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设计验证

  • USB20设备控制器IP核的设计与FPGA验证.rar

    随着计算机及其外围设备的发展,传统的并行接口和串行接口在灵活性和接口扩展等方面存在的缺陷愈来愈不可回避,并逐渐成为计算机通信的瓶颈。在这种情况下,通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)诞生了。USB由于具有传输速率高、价格便宜、使用方便、灵活性高、支持热插拔、接口标准化和易于扩展等优点,目前已经成为计算机外设接口的主流技术,在计算机外围设备和消费类电子领域正获得越来越多的应用。 @@ 本文基于USB2.0协议规范,设计了一款支持高速和全速传输的USB2.0设备控制器IP核。文中着重介绍了这款设备控制器IP核的设计和FPGA验证工作,详细研究并分析了USB2.0规范,根据规范提出了一种USB2.0设备控制器整体构架方案,描述了各个功能子模块硬件电路的功能及实现。从可重用的角度出发,对设备控制器模块进行优化设计,增加多个灵活的配置选项,根据不同的应用对硬件进行配置,使其在满足要求的情况下去除冗余电路,以减少占用面积和功耗,从而使其灵活地应用于各种USB系统。本文还研究了IP核的验证方法,并对所设计的USB2.0设备控制器建立了功能完备的ModelSim仿真验证环境,搭建了FPGA硬件验证平台,设计了具有AHB接口的设备控制器和带有8051的设备控制器,并分别在FPGA平台上进行了功能验证。 @@ 本文所设计的USB2.0设备控制器IP核可配置性高,使用者可以自由配置所需端点的个数以及每个端点类型等,可以集成于多种USB系统中,适于各类USB设备的开发。本课题所取得的成果为USB2.0设备类的研究和开发积累了经验,并为后来实验室某项目测试芯片的USB数据采集提供了参考方案,也为未来USB3.0接口IP核的开发和应用奠定了基础。 @@关键词USB2.0控制器;IP核;FPGA;验证

