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超大规模集成电路

超大规模集成电路(VeryLargeScaleIntegrationCircuit,VLSI)是一种将大量晶体管组合到单一芯片的集成电路,其集成度大于大规模集成电路。集成的晶体管数在不同的标准中有所不同。从1970年代开始,随着复杂的半导体以及通信技术的发展,集成电路的研究、发展也逐步展开。计算机里的控制核心微处理器就是超大规模集成电路的最典型实例,超大规模集成电路设计(VLSIdesign),尤其是数字集成电路,通常采用电子设计自动化的方式进行,已经成为计算机工程的重要分支之一。
  • 基于ARM和Linux的汽车试验记录仪的研究与开发

    随着汽车电子和现代化交通的飞速发展,人们对汽车的行驶性能和安全性能提出了更高的要求。在汽车测试试验中使用记录仪,可以实现实时测量,控制汽车的车速,对超速进行报警,满足汽车试验中对汽车运行情况的了解,特别是根据汽车试验要求而制定的试车计划得到的准确实施,从而进一步提高汽车制造商的市场竞争力。 随着微电子技术的发展,超大规模集成电路技术的成熟,嵌入式计算机系统的功能越来越强大,在某些场合完全可以取代传统的工控机,并且其独特的优势在于它的体积小、功耗低、性价比高,便于携带,使得它非常适合应用到汽车试验记录仪中。 本论文在嵌入式系统平台的构建中做了探索性研究,以汽车试验记录仪的发展和功能要求为目标,以嵌入式计算机系统的硬件设计入手,深入研究了嵌入式计算机硬件系统设计和电磁兼容性问题和能够长时间可靠运行的嵌入式计算机主板。主要模块包括电源、复位、JATG模块,数据存储模块、数据通信模块、数据采集模块、人机交互模块。 在软件部分,实现了嵌入式计算机系统的引导程序(u-boot-1.1.4)的移植,嵌入式Limux2.6.14内核的移植,根文件系统的制作,新增硬件驱动程序编写以及嵌入式图形界面GUI系列MiniGUI的移植,完成了嵌入式计算机系统从硬件到软件系统平台的构建。 目前,国内市场上缺乏专门应用与汽车试验中的记录仪,本文设计中的汽车记录仪正是基于此目的而设计和研制的,该新型的汽车试验记录仪使用方便,性价比高,适用于国内中小型汽车制造厂商。

    标签: Linux ARM 汽车 记录仪

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:aeiouetla

  • FPGA图像处理板设计

    VLSI(超大规模集成电路)的快速发展,使得FPGA技术得到了迅猛发展,FPGA的快速发展又为实时图像处理在算法、系统结构上带来了新的方法和思路,全景图像处理是实时图像处理中一个崭新的领域,其在视频监视领域内有广泛的应用前景。 本文首先介绍了全景图像处理的发展状况,课题的主要背景、国内外发展现状、课题的研究意义、课题的来源和本文的主要研究工作及论文组织结构。然后在第二章中介绍了FPGA的发展,FPGA/CPLD的特点,并介绍了Cyclone Ⅱ系列FPGA的硬件结构,硬件描述语言,开发工具Quartus Ⅱ以及FPGA开发的一般原则。 文章的重点放在了电路板的设计部分,也就是本文的第三章。在介绍电路设计部分之前首先介绍一些高速数字电路设计中的一些概念、高速数字电路设计中常见问题,并对常见问题给出了一般解决方法。 在FPGA电路板设计部分中,对FPGA电路的设计过程作了详细的说明,其中着重介绍了采用了FBGA封装的EP2C35芯片的电路设计要点,多层电路板设计要点,FPGA供电管脚的处理注意事项,FPGA芯片中PLL模块的设计以及FPGA的配置方法,并给出了作者的设计思路。FPGA供电电源也是电路板设计的要点所在,文章中也着重对其进行了介绍,提及了FPGA电源设计指标要求及电压功耗估计,并根据现有的FPGA电源解决方案提出了设计思路和方法。同时文章中对FPGA芯片外围器件电路包括图像采集显示芯片电路、图像存储电路、USB2.0接口电路的设计做了相应的介绍。最终目的就是为基于FPGA的全景图象处理搭建一个稳定运行的平台。 在第四章中介绍了IC总线控制器的状态机图及信号说明和相应的仿真图。 文章最后给出了FPGA硬件电路的调试结果,验证了设计目的,为进一步的工作打下了良好的基础。

