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设计问题

  • 基于FPGA的逆变器控制芯片研究

    逆变控制器的发展经历从分立元件的模拟电路到以专用微处理芯片(DSP/MCU)为核心的电路系统,并从数模混合电路过渡到纯数字控制的历程。但是,通用微处理芯片是为一般目的而设计,存在一定局限。为此,近几年来逆变器专用控制芯片(ASIC)实现技术的研究越来越受到关注,已成为逆变控制器发展的新方向之一。本文利用一个成熟的单相电压型PWM逆变器控制模型,围绕逆变器专用控制芯片ASIC的实现技术,依次对专用芯片的系统功能划分,硬件算法,全系统的硬件设计及优化,流水线操作和并行化,芯片运行稳定性等问题进行了初步研究。首先引述了单相电压型PWM逆变器连续时间和离散时间的数学模型,以及基于极点配置的单相电压型PWM逆变器电流内环电压外环双闭环控制系统的设计过程,同时给出了仿真结果,仿真表明此系统具有很好的动、静态性能,并且具有自动限流功能,提高了系统的可靠性。紧接着分析了FPGA器件的特征和结构。在给出本芯片应用目标的基础上,制定了FPGA目标器件的选择原则和芯片的技术规格,完成了器件选型及相关的开发环境和工具的选取。然后系统阐述了复杂FPGA设计的设计方法学,详细介绍了基于FPGA的ASIC设计流程,概要介绍了仅使用QuartusII的开发流程,以及Modelsim、SynplifyPro、QuartusII结合使用的开发流程。在此基础上,进行了芯片系统功能划分,针对:DDS标准正弦波发生器,电压电流双环控制算法单元,硬件PI算法单元,SPWM产生器,三角波发生器,死区控制器,数据流/控制流模块等逆变器控制硬件算法/控制单元,研究了它们的硬件算法,完成了模块化设计。分析了全数字锁相环的结构和模型,以此为基础,设计了一种应用于逆变器的,用比例积分方法替代传统锁相系统中的环路滤波,用相位累加器实现数控振荡器(DCO)功能的高精度二阶全数字锁相环(DPLL)。分析了“流水线操作”等设计优化问题,并针对逆变器控制系统中,控制系统算法呈多层结构,且层与层之间还有数据流联系,其执行顺序和数据流的走向较为复杂,不利于直接采用流水线技术进行设计的特点,提出一种全新的“分层多级流水线”设计技术,有效地解决了复杂控制系统的流水线优化设计问题。本文最后对芯片运行稳定性等问题进行了初步研究。指出了设计中的“竞争冒险”和饱受困扰之苦的“亚稳态”问题,分析了产生机理,并给出了常用的解决措施。

    标签: FPGA 逆变器 控制芯片

    上传时间: 2013-05-28

    上传用户:ice_qi

  • 星载SAR高速FPGA预处理板的研制

    合成孔径雷达的实时信号处理系统,可以分成相对独立的几个阶段,即A/D变换和缓存、距离向预处理器、方位向预处理器、距离向压缩处理、转置存储器、方位向压缩处理、逆转置存储器.合成孔径雷达预处理的目的,就是缓解高处理数据率和低传输数据率的矛盾,使得在不太影响成像质量的前提下,尽量减少传输的数据率,有利于后续处理的硬件实现,做到实时处理.论文结合电子所合成孔径雷达实时成像处理系统,设计开发了基于Xilinx Virtex-E FPGA的星载SAR高速预处理板,该信号处理板处理能力强,结构紧凑,运行效率高;其硬件电路的设计思路和结构形式有很强的通用性和使用价值.论文重点研究了预处理的核心部分—固定系数FIR滤波器的设计问题.而固定系数FIR滤波器的实现问题的重点又是FPGA内部的固定系数FIP滤波器实现问题,针对FPGA内部的查找表资源,我们选择目前流行的分布式算法来实现FIR滤波器的设计.对比于预处理器中其他滤波器设计方案,基于FPGA分布式算法的FIR滤波器的设计,避免了乘累加运算,提高了系统运行的速度并且节省了大量的FPGA资源.并且由于FPGA可编程的特性,所以可以灵活的改变滤波器的系数和阶数.所设计的电路简单高速,工作正常、可靠,完全满足了预处理器设计的技术要求.随着超大规模集成电路技术,高密度存储器技术,计算机技术的发展,一个全数字化的机载实时成像处理系统的研制,已经不是非常困难的事情了.而在现有条件下,全数字化的高分辨率星载实时成像处理系统的研制,将是一个非常具有挑战意义的课题,论文以星载SAR的预处理器设计为例,抛砖引玉,希望对未来全数字化星载实时成像处理系统的研制起到一定参考价值.

