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ANSYS workbench设计、仿真与优化

  • 一款基于SRAM的FPGA器件设计

    FPGA是一种可通过用户编程来实现各种数字电路的集成电路器件。用FPGA设计数字系统有设计灵活、低成本,低风险、面市时间短等好处。本课题在结合国际上FPGA器件方面的各种研究成果基础上,对FPGA器件结构进行了深入的探讨,重点对FPGA的互连结构进行了分析与优化。FPGA器件速度和面积上相对于ASIC电路的不足很大程度上是由可编程布线结构造成的,FPGA一般用大量的可编程传输管开关和通用互连线段实现门器件的连接,而全定制电路中仅用简单的金属线实现,传输管开关带来很大的电阻和电容参数,因而速度要慢于后者。这也说明,通过优化可编程连接方式和布线结构,可大大改善电路的性能。本文研究了基于SRAM编程技术的FPGA器件中逻辑模块、互连资源等对FPGA性能和面积的影响。论文中在介绍FPGA器件的体系构架后,首先对开关矩阵进行了研究,结合Wilton开关矩阵和Disioint开关矩阵的特点,得到一个连接更加灵活的开关矩阵,提高了FPGA器件的可布线性,接着本课题中又对通用互连线长度、通用互连线间的连接方式和布线通道的宽度等进行了探讨,并针对本课题中的FPGA器件,得出了一套适合于中小规模逻辑器件的通用互连资源结构,仿真显示新的互连方案有较好的速度和面积性能,在互连资源的面积和性能上达到一个很好的折中。 接下来课题中对FPGA电路的可编程逻辑资源进行了研究,得到了一种逻辑规模适中的粗粒度逻辑块簇,该逻辑块簇采用类似Xilinx 公司的FPGA产品的LUT加触发器结构,使逻辑块簇内部基本逻辑单元的联系更加紧密,提高了逻辑资源的功能和利用率。随后我们还研究了IO模块数目的确定和分布式SRAM结构中编程电路结构的设计,并简单介绍了SRAM单元的晶体管级设计原理。最后,在对FPGA构架研究基础上,完成了一款FPGA电路的设计并设计了相应的电路测试方案,该课题结合CETC58研究所的一个重要项目进行,目前已成功通过CSMC0.6μm 2P2M工艺成功流片,测试结果显示其完全达到了预期的性能。

    标签: SRAM FPGA 器件设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:6546544

  • 基于FPGA的H264视频编码器设计

    随着多媒体编码技术的发展,视频压缩标准在很多领域都得到了成功应用,如视频会议(H.263)、DVD(MPEG-2)、机顶盒(MPEG-2)等等,而网络带宽的不断提升和高效视频压缩技术的发展使人们逐渐把关注的焦点转移到了宽带网络数字电视(IPTV)、流媒体等基于传输的业务上来。带宽的增加为流式媒体的发展铺平了道路,而高效的视频压缩标准的出台则是流媒体技术发展的关键。H.264/AVC是由国际电信联合会和国际标准化组织共同发展的下一代视频压缩标准之一。新标准中采用了新的视频压缩技术,如多模式帧间预测、1/4像素精度预测、整数DCT变换、变块尺寸运动补偿、基于上下文的二元算术编码(CABAC)、基于上下文的变长编码(CAVLC)等等,这些技术的采用大大提高了视频压缩的效率,更有利于宽带网络数字电视(IPTV)、流媒体等基于传输的业务的实现。 本文主要根据视频会议应用的需要对JM8.6代码进行优化,目标是实现基于Baseline的低复杂度的CIF编码器,并对部分功能模块进行电路设计。在设计方法上采用自顶向下的设计方法,首先对H.264编码器的C代码和算法进行优化,并对优化后的结果进行测试比较,结果显示在图像质量没有明显降低的情况下,H.264编码器编码CIF格式视频每秒达到15帧以上,满足了视频会议应用的实时性要求。然后,以C模型为参考对H.264编码器的部分功能模块电路进行设计。采用Verilog HDL实现了这些模块,并在Quartus Ⅱ中进行了综合、仿真、验证。主要完成了Zig-zag扫描和CAVLC模块的设计,详细说明模块的工作原理和过程,然后进行多组的仿真测试,结果与C模型相应部分的结果一致,证明了设计的正确性。

