软件无线电思想的出现带来了接收机实现方式的革新。随着近年来软件无线电理论和应用趋于成熟与完善,软件无线电技术已经被越来越广泛地应用于无线通信系统和电子测量测试仪器中。数字下变频技术作为软件无线电的核心技术之一,在频谱分析仪中也得到了越来越普遍的应用。 本人参与的手持式频谱分析仪项目采用的是中频数字化实现方式,可满足轻巧,可重配置和低功耗的需求。数字化中频的关键部件数字下变频器DDC采用的是Intersil公司的ISL5216,这个器件和高性能FPGA共同组成手持频谱仪的数字信号处理前端。这个数字前端就手持频谱分析仪来说存在一定的局限性,ISL5216的信号处理带宽单通道为1 MHz,4个通道级联为3MHz,未能满足谱仪分析带宽日益增加的需求;系统集成度不高,ISL5216的功能要是集成到FPGA,可进一步提高系统集成度,降低物料成本和系统功耗。基于以上两个方面的考虑,现正以手持频谱分析仪项目为依托,基于Xilinx Spartan3A-DSP系列FPGA实现高速高处理带宽的DDC。 本论文首先描述了数字下变频基本理论和结构,对完成各级数字信号处理所涉及的数字正交变换、CORDIC算法、CIC、HB、多相滤波等关键算法做了适当介绍;然后介绍了当前主流FPGA的数字信号处理特性和其内部的DSP资源。接着详细描述了数控振荡器NCO、复数数字混频器MIXER、5级CIC滤波器、5级HB滤波器和255阶可编程FIR的设计和实现,并对各个模块的不同实现方式作了对比和仿真测试数据作了分析。最后介绍了所设计DDC在手持频谱分析仪中的主要应用。
上传时间: 2013-04-24
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随着现代DSP、FPGA等数字芯片的信号处理能力不断提高,基于软件无线电技术的现代通信与信息处理系统也得到了更为广泛的应用。软件无线电的基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件系统作为其应用平台,把尽可能多的无线及个人通信和信号处理的功能用软件来实现,从而将无线通信新系统、新产品的开发逐步转移到软件上来。另一方面,现代信号处理系统对数据的处理速度、处理精度和动态范围的要求也越来越高,需要每秒完成几千万到几百亿次运算。因此研制具备高速实时信号处理能力的通用硬件平台越来越受到业界的重视。 @@ 目前的高速实时信号处理系统一般均采用DSP+FPGA的架构,其中DSP主要负责完成系统通信和基带信号处理算法,而FPGA主要完成信号预处理等前端算法,并提供系统常用的各种外部接口逻辑。本文的主要工作就在于完成通用型高速实时信号处理系统的FPGA软件设计。 @@ 本文提出了一种基于多DSP与FPGA的通用高速实时信号处理系统的架构。综合考虑各方面因素,作者选择使用两片ADSP-TS201浮点DSP以混合耦合模型构成系统信号处理核心;以Xilinx公司最新的高性能FPGA Virtex-5系列的XC5VLX50T提供系统所需的各种接口,包括与ADSP-TS201的高速Linkport接口以及SPI、UART、SPORT等常用外设接口。此外,作者还选择了ADSP-BF533定点DSP加入系统当中以扩展系统音视频信号处理能力,体现系统的通用性。 @@ 基于FPGA的嵌入式系统设计正逐渐成为现代FPGA应用的一个热点。结合课题需要,作者以Xilinx公司的MicroBlze软核处理器为核心在Virtex-5片内设计了一个嵌入式系统,完成了对CF卡、DDR2 SDRAM存储器的读写控制,并利用片内集成的三态以太网MAC硬核模块,实现了系统与上位PC机之间的以太网通信链路。此外,为扩展系统功能,适应未来可能的软件升级,进一步提高系统的通用性,还将嵌入式实时操作系统μC/OS-II移植到MicroBlaze处理器上。 @@ 最后,作者介绍了基于Xilinx RocketIO GTP收发器的高速串行传输设计的关键技术和基本的设计方法,充分体现了目前高速实时信号处理系统的发展要求和趋势。 @@关键词:高速实时信号处理;FPGA;Virtex-5;嵌入式系统;MicroBlaze
上传时间: 2013-05-17
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DDR2 SDRAM是目前内存市场上的主流内存。除了通用计算机系统外,大量的嵌入式系统也纷纷采用DDR2内存,越来越多的SoC系统芯片中会集成有DDR2接口模块。因此,设计一款匹配DDR2的内存控制器将会具有良好的应用前景。 论文在研究了DDR2的JEDEC标准的基础上,设计出DDR2控制器的整体架构,采用自项向下的设计方法和模块化的思想,将DDR2控制器划分为若干模块,并使用Verilog HDL语言完成DDR2控制器IP软核中初始化模块、配置模块、执行模块和数据通道模块的RTL级设计。根据在设计中遇到的问题,对DDR2控制器的整体架构进行改进与完善。