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软核处理器

软核处理器,嵌入式处理器一种。嵌入式处理器是嵌入式系统的核心,有硬核和软核之分。
  • 基于FPGA的GPS接收机基带处理器的研究与设计.rar

    互联网、移动通信、星基导航是21世纪信息社会的三大支柱产业,而GPS系统的技术水平和发展历程代表着全世界卫星导航系统的发展状况。目前,我国已经成为GPS的使用大国,卫星导航产业链也已基本形成。然而,我们对GPS核心技术(即如何捕获卫星信号并保持对信号的跟踪)的研究还不够深入,我国GPS产品的核心部分多数还是靠进口。因此,对GPS核心技术的研究是非常紧迫的。 本文首先介绍了GPS的定位原理,之后阐述了GPS接收机的基本原理一直接扩频通信和GPS信号的结构与特性。从这些方面出发研究接收机基带处理器的捕获与跟踪设计方案。 设计过程中,先详细分析了滑动相关的捕获算法和基于FFT的快速捕获算法,并利用matlab进行了验证。由于前者灵活性好且可捕获到高精度的码相位和载波频率,适合于本文的硬件接收机,所以本文确定了滑动相关的捕获方案。 接着分析了跟踪环路的特点,跟踪模块采用码跟踪环和载波跟踪环耦合的方法实现。由于GPS系统通常工作在非常低的信噪比环境中,而非相干环在低信噪比下环路跟踪性能较好,所以码跟踪环采用非相干(DDLL)环实现。这种跟踪环路采用的鉴相器是能量鉴相器,对数据的调制和载波相位都不敏感,鉴相器不会产生不确定量。由于输入信号存在180°相位翻转,而COSTAS锁相环允许数据调制,对I支路和Q支路信号的180°相位翻转不敏感,所以载波跟踪环采用COSTAS锁相环实现。上述算法在matlab环境下得到了验证。 基带处理器电路的主要模块在Quartus II8.0开发平台上利用VHDL硬件描述语言实现。然后利用EDA仿真工具ModelSim-Altera6.1g进行了逻辑仿真。本设计满足系统功能和性能的要求,可以直接用于实时GPS接收机系统的设计中,为自主设计GPS接收机奠定了基础。 最后,由于在弱电磁环境下,捕获失锁后32PPS信号会丢失。所以设计了一个能授时和守时的算法去得到与GPS时同步的精确授时秒信号。并且实现了这个算法。

    标签: FPGA GPS 接收机

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:zuozuo1215

  • 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

  • 基于以太网的数据采集系统在FPGA上实现.rar

    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。

    标签: FPGA 以太网 数据采集系统

    上传时间: 2013-05-23

    上传用户:晴天666

  • 地面数字电视广播系统中SRRC滤波器及FFT处理器的设计与FPGA实现.rar

    随着人们对数字电视和数字视频信息的需求越来越大,数字电视广播在中国迅速的发展起来。近几年,数字电视传输系统技术逐渐成熟,数字电视地面广播(DTTB)传输标准也于2006年8月30号正式出台。此标准技术是由我国多家单位联合研究的,具有自主知识产权的数字地面电视传输标准。DTTB系统标准的研究与仿真,具有巨大的实用价值和广阔的市场前景。 @@ 本文首先研究了地面数字电视广播标准中平方根升余弦(SRRC)滤波器(滚降系数为0.05)的结构设计,介绍了一种适合在FPGA中实现的高阶高速FIR滤波器的并行流水线结构。在本设计中,以CSD数优化滤波器系数,并运用简化加法器图(Reduced Adder Graph,RAG)算法进行改进,最后采用并行处理的转置型流水线结构实现。 @@ 接着研究数字电视地面传输标准采用的传输技术-OFDM的基本概念和技术特点,并研究了清华大学提出的DMB-T方案中TDS-OFDM信号帧的组成结构以及相关原理。 @@ 最后,本文针对OFDM调制所需要的3780点FFT处理器进行研究。为了保证OFDM信号的采样率和时域导频的采样率相同,以达到较好的同步性能,采用了3780个正交子载波的设计方案。在实现过程中,分析比较了多种算法的计算复杂性,设计出在硬件实现复杂度上进行优化的3780点FFT处理器的数据流流水线算法。之后,通过定点仿真比较各模块输出的动态范围和概率分布,设计出定点字长的优化方案,并分析计算了这一处理器的输出信噪比与内部各模块字长的关系,进一步降低了硬件实现复杂性。 @@关键字:数字电视地面广播传输(DTTB);平方根升余弦滤波器(SRRC);正交频分复用调制(OFDM);快速傅立叶变换(FFT); 3780

