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设计思路

  • 基于FPGA的32位RISC处理器设计与实现

    随着SOC技术、IP技术以及集成电路技术的发展,RISC软核处理器的研究与开发设计开始受到了人们的重视。基于FPGA的RISC软核处理器在各个行业开始得到了广泛的应用,特别是在一些基于FPGA的嵌入式系统中有着越来越广泛的应用前景。 该论文在研究了大量国内外技术文献的基础上,总结了RISC处理器发展的现状与水平。认真分析了RISC处理器的基本结构,包括总线结构,流水线处理的原理,以及流水线数据通路和流水线控制的原理;并详细分析了该设计采用的指令集——MIPS指令集的内在结构。设计出了一个32位RISC软核处理器,这个软核处理器采用五级流水线结构,能完成加法、减法、逻辑与、逻辑或、左移右移等算术逻辑操作,以及它们的组合操作。通过软件仿真和在Altera的FPGA开发板上进行验证,证明了所设计的32位RISC处理器能准确的执行所选用的MIPS指令集,运行速度能达到30MHz,功能良好。 通过对所设计对象特点及其可行性的研究,选用了Altera公司QuartusⅡ软件作为设计与仿真验证的环境。在设计方法上,该课题采用了自顶向下的设计方法。在设计过程中采用了边设计边验证这种设计与验证相结合的设计流程,大大提高了设计的可靠性。该课题在设计过程中还提出了两个有效的设计思路:第一是在32位寄存器的设计中利用FPGA的内部RAM资源来设计,减少了传输延时,提高了运行速度,并大大减少了对FPGA内部资源的占用;第二是在系统架构上采用了柔性化的设计方法,使得设计可以根据实际的需求适当的增减相应的部件,以达到需求与性能的统一。这两个方法都有效地解决了设计中出现的问题,提高了处理器的性能。

    标签: FPGA RISC 处理器

    上传时间: 2013-07-21

    上传用户:caozhizhi

  • 高清视频编解码系统控制模块设计

    在航空航天,遥感测量,安全防卫以及家用影视娱乐等领域,要求能及时保存高清晰度的视频信号供后期分析、处理、研究和欣赏。因此,研究一套处理速度快,性能可靠,使用方便,符合行业相关规范的高清视频编解码系统是十分必要的。 本文首先介绍了高清视频的发展历史。并就当前相关领域的发展阐述了高清视频编解码系统的设计思路,提出了可行的系统设计方案。基于H.264的高清视频编码系统对处理器的要求非常高,一般的DSP和通用处理器难以达到性能要求。本系统选择富士通公司最新的专用视频编解码芯片MB86H51,实时编解码分辨率达到1080p的高清视频。芯片具有压缩率高,功耗低,体积小等优点。系统的控制设备由三块FPGA芯片和ARM控制器共同完成。FPGA芯片分别负责视频输入输出,码流输入输出和主编解码芯片的控制。ARM作为上层人机交互的控制器,向系统使用者提供操作界面,并与主控FPGA相连。方案实现了高清视频的输入,实时编码和码流存储输出等功能于一体,能够编码1080p的高清视频并存储在硬盘中。系统开发的工作难点在于FPGA的程序设计与调试工作。其次,详细介绍了FPGA在系统中的功能实现,使用的方法和程序设计。使用VHDL语言编程实现I2C总线接口和接口控制功能,利用stratix系列FPGA内置的M4K快速存储单元实现128K的命令存储ROM,并对设计元件模块化,方便今后的功能扩展。编程实现了PIO模式的硬盘读写和SDRAM接口控制功能,实现高速的数据存储功能。利用时序状态机编程实现主芯片编解码控制功能,完成编解码命令的发送和状态读取,并对设计思路,调试结果和FPGA资源使用情况进行分析。着重介绍设计中用到的最新芯片及其工作方式,分析设计过程中使用的最新技术和方法。有很强的实用价值。最后,论文对系统就不同的使用情况提出了可供改进的方案,并对与高清视频相关的关键技术作了分析和展望。

    标签: 高清视频 编解码 系统控制 模块设计

    上传时间: 2013-07-26

    上传用户:shanml

  • 基于FPGA和DSP的图像消旋系统的设计

    在图像的实时处理中,消除图像旋转是一项实用的图像处理技术,无论在军事还是民用设施中都得以广泛的应用。目前,消除图像旋转的技术有机械式、光学式、电子式。其中电子消旋发展最快,也是图像消旋技术未来发展的趋势。 本次课题是应海军某部的要求,为海军测量船的图像观测系统消除图像旋转。本文详细研究了视频信号的特点,提出了利用FPGA和DSPs为主架构的视频图像处理平台,以EP20K600EBC652—2X为核心处理器的实时图像消旋系统。该平台利用旋转算法将原图像反向旋转相应的角度,再用双线性插值方法进行重采样,从而得到消旋后的图像。因为这次图像旋转角度是通过机械设备测得的,所以是一种机械加电子的图像消旋系统。 本文论述了图像消旋算法及其优化,详细说明整个系统的设计思路,及其软硬件实现,包括PCB设计,DSPs的软硬件开发以及FPGA的相关设计。目前,系统已正常工作,实现了图像的实时消旋的目标。