    标签: FPGA USB 20

    上传时间: 2013-06-30

    上传用户:nanfeicui

  • IIR数字滤波器优化设计及FPGA仿真验证.rar

    IIR数字滤波器是冲激响应为无限长的一类数字滤波器,是电子、通信及信号处理领域的重要研究内容,国内外学者对IIR数字滤波器的优化设计进行了大量研究。其中,进化算法优化设计IIR数字滤波器虽然取得了一定的效果,但是其也有自身的一些不足;另外,基于粒子群算法以及人工鱼群算法的IIR数字滤波器优化设计也取得了较好的效果。但这些方法都是将多目标优化问题转化为单目标优化问题,这种方法是将每个目标赋一个权值,然后将这些赋了权值的目标相加,把相加的结果作为目标函数,在此基础上寻找目标函数的最小值,这样做造成的问题是可能将其中的任何一种满足目标函数值最小的情况作为最优解,但实际上得到的不一定是最优解。也就是说,单目标的方法难以区分哪一种情况为最优解,这样的寻优模型从理论上来说是难以得到最优解的。另外,在将多目标转化为单目标时,各个目标的权值难以确定,而且最终只能得到唯一解。针对这些问题,本文在研究传统遗传算法、进化规划算法以及量子遗传算法的IIR数字滤波器优化设计的基础上,将重点研究IIR数字滤波器的粒子进化规划优化、遗传多目标优化以及量子多目标优化。另外,由于在通信系统中IIR数字滤波器有广泛应用,并且大量采用FPGA实现,多目标优化方法得到的滤波器性能也值得验证,因此,对多目标优化方法得到的IIR数字滤波器系数进行FPGA仿真验证有重要的现实意义。 @@ 论文的主要工作及研究成果具体如下: @@ 1.分析IIR数字滤波器的数学模型及其优化设计的参数;针对低通IIR数字滤波器,采用遗传算法及量子遗传算法对其进行优化设计,并给出相应的仿真结果及分析。 @@ 2.针对使用进化规划算法优化设计IIR数字滤波器时容易陷入局部极值的问题,研究粒子进化规划算法,并将其应用于IIR数字滤波器的优化设计,该算法将粒子群优化算法与进化规划算法相结合,继承了粒子群算法局部搜索能力强和进化规划算法遗传父代优良基因能力强的优点。将这种新的粒子进化规划算法应用于IIR低通、高通、带通、带阻数字滤波器的优化设计,显示了较好的效果。 @@ 3.优化设计IIR数字滤波器时,通常将多目标转化为单目标的优化问题,这种方法虽然设计简单,但是在将多目标转化为单目标时,各个目标的权值难以确定,而且最终只能得到唯一解,不能提供更多的有效解给决策者。针对常 用基于单目标优化算法的不足,在分析IIR数字滤波器优化模型和待优化参数的基础上,本文研究遗传算法的IIR数字滤波器多目标优化设计方法,该方法将多个目标值直接映射到适应度函数中,通过比较函数值的占优关系来搜索问题的有效解集,使用这种方法可以求得一组有效解,并且将多目标转化为单目标的优化方法得到的唯一解也能被包括在这一组有效解中。@@ 4.将量子遗传算法应用于IIR数字滤波器多目标优化设计,研究量子遗传算法的IIR数字滤波器多目标优化设计方法,并将优化结果与传统遗传算法的多目标优化方法进行了比较。仿真结果表明,在对同一种滤波器进行优化设计时,使用该方法得到的结果通带波动更小,过渡带更窄,阻带衰减也更大。 @@ 5.针对IIR数字滤波器的硬件实现问题,在对IIR数字滤波器的结构特征进行分析的基础上,分别采用遗传多目标优化方法量子多目标方法优化设计IIR数字滤波器的系数,然后针对两组系数进行了FPGA( Field-Programmable GateArray,现场可编程门阵列)仿真验证,并对两种结果进行了对比分析。 @@关键词:IIR数字滤波器;优化设计

    标签: FPGA IIR 数字滤波器

    上传时间: 2013-06-09

    上传用户:熊少锋

  • USB20加密接口芯片的设计及其FPGA验证.rar

    信息安全在当今的社会生产生活中已经被广为关注,对敏感信息进行加密是提高信息安全性的一种常见的和有效的手段。 常见的加密方法有软件加密和硬件加密。软件加密的方法因为加密速度低、安全性差以及安装不便,在一些高端或主流的加密处理中都采用硬件加密手段对数据进行处理。硬件加密设备如加密狗和加密卡已经广泛地应用于信息加密领域当中。 但是加密卡和加密狗因为采用的是多芯片结构,即采用独立的USB通信芯片和独立的加密芯片来分别实现数据的USB传输和加密功能,如果在USB芯片和加密芯片之间进行数据窃听的话,很轻易地就可以获得未加密的明文数据。作者提出了一种新的基于单芯片实现的USB加密接口芯片的构想,采用一块芯片实现数据的USB2.0通信和AES加密功能,命名为USB2.0加密接口芯片。 USB2.0加密接口芯片采用了USB2.0接口标准和AES加密算法。该加密芯片可以实现与主机的快速通信,具有快速的密码处理能力,对外提供USB接口,支持基于USB密码载体的自身安全初始化方式。 根据设计思想,课题研究并设计了USB2.0加密接口芯片的总体硬件架构,设计了USB模块和AES加密模块。为了解决USB通信模块与AES加密模块之间存在的数据处理单元匹配以及速度匹配问题,本文设计了AESUSB缓冲器,优化了AES有限域加密算法。最后,利用VerilogHDL语言在FPGA芯片上实现了USB2.0加密接口芯片的功能,并在此基础之上对加密芯片的通信和加密性能进行了测试和验证。