    标签: FPGA H264 视频编码器

    上传时间: 2013-06-11

    上传用户:kjgkadjg

  • 伪随机序列发生器的FPGA设计与实现

    伪随机序列 (Pseudo-Random Sequence,PRS)广泛应用于密码学、扩频通信、雷达、导航等领域,其设计和分析一直是国际上的研究热点。混沌序列作为一种性能优良的伪随机序列,近年来受到越来越多的关注。寻找一种性能更为良好的混沌伪随机序列(ChaosPseudo Random Sequence,CPRS)并且完成其硬件实现,在理论研究与工程应用上都是十分有价值的。基于切延迟椭圆反射腔映射混沌系统(Tangent-Delay Ellipse Reflecting Cavity map System,TD-ERCS)已被理论分析和测试证明具有良好的密码学性质。本文介绍了一种基于TD-ERCS构造伪随机序列发生器 (Pseudo Random SequenceGenerator,PRSG)的新方法;并基于这种方法,提出了以现场可编程门阵列 (Field Programmable Gate Array,FPGA)为平台的硬件设计实现方案,采用硬件描述语言 (VHSIC Hardware DescriptionLanguage,VHDL )完成了整个系统的设计,通过了仿真与适配,完成了硬件调试;详细地论述了系统总体框架及内部模块设计,重点介绍了TD-ERCS算法实现单元的设计,并在系统中设计加入了异步串行接口,完善了整个系统的模块化,可使系统嵌入到现有的各类密码系统与设备中;基于FDELPHI编程环境,完成了计算机应用软件的设计,为使用基于TD-ERCS开发的PRSG硬件产品提供了人机交互界面,也为分析与测试硬件系统产生的CPRS提供了方便;同时依据美国国家标准与技术研究院 (National Institute of Standards andTechnology,NIST)提出的伪随机序列性能指标,对软件与硬件系统产生的CPRS进行了标准测试,软件方法所得序列各项性能指标完全合格,硬件FPGA所得序列仅三项测试未能通过,其原因有待进一步研究。

    标签: FPGA 伪随机序列 发生器

    上传时间: 2013-06-20

    上传用户:heart520beat

  • 基于FPGA的目标跟踪系统设计与研究

    随着电子技术的快速发展,计算机的性能得到了极大的提高,使得利用计算机实现人类的视觉功能成为目前计算机领域中最热门的课题之一。基于视频的目标检测与跟踪技术是计算机视觉领域中最主要的研究方向之一,它是智能监控、人机交互、移动机器人视觉导航、工业机器人手眼系统等应用的基础和关键技术。在科学研究和工程应用上都有十分诱人的前景。    论文提出了以FPGA为核心的思想,设计出一套应用于背景静止视频序列的动态目标检测与跟踪系统。通过位置固定的摄像头监控某一区域,分析摄像头采集到的动态视频序列,计算出目标的运动参数。与传统的基于PC机的视频动态目标跟踪系统相比,适应了目标跟踪系统对图像处理速度的实时性与数据带宽越来越高的要求,同时成本较低、设计更灵活,而且硬件重构性好、处理速度快、系统易于升级。    论文的主要工作包括:构建目运动标跟踪系统软件平台和硬件平台。应用MATLAB对目标检测算法进行仿真分析比较。采用Synplifty Pro、ModelSim和TimingDesigner等各种EDA软件工具对系统中各个层次的模块进行时序设计、代码编写、仿真验证等。最后使用QuartusⅡ将整个系统工程文件综合、布局布线。在察看时序报告无误后,将系统配置文件下载至FPGA开发板中。    实现结果表明:所设计的系统能很好地工作在FPGA中,实现了设计要求,为视觉智能监控打下基础。