    标签: FPGA 图像 理板设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:15736969615

  • 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

  • 基于FPGA的图像增强技术研究

    图像增强技术是数字图像处理领域中的一项重要内容,随着数字图像处理应用领域的不断扩大,快速、实时图像处理技术成为研究的热点。超大规模集成电路技术的飞速发展为数字图像实时处理技术提供了硬件基础,尤其是FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)凭借其高速并行、可重配置的架构和基于查找表的独特结构等优点使得在数字信号处理领域的应用持续上升。国内外,越来越多的实时图像处理应用逐渐转向FPGA平台。 本文基于FPGA的图像增强技术研究主要是针对空间域方法,这种方法是指在空间域内直接对像素灰度值进行运算处理,算法简单并且存在并行性,非常适合于用硬件实现。FPGA可以灵活地实现并行、实时处理图像数据,正是利用这一特点,本文提出了一种基于FPGA的图像增强处理系统设计。该系统采用SOPC技术,完成图像增强处理。文中给出了系统设计思路,并分析了该系统的结构及功能实现,说明了系统实现过程。其硬件平台的核心部分是Altera公司Stratix系列的.FPGA EPlS40芯片,采用自顶向下的设计方法构造图像增强处理功能模块,利用硬件描述语言vHDL对图像增强模块进行电路描述,并进行设计优化、仿真,在生成系统配置文件后加载到FPGA上进行板级调试。完成了基于FPGA的图像增强算法模块的设计,重点设计实现了点运算增强处理模块、中值滤波器模块,并对中值滤波器进行了改进设计实现,采用FPGA完成了对图像增强算法的硬件加速。

    标签: FPGA 图像增强 技术研究

    上传时间: 2013-06-16

    上传用户:songrui

  • 无线通信系统的FPGA设计和研究

    在数字化、信息化的时代,数字集成电路应用得非常广泛。随着微电子技术和工艺的发展,数字集成电路从电子管、晶体管、中小规模集成电路、超大规模集成电路(VLSIC)逐步发展到今天的专用集成电路(ASIC)。但是ASIC因其设计周期长,改版投资大,灵活性差等缺陷制约着它的应用范围。可编程逻辑器件的出现弥补了ASIC的缺陷,使得设计的系统变得更加灵活,设计的电路体积更加小型化,重量更加轻型化,设计的成本更低,系统的功耗也更小了。FPGA是英文Field Programmable Gate Array的缩写,即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、EPID等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。 本论文撰写的是用FPGA来实现无人小飞机系统中基带信号的处理过程。整个信号处理过程全部采用VHDL硬件描述语言来设计,并用Modelsim仿真系统功能进行调试,最后使用了Xilinx 公司可编程的FPGA芯片XC2S100完成,满足系统设计的要求。 本文首先研究和讨论了无线通信系统中基带信号处理的总体结构,接着详细阐述了各个模块的设计原理和方法,以及FPGA结果分析,最后就关键技术和难点作了详细的分析和研究。本文的最大特色是整个系统全部采用FPGA的方法来设计实现,修改灵活,体积小,功耗小。本系统的设计包括了数字锁相环、纠错编解码、码组交织、扰码加入、巴克码插入、帧同步识别、DPSK调制解调及选择了整体的时序,所有的组成部分都经过了反复地修改和调试,取得了良好的数据处理效果,其关键之处与难点都得到了妥善地解决。本文分别在发射部分(编码加调制)和接收部分(解调加解码)相独立和相联系的情况下,获得了仿真与实测结果。