    标签: FPGA USB 20

    上传时间: 2013-05-24

    上传用户:黄华强

  • MDIO接口逻辑设计及其FPGA验证.rar

    随着集成电路技术的飞速发展,芯片的规模越来越大,集成度越来越高,工作频率越来越快,但是芯片的设计能力却面临巨大的挑战。而IP核的重用则是解决当今芯片设计所面临问题的最有效的解决方法。 MDIO接口模块为以太网接口芯片中MAC层对PHY器件的控制管理接口。随着以太网技术的快速发展以及MAC应用越来越广泛,MDIO接口模块的应用也越来越多,因此将MDIO接口模块设计成可重用的IP核对于以各种太网接口集成芯片的设计具有很重要的作用。 本文详细描述了MDIO接口模块IP核的设计,介绍了该IP核的系统结构以及各个子模块的详细设计方法,对此IP核进行了仿真验证,最后进行了FPGA测试,功能和性能达到了要求,最终通过了IP审核流程并且已成功应用于企业的以太网接口芯片中。

    标签: MDIO FPGA 接口

    上传时间: 2013-06-20

    上传用户:lishuoshi1996

  • 基于FPGA的MPEG-2预处理TS流复用设计及验证

      本文着重研究了多路数字节目复用器中的对多路预处理TS流复用的原理和基于FPGA的实现方法。首先论述了关于数字电视系统的一些基本概念,介绍了MPEG-2/DVB标准以及数字电视节目专用信息(PSI),并结合多路数字节目复用的基本原理提出了一套基于FPGA的设计方案。通过对复用器输入部分、复用控制逻辑和PCR校正等一系列模块的设计及仿真验证,达到了设计的要求,取得了一定的研究成果。

    标签: FPGA MPEG 预处理 TS流

    上传时间: 2013-06-09

    上传用户:bugtamor

  • 基于ARM的PCI北桥设计与验证

    PCI(Peripheral Component Interconnect)总线以其高性能、低成本、开放性、独立于处理器、软件透明等众多优点成为当今最流行的计算机局部总线。在嵌入式系统领域中,许多IP都是基于PCI总线设计的。本文阐述一种以ARM9作为CPU的嵌入式系统的PCI北桥设计与验证。 首先介绍基于ARM的嵌入式系统结构,并深入研究PCI2.2总线行为规范。在此基础上提出一种基于ARM处理器的PCI总线北桥的设计方案,整个设计主要分为主设备接口模块,目标设备接口模块,配置寄存器模块和集成总线仲裁器三大部分。对于主设备接口模块和目标设备接口模块,论文主要从数据通路和控制路径的实现两方面进行阐述。对于集成的总线仲裁器,设计采用两优先级的循环优先算法,通过一组设备编号寄存器实现了PCI总线上的仲裁,此外,论文对跨时钟域的信号同步和PCI配置寄存器也作了较为详细的描述,最终采用自顶向下的方法实现了整个设计。 在验证部分,引入了基于平台的验证思路,通过搭建验证平台,可以高效地实现验证。论文重点讨论了验证平台的搭建和行为模型的建立,并介绍了一种命令总线,通过打包各个验证点控制验证流程。此外,为提高验证的自动化程度,论文对验证所使用的脚本也进行了描述。通过此验证平台和脚本,提高了整个验证系统的可移植性和可重用性。 论文最终完成了PCI北桥的RTL级的功能描述,并使用仿真软件完成对设计的仿真验证。设计通过验证并成功实现在基于ARM的集成处理器,达到预定的功能设计要求,并具有良好的性能,最后对后续开发进行了探讨。

    标签: ARM PCI 北桥

    上传时间: 2013-05-22

    上传用户:uuuuuuu

  • MDIO接口逻辑设计及其FPGA验证

    随着集成电路技术的飞速发展,芯片的规模越来越大,集成度越来越高,工作频率越来越快,但是芯片的设计能力却面临巨大的挑战。而IP核的重用则是解决当今芯片设计所面临问题的最有效的解决方法。 MDIO接口模块为以太网接口芯片中MAC层对PHY器件的控制管理接口。随着以太网技术的快速发展以及MAC应用越来越广泛,MDIO接口模块的应用也越来越多,因此将MDIO接口模块设计成可重用的IP核对于以各种太网接口集成芯片的设计具有很重要的作用。 本文详细描述了MDIO接口模块IP核的设计,介绍了该IP核的系统结构以及各个子模块的详细设计方法,对此IP核进行了仿真验证,最后进行了FPGA测试,功能和性能达到了要求,最终通过了IP审核流程并且已成功应用于企业的以太网接口芯片中。

