随着集成电路的设计规模越来越大,FPGA为了满足这种设计需求,其规模也越做越大,传统平面结构的FPGA无法满足实际设计需求。首先是硬件设计上的很难控制,其次就是计算机软件面临很大挑战,所有复杂问题全部集中到布局布线(P&R)这一步,而实际软件处理过程中,P&R所占的时间比例是相当大的。为了缓解这种软件和硬件的设计压力,多层次化结构的FPGA得以采用。所谓层次化就是可配置逻辑单元内部包含多个逻辑单元(相对于传统的单一逻辑单元),并且内部的逻辑单元之间共享连线资源,这种结构有利于减少芯片面积和提高布通率。与此同时,FPGA的EDA设计流程也多了一步,那就是在工艺映射和布局之间增加了基本逻辑单元的装箱步骤,该步骤既可以认为是工艺映射的后处理,也可认为是布局和布线模块的预处理,这一步不仅需要考虑打包,还要考虑布线资源的问题。装箱作为连接软件前端和后端之间的桥梁,该步骤对FPGA的性能影响是相当大的。 本文通过研究和分析影响芯片步通率的各种因素,提出新的FPGA装箱算法,可以同时减少装箱后可配置逻辑单元(CLB)外部的线网数和外部使用的引脚数,从而达到减少布线所需的通道数。该算法和以前的算法相比较,无论从面积,还是通道数方面都有一定的改进。算法的时间复杂度仍然是线性的。与此同时本文还对FPGA的可配置逻辑单元内部连线资源做了分析,如何设计可配置逻辑单元内部的连线资源来达到即减少面积又保证芯片的步通率,同时还可以提高运行速度。 另外,本文还提出将电路分解成为多块,分别下载到各个芯片的解决方案。以解决FPGA由于容量限制,而无法实现某些特定电路原型验证。该算法综合考虑影响多块芯片性能的各个因数,采用较好的目标函数来达到较优结果。
上传时间: 2013-04-24
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数字滤波器是现代数字信号处理系统的重要组成部分之一。ⅡR数字滤波器又是其中非常重要的一类虑波器,因其可以较低的阶次获得较高的频率选择特性而得到广泛应用。 本文研究了ⅡR数字滤波器的常用设计方法,在分析各种ⅡR实现结构的基础上,利用MATLAB针对并联型结构的ⅡR数字滤波器做了多方面的仿真,从理论分析和仿真情况确定了所要设计的ⅡR数字滤波器的实现结构以及中间数据精度。然后基于FPGA的结构特点,研究了ⅡR数字滤波器的FPGA设计与实现,提出应用流水线技术和并行处理技术相结合的方式来提高ⅡR数字滤波器处理速度的方法,同时又从ⅡR数字滤波器的结构特性出发,提出利用ⅡR数字滤波器的分解技术来改善ⅡR滤波器的设计。在ⅡR实现方面,本文采用Verilog HDL语言编写了相应的硬件实现程序,将内置SignalTap Ⅱ逻辑分析器的ⅡR设计下载到FPGA芯片,并利用Altera公司的SignalTap Ⅱ逻辑分析仪进行了定性测试,同时利用HP频谱仪进行定性与定量的观测,仿真与实验测试结果表明设计方法正确有效。
上传时间: 2013-04-24
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密集型的矩阵运算在信号处理和图像处理中被广泛应用,而且往往需要系统进行实时运算,这就需要系统具有很高的吞吐率。因此寻找矩阵运算的高速实现方法是很有意义的。FPGA的运算速度快并且可以并行运算,和其它矩阵运算的实现方式相比,FPGA有其独特的优势。本文主要设计并实现了基于FPGA的各种矩阵运算模块。 本文首先介绍了矩阵运算的特点和原理,接着讨论了FPGA浮点运算单元的VHDL设计方法,在此基础上,设计了矩阵相乘累加、三角矩阵求逆和一般矩阵分解求逆的运算模块,给出矩阵阶数扩大时各种矩阵运算的分块实现方法。然后在ModelSim环境下仿真了一般矩阵的求逆模块,与Maflab仿真结果比较,分析了运算精度、时间复杂度和资源占用情况,在Virtex-4系列FPGA硬件平台上进行了调试和测试,并通过USB接口将矩阵运算结果送入PC机,验证了基于FPGA矩阵运算的正确性和可行性。最后对矩阵求逆模块在雷达信号中的应用作了简单介绍。
