基于微处理器的数字PID控制器改变了传统模拟PID控制器参数整定不灵活的问题。但是常规微处理器容易在环境恶劣的情况下出现程序跑飞的问题,如果实现PID软算法的微处理器因为强干扰或其他原因而出现故障,会引起输出值的大幅度变化或停止响应。而FPGA的应用可以从本质上解决这个问题。因此,利用FPGA开发技术,实现智能控制器算法的芯片化,使之能够广泛的用于各种场合,具有很大的应用意义。 首先分析FPGA的内部结构特点,总结FPGA设计技术及开发流程,指出实现结构优化设计,降低设计难度,是扩展设计功能、提高芯片性能和产品性价比的关键。控制系统由四个模块组成,主要包括核心控制器模块、输入输出模块以及人机接口。其中控制器部分为系统的关键部件。在分析FPGA设计结构类型和特点的基础上,提出一种基于FPGA改进型并行结构的PID温度控制器设计方法。在PID算法与FPGA的运算器逻辑映像过程中,采用将补码的加法器代替减法器设计,增加整数运算结果的位扩展处理,进行不同数据类型的整数归一化等不同角度的处理方法融合为一体,可以有效地减少逻辑运算部件。应用Ouartus Ⅱ图形输入与Verilog HDL语言相结合设计实现了PID控制器,用Modelsim仿真验证了设计结果的正确性,用Synplify Pro进行电路综合,在Quaitus Ⅱ软件中实现布局布线,最后生成FPGA的编程文件。根据控制系统的要求,论文设计完成了12位模数AD转换器、数据显示器、按键等相关外围接口电路。 将一阶、纯滞后、大惯性电阻炉温作为控制对象,以EP1C3T144 FPGA为核心,构建PID控制系统。在采用Pt100温度传感器、分辨率为2℃、最大温度控制范围0~400℃的条件下,实验结果表明,达到无超调的稳定控制要求,为降低FPGA实现PID控制器的设计难度提供了有效的方法。
上传时间: 2013-06-13
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H.264作为新一代视频编码标准,相比上一代视频编码标准MPEG2,在相同画质下,平均节约64﹪的码流。该标准仅设定了码流的语法结构和解码器结构,实现灵活性极大,其规定了三个档次,每个档次支持一组特定的编码功能,并支持一类特定的应用,因此。H.264的编码器的设计可以根据需求的不同而不同。 H.264虽然具有优异的压缩性能,但是其复杂度却比一般编码器高的多。本文对H.264进行了编码复杂度分析,并统计了整个软件编码中计算量的分布。H.264中采用了率失真优化算法,提高了帧内预测编码的效率。在该算法下进行帧内预测时,为了得到一个宏块的预测模式,需要进行592次率失真代价计算。因此为了降低帧内预测模式选择的计算复杂度,本文改进了帧内预测模式选择算法。实践证明,在PSNR值的损失可以忽略不计的情况下,该算法相比原算法,帧内编码时间平均节约60﹪以上,对编码的实时性有较大帮助。 为了实现实时编码,考虑到FPGA的高效运算速度和使用灵活性,本文还研究了H.264编码器基本档次的FPGA实现。首先研究了H.264编码器硬件实现架构,并对影响编码速度,且具有硬件实现优越性的几个重要部分进行了算法研究和FPGA.实现。本文主要研究了H.264编码器中整数DCT变换、量化、Zig-Zag扫描、CAVLC编码以及反量化、逆整数DCT变换等部分。分别对这些模块进行了综合和时序仿真,并将验证后通过的系统模块下载到Xilinx virtex-Ⅱ Pro的FPGA中,进行了在线测试,验证了该系统对输入的残差数据实时压缩编码的功能。 本文对H.264编码器帧内预测模式选择算法的改进,算法实现简单,对软件编码的实时性有很大帮助。本文对在单片FPGA上实现H.264编码器做出了探索性尝试,这对H.264编码器芯片的设计有着积极的借鉴性。
上传时间: 2013-06-13
