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计算模块

  • 基于FPGA的高速实时数字存储示波器

    数字存储示波器(DSO)上世纪八十年代开始出现,由于当时它的带宽和分辨率较低,实时性较差,没有具备模拟示波器的某些特点,因此并没有受到人们的重视。随着数字电路、大规模集成电路及微处理器技术的发展,尤其是高速模/数(A/D)转换器及半导体存储器(RAM)的发展,数字存储示波器的采样速率和实时性能得到了很大的提高,在工程测量中,越来越多的工程师用DSO来替代模拟示波器。 本文介绍了一款双通道采样速率达1GHz,分辨率为8Bits,实时带宽为200MHz数字存储示波器的研制。通过对具体功能和技术指标的分析,提出了FPGA+ARM架构的技术方案。然后,本文分模块详细叙述了整机系统中部分模块,包括前端高速A/D转换器和FPGA的硬件模块设计,数据处理模块软件的设计,以及DSO的GPIB扩展接口逻辑模块的设计。 本文在分析了传统DSO架构的基础上,提出了本系统的设计思想和实现方案。在高速A/D选择上,国家半导体公司2005年推出的双通道采样速率达500MHz高速A/D转换器芯片ADC08D500,利用其双边沿采样模式(DES)实现对单通道1GHz的采样速率,并且用Xilinx公司Spraten-3E系列FPGA作为数据缓冲单元和存储单元,提高了系统的集成度和稳定性。其中,FPGA缓冲单元完成对不同时基情况下多通道数据的抽取,处理单元完成对数据正弦内插的计算,而DSO中其余数据处理功能包括数字滤波和FFT设计在后端的ARM内完成。DSO中常用的GPIB接口放在FPGA内集成,不仅充分利用了FPGA内丰富的逻辑资源,而且降低了整机成本,也减少了电路规模。 最后,利用ChipscopePro工具对采样系统进行调试,并分析了数据中的坏数据产生的原因,提出了解决方案, 并给出了FPGA接收高速A/D的正确数据。

    标签: FPGA 高速实时数 字存储 示波器

    上传时间: 2013-07-07

    上传用户:asdkin

  • 直序扩频软件无线电发射机研究

    软件无线电是无线通信领域继固定到移动、模拟到数字之后的第三次革命,是目前乃至未来的无线电领域的技术发展方向,它在提高系统灵活性上有无可比拟的优势,是实现未来无线通信系统的有效手段。扩频通信具有卓越的抗干扰和保密性能。扩频通信相对于传统的窄带通信,在频谱利用率上也有明显的优势,是未来无线通信系统中的关键技术,直接序列扩频则是其中在民用领域使用最多的一种扩频技术。FPGA在分布式计算、并行处理、流水线结构上有独特的优势,自然成为设计扩频软件无线电系统的首选技术之一。 首先介绍了软件无线电的理论基础,并分析了它的硬件结构和技术关键。软件无线电的关键思路在于构建一个通用的强大的硬件平台,这也正是本课题的主要工作之一。而后,重点介绍了直序扩频的理论基础。对于发射机,其中最关键的是寻找一种相关特性卓越的伪随机序列,本课题主要对m序列、OVSF码和Gold码进行了深入研究。最后,详述了基于DDFS的数字调制技术和FPGA技术。 基于以上理论基础研究,根据软件无线电硬件结构,开发了基于Altera公司Cyclone系列FPGA的硬件平台。该平台具有210Mbps的高速DAC,并配有串口、USB接口、音频CODEC输入输出通道、以及LVDS扩展口和SDRAM,考虑到通用性,设计中加入了足以开发出接收机的两路40Mbps的高速ADC。FPGA的代码开发也是核心内容,本课题编写了大量相应的代码,包括加扩模块(含伪随机序列发生器)、基于DDFS的数字调制模块以及串口通信模块、LCD驱动模块,SDRAM Controller、ADC驱动模块,并编写了相应的测试代码。整个系统测试通过。关于硬件平台设计和代码开发,在本文第三章和第四章详细介绍。 总体说来,本课题基于现有的理论发展,在充分理解相关理论的前提下,将主要经历集中于具体应用的研究与开发,并取得了一定的成果。

    标签: 直序扩频 发射机 软件无线电

    上传时间: 2013-06-27

    上传用户:xauthu

  • 基于FPGA的指纹识别模块设计

    随着 EDA 技术及微电子技术的飞速发展,现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,简称 FPGA)的性能有了大幅度的提高,FPGA的设计水平也达到了一个新的高度。基于FPGA的嵌入式系统设计为现代电子产品设计带来了更大的灵活性,以Nios Ⅱ软核处理器为核心的SOPC(System on Programmable Chip)系统便是把嵌入式系统应用在FPGA上的典型例子,本文设计的指纹识别模块就是基于FPGA的Nios Ⅱ处理器为核心的SOPC设计。通过IP核技术和灵活的软硬件编程,实现Nios Ⅱ对FPGA外围器件的控制,并对指纹处理算法进行了改进,研究了指纹识别算法到Nios Ⅱ系统的移植。 本文首先阐述了指纹识别模块的SOPC设计方案,然后是对模块的详细设计。在硬件方面,完成了指纹识别模块的 FPGA 硬件设计,包括 FPGA 内部的Nios Ⅱ系统硬件设计和 FPGA 外围电路设计。前者利用 SOPC Builder将Nios Ⅱ处理器、指纹读取接口 UART、键盘与LCD显示接口、FLASH接口、SDRAM控制器构建成NiosⅡ硬件系统,后者是电源和时钟电路、SDRAM存储器电路、FLASH存储器电路、LCD显示电路、指纹传感器电路、FPGA 配置电路这些纯实物硬件设计,给出了设计方法和电路连接图。 在软件方面,包括下面两个内容: 完成 FPGA 外围器件程序设计,实现对外围器件的操作。 深入的研究了指纹识别算法。对指纹图像识别算法中的指纹图像滤波和匹配算法进行了分析,提出了指纹图像增强改进算法和匹配改进算法,通过试验,改进后的指纹图像滤波算法取得了较好的指纹图像增强效果。改进后的匹配算法速度较快,误识率较低。最后研究了指纹识别算法如何在FPGA中的Nios Ⅱ系统的实现。