上传时间: 2013-07-20
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华为项目管理工具与模板运用 2011年3月10-12日 深圳 2011年3月17-19日 上海 2011年3月24-26日 北京 【主办单位】(www.peixun168.com) 【收费标准】3800元/ 人(包括资料费、午餐及上下午茶点等) 【课程时间】3天(6小时/天) 【培训对象】企事业单位执行层,包括项目总监、部门经理、高级项目经理、项目团队成员等。 【报名电话】021-51872644 林先生 【报名邮箱】646206694@qq.com 【温馨提示】本课程可为企业提供上门内训服务,欢迎来电咨询! 课程背景 本次培训是为了使项目经理和项目组成员掌握现代项目管理知识在项目中的应用。了解项目管理,掌握相关的项目管理工具在项目中怎么运用?如何制定项目目标?如何进行工作分解?如何制定项目管理计划?如何制定项目控制计划?如何制定项目责任矩阵?如何制定项目管理沟通计划?如何制定项目风险管理计划?等等。 作为项目管理实战系列培训,在培训期间每个小组选择一个项目进行实操,从项目如何启动、如何做项目计划、如何做项目实施,如何做项目控制,如何对项目进行收尾,进行全面实战的演练。老师指导项目完成,并对项目中出现的问题进行实时指导。 我们强调课堂中互动式的交流,同时我们将提供一些练习,并要求参与者进行案例分析、情景演练。我们也会将项目管理中常见的一些问题提出来与大家一起讨论。
上传时间: 2013-06-10
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目前,数字信号处理广泛应用于通信、雷达、声纳、语音与图像处理等领域,信号处理算法理论己趋于成熟,但其具体硬件实现方法却值得探讨。FPGA是近年来广泛应用的超大规模、超高速的可编程逻辑器件,由于其具有高集成度、高速、可编程等优点,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,在超高速信号处理和实时测控方面有非常广泛的应用。本文对FPGA的数据采集与处理技术进行研究,基于FPGA在数据采样控制和信号处理方面的高性能和单片系统发展的新热点,把FPGA作为整个数据采集与处理系统的控制核心。主要研究内容如下: FPGA的单片系统研究。针对数据采集与处理,对FPGA进行选型,设计了基于FPGA的单片系统的结构。把整个控制系统分为三个部分:多通道采样控制模块,数据处理模块,存储控制模块。 多通道采样控制模块的设计。利用4片AD7506和一片AD7862对64路模拟量进行周期采样,分别设计了通道选择控制模块和A/D转换控制模块,并进行了仿真,完成了基于FPGA的多通道采样控制。 数据处理模块的设计。FFT算法在数字信号处理中占有重要的地位,因此本文研究了FFT的硬件实现结构,提出了用FPGA实现FFT的一种设计思想,给出了总体实现框图。分别设计了旋转因子复数乘法器,碟形运算单元,存储器,控制器,并分别进行了仿真。重点设计实现了FFT算法中的蝶形处理单元,采用了一种高效乘法器算法设计实现了蝶形处理单元中的旋转因子乘法器,从而提高了蝶形处理器的运算速度,降低了运算复杂度。理论分析和仿真结果表明,状态机控制器成功地对各个模块进行了有序、协调的控制。 存储控制模块的设计。利用闪存芯片K9K1G08UOA对采集处理后的数据进行存储,设计了FPGA与闪存的硬件连接,设计了存储控制模块。 本文对FFT算法的硬件实现进行了研究,结合单片系统的特点,把整个系统分为多通道采样控制模块,数据处理模块,存储控制模块进行设计和仿真。设计采用VHDL编写程序的源代码。仿真测试结果表明,此FPGA单片系统可完成对实时信号的高速采集与处理。
上传时间: 2013-07-06