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随着集成电路技术的飞速发展,芯片的规模越来越大,集成度越来越高,工作频率越来越快,但是芯片的设计能力却面临巨大的挑战。而IP核的重用则是解决当今芯片设计所面临问题的最有效的解决方法。 MDIO接口模块为以太网接口芯片中MAC层对PHY器件的控制管理接口。随着以太网技术的快速发展以及MAC应用越来越广泛,MDIO接口模块的应用也越来越多,因此将MDIO接口模块设计成可重用的IP核对于以各种太网接口集成芯片的设计具有很重要的作用。 本文详细描述了MDIO接口模块IP核的设计,介绍了该IP核的系统结构以及各个子模块的详细设计方法,对此IP核进行了仿真验证,最后进行了FPGA测试,功能和性能达到了要求,最终通过了IP审核流程并且已成功应用于企业的以太网接口芯片中。
上传时间: 2013-06-20
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随着信息技术和计算机技术的飞速发展,数字信号处理已经逐渐发展成一门关键的技术科学。图像处理作为一种重要的现代技术,己经在通信、航空航天、遥感遥测、生物医学、军事、信息安全等领域得到广泛的应用。图像处理特别是高分辨率图像实时处理的实现技术对相关领域的发展具有深远意义。另外,现场可编程门阵列FPGA和高效率硬件描述语言Verilog HDL的结合,大大变革了电子系统的设计方法,加速了系统的设计进程,为图像压缩系统的实现提供了硬件支持和软件保障。 本文主要包括以下几个方面的内容: (1)结合某工程的具体需求,设计了一种基于FPGA的图像压缩系统,核心硬件选用XILINX公司的Virtex-Ⅱ Pro系列FPGA芯片,存储器件选用MICRON公司的MT48LC4M16A2SDRAM,图像压缩的核心算法选用近无损压缩算法JPEG-LS。 (2)用Verilog硬件描述语言实现了JPEG-LS标准中的基本算法,为课题组成员进行算法改进提供了有力支持。 (3)用Verilog硬件描述语言设计并实现了SDRAM控制器模块,使核心压缩模块能够方便灵活地访问片外存储器。 (4)构建了图像压缩系统的测试平台,对实现的SDRAM控制器模块和JPEG-LS基本算法模块进行了软件仿真测试和硬件测试,验证了其功能的正确性。
上传时间: 2013-04-24
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A dimming driver designed to drive an external n-channel MOSFET in series with the LED string pro
上传时间: 2013-07-06
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本文探索了自主系统CPU设计方法和经验,同时对80C51产品进行了必要的改进。 文章采用XILINX公司的Virtex-ⅡPro系列FPGA芯片,在相关EDA软件平台的支持下进行基于FPGA的8051芯片的设计。在已公开的8051源代码的基础上,对其中的程序存储器、指令存储器做了较大幅度的修改,增加了定时器、串行收发器的软件编写,VerilogHDL语句共6000余行(见附录光盘)。在设计中笔者特别的注意了源代码中组合逻辑循环的去除,时序设计中合理确定建立时间和保持时间,保证了工作频率的提高(工作频率由12MHz提高到约30MHz),串行收发器的下载实验验证了该模块频率的提高。对设计高频CPU提供了有益的借鉴。本文利用Modelsim进行了功能仿真和后仿真,利用Synplify进行了综合,仿真和综合结果达到了设计的预期要求,并为下载和组成系统作了准备工作(设计了外围电路的PCB板图)。
上传时间: 2013-06-28