    标签: MDIO FPGA 接口 逻辑设计

    上传时间: 2013-07-20

    上传用户:nanfeicui

  • 基于FPGA的8位增强型CPU设计与验证

    随着信息技术的发展,系统级芯片SoC(System on a Chip)成为集成电路发展的主流。SoC技术以其成本低、功耗小、集成度高的优势正广泛地应用于嵌入式系统中。通过对8位增强型CPU内核的研究及其在FPGA(Field Programmable Gate Arrav)上的实现,对SoC设计作了初步研究。 在对Intel MCS-8051的汇编指令集进行了深入地分析的基础上,按照至顶向下的模块化的高层次设计流程,对8位CPU进行了顶层功能和结构的定义与划分,并逐步细化了各个层次的模块设计,建立了具有CPU及定时器,中断,串行等外部接口的模型。 利用5种寻址方式完成了8位CPU的数据通路的设计规划。利用有限状态机及微程序的思想完成了控制通路的各个层次模块的设计规划。利用组合电路与时序电路相结合的思想完成了定时器,中断以及串行接口的规划。采用边沿触发使得一个机器周期对应一个时钟周期,执行效率提高。使用硬件描述语言实现了各个模块的设计。借助EDA工具ISE集成开发环境完成了各个模块的编程、调试和面向FPGA的布局布线;在Synplify pro综合工具中完成了综合;使用Modelsim SE仿真工具对其进行了完整的功能仿真和时序仿真。 设计了一个通用的扩展接口控制器对原有的8位处理器进行扩展,加入高速DI,DO以及SPI接口,增强了8位处理器的功能,可以用于现有单片机进行升级和扩展。 本设计的CPU全面兼容MCS-51汇编指令集全部的111条指令,在时钟频率和指令的执行效率指标上均优于传统的MCS-51内核。本设计以硬件描述语言代码形式存在可与任何综合库、工艺库以及FPGA结合开发出用户需要的固核和硬核,可读性好,易于扩展使用,易于升级,比较有实用价值。本设计通过FPGA验证。

    标签: FPGA CPU 8位 增强型

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:jlyaccounts

  • GPS系统设计及其FPGA验证

    近年来,GPS技术迅速发展,并随着3G时代的到来,其应用领域日益广阔,需求量与日俱增。与此同时,随着电路系统设计越来越复杂,上市时间日益缩短,集成电路设计方法面临重大变革。因此采用新型方法学来设计GPS接收系统是必要的。 本文基于GPS原理,采用可复用的IP技术和软硬协同设计技术,设计了一种高性能的GPS SOC接收系统。论文首先分析了GPS信号解调的原理,提出了一种高性能的捕获和跟踪系统结构,详细说明了其工作流程和设计原理。其次,基于高性能总线的选取提出了整个基带系统地结构,并阐明了总线上的各个模块设计方法。采用了直接复用的测试手段和FPGA的测试平台,缩短开发周期,而且保证了对整个系统测试的覆盖率。本文所设计的系统最大特色在于易于集成到其它系统中,并且仅占用10个芯片端口,实现了IP化的设计目的。 最后本文介绍了测试过程中所采用的基于FPGA平台的仿真验证方案和测试方法,并给出了最终的测试结果,达到了对卫星信号搜索定位的目的。

    标签: FPGA GPS 系统设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:starlet007

  • 设计与验证verilog hdl

    人民邮电出版社一书的配套光盘,包含书上所有原代码,特别是状态机部分,值得学习

    标签: verilog hdl

    上传时间: 2013-05-30

    上传用户:凤临西北