    标签: FPGA 无线通信系统

    上传时间: 2013-07-05

    上传用户:acon

  • 基于FPGA的智能卡加密模块

    随着计算机和信息技术的飞速发展,信息的安全性越来越受到人们的重视。敏感信息的电子化在使用户得到便利的同时,数据、资源免泄漏也成为了人们必须注意的一个大隐患。在这个信息全球化的时代,病毒、黑客、电子窃听欺骗、网络攻击都是人们所必须面对的重大问题。出于这种需要,加密自然吸引了人们的注意力,而传统的软件加密技术已经越来越不能满足信息安全对运算速度和系统安全性的需求,硬件设施的开发显示出其重要性,硬件加密模块的地位也越来越重要。但其安全性仍存在着一定的问题,对安全性研究仍是不可放松的一个重要问题。 本文介绍了目前几种流行加密算法及标准,并对典型的公钥密码标准RSA进一步说明。RSA算法可以进行数字签名、数据加/解密,将其应用于数据安全领域具有很大的意义。针对于目前硬件加解密相对于软件加解密的种种优势,论文重点研究RSA算法的基于硬件FPGA的设计实现方案。FPGA是近几年的超大规模集成电路设计的焦点,其速度及成本等都占有一定的优势。对RSA算法的FPGA设计,论文主要研究两方面的内容:密钥生成部分中的素数检测问题和加/解密算法中关键瓶颈--大数模乘及模幂运算。并进行了软硬件的仿真、验证与测试。论文对RSA设计模块的可应用领域之一--智能卡及其安全性做了简单的介绍,并对论文所研究实现的模块在其中的应用进行了说明,从而体现了其实际应用价值。

    标签: FPGA 智能卡 加密模块

    上传时间: 2013-07-06

    上传用户:juyuantwo

  • 可布性驱动的层次式FPGA布局算法研究

    在超深亚微米技术工艺下,布局成为超大规模集成电路物理设计中至关重要的一步。由于现场可编程门阵列(Field Programable Gate Array,FPGA)布线资源的预先确定性,使得FPGA的布局更为重要。本文以建立高性能、低拥挤的布局为目标,从FPGA芯片结构和布局算法两方面进行了深入研究。论文提出了一种通用的层次式FPGA(HFPGA)结构模型及布局模型,并且给出了该模型的数学计算公式;提出将元件之间的层次距离转化为线长的方法,实现了基于线网模型的高精度布局算法:提出利用矩形的对角线元件之间层次来代替线长,从而达到优化线长的同时提高布通率的快速布局算法。实验结果表明,两种算法均在北卡罗来纳微电子中心(MCNC)学术芯片测试案例上取得了较理想的布局实验效果,为下一步的布线工作建立了良好的基础接口,并且完成了初始布线的工作。本FPGA结构模型的提出和布局算法的实现也都为工业界提供了借鉴价值。

    标签: FPGA 驱动 布局 算法研究

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:nbdedu

  • Verilog HDL高级数字设计

    ·作者:[美]Michael D.Ciletti出版社:电子工业出版社 内容简介:本书通过大量完整的实例讲解了使用VerilogHDL进行超大规模集成电路设计的结构化建模方法、关键步骤和设计验证方法等实用内容。全书共分11章,涵盖了建模、结构平衡、功能验证、故障模拟和逻辑合成等关键问题,还有合成后设计确认、定时分析及可测性设计等内容。