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Turbo码是一类并行级联的系统卷积码,它是在综合级联码、最大后验概率(MAP)译码、软输入软输出及迭代译码等理论基础上的一种创新。Turbo码的基本原理是通过对编码器结构的巧妙设计,多个子码通过交织器隔离进行并行级联编码输出,增大了码距。译码器则以类似内燃机引擎废气反复利用的机理进行迭代译码以反复利用有效信息流,从而获得卓越的纠错能力。计算机仿真表明,Turbo码不但在加性高斯噪声信道下性能优越,而且具有很强的抗衰落、抗干扰能力,当交织长度足够长时,其纠错性能接近香农极限。 FPGA(FieldProgrammableGateArray),即现场可编程门阵列,是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。FPGA技术具有大规模、高集成度、高可靠性、设计周期短、投资小、灵活性强等优点,逐步成为复杂数字硬件电路设计的理想选择。 本论文以东南大学移动通信实验室B3G课题组提出的“支持多天线的广义多载波无线传输技术”(MIMO-GMC)为背景,分析了Turbo译码算法,并针对MIMO-GMC系统的迭代接收机中所采用的外信息保留和联合检测译码迭代的特点,完成了采用滑动窗Log-MAP算法的软输入、软输出的Turbo译码器的设计。整个译码器模块的设计采用Verilog语言描述,并在VirtexⅡPro系列FPGA芯片上实现。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:shanml
英飞凌科技股份公司近日推出适用于汽车动力总成和底盘应用的全新AUDO MAX系列32位微控制器。AUDO MAX系列可为发动机管理系统满足欧5和欧6排放标准提供支持,使电动汽车的动力总成功能实现电气化。AUDO MAX系列的主要特性包括:高达300MHz的最大时钟频率、SENT和FlexRay™等高速接口以及利用PRO-SIL™特性为先进安全设计提供全面支持。此外,这种全新的微控制器适用于在高达170°C*的温度条件下使用。AUDO MAX系列以TriCore™处理器架构为基础,采用90纳米工艺制造。
标签: Fairchild
上传时间: 2013-05-24
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lis35de应用单片机程序,利用51单片机采集lis35de的数据并传给串口,设计lis35de的控制字,和三轴加速度的读取。
标签: wang-pro
上传时间: 2013-06-14
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近年来提出的光突发交换OBS(Optical.Burst Switching)技术,结合了光路交换(OCS)与光分组交换(OPS)的优点,有效支持高突发、高速率的多种业务,成为目前研究的热点和前沿。 本论文围绕国家“863”计划资助课题“光突发交换关键技术和试验系统”,主要涉及两个方面:LOBS边缘节点核心板和光板FPGA的实现方案,重点关注于边缘节点核心板突发包组装算法。 本文第一章首先介绍LOBS网络的背景、架构,分析了LOBS网络的关键技术,然后介绍了本论文后续章节研究的主要内容。 第二章介绍了LOBS边缘节点的总体结构,主要由核心板和光板组成。核心板包括千兆以太网物理层接入芯片,突发包组装FPGA,突发包调度FPGA,SDRAM以及背板驱动芯片($2064)等硬件模块。光板包括$2064,发射FPGA,接收FPGA,光发射机,光接收机,CDR等硬件模块。论文对这些软硬件资源进行了详细介绍,重点关注于各FPGA与其余硬件资源的接口。 第三章阐明了LOBS边缘节点FPGA的具体实现方法,分为核心板突发包组装FPGA和光板FPGA两部分。核心板FPGA对数据和描述信息分别存储,仅对描述信息进行处理,提高了组装效率。在维护突发包信息时,实时查询和更新FEC配置表,保证了对FEE状态表维护的灵活性。在读写SDRAM时都采用整页突发读写模式,对MAC帧整帧一次性写入,读取时采用超前预读模式,对SDRAM内存的使用采取即时申请方式,十分灵活高效。光板FPGA分为发射和接收两个方向,主要是将进入FPGA的数据进行同步后按照指定的格式发送。 第四章总结了论文的主要内容,并对LOBS技术进行展望。本论文组帧算法采用动态组装参数表的方法,可以充分支持各种扩展,包括自适应动态组装算法。
上传时间: 2013-05-26
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