在分析了Altera数字PHY的基本性能的基础上,设计DDR2控制器与数字PHY的接口模块。搭建DDR2控制器IP软核的仿真验证平台,针对设计的具体功能进行仿真验证,并实现在Altera Stratix II GX90开发板上对DDR2存储芯片基本读/写操作控制的FPGA功能演示。 论文设计的DDR2控制器的主要特点是: 1.支持数字PHY电路,不需要实际的硬件电路就完成DDR2控制器与DDR2存储芯片之间的物理层接口,节约了设计成本,缩小了硬件电路的体积。 2.将配置口从初始化模块中分离出来,简化了具体操作。 3.支持多个DDR2存储芯片,使得DDR2控制器的应用范围更为广阔。 4.支持DDR2的三项新技术,充分发挥DDR2内存的特性。 5.自动DDR2刷新控制,方便用户对DDR2内存的控制。
上传时间: 2013-06-10
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频率合成技术广泛应用于通信、航空航天、仪器仪表等领域。目前,常用的频率合成技术有直接式频率合成,锁相频率合成和直接数字频率合成(DDS)。本次设计是利用FPGA完成一个DDS系统并利用该系统实现模拟信号的数字化调频。 DDS是把一系列数字量形式的信号通过D/A转换形成模拟量形式的信号的合成技术。主要是利用高速存储器作查寻表,然后通过高速D/A转换器产生已经用数字形式存入的正弦波(或其他任意波形)。一个典型的DDS系统应包括:相位累加器,可在时钟的控制下完成相位的累加;相位码—幅度码转换电路,一般由ROM实现;DA转换电路,将数字形式的幅度码转换成模拟信号。DDS系统可以很方便地获得频率分辨率很精细且相位连续的信号,也可以通过改变相位字改变信号的相位,因此也广泛用于数字调频和调相。本次数字化调频的基本思想是利用AD转换电路将模拟信号转换成数字信号,同时用该数字信号与一个固定的频率字累加,形成一个受模拟信号幅度控制的频率字,从而获得一个频率受模拟信号的幅度控制的正弦波,即实现了调频。该DDS数字化调频方案的硬件系统是以FPGA为核心实现的。使用Altera公司的ACEX1K系列FPGA,整个系统由VHDL语言编程,开发软件为MAX+PLUSⅡ。经过实际测试,该系统在频率较低时与理论值完全符合,但在高频时,受器件速度的限制,波形有较大的失真。
上传时间: 2013-06-14
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随着经济的发展,城市交通的压力越来越大,很多城市都开始建设地铁项目,发展地下轨道交通事业。在地铁列车上,驾驶员需要方便、快捷地控制各种语音功能,保障列车可靠、安全的运行,从而为乘客提供优质的服务。驾驶员语音控制器就是为了满足这一需求而提出来的。 在描述列车乘客信息系统的发展、介绍了公共广播系统的功能的之后,本文分析了驾驶员语音控制器的设计需求,设计了一种具有人机交互功能的驾驶员语音控制器。它带有LCD显示屏和输入键盘;能够在内部存储路线、站点和紧急信息等用户数据。通过窗口菜单以图形化的方式向驾驶员显示列车运行信息。通过通信端口,按照双方约定的通讯格式,将运行模式,路线站点,紧急信息等内容发送给列车显示与广播控制单元,完成语音及显示控制。根据需求分析,提出了一种基于ARM的控制器设计平台。设计了该控制器的硬件和软件的整体方案,采用模块化设计的思想给出了系统各主要模块的具体设计与实现方法,并给出了相关电路的实现原理图。最后介绍了本控制器的测试方法与过程,并给出了具体应用。该驾驶员语音控制器实现了人工广播、司机对讲、紧急对讲和系统设置等功能。具有操作方便、便于维护、可配置、成本低等优点,满足了驾驶员以及列车语音与显示控制的实际需求。关键词:ARM;RS485;乘客信息系统;图形用户界面;嵌入式系统
上传时间: 2013-07-30
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电动助力转向系统(EPS)是集节能、环保、安全为一体的前沿技术,是未来车辆转向系统的发展方向。本文研究了电动助力转向系统的构成和工作原理,自主研发设计了一套电动助力转向控制系统,并进行实车试验。 控制系统中采用了基于ARM7TDMI—S内核的高性能芯片LPC2131芯片(EasyARM2131开发板)进行控制器设计,分析和选择了系统的控制策略,完成了控制器的硬件和软件设计。系统的控制策略中采用了折线改进型助力曲线助力方式和模糊与数字PID相结合的控制方法,并进行相关补偿控制的分析;硬件设计过程中采用了抗干扰技术进行优化设计,完成了信号采集和处理电路、电机驱动电路、电源电路以及故障诊断等电路设计;软件设计采用了结构化的没计思想,完成了包括控制系统主程序、A/D采集子程序、车速和发动机信号的采集子程序、电机PWM控制驱动子程序以及故障诊断和信息显示子程序的设计,并在扭矩信号处理程序中应用容错技术进行了软件冗余优化设计。 本文对自主开发设计的EPS控制系统进行了实车试验和结果分析,试验结果表明,本文所设计的基于ARM的汽车电动助力转向控制系统在转向轻便性、稳定性和可靠性等方面性能良好,完全满足设计要求。