    标签: FPGA SAR 星载 预处理

    上传时间: 2013-07-03

    上传用户:lanhuaying

  • 卷积编码和维特比译码的FPGA实现

    由于其很强的纠错性能和适合硬件实现的编译码算法,卷积编码和软判决维特比译码目前已经广泛应用于卫星通信系统。然而随着航天事业的发展,卫星有效载荷种类的增多和分辨率的不断提高,信息量越来越大。如何在低信噪比的功率受限信道条件下提高传输速率成为目前亟待解决的问题。本论文结合在研项目,在编译码算法、编译码器的设计与实现、编译码器性能提高三个方面对卷积编码和维特比译码进行了深入研究,并进一步介绍了使用VHDL语言和原理图混合输入的方式,实现一种(7,3/4)增信删余方式的高速卷积编码器和维特比译码器的详细过程;然后将设计下载到XILINX的Virtex2 FPGA内部进行功能和时序确认,最终在整个数据传输系统中测试其性能。本文所实现的维特比译码器速率达160Mbps,远远高于目前国内此领域内的相关产品速率。 首先,论文具体介绍了卷积编码和维特比译码的算法,研究卷积码的各种参数(约束长度、生成多项式、码率以及增信删余等)对其译码性能的影响;针对项目需求,确定卷积编码器的约束长度、生成多项式格式、码率和相应的维特比译码器的回归长度。 其次,论文介绍了编解码器的软、硬件设计和调试一根据已知条件,使用VHDL语言和原理图混合输入的方式设计卷积编码和维特比译码的源代码和原理图,分别采用功能和电路级仿真,确定卷积编码和维特比译码分别需要占用的资源,考虑卷积编码器和维特比译码器的具体设计问题,包括编译码的基本结构,各个模块的功能及实现策略,编译码器的时序、逻辑综合等;根据软件仿真结果,分别确定卷积编码器和维特比译码器的接口、所需的FPGA器件选型和进行各自的印制板设计。利用卷积码本身的特点,结合FPGA内部结构,采用并行卷积编码和译码运算,设计出高速编译码器;对软、硬件分别进行验证和调试,并将验证后的软件下载到FPGA进行电路级调试。 最后,论文讨论了卷积编码和维特比译码的性能:利用已有的测试设备在整个数据传输系统中测试其性能(与没有采用纠错编码的数传系统进行比对);在信道中加入高斯白噪声,模拟高斯信道,进行误码率和信噪比测试。

    标签: FPGA 卷积 编码 译码

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:mingaili888

  • 针对FPGA应用工程师的非常有用的培训教材

    什么是目前FPGA应用工程师面对的最主要设计问题?如何解决?当开始一个新的FPGA设计时,你们会推荐客户采用什么样的流程?对于I/O信号分布的处理,有什么建议可以提供给客户?如果你的客户准备移植到另外一个FPGA、结构化ASIC或ASIC,你会建议你的客户如何做?

    标签: FPGA 工程师 培训教材

    上传时间: 2013-09-01

    上传用户:561596

  • 内点惩罚函数法程序

    内点惩罚函数法程序,可以以求解含不等式的多目标优化设计问题

    标签: 函数 程序

    上传时间: 2016-03-21

    上传用户:ardager

  • 此文件夹包含evc环境下编写GPIO应用程序的源代码。与我已上传的GPIOdriver配合使用

    此文件夹包含evc环境下编写GPIO应用程序的源代码。与我已上传的GPIOdriver配合使用,可解决GPIO的开发设计问题

    标签: GPIOdriver GPIO evc 环境

    上传时间: 2016-09-18

    上传用户:集美慧

  • 在本机票预定系统项目的前一阶段

    在本机票预定系统项目的前一阶段,也就是概要设计阶段中,已经将系统用户对本系统的子模块功能做了详细的阐述,这些模块功能具体设计将在本报告中详尽得以叙述及阐明。 本阶段已在系统的概要设计的基础上,对机票预定系统做详细设计。主要解决了实现该系统程序模块具体设计问题。包括确定算法,数据结构,模块接口的使用,数据库的动态操作以及界面设计等。在以下的概要设计报告中将对在本阶段中对系统所做的所有详细设计进行详细的说明。

    标签: 项目

    上传时间: 2016-11-13

    上传用户:独孤求源

  • 1.1编写目的 在系统项目的前一阶段

    1.1编写目的 在系统项目的前一阶段,也就是需求分析阶段中,已经将系统用户对本系统的需求做了详细的阐述,这些用户需求已经在上一阶段的调研中获得,并在需求规格说明书中做到了详尽得叙述及阐明。 本阶段在系统的需求分析的基础上,对系统做概要设计。主要解决实现该系统需求的程序模块设计问题,包括如何把该系统划分成若干个模块、决定各个模块之间的接口、模块之间传递的信息,数据结构、模块结构的设计等。在以下的概要设计报告中将对在本阶段中对系统所做的所有概要设计进行详细的说明。 在下一阶段的详细设计中,程序设计员可参考此概要设计报告,在概要设计对系统所做的模块结构设计的基础上,对系统进行详细设计。在以后的软件测试以及软件维护阶段也可参考此说明书,以便于了解在概要设计过程中所完成的各模块设计结构,或在修改时找出在本阶段设计的不足或错误。

    标签: 1.1 编写 项目

    上传时间: 2017-01-18

    上传用户:PresidentHuang

  • C程序-彩票旋转矩阵详细了解: 实际上

    C程序-彩票旋转矩阵详细了解: 实际上,旋转矩阵并不是教如何选号的,而是教你如何科学地组合号码。从它的别名“聪明组合”我们就可以知道了!站在数学角度看来,旋转矩阵属于一个典型的组合设计问题,进一步讲,是属于组合设计中的覆盖设计的问题。

    标签: C程序 旋转 矩阵

    上传时间: 2014-01-05

    上传用户:baiom

  • Alexandre Linhares于1998 提出了一种新的仿生计算方法,即捕食搜索算法。捕食搜索策略很好地协调了局部搜索和全局搜索之间的转换

    Alexandre Linhares于1998 提出了一种新的仿生计算方法,即捕食搜索算法。捕食搜索策略很好地协调了局部搜索和全局搜索之间的转换,已成功应用于组合优化领域的旅行商问题和超大规模集成电路设计问题

    标签: Alexandre Linhares 1998 搜索

    上传时间: 2014-11-27

    上传用户:xlcky