了详细的功能分析,而且对架构中的每个模块的设计都进行了详细的论述。@@关键词:FPGA;SPI;I2C;UART;静态时序分析;验证环境
上传时间: 2013-04-24
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国家863项目“飞行控制计算机系统FC通信卡研制”的任务是研究设计符合CPCI总线标准的FC通信卡。本课题是这个项目的进一步引伸,用于设计SCI串行通信接口,以实现环上多计算机系统间的高速串行通信。 本文以此项目为背景,对基于FPGA的SCI串行通信接口进行研究与实现。论文先概述SCI协议,接着对SCI串行通信接口的两个模块:SCI节点模型模块和CPCI总线接口模块的功能和实现进行了详细的论述。 SCI节模型包含Aurora收发模块、中断进程、旁路FIFO、接受和发送存储器、地址解码、MUX。在SCI节点模型的实现上,利用FPGA内嵌的RocketIO高速串行收发器实现主机之间的高速串行通信,并利用Aurora IP核实现了Aurora链路层协议;设计一个同步FIFO实现旁路FIFO;利用FPGA上的块RAM实现发送和接收存储器;中断进程、地址解码和多路复合分别在控制逻辑中实现。 CPCI总线接口包括PCI核、PCI核的配置模块以及用户逻辑三个部分。本课题中,采用FPGA+PCI软核的方法来实现CPCI总线接口。PCI核作为PCI总线与用户逻辑之间的桥梁:PCI核的配置模块负责对PCI核进行配置,得到用户需要的PCI核;用户逻辑模块负责实现整个通信接口具体的内部逻辑功能;并引入中断机制来提高SCI通信接口与主机之间数据交换的速率。 设计选用硬件描述语言VerilogHDL和VHDL,在开发工具Xilinx ISE7.1中完成整个系统的设计、综合、布局布线,利用Modelsim进行功能及时序仿真,使用DriverWorks为SCI串行通信接口编写WinXP下的驱动程序,用VC++6.0编写相应的测试应用程序。最后,将FPGA设计下载到FC通信卡中运行,并利用ISE内嵌的ChipScope Pro虚拟逻辑分析仪对设计进行验证,运行结果正常。 文章最后分析传输性能上的原因,指出工作中的不足之处和需要进一步完善的地方。
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信号与信息处理是信息科学中近几年来发展最为迅速的学科之一,随着片上系统(SOC,System On Chip)时代的到来,FPGA正处于革命性数字信号处理的前沿。基于FPGA的设计可以在系统可再编程及在系统调试,具有吞吐量高,能够更好地防止授权复制、元器件和开发成本进一步降低、开发时间也大大缩短等优点。然而,FPGA器件是基于SRAM结构的编程工艺,掉电后编程信息立即丢失,每次加电时,配置数据都必须重新下载,并且器件支持多种配置方式,所以研究FPGA器件的配置方案在FPGA系统设计中具有极其重要的价值,这也给用于可编程逻辑器件编程的配置接口电路和实验开发设备提出了更高的要求。 本论文基于IEEE1149.1标准和USB2.0技术,完成了FPGA配置接口电路及实验开发板的设计与实现。作者在充分理解IEEE1149.1标准和USB技术原理的基础上,针对Altcra公司专用的USB数据配置电缆USB-Blaster,对其内部工作原理及工作时序进行测试与详细分析,完成了基于USB配置接口的FPGA芯片开发实验电路的完整软硬件设计及功能时序仿真。作者最后进行了软硬件调试,完成测试与验证,实现了对Altera系列PLD的配置功能及实验开发板的功能。 本文讨论的USB下载接口电路被验证能在Altera的QuartusII开发环境下直接使用,无须在主机端另行设计通信软件,其兼容性较现有设计有所提高。由于PLD(Programmable Logic Device)厂商对其知识产权严格保密,使得基于USB接口的配置电路应用受到很大限制,同时也加大了自行对其进行开发设计的难度。 与传统的基于PC并口的下载接口电路相比,本设计的基于USB下载接口电路及FPGA实验开发板具有更高的编程下载速率、支持热插拔、体积小、便于携带、降低对PC硬件伤害,且具备其它下载接口电路不具备的SignalTapII嵌入式逻辑分析仪和调试NiosII嵌入式软核处理器等明显优势。从成本来看,本设计的USB配置接口电路及FPGA实验开发板与其同类产品相比有较强的竞争力。
上传时间: 2013-04-24
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串行数字接口SDI是目前使用最广泛的数字视频接口。它是遵循SMPTE-259M和EBtJ-Tech-3267标准制定的,己经被世界上众多数字视频设备生产厂家普遍采纳并作为标准视频接口,主要用在非线性编辑系统、视频服务器、虚拟演播室以及数字切换矩阵和数字光端机等场合。 以往的SDI接口在实现方法上有成本高、灵活性低等缺点,针对这些不足,本文在研究串行数字接口工作原理的基础上,提出了一种基于FPGA的标清串行数字接口(SD-SDI)的设计方案,并使用SOPC Builder构成一个Nios II处理器系统,将SDI接口以IP核形式嵌入到FPGA内部,从而提高系统的集成度,使之具有视频数据处理速度快、实时性强、性价比高的特点。具体研究内容包括: 1.在分析SDI接口的硬件结构和工作原理的基础上,提出了串行数字接口的嵌入式系统设计方法,完成了SDI接口卡的FPGA芯片内部配置以及驱动电路、均衡电路、电源电路等硬件电路设计。 2.采用软逻辑方法实现SDI接口的传输功能,进行了具体的模块化设计与仿真。 3.引入Nios II嵌入式软核处理器对数据进行处理,设计了视频图像数据的采集程序。 该传输系统以Altera公司的Cyclone II EP2C35F672C8为核心芯片,通过发送和接收电路的共同作用,能够完成标清数字视频信号的传输,初步确立了以SDI接口为数据源的视频信号传输系统的整体模式和框架。
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单片机系统开发板 很好 可以最单片机开发 学习
上传时间: 2013-04-24
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用LABVIEW和PIC单片机打造虚拟示波器
上传时间: 2013-06-25
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用LABVIEW和PIC单片机打造虚拟数字示波器下位机源程序
上传时间: 2013-06-10
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华清远见编写的《嵌入式linux应用程序开发详解》的PDF文件,学习嵌入式linux的经典书籍,值得学习!
上传时间: 2013-08-04
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许继的2812开发全套驱动程序,很全很实用的
上传时间: 2013-05-22
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