    标签: FPGA 指纹识别 模块设计

    上传时间: 2013-06-12

    上传用户:yx007699

  • 基于FPGA浮点运算器的设计

    在很多高精度计算场合需要采用浮点运算。过去用门电路进行各种运算通常为定点运算,但其计算精度有限。随着现场可编程门阵(FPGA)的迅速发展,可以采用FPGA实现浮点运算。 本文首先介绍定点数和浮点数的格式,完成基于FPGA的几种常用浮点运算器的VHDL设计,包括浮点数与定点数之间的相互转换,浮点加法器、减法器、乘法器以及除法器。在这些浮点运算单元电路中采用多级流水线技术,并在某些方面优化算法,提高了运算器的性能。在此基础上讨论浮点运算器的应用,通过调用自主开发的浮点乘、加模块设计浮点FIR滤波器,并将其应用于正交中频采样,结果表明浮点运算的正交中频采样可以得到更高的镜频抑制比。最后应用浮点运算模块设计浮点FFT处理器,在FPGA中实现高精度的FFT处理。

    标签: FPGA 浮点运算器

    上传时间: 2013-05-20

    上传用户:hechao3225

  • 可变点流水线结构FFT处理器

    随着电子技术和集成电路技术的飞速发展,数字信号处理已经广泛地应用于通信、信号处理、生物医学以及自动控制等领域中。离散傅立叶变换(DFT)及其快速算法FFT作为数字信号处理中的基本变换,有着广泛的应用。特别是近年来,基于FFT的ODFM技术的兴起,进一步推动了对高速FFT处理器的研究。 FFT 算法从出现到现在已有四十多年代历史,算法理论已经趋于成熟,但是其具体实现方法却值得研究。面向高速、大容量数据流的FFT实时处理,可以通过数据并行处理或者采用多级流水线结构来实现。特别是流水线结构使得FFT处理器在进行不同点数的FFT计算时可以通过对模块级数的控制很容易的实现。 本文在分析和比较了各种FFT算法后,选择了基2和基4混合频域抽取算法作为FFr处理器的实现算法,并提出了一种高速、处理点数可变的流水线结构FFT处理器的实现方法。利用这种方法实现的FFT处理器成功的应用到DAB接收机中,RTL级仿真结果表明FFT输出结果与C模型输出一致,在FPGA环境下仿真波形正确,用Ouaaus Ⅱ软件综合的最高工作频率达到133MHz,满足了高速处理的设计要求。

    标签: FFT 流水线结构 处理器

    上传时间: 2013-05-29

    上传用户:GavinNeko

  • 屏上显示模块的FPGA实现

    随着数字电视技术的飞速发展,数字机顶盒已成为现在模拟电视收看数字电视节目必不可少的设备。而数字机顶盒需要在解码后的模拟视频信号上加入屏幕显示信息(如亮度、色度、信息服务菜单等)以提供给观众良好的界面和灵活的人机交互。 v屏幕显示系统(OSG,On-Screen-Graphics)解决了现有模拟电视无法实现的叠加屏幕显示信息的问题,提供同步输出叠加有各种图形、文字的电视节目图像的功能,其中最主要的部分是OSD(On-Screen-Display),即屏幕显示单元。OSD将叠加的位图图像分为多个OSD块,一般定义为矩形区域。每个矩形区域,例如台标、参数调节框、字幕等,都有独立的4色、16色或256色颜色查找表。同时OSG系统也支持真彩模式。OSD块经由编码/混合器与视频图像进行alpha混合后输出到电视屏幕上。 本文详细介绍了应用FPGA设计包括屏幕显示单元在内的OSG系统的思路和设计过程,描述了模块的划分与功能仿真。在论文前半部分,本文给出了图文屏幕显示系统各子单元的工作流程,接着论文的后半部分,给出了详细的模块接口说明和硬件实现。

    标签: FPGA 显示模块

    上传时间: 2013-07-27

    上传用户:万有引力

  • 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

  • MSP430单片机常用模块与综合系统

    MSP430单片机常用模块与综合系统实例精讲,MSP430单片机常用模块与综合系统实例精讲,MSP430单片机常用模块与综合系统实例精讲

    标签: MSP 430 单片机常用 模块

    上传时间: 2013-07-21

    上传用户:ma1301115706

  • PCB特性阻抗计算工具

    PCB特性阻抗计算工具:用于射频电路,高速数字电路中传输线阻抗的计算

    标签: PCB 特性阻抗 计算工具

    上传时间: 2013-07-02

    上传用户:abc123456.

  • HUAWEI MG323模块硬件指南

    MG323华为四频GPSRS模块GTM900C和EM310升级版

    标签: HUAWEI 323 MG 模块

    上传时间: 2013-06-19

    上传用户:haobin315