    标签: SRRC FPGA FFT

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:mdrd3080

  • 基于FPGA的视频图像处理器.rar

    随着数字图像处理技术的发展,图像处理系统在日常生活、工业、军事和医疗方面等许多领域得到了广泛的应用。 本论文围绕视频图像处理器的设计以及图像增强算法的研究,开展了以下方面的研究: 1.对基于拉普拉斯算子的灰度图像增强算法、基于饱和度分量反馈的自适应亮度增强算法及其改进算法进行了仿真,并分别对增强前后的灰度图像和彩色图像进行了比较。 2.提出了一个视频图像处理器的硬件实现方案。该方案以FPGA为核心,具有较强的图像实时处理能力,具有1路视频输入端口和1路视频输出端口,以及PCI接口和2个UART串行接口。 3.完成了视频图像处理器的原理图设计、印制板图设计。在印制板图设计中,应用信号完整新分析的理论,对高速电路的布局和布线进行了优化设计,保证了硬件电路的性能。

    标签: FPGA 视频图像 处理器

    上传时间: 2013-06-13

    上传用户:lanjisu111

  • 基于FFT的GPS信号并行捕获的研究及其FPGA实现.rar

    本课题深入分析了GPS软件接收机基于FFT并行捕获算法并详细阐述了其FPGA的实现。相比于其它的捕获方案,该方案更好地满足了信号处理实时性的要求。 论文的主体部分首先简单分析了扩频通信系统的基本原理,介绍了GPS系统的组成,详细阐述了GPS信号的特点,并根据GPS信号的组成特点介绍了接收机的体系结构。其次,通过对GPS接收机信号捕获方案的深入研究,确定了捕获速度快且实现复杂度不是很高的基于FFT的并行捕获方案,并对该方案提出了几点改进的措施,根据前面的分析,提出了系统的实现方案,利用MATLAB对该系统进行仿真,仿真的结果充分的验证了方案的可行性。接着,对于捕获环节中的核心部分—FFT处理器,设计中没有采用ALTERA提供的IP核,独立设计实现了基于FPGA的FFT处理器,并通过对一组数据在MATLAB中运算得到结果和FPGA输出结果相对比,可以验证该FFT处理器的正确性。再次重点分析了GPS接收机并行捕获部分的FPGA具体实现,通过捕获的FPGA时序仿真波形,证明了该系统已经能成功地捕获到GPS信号。最后,对全文整个研究工作进行总结,并指出以后继续研究的方向。 本课题虽然是对于GPS接收机的研究,但其原理与GALILEO、北斗等导航系统的接收机相近,因此该课题的研究对我国卫星导航事业的发展起到了积极的推动作用。

    标签: FPGA FFT GPS

    上传时间: 2013-08-06

    上传用户:青春123

  • 基于FPGA的快速傅立叶变换.rar

    随着数字电子技术的发展,数字信号处理广泛应用于声纳、雷达、通讯语音处理和图像处理等领域。快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)在数字信号处理系统中起着很重要的作用,FFT 有效地提高了离散傅立叶变换(Discret Fourier Transform,DFT)的运算效率。 处理器一般要求具有高速度、高精度、大容量和实时处理的性能,而现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)是近年来迅速发展起来的新型可编程器件,在处理大规模数据方面,有极大的优势。论文采用了在FPGA中实现FFT算法的方案。 数字信号处理板的硬件电路设计是本论文的重要部分之一。在介绍了FFT以及波束形成的基本原理和基本方法的基础上,根据实时处理的要求,给出了数字信号处理板的硬件设计方案并对硬件电路的实现进行了分析和说明。 依据数字系统的设计方法,分别采用基二按时间抽取FFT算法、基四按时间抽取FFT算法以及FFT兆核函数三种方法利用硬件描述语言(VHSICHardware Description Language,VHDL)实现了1024点的FFT,接着对三种方法进行了评估,得出了FPGA完全能满足处理器的实时处理的要求的结论。然后根据通用串行总线(Universial Serial Bus,USB)协议,利用VHDL语言编写了USB接口芯片ISP1581的固件程序,实现了设备的枚举过程。