上传时间: 2013-07-21
上传用户:cuibaigao
运动控制系统是机器人控制系统的重要组成部分。本文将ARM与CPLD技术应用于机器人运动控制系统,使控制系统更加开放、更加模块化,同时ARM芯片的高速大容量的数据处理能力以及CPLD的高集成度,可编程性,能够逾越以往控制系统中实时、高速、高精度的技术瓶颈. 嵌入式技术是当今最热门的技术之一,由于简洁、高效等优点,使得其广泛应用在各个领域;所谓嵌入式系统就是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成,用于实现对其它设备的控制、监视或管理等功能。 本文主要阐述了基于嵌入式处理器S3C44B0X的机器人控制器的设计过程。文章首先介绍了机器人本体规划、嵌入式系统和嵌入式微处理器S3C44B0X的结构特点;接着介绍了基于S3C44B0X的智能控制器的设计,包括硬件设计和CPLD软件设计。其中控制器硬件平台扩展了外部存储器、串行口,通过输出PWM信号进入驱动电路模块,从而实现控制机器人运动的目的。在CPLD设计过程中,引入JTAG调试接口,方便系统程序的下载和调试,通过自上而下、分块设计的思想给出了QUARTUSⅡ设计环境下的软件代码。本系统利用不同任务间的切换来实现通信过程,而不再采用无操作系统的工程文件的形式,这样不但有利于项目的调试,也有利于对其它接口的扩展。最后对该控制器进行了测试和分析。
上传时间: 2013-07-19
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近几年来,随着国内经济的迅速发展,社会用电需求不断扩大。但由于电网建设长期滞后于市场和经济的发展,电力短缺的问题日益严重。因此,在电力紧缺已成事实的情况下,电力公司开始重视起负荷管理系统。思想观念也从“拉闸限电”转变为“有序用电、错峰用电”,从“负荷控制”转变为“远方抄表、异常监测和用电服务”。 电力负荷管理系统是以计算机应用技术、现代通信技术、电力自动控制技术为基础的信息采集、处理和实时监控系统。由系统主站、客户端负荷管理终端和主站与终端间的通信信道组成。通过有效的负荷管理,可以有效控制高峰负荷、移峰填谷、缓解日益扩大的“峰谷差”所带来的低用电效率,也对提高电力负荷的经济运行、减少电力供应侧的运行成本、解决大面积的电荒问题都具有现实和长远的好处。 论文简要介绍了电力负荷管理系统的发展历史以及电力负荷管理终端的目前发展技术,详细介绍了针对国内电力市场的需求,提出的电力负荷管理终端的总体设计方案和详细的电路设计。 论文最后结合目前国内电力负荷管理终端的入网测试检验,对各种试验的难点进行分析及采取解决措施进行介绍,并对部分用户提出的特殊指标提出了解决方案。
上传时间: 2013-05-18
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本文介绍了建立抄表系统的必要性以及系统的构成,并着重分析了采集终端和集中器的设计。对相应的抄表软件系统主要功能作了详细的论述。采用此思想设计的抄表系统已经得到实际应用,且收到了很好的效果。关键
上传时间: 2013-06-05
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以电子计算机为中心,以最佳统计理论为方法,将载体上的某些或全部的导航设备综合在一起,形成一个有机的统一整体,提高导航信息精度,扩大单一导航设备或系统的功能,这样的系统通称为组合导航系统。 本文以某校研制的综导显控台为工程背景,在对综导显控台进行需求分析的基础上提出了基于ARM-Linux平台的综导显控台的设计方案。在对系统软硬件平台给出了详细分析的基础上阐述了系统应用软件设计的思想和基本原则,然后对应用软件的任务进行了详细的划分并完成了系统的相关软件设计。研究了基于ARM-Linux平台的综合导航显控台的CAN总线、串口通信、以太网接口通信技术并完成了相应的软件。 本文对嵌入式系统软硬件开发技术作了详细而深入的研究,介绍了嵌入式系统的组成原理及特点。深入研究了嵌入式实时操作系统Linux及linux环境下应用程序的开发,包括linux下设备驱动程序的开发、符合硬件环境的系统引导程序Bootloader和文件系统的、Linux内核的裁剪和移植、嵌入式GUI的开发。依照软件工程学的一般流程对综导显控台从分析、设计、实现进行完整的论述。最后从系统运行的情况来看本论文所设计的基于ARM-Linux的综导显控台基本上满足了用户系统的要求,提高了组合导航系统的实时性。
上传时间: 2013-07-05
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