    标签: FPGA DSP 图像消旋

    上传时间: 2013-08-05

    上传用户:DanXu

  • 基于FPGA的IIR多相滤波器的设计研究

    多相滤波器主要应用于脉冲多普勒雷达、通信宽带数字接收机、雷达自适应波束形成等信号处理领域。在多普勒雷达信号处理中国内外关于FIR滤波器设计研究的报道较多,而对于IIR滤波器的设计研究相对较少,原因是IIR多相滤波器的设计复杂性,使得IIR滤波器在多普勒雷达数字信号处理中难以发挥重要作用。本文以脉冲多普勒雷达信号处理为背景,主要研究数字多相滤波器的特点和设计方法;进而研究数字多相滤波器的数字仿真方法与FPGA实现技术。对于自主研究、设计和实现雷达信号处理的各种结构的滤波器具有重要的意义。 本文讨论了FIR数字滤波器和IIR数字滤波器的特点和区别。对IIR滤波器的多相结构进行了理论分析,重点研究了IIR多相滤波器的设计原理。根据此原理进行IIR滤波器的多相设计并扩展到多通道和多级结构。在此基础上,根据本文研究的多普勒雷达回波信号需要四通道处理的要求搭建软件仿真模型,对所设计的2级4通道IIR多相滤波器组进行了仿真实验,给出仿真结果,并进行了讨论。 在完成2级4通道IIR多相滤波器组的软件仿真后,利用FPGA设计平台,对该IIR多相滤波器组进行了设计仿真和综合实现。在实现过程中进行了功能仿真和时序仿真两级仿真验证,结果表明在模拟硬件环境中所设计的2级4通道IIR多相滤波器组能够较好地实现多普勒雷达回波信号多通道的划分和滤波功能要求,验证了设计思路和方法的正确性和可行性。

    标签: FPGA IIR 多相滤波器

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:gongxinshiwo@163.com

  • 基于单片机STC89C52智能小车设计

    阐述基于STC89C52控制核心的智能小车设计思路,采用红外传感器进行循迹行驶、黑带采集及变速行驶等完成设计要求。

    标签: STC 89C C52 89

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:357739060

  • 一种简单可靠离散量信号电路的设计和实现

    基于目前航空电子设备离散量输入/输出电路实现复杂,分立器件多,高低温下参数不一致等现象,通过对比分析典型离散量电路,提出了一种简单、高可靠性的离散量信号电路设计,同时由于典型离散量输出电路故障率较高,提出了一种离散量输出信号的过流保护电路设计思路,采用电路仿真软件Multisim进行了功能仿真、容差分析,在实际工程应用中各项实验结果证明,该电路满足实际使用要求,具有很高的稳定性和可靠性。

    标签: 离散量信号 电路

    上传时间: 2014-01-18

    上传用户:kz_zank

  • L波段捷变频收发前端设计仿真

    针对应用于信息战的数据链而言,L波段收发前端是其关键部件之一。本文介绍了一种基于DDS的捷变频收发前端的理论分析、设计思路和基本构成。从接收链路、发射链路以及捷变频本振等方面进行分析,并给出仿真结果。该组件具有低噪声、高密度、捷变频等特点。

    标签: L波段 捷变 前端设计 仿真

    上传时间: 2013-10-31

    上传用户:dgann

  • 基于89C51单片机控制放大器增益的设计

    摘要:用单片机控制放大器增益, 实现放大器增益扩程功能, 以满足不同幅度信号对放大器增益的要求分析了单片机控制放大器增益的原理、设计思路,给出了计算公式和设计电路.

    标签: 89C51 单片机控制 放大器 增益

    上传时间: 2013-10-23

    上传用户:michael20

  • 基于虚拟实验平台的模拟电子技术课程设计开发

    基于模拟电子技术课程设计是电类专业学生重要实践环节的目的,通过介绍模拟电子系统的设计思路,结合音频信号发生器的设计实例,基于虚拟实验平台进行设计及仿真,得到了振荡器起振及等幅振荡过程的正确结果。使学生能够巩固和运用在《模拟电子技术》中所学的理论知识和实验技能,基本掌握常用模拟电路的一般设计方法,通过动脑动手解决实际问题,提高设计能力和动手能力,拓宽学生知识面,为后续课程、各类电子竞赛,毕业设计乃至毕业后的工作打下良好的基础。

    标签: 虚拟实验平台 模拟电子技术 设计开发

    上传时间: 2013-10-16

    上传用户:lunshaomo

  • 高压强脉冲电源的设计

    介绍一种高压电源设计思路

    标签: 脉冲电源

    上传时间: 2014-12-24

    上传用户:1039312764