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内部存储器负责计算机系统内部数据的中转、存储与读取,作为计算机系统中必不可少的三大件之一,它对计算机系统性能至关重要。内存可以说是CPU处理数据的“大仓库”,所有经过CPU处理的指令和数据都要经过内存传递到电脑其他配件上,因此内存性能的好坏,直接影响到系统的稳定性和运行性能。在当今的电子系统设计中,内存被使用得越来越多,并且对内存的要求越来越高。既要求内存读写速度尽可能的快、容量尽可能的大,同时由于竞争的加剧以及利润率的下降,人们希望在保持、甚至提高系统性能的同时也能降低内存产品的成本。面对这种趋势,设计和实现大容量高速读写的内存显得尤为重要。因此,近年来内存产品正经历着从小容量到大容量、从低速到高速的不断变化,从技术上也就有了从DRAM到SDRAM,再到DDR SDRAM及DDR2 SDRAM等的不断演进。和普通SDRAM的接口设计相比,DDR2 SDRAM存储器在获得大容量和高速率的同时,对存储器的接口设计也提出了更高的要求,其接口设计复杂度也大幅增加。一方面,由于I/O块中的资源是有限的,数据多路分解和时钟转换逻辑必须在FPGA核心逻辑中实现,设计者可能不得不对接口逻辑进行手工布线以确保临界时序。而另一方面,不得不处理好与DDR2接口有关的时序问题(包括温度和电压补偿)。要正确的实现DDR2接口需要非常细致的工作,并在提供设计灵活性的同时确保系统性能和可靠性。 本文对通过Xilinx的Spartan3 FPGA实现DDR2内存接口的设计与实现进行了详细阐述。通过Xilinx FPGA提供了I/O模块和逻辑资源,从而使接口设计变得更简单、更可靠。本设计中对I/O模块及其他逻辑在RTL代码中进行了配置、严整、执行,并正确连接到FPGA上,经过仔细仿真,然后在硬件中验证,以确保存储器接口系统的可靠性。
上传时间: 2013-06-08
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随着数字电子技术的发展,数字信号处理的理论和技术广泛的应用于通讯、语音处理、计算机和多媒体等领域。快速傅立叶变换(FFT)使离散傅立叶变换的运算时间缩短了几个数量级,在数字信号处理领域被广泛应用。FFT已经成为现代信号处理的重要手段之一。 现场可编程门阵列(FPGA)是近年来迅速发展起来的新型可编程器件。随着它的不断应用和发展,也使电子设计的规模和集成度不断提高。同时基于FPGA实现FFT的设计方法和思想被提出。本次设计的目的是快速傅立叶变换(FFT)的FPGA实现。 此文在分析了快速傅立叶算法的基础上,提出了一种频率抽取基4 FFT的FPGA设计方案,针对现有FFT的FPGA实现过程中蝶形运算需要频繁乘以多个旋转因子提出了改进方法,减少了旋转因子的乘法次数和存储空间,加快了蝶形运算的速度,设计的地址映射方法,无需运算即可得到所需数据的存放地址,并结合采用乒乓结构和流水线方式,来提高快速傅立叶变换(FFT)FPGA实现的速度。描述了一片FPGA芯片内完成了整个FFT处理器的电路设计,经过模块时序仿真和数据的验证及测试,达到工作在50MHz时钟频率的设计要求。最后对后续设计做了描述,并对用FPGA实现FFT做了展望。
上传时间: 2013-04-24
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随着多媒体技术的发展,数字图像处理已经成为众多应用系统的核心和基础。它的发展主要依赖于两个性质不同、自成体系但又紧密相关的研究领域:图像处理算法及其相应的电路实现。图像处理系统的硬件实现—般有三种方式:专用的图像处理器件集成芯片(Application Specific Integrated Circuit)、数字信号处理器(Digital Signal Process)和现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array)以及相关电路组成。