频率合成技术广泛应用于通信、航空航天、仪器仪表等领域,目前,常用的频率合成技术有直接频率合成、锁相频率合成和直接数字频率合成(DDS)等。其中DDS是一种新的频率合成方法,是频率合成的一次革命。全数字化的DDS技术由于具有频率分辨率高、频率切换速度快、相位噪声低和频率稳定度高等优点而成为现代频率合成技术中的佼佼者。随着数字集成电路、微电子技术和EDA技术的深入研究,DDS技术得到了飞速的发展。 DDS是把一系列数字量化形式的信号通过D/A转换形成模拟量形式的信号的合成技术。主要是利用高速存储器作查寻表,然后通过高速D/A转换产生已经用数字形式存入的正弦波(或其它任意波形)。一个典型的DDS系统应包括以下三个部分:相位累加器可以时钟的控制下完成相位的累加;相位一幅度码转换电路一般由ROM实现;D/A转换电路,将数字形式的幅度码转换成模拟信号。 现场可编程门阵列(FPGA)设计灵活、速度快,在数字专用集成电路的设计中得到了广泛的应用。本论文主要讨论了如何利用FPGA来实现一个DDS系统,该DDS系统的硬件结构是以FPGA为核心实现的,使用Altera公司的Cyclone系列FPGA。 文章首先介绍了频率合成器的发展,阐述了基于FPGA实现DDS技术的意义;然后介绍了DDS的基本理论;接着介绍了FPGA的基础知识如结构特点、开发流程、使用工具等;随后介绍了利用FPGA实现直接数字频率合成(DDS)的原理、电路结构、优化方法等。重点介绍DDS技术在FPGA中的实现方法,给出了部分VHDL源程序。采用该方法设计的DDS系统可以很容易地嵌入到其他系统中而不用外接专用DDS芯片,具有高性能、高性价比,电路结构简单等特点;接着对输出信号频谱进行了分析,特别是对信号的相位截断误差和幅度量化误差进行了详细的讨论,由此得出了改善系统性能的几种方法;最后给出硬件实物照片和测试结果,并对此作了一定的分析。
上传时间: 2013-07-05
上传用户:suxuan110425
随着国民经济的发展和社会的进步,人们越来越需要便捷的交通工具,从而促进了汽车工业的发展,同时汽车发动机检测维修等相关行业也发展起来。在汽车发动机检测维修中,发动机电脑(Electronic Control.Unit-ECU)检测维修是其中最关键的部分。发动机电脑根据发动机的曲轴或凸轮轴传感器信号控制发动机的喷油、点火和排气。所以,维修发动机电脑时,必须对其施加正确的信号。目前,许多发动机的曲轴和凸轮轴传感器信号已不再是正弦波和方波等传统信号,而是多种复杂波形信号。为了能够提供这种信号,本文研究并设计了一种能够产生复杂波形的低成本任意波形发生器(Arbitrary Waveform Generator-AWG)。 本文提出的任意波形发生器依据直接数字频率合成(Direct Digial FrequencySynthesis-DDFS)原理,采用自行设计现场可编程门阵列(FPGA)的方案实现频率合成,扩展数据存储器存储波形的量化幅值(波形数据),在微控制单元(MCU)的控制与协调下输出频率和相位均可调的信号。 任意波形发生器主要由用户控制界面、DDFS模块、放大及滤波、微控制器系统和电源模块五部分组成。在设计中采用FPGA芯片EPF10K10QC208-4实现DDFS的硬件算法。波形调整及滤波由两级放大电路来完成:第一级对D/A输出信号进行调整;第二级完成信号滤波及信号幅值和偏移量的调节。电源模块利用三端集成稳压器进行电压值变换,利用极性转换芯片ICL7660实现正负极性转换。 该任意波形发生器与通用模拟信号源相比具有:输出频率误差小,分辨率高,可产生任意波形,成本低,体积小,使用方便,工作稳定等优点,十分适合汽车维修行业使用,具有较好的市场前景。
上传时间: 2013-05-28
上传用户:cylnpy
三本华为培训教材,分别为:FPGA设计高级技巧Xilinx篇;Verilog基本电路设计指导书;大规模逻辑设计指导书
上传时间: 2013-06-24
上传用户:yxvideo
正交频分复用(OFDM)技术是一种多载波数字调制技术,具有频谱利用率高、抗多径干扰能力强、成本低等特点,适合无线通信的高速化、宽带化及移动化的需求,将成为下一代无线通信系统(4G)的核心调制传输技术。 本文首先描述了OFDM技术的基本原理。对OFDM的调制解调以及其中涉及的特性和关键技术等做了理论上的分析,指出了OFDM区别于其他调制技术的巨大优势;然后针对OFDM中的信道估计技术,深入分析了基于FFT级联的信道估计理论和基于联合最大似然函数的半盲分组估计理论,在此基础上详细研究描述了用于OFDM系统的迭代的最大似然估计算法,并利用Matlab做了相应的仿真比较,验证了它们的有效性。 