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仿真软件设计

  • 基于FPGA的PCI总线接口控制器的设计

    为了满足外围设备之间、外围设备与主机之间高速数据传输,Intel公司于1991年提出PCI(Peripheral Component Interconnect)总线的概念,即周边器件互连。因为PCI总线具有极高的数据传输率,所以在数字图形、图像和语音处理以及高速数据采集和处理等方面得到了广泛的应用。 本论文首先对PCI总线协议做了比较深刻的分析,从设计要求和PCI总线规范入手,采用TOP-DOWN设计方法完成了PCI总线接口从设备控制器FPGA设计的功能定义:包括功能规范、性能要求、系统环境、接口定义和功能描述。其次从简化设计、方便布局的角度考虑,完成了系统的模块划分。并结合设计利用SDRAM控制器来验证PCI接口电路的性能。 然后通过PCI总线接口控制器的仿真、综合及硬件验证的描述介绍了用于FPGA功能验证的硬件电路系统的设计,验证系统方案的选择,并描述了PCI总线接口控制器的布局布线结果以及硬件验证的电路设计和调试方法。通过编写测试激励程序完成了功能仿真,以及布局布线后的时序仿真,并设计了PCB实验板进行测试,证明所