    标签: FPGA 目标跟踪 系统设计

    上传时间: 2013-08-05

    上传用户:亮剑2210

  • 数字钟实验电路的设计与仿真

    基于Multisim 10 软件对数字钟电路进行设计和仿真。采用555定时器产生秒时钟信号,用时钟信号驱动计数电路进行计数,将计数结果进行译码,最终在LED数码管上以数字的形式显示时、分、秒时间。

    标签: 数字 实验电路 仿真

    上传时间: 2013-10-31

    上传用户:qoovoop

  • 基于Multisim 10的共射极放大器设计与仿真

    利用Multisim 10仿真软件对共射极放大电路进行了计算机辅助设计和仿真。运用直流工作点对静态工作点进行了分析和设定;利用波特图示仪分析了电路的频率特性;对电压增益、输入电阻和输出电阻进行了仿真测试,测试结果和理论计算值基本一致。研究表明,Multisim 10仿真软件具有强大的设计和仿真分析功能,可以缩短设计周期,保障操作安全,方便调试、节省成本和提高设计质量等。

    标签: Multisim 共射 仿真 放大器设计

    上传时间: 2014-12-23

    上传用户:dianxin61

  • PCB设计中SI的仿真与分析

      讨论了高速PCB 设计中涉及的定时、反射、串扰、振铃等信号完整性( SI)问题,结合CA2DENCE公司提供的高速PCB设计工具Specctraquest和Sigxp,对一采样率为125MHz的AD /DAC印制板进行了仿真和分析,根据布线前和布线后的仿真结果设置适当的约束条件来控制高速PCB的布局布线,从各个环节上保证高速电路的信号完整性。

    标签: PCB 仿真

    上传时间: 2013-11-06

    上传用户:zhang97080564

  • 单级PFC反激电源的设计与优化

      针对目前LED驱动电源功率因数不高和效率低等问题,设计了一款高功率因数高效率的反激式LED驱动电源。阐述了单级PFC的基本原理,并给出了PFC的优化设计方法。分析了电源的整体效率和电磁干扰的来源,提出了提高效率的方法和抑制电磁干扰的途径。实验测试结果表明,该驱动电源具有高功率因数、高效率的特点;同时符合EMC测试标准。  

    标签: PFC 反激电源

    上传时间: 2013-10-13

    上传用户:yanyangtian

  • 录音笔的设计与实现

      随着电子技术的飞速发展,数码录音笔已得到了越来越多人的青睐,论文通过对多种录音笔的设计方案进行了比较和分析,选定凌阳单片机设计了一个数字录音笔。   论文首先介绍了设计方案的选择,介绍了凌阳单片机的集成开发环境。接着进行了系统的硬件设计,包括音频输入输出电路的设计、存储电路的设计、按键控制电路的设计、液晶显示电路的设计等,设计中采用了凌阳的功放芯片SPY0030,利用了单片机其串行接口SIO实现上位机与下位机的通讯,利用UART的RS232接口与PC机232接口进行连接,并设置了8位键盘和LCD显示的人机界面。然后分模块进行了软件设计,包括主程序模块、语音信号的采集模块、键盘扫描模块、语音信号存储模块的设计等,进行了程序流程的设计,编写了程序代码。最后使用IDE进行了仿真调试,验证了系统设计的正确性。系统实现了语音数据的录制、播放、暂停、循环播放、重复播放、选择上一段、选择下一段以及与PC机进行数据传输等功能,设计具有一定的应用价值。

    标签: 录音笔

    上传时间: 2013-10-14

    上传用户:zq70996813

  • 基于PROTEUS的单片机系统设计与仿真

      SPROTEUS简介   SPROTEUS ISIS   S原理图输入   S电路仿真与分析   S人性化测量方法   S高级电路设计与仿真   S微处理器系统仿真   S微处理器系统仿真概述   S微处理器系统仿真与分析   S第三方工具的应用   SPROTEUS与Keil整合构建单片机虚拟实验室   SPROTEUS综合应用

    标签: PROTEUS 单片机 仿真 系统设计

    上传时间: 2013-11-06

    上传用户:731140412