而后,在Matlab中应用Simulink工具构建OFDM系统仿真平台。在此平台上,对OFDM系统在多径衰落、高斯白噪声等多种不同的模型参数下进行了仿真,并给出了数据曲线,通过分析结果可正确评价OFDM系统在多个方面的性能。 在综合了OFDM的系统架构和仿真分析之后,设计并实现了基于FPGA的OFDM调制解调系统。首先根据802.16协议和OFDM系统的具体要求,设定了合理的参数;然后从调制器和解调器的具体组成模块入手,对串/并转换,QPSK映射,过采样处理,插入导频,添加循环前缀,IFFT/FFT,帧同步检测等各个模块进行硬件设计,详细介绍了各个模块的设计和实现过程,并给出了相应的仿真波形和参数说明。其中,针对定点运算的局限性,为系统设计并自定义了24位的浮点运算格式,参与傅立叶反变换和傅立叶变换的运算,在系统参数允许的范围内,充分利用了有限资源,提高了系统运算精度;然后重点描述了基于FPGA的快速傅立叶变换算法的改进、优化和设计实现,针对原始快速傅立叶变换FPGA实现算法运算空闲时间过多,资源占用较大的问题,提出了带有流水作业功能、资源占用较少的快速傅立叶变换优化算法设计方案,使之运用于OFDM基带处理系统当中并加以实现,结果满足系统参数的需求。最后以理论分析为依据,对整个OFDM的基带处理系统进行了系统调试与性能分析,证明了设计的可行性。 综上所述,本文完成了一个基于FPGA的OFDM基带处理系统的设计、仿真和实现。本设计为OFDM通信系统的进一步改进提供了大量有用的数据。
上传时间: 2013-07-25
上传用户:14786697487
本文介绍了一种采用单片FPGA 芯片进行出租车计费器的设计方法,主要阐述如何使用新兴的EDA 器件取代传统的电子设计方法,利用FPGA 的可编程性,简洁而又多变的设计方法,缩短了研发周期,同时使出租车计费器体积更小功能更强大。本设计不仅实现了出租车计费器所需的一些基本功能,同时考虑到出租车行业的一些特殊性,更注重了把一些新的思路加入到设计中。主要包括采用了FPGA 芯片,使用VHDL 语言进行编程,使其具有了更强的移植性,更加利于产品升级;利用LCD 液晶显示取代了传统的LED显示,使其在显示时更灵活多变,可以按需要改变显示内容而不拘泥于硬件; 灵活的计价标准设定使得油价波动等成本因数和出租车价格联动成为可能; 同时也增加了统计功能、密码设定、超速警报、路桥费等新的功能使得本设计更加具有实用价值。
上传时间: 2013-05-25
上传用户:wyc199288
随着现代计算机技术、微电子技术的进一步结合和发展,可编程逻辑技术已成为当前电子设计领域中最具活力和发展前途的技术。通过采用FPGA/EDA技术,对通信卡的PCI接口、E1接口、外部逻辑电路进行集成,并利用目前通用计算机强大的数字信息处理能力,可大大简化CTI硬件的设计,降低制造成本,提高系统可靠性。 据此,本论文提出了基于FPGA/EDA技术的PCI-E1接口设计方法,文中对PCI总线接口、E1接口及两接口的互连等相关技术进行了深入分析,对各功能模块和系统进行了VHDL建模与仿真。 同时,论文还介绍了基于ALTERACyclone系列FPGA芯片的PCI-E1接口硬件平台的设计原理和基于DriverWorks的WDM驱动程序的设计方法。 本论文涉及的软件、硬件系统已经开发、调试完成。测试结果表明:1、论文所研究的PCI接口(主/从设备)在进行配置读/写、I/O读写、存储器读写及总线的猝发数据传送等操作中,各项性能符合PCI2.3规范的要求。 2、论文所研究的E1接口支持成帧和不成帧两种传输方式:在成帧模式下,信息的有效传送速率为31×64Kbit/s;在不成帧的模式下,信息的有效传送速率为2.048Mbit/s。E1输出口各项参数符合CCITT相关规范要求。 3、论文所研究的PCI-E1接口在与现网设备、模块的对接测试中,性能稳定。基于本论文的产品已经正式发布。国内部分厂家已对该产品进行了多方面的综合测试,并计划将其应用到实际的生产和研究中。 本论文对于CTI硬件的设计是一项尝试和革新。测试和应用证明该方法行之有效,符合设计目标,具有较广阔的应用前景。
上传时间: 2013-06-02
上传用户:wpwpwlxwlx
偏移正交相移键控(OQPSK:Offset Quadrature Phase Shift Keying)调制技术是一种恒包络调制技术,具有频谱利用率高、频谱特性好等特点,广泛应用于卫星通信和移动通信领域。 论文以某型侦收设备中OQPSK解调器的全数字化为研究背景,设计并实现了基于FPGA的全数字OQPSK调制解调器,其中调制器主要用于仿真未知信号,作为测试信号源。论文研究了全数字OQPSK调制解调的基本算法,包括成形滤波器、NCO模型、载波恢复、定时恢复等;完成了整个调制解调算法的MATLAB仿真。在此基础上,采用VHDL硬件描述语言在Xilinx公司ISE7.1开发环境下设计并实现了各个算法模块,并在硬件平台上加以实现。通过实际现场测试,实现了对所侦收信号的正确解调。论文还实现了解调器的百兆以太网接口,使得系统可以方便地将解调数据发送给计算机进行后续处理。
