在现代电子系统中,数字化已经成为发展的必然趋势,接收机数字化是电子系统数字化中的一项重要内容,对数字化接收机的研究具有重要的意义。随着数字化理论和微电子技术的迅速发展,高速的中频数字化接收机的实现已经成为可能。本文研究了一种基于FPGA的软件无线电数字接收平台的设计,并着重研究了其中数字中频处理单元的设计和实现。FPGA器件具有设计灵活、开发周期短和开发成本低等优点,所以广泛应用于各种通信系统中。相比于传统的DSP串行结构,FPGA能够进行流水线性设计,对数据进行并行处理,所以FPGA在进行数据量大,要求实时处理的系统设计时有很大的优势。 本文首先首先分析了软件无线电当前的发展趋势及技术现状,针对存在的处理速度跟不上的DSP瓶颈问题,提出了中频软件无线电的FPGA实现方案。本文以FPGA实现为重点,在深入分析软件无线电相关理论的基础上,着重研究和完成了中频软件无线电数字接收平台两大模块的FPGA实现:数字下变频相关模块和数字调制解调模块。其中,在深入研究数字下变频实现结构的基础上,首先对数字下变频模块的数控振荡器(NCO)采用了直接频率合成技术(DDS)实现,其频率分辨率高,灵活,易于实现;高效抽取滤波器组由积分梳状滤波器(CIC),半带滤波器(HB),FIR滤波器组成。对积分梳状滤波器(CIC)本文采用了Hogenaur“剪除”理论对内部寄存器的位宽进行改进,极大地节约了资源,提高了运行速率。对FIR滤波器和半带滤波器采用了(DA)分布式算法,它的运行速度只与数据的宽度有关,只有加减法运算和二进制除法,既缩减了系统资源又大大节省了运算时间,实现了高效的实时处理。对数字调制解调模块,重点研究和完成了2ASK和2FSK的调制解调的FPGA实现,模块有很好的通用性,能方便地移植到其它的系统中。在文章的最后还对整个系统进行了Matlab仿真,验证了系统设计思想的正确性。在系统各个关键模块的设计过程中,都是先依据一定的设计指标进行verilog编程,然后再在Quartus软件中编译,时序仿真测试,并与Matlab仿真结果进行对比,验证设计的正确性。
上传时间: 2013-05-18
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自20世纪90年代以来,随着计算机技术、超大规模集成电路技术和通信及网络技术的发展,微机保护和测控装置的性能得到大幅提升,以此为基础的变电站自动化系统在我国的电力系统中得到长足的发展和广泛的应用。 @@ 为增加产品的市场竞争力,电力系统二次设备生产厂商紧跟市场需求,将各种具有高性价比的新型处理器芯片和外围芯片大量应用到变电站自动化系统的保护、测控装置上,如32位CPU、数字信号处理芯片DSP、高速高精度A/D转换芯片、大容量Flash存储芯片、可编程逻辑器件CPLD、FPGA等。这些功能强大的器件的应用使保护测控装置在外形上趋于小型化集成化,而在功能上则较以前有显著提升。同时,各种成熟的商用嵌入式实时操作系统的采用使处理器的性能得到充分发挥,装置通信、数据存储及处理能力更强,性能大幅提高,程序移植升级更加方便快捷。 @@ 本论文以现阶段国内外变电站自动化系统测控技术为参考,根据变电站自动化系统的发展趋势和要求,研究一种基于ARM和FPGA技术并采用嵌入式实时操作系统的高性能测控装置,并给出硬软件设计。 @@ 装置硬件采用模块化设计,按照测控装置基本功能设计插件板。分为主CPU插件、交流采样插件、遥信采集插件、遥控出口插件、直流采样及输出插件。除主CPU插件,其他插件的数量可以根据需要任意增减,满足不同用户的需求。 @@ 装置主CPU采用目前先进的基于ARM技术的微处理器AT91RM9200,通过数据、地址总线和其他插件板连接,构成装置的整个系统。交流采样插件采用FPGA技术,利用ALTERA公司的FPGA芯片EP1K10实现交流采样的控制,降低了CPU的负担。 @@ 软件采用Vxworks嵌入式实时操作系统,增加了系统的性能。以任务来管理不同的软件功能模块,利于装置软件的并行开发和维护。 @@关键词:测控装置;嵌入式实时操作系统;ARM;现场可编程门阵列
上传时间: 2013-04-24
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随着计算机和自动化测量技术的日益发展,测量仪器和计算机的关系日益密切。计算机的很多成果很快就应用到测量和仪器领域,与计算机相结合已经成为测量仪器和自动测试系统发展的必然趋势。高度集成的现场可编程门阵列(FPGA)是超大规模集成电路和计算机辅助设计技术发展的结果,由于FPGA器件具备集成度高、体积小、可以利用基于计算机的开发平台,用编写软件的方法来实现专门硬件的功能等优点,大大推动了数字系统设计的单片化、自动化,缩短了单片数字系统的设计周期、提高了设计的灵活性和可靠性。 本文研究基于网络的高速数据采集系统的设计与实现问题。论文完成了以FPGA结构为系统硬件平台,uClinux为核心的系统的软件平台设计,进行信号的采集和远程网络监测的功能。 论文从软硬件两方面入手,阐述了基于FPGA器件进行数据采集的硬件系统设计方法,以及基于uClinux操作系统的设备驱动程序设计和应用程序设计。 