它们可以实时高速完成各种图像处理算法。图像处理中,低层的图像预处理的数据量很大,要求处理速度快,但运算结果相对比较简单。相对于其他两种方式,基于FPGA的图像处理方式的系统更适合于图像的预处理。本文设计了—种基于FPGA的小波域图像去噪系统。首先,阐述了基于小波变换的图像去噪算法原理,重点讨论了小波邻域阈值(NeighShrink)去噪算法,并给出了该算法相应的Matlab 仿真;然后,为了改进邻域阈值去噪算法中对每个分解子带都采用相同邻域和阈值的缺点,本文提出了基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)分类的邻域阈值去噪算法和以斯坦无偏估计 (SURE)为准则同时结合小波系数尺度间关系的邻域阈值去噪算法。经Matlab实验表明,相比于其他几种经典算法,本文提出的两种改进算法在滤除噪声的同时能更好地保护图像细节,并在较高噪声情况下能获得更高的峰值信噪比。在此基础上本文将提出的改进小波邻域阈值去噪算法进行了相应的简化,以满足低噪声处理要求且易于在FPGA上实现;最后,给出了基于 FPGA的小波邻域阈值去噪系统的总体结构和FPGA内部各功能模块的具体实现方案,包括二维离散小波变换模块、二维离散小波逆变换模块、SDRAM存储器控制模块、去噪计算模块和系统核心控制模块,并对各个系统模块和整体进行了仿真验证,结果表明本文设计的基于FPGA 的小波邻域阈值去噪系统能满足实际的图像处理要求,具有一定的理论和实际应用价值。关键词:图像处理系统,FPGA,图像去噪算法,小波变换
上传时间: 2013-05-16
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由于遥感器的空间分辨力的限制以及自然界地物的复杂性,混合像元普遍存在于遥感图像中,为了提高遥感应用的精度,就必须解决混合像元的分解问题。而端元提取,则是光谱解混合的重要组成部分。然而,高光谱图像巨大的数据量和...
上传时间: 2013-06-07
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数字信号处理是信息科学中近几十年来发展最为迅速的学科之一.目前,数字信号处理广泛应用于通信、雷达、声纳、语音与图像处理等领域.而数字信号处理算法的硬件实现一般来讲有三种方式:用于通用目的的可编程DSP芯片;用于特定目的的固定功能DSP芯片组和ASIC;可以由用户编程的FPGA芯片.随着微电子技术的发展,采用现场可编程门阵列FPGA进行数字信号处理得到了飞速发展,FPGA正在越来越多地代替ASIC和PDSP用作前端数字信号处理的运算.该文主要探讨了基于FPGA数字信号处理的实现.首先详细阐述了数字信号处理的理论基础,重点讨论了离散傅立叶变换算法原理,由于快速傅立叶变换算法在实际中得到了广泛的应用,该文给出了基-2FFT算法原理、讨论了按时间抽取FFT算法的特点.该论文对硬件描述语言的描述方法和风格做了一定的探讨,介绍了硬件描述语言的开发环境MAXPLUSII.在此基础上,该论文详细阐述了数字集成系统的高层次设计方法,讨论了数字系统设计层次的划分和数字系统的自顶向下的设计方法,探讨了数字集成系统的系统级设计和寄存器传输级设计,描述了数字集成系统的高层次综合方法.最后该文描述了数字信号处理系统结构的实现方法,指出常见的高速、实时信号处理系统的四种结构;由于FFT算法在数字信号处理中占有重要的地位,所以该文提出了用FPGA实现FFT的一种设计思想,给出了总体实现框图;重点设计实现了FFT算法中的蝶形处理单元,采用了一种高效乘法器算法设计实现了蝶形处理单元中的旋转因子乘法器,从而提高了蝶形处理器的运算速度,降低了运算复杂度.
上传时间: 2013-05-23
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