上传时间: 2013-06-30
上传用户:Miyuki
目前电力系统正朝着设备数字化和网络互联化的方向发展,电力系统的行为也将会越来越复杂。作为电网故障分析必不可少的故障录波器,电网的日趋复杂化对其性能提出了更高的要求。FPGA技术和嵌入式系统的发展为故障录波器的性能改善提供了必要条件。 本文首先提出了一种基于以上技术的高性能分布式输电线路故障录波器的实现方案,简要分析了其软硬件结构和功能;接着针对故障录波装置中数据采集的高精度、高速度问题,提出了基于FPGA和AD7656的数据采集单元的设计方案;针对大容量故障数据的存储问题,设计了在内嵌PowerPC微处理器的FPGA上实现SDRAM控制器的方案,并运用modelsim6.0仿真工具对设计的SDRAM控制器进行了仿真;研究了在内嵌PowerPC微处理器上构建嵌入式系统的问题;最后讨论了行波测距算法在输电线路故障录波器中应用的相关问题。
上传时间: 2013-07-17
上传用户:asddsd
如今电力电子电路的控制旨在实现高频开关的计算机控制,并向着更高频率、更低损耗和全数字化的方向发展。现场可编程门阵列器件(Field Programmable Gate Arrays)是近年来崭露头角的一类新型集成电路,它具有简洁、经济、高速度、低功耗等优势,又具有全集成化、适用性强,便于开发和维护(升级)等显著优点。与单片机和DSP相比,FPGA的频率更高、速度更快,这些特点顺应了电力电子电路的日趋高频化和复杂化发展的需要。因此,在越来越多的领域中FPGA得到了日益广泛的发展和应用。 本文提出了一种采用现场可编程门阵列(FPGA)器件实现数字化变频调速控制系统的设计方案。该系统能产生三相六路正弦脉宽调制(SPWM)波形;调制频率范围为0~4KHZ,分7级控制;16位的速度控制分辨率;载波频率分8级控制,最高可达24KHZ;系统接口兼容Intel系列和Motorola系列单片机;该系统控制简单、精确,易修改,可现场编程;同时具有脉冲延时小、最小脉冲删除、过压和过流保护功能等特点,可应用于PWM变频调速系统的全数字化控制。文中对方案的实现进行了详细的论述,主要包括系统设计的理论分析,系统结构设计及在FPGA硬件上的实现,最终验证了该控制系统的可行性和有效性。 数字化设计是本系统的特点,系统最终生成的三相SPWM脉冲是基于三相正弦调制波和三角载波比较得到的。设计时,充分结合FPGA器件的结构特点,利用一种改进结构的数字控制振荡器(NCO)来产生正弦波样本,在一定程度上解决了传统NCO产生正弦波的精度和频率相互制约的问题;把分时复用数字通信原理结合到系统的设计中,设计出分时运算电路,使得系统在同步时钟下,生成三相正弦调制波而不影响系统的速度,同三角载波逻辑比较后,最终得到三相SPWM脉冲序列。
上传时间: 2013-07-05
上传用户:duoshen1989
USB(UniversalSerialBus,通用串行总线)是当今消费电子产品和仪器设备中应用最广的接口协议之一,然而目前国内的USB芯片只有极少数几款,产品研究善处于起步阶段,绝大部分产品主要由国外的IC设计芯片厂商如Cypress、NEC等一些国际著名公司提供。因而,如果能够自主开发设计USB芯片以替代国外同类产品,将会有很好的市场前景和利润空间。 本论文课题是针对基于FPGA(FieldProgrammableGateArray,现场可编程门阵列器件)的数字电子产品应用设计一种实际可复用的USB接口引擎软核。该软核主要是用于处理USB标准协议包的通信处理,通过外接MCU(MultipointControlUnit,微控制器)就可以实现完整的USB接口通讯功能。它的功能相当于一些USB引擎的专用芯片如:Philips的PDIUSBD12等,其优点是结构简单、灵活性高、复用设计方便。 功能仿真和综合测试结果显示本论文所设计的接口引擎软核符合设计要求,并且软核的性能和市场上同类产品基本一致。本论文的创新之处在于:1、从可配置性角度出发设计了低速、全速、高速三种可选模式;2、支持最多31个可配置端点;3、采用了可综合、可移植的RTL(RegisterTransferLevel,寄存器传输级)代码设计规则,同时也开发了可综合的验证测试代码;4、完全由硬件实现USB通信功能。
上传时间: 2013-07-18
上传用户:JasonC