硬件方面,FPGA采用Xilinx公司Spartan系列的XC3S500芯片,用verilog HDL硬件描述语言在Xilinx公司提供的ISE辅助设计软件中实现FPGA编程。将微处理器MicroBlaze、数据存储器、程序存储器、以太网控制器、数模转换控制器等数字逻辑电路通过CoreConnect技术用OPB总线集成在同一个FPGA内部,形成一个可编程的片上系统(SOPC)。采用基于FPGA的SOPC设计的突出优点是不必更换芯片就可以实现设计的改进和升级,同时也可以降低成本和提高可靠性。 软件方面,为了更好更有效地管理和拓展系统功能,移植了uClinux到MicroBlaze软处理器上,设计实现了平台上的ADC设备驱动程序和数据采集应用程序。并通过修订内核,实现了利用以太网TCP/IP协议来访问数据采集程序获得的数据。
上传时间: 2013-05-23
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51单片机综合学习系统 ISP并口烧写软件
上传时间: 2013-07-25
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51单片机综合学习系统 STC芯片烧写软件
上传时间: 2013-04-24
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51单片机综合学习系统 SST芯片烧写软件
上传时间: 2013-07-21
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周立功I2c软件包,详细的I2C程序.挺好的程序
上传时间: 2013-04-24
上传用户:DanXu
随着我国国防现代化建设进程的不断深化,MIL-STD-1553B标准总线已经广泛应用于各种军事应用领域。MIL-STD-1553B标准总线是我国上世纪八十年代引进的一种现代化通讯总线,国内称为GJB289A-97。该总线技术以其高稳定性和使用灵活等特点成为现代航空电子综合系统所广泛采用的通讯总线技术。 1553B总线接口模块作为总线通讯的基本单元,其性能成为影响航电综合系统整体性能的一个关键因素。目前国内关于1553B总线通讯模块的对外接口类型较多,而基于嵌入式处理芯片的接口设计并不多见。嵌入式设备具有体积小、重量轻、实时性强、功耗小、稳定性好以及接口方便等优点。 基于以上考虑,论文中提出了以DSP+FPGA为平台实现MIL-STD-1553B总线的收发控制,通过收发控制器和变压器实现MIL-STD-1553B总线的电气连接。根据项目需求,设计分为硬件和软件两部分完成。在对MIL-STD-1553B总线协议进行详细研究后提出了总体设计方案原理图。再根据方案需求设计各功能模块。使用硬件描述语言VHDL对各功能模块进行逻辑和行为描述,最终实现在FPGA中,使其能够完成1553B数据码的接受、发送、转换和与处理器的信息交换等功能。DSP部分采用的是TI公司的TMS320F2812,使用C语言进行软件的编译,使其实现总体控制和通讯的调度等功能。 该方案经过实际参与1553B总线通讯系统验证实验,证明各项技术指标均达到预定的目标,可以投入实际应用。
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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本文提出了一种基于FPGA的硬件防火墙的实现方案,采用了FPGA来实现千兆线速的防火墙。传统的基于X86等通用CPU的防火墙无法支撑快速增长的网络速度,无法实现线速过滤和转发。本文在采用FPGA可编程器件+通用CPU模式下,快速处理网络数据。网络数据在建立连接跟踪后,直接由FPGA实现的快速处理板直接转发,实现了网络数据的线速处理,通用CPU在操作系统支持下,完成网络数据的连接跟踪的创建、维护,对网络规则表的维护等工作。FPGA硬件板和CPU各司所长,实现快速转发的目的。 本文设计了基于FPGA的硬件板的硬件规格,提出了硬件连接跟踪表的存储模式,以及规则表的存储模式和定义等; 防火墙系统软件采用NetBSD操作系统,完成了硬件板的NetBSD的驱动;在软件系统完成了新建连接的建立、下发、老化等工作;在连接跟踪上完成了规则的建立、删除、修改等工作。 本文完成了防火墙的实现。实现了基于连接跟踪的包过滤、地址转换(NAT),设计了连接跟踪的关键数据结构,包过滤的关键数据结构等,重用了NetBSD操作系统的路由。本文针对地址转换应用程序的穿透问题,新增了部分实现。 在DoS攻击是一种比较常见的攻击网络手段,本文采用了软硬件结合的方法,不仅在软件部分做了完善,也在硬件部分采取了相应的措施,测试数据表明,对常见的Syn洪水攻击效果明显。 在实践过程中,我们发现了NetBSD操作系统内核的软件缺陷,做了修正,使之更完善。 经过测试分析,本方案不仅明显的优于X86方案,和基于NP方案、基于ASIC方案比较,具有灵活、可配置、易升级的优点。
上传时间: 2013-06-21
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