    标签: Verilog nbsp HDL 数字设计

    上传时间: 2013-06-19

    上传用户:PresidentHuang

  • dxp2004教程-附安装方法

    附件有二个文当,都是dxp2004教程 ,第一部份DXP2004的相关快捷键,以及中英文对照的意思。第二部份细致的讲解的如何使用DXP2004。 dxp2004教程第一部份: 目录 1 快捷键 2 常用元件及封装 7 创建自己的集成库 12 板层介绍 14 过孔 15 生成BOM清单 16 顶层原理图: 16 生成PCB 17 包地 18 电路板设计规则 18 PCB设计注意事项 20 画板心得 22 DRC 规则英文对照 22 一、Error Reporting 中英文对照 22 A : Violations Associated with Buses 有关总线电气错误的各类型(共 12 项) 22 B :Violations Associated Components 有关元件符号电气错误(共 20 项) 22 C : violations associated with document 相关的文档电气错误(共 10 项) 23 D : violations associated with nets 有关网络电气错误(共 19 项) 23 E : Violations associated with others 有关原理图的各种类型的错误 (3 项 ) 24 二、 Comparator 规则比较 24 A : Differences associated with components 原理图和 PCB 上有关的不同 ( 共 16 项 ) 24 B : Differences associated with nets 原理图和 PCB 上有关网络不同(共 6 项) 25 C : Differences associated with parameters 原理图和 PCB 上有关的参数不同(共 3 项) 25 Violations  Associated withBuses栏 —总线电气错误类型 25 Violations Associated with Components栏 ——元件电气错误类型 26 Violations Associated  with documents栏 —文档电气连接错误类型 27 Violations Associated with Nets栏 ——网络电气连接错误类型 27 Violations Associated with Parameters栏 ——参数错误类型 28 dxp2004教程第二部份 路设计自动化( Electronic Design Automation ) EDA 指的就是将电路设计中各种工作交由计算机来协助完成。如电路图( Schematic )的绘制,印刷电路板( PCB )文件的制作执行电路仿真( Simulation )等设计工作。随着电子工业的发展,大规模、超大规模集成电路的使用是电路板走线愈加精密和复杂。电子线路 CAD 软件产生了, Protel 是突出的代表,它操作简单、易学易用、功能强大。 1.1 Protel 的产生及发展 1985 年 诞生 dos 版 Protel 1991 年 Protel for Widows 1998 年 Protel98 这个 32 位产品是第一个包含 5 个核心模块的 EDA 工具 1999 年 Protel99 既有原理图的逻辑功能验证的混合信号仿真,又有了 PCB 信号完整性 分析的板级仿真,构成从电路设计到真实板分析的完整体系。 2000 年 Protel99se 性能进一步提高,可以对设计过程有更大控制力。 2002 年 Protel DXP 集成了更多工具,使用方便,功能更强大。 1.2 Protel DXP 主要特点 1 、通过设计档包的方式,将原理图编辑、电路仿真、 PCB 设计及打印这些功能有机地结合在一起,提供了一个集成开发环境。 2 、提供了混合电路仿真功能,为设计实验原理图电路中某些功能模块的正确与否提供了方便。 3 、提供了丰富的原理图组件库和 PCB 封装库,并且为设计新的器件提供了封装向导程序,简化了封装设计过程。 4 、提供了层次原理图设计方法,支持“自上向下”的设计思想,使大型电路设计的工作组开发方式成为可能。 5 、提供了强大的查错功能。原理图中的 ERC (电气法则检查)工具和 PCB 的 DRC (设计规则检查)工具能帮助设计者更快地查出和改正错误。 6 、全面兼容 Protel 系列以前版本的设计文件,并提供了 OrCAD 格式文件的转换功能。 7 、提供了全新的 FPGA 设计的功能,这好似以前的版本所没有提供的功能。

    标签: 2004 dxp 教程 安装方法

    上传时间: 2013-10-22

    上传用户:qingzhuhu

  • MCS51-单片机组成与原理

    内容提要: MCS51单片机是超大规模集成电路技术发展的结果,是微型计算机发展中的一个重要开支。            MCS51-单片机组成与原理            MCS51指令系统            8098单片机的结构原理,应用与实践。 第一章 单片微型计算机概述 第二章 MCS-51单片机组成和原理 第三章 MCS-51指令系统  第四章 MCS-51终端系统与定时器/计数器 第五章 8098单片机的结构原理 第六章 8098指令系统 第七章 8098中断 定时器与I/0寄存器 第八章 8098高速输入输出单元HSIO 第九章 8098 A/D和PWM原理及应用 第十章 单片机串行通信 第十一章 单片机扩展储存器的设计 第十二章 单片机I/0及定时器扩展 第十三章 单片机与D/A及A/D转换器接口 第十四章 单片机的显示器和键盘接口

    标签: MCS 51 单片机

    上传时间: 2013-11-25

    上传用户:wuchunwu