    标签: FPGA 傅立叶变换

    上传时间: 2013-06-27

    上传用户:a937518043

  • 基于FPGA的GPS信号捕获与跟踪系统设计研究.rar

    互联网、移动通信、星基导航是21世纪信息社会的三大支柱产业,而GPS系统的技术水平和发展历程代表着全世界卫星导航系统的发展状况。目前,我国已经成为GPS的使用大国,卫星导航产业链也已基本形成。然而,我们对GPS核心技术的研究还不够深入,我国GPS产品的核心部分多数还是靠进口。 GPS接收机工作时,为了将本地信号和接收到的信号同步,要完成复杂的信号处理过程。其中,如何捕获卫星信号并保持对信号的跟踪是最重要的核心技术。很多研究者提出了多种解决方法,但这些方法多数都只停留在理论阶段,无法应用于GPS接收机系统进行实时处理。 本课题在分析了多种现有算法的基础上,研究设计了基于FPGA的GPS信号捕获与跟踪系统。在研究过程中,首先利用Nemerix公司的GPS芯片组设计制作了GPS接收机模块,它能正常稳定地工作,并可用作GPS基带信号处理的研究平台;该平台可实时地输出GPS数字中频信号;本课题在中频信号的基础上深入研究了GPS信号的捕获与跟踪技术。先详细分析比较了几种GPS信号捕获方法,给出了步进相关的捕获方案;接着分析了跟踪环路的特点,给出了锁频环和锁相环交替工作跟踪载波以及载波辅助伪码的跟踪方案,并最终实现了这些方案。 本课题设计的GPS信号捕获与跟踪处理系统是通过硬件和软件协同工作的方式实现的。硬件电路主要实现数据速率高、逻辑简单的相关器功能;而基于MicroBlaze软处理器的软件主要实现数据速率低、逻辑复杂的功能。本文给出了硬件电路的详细设计、仿真结果以及软件设计的详细流程。 本课题最终在FPGA上实现了GPS信号的捕获与跟踪功能,而且系统的性能良好。由此可以得出结论:本设计能够满足系统功能和性能的要求,可以直接用于实时GPS接收机系统的设计中,为自主设计GPS接收机奠定了基础。 本课题的研究得到了大连市信息产业局集成电路设计专项的资助,项目名称是“定位与通信集成功能的SOC设计”,研究成果将在2008年上半年投入试用。

    标签: FPGA GPS 信号捕获

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:1583060504

  • 基于FPGA的8051单片机IP核设计及应用.rar

    单片微型计算机(单片机)是将微处理器CPU、程序存储器、数据存储器、定时/计数器、输入/输出并行接口等集成在一起。由于单片机具有专门为嵌入式系统设计的体系结构与指令系统,所以它最能满足嵌入式系统的应用要求。Intel公司生产的MCS-51系列单片机是我国目前应用最广的单片机之一。 随着可编程逻辑器件设计技术的发展,每个逻辑器件中门电路的数量越来越多,一个逻辑器件就可以完成本来要由很多分立逻辑器件和存储芯片完成的功能。这样做减少了系统的功耗和成本,提高了性能和可靠性。FPGA就是目前最受欢迎的可编程逻辑器件之一。IP核是将一些在数字电路中常用但比较复杂的功能块,设计成可修改参数的模块,让其他用户可以直接调用这些模块,这样就大大减轻了工程师的负担,避免重复劳动。随着FPGA的规模越来越大,设计越来越复杂,使用IP核是一个发展趋势。 本课题结合FPGA与8051单片机的优点,主要针对以下三个方面研究: (1)FPGA开发平台的硬件实现选用Xilinx公司的XC3S500E-PQ208-4-C作为核心器件,采用Intel公司的EEPROM芯片2816A和SRAM芯片6116作为片内程序存储器,搭建FPGA的硬件开发平台。 (2)用VHDL语言实现8051IP核分析研究8051系列单片机内部各模块结构以及各部分的连接关系,实现了基于FPGA的8051IP核。主要包括如下几个模块:CPU模块、片内数据存储器模块、定时/计数器模块、并行端口模块、串行端口模块、中断处理模块、同步复位模块等。 (3)基于FPGA的8051IP核应用用所设计的8051IP核,实现了对一个4×4键盘的监测扫描、键盘确认、按键识别等应用。

    标签: FPGA 8051 单片机

    上传时间: 2013-06-21

    上传用户:stampede

  • 软PLC程序编辑器中功能块的设计与实现

    本文分析了目前软PLC 编辑器中功能块编程的不足,提出了使用面向对象的概念来设计功能块图的方法。通过研究软PLC 开发系统和编译系统的模型,详细讨论了PLC 梯形图中图元的设计方法,并基于此方

    标签: PLC 程序 功能块

    上传时间: 2013-06-21

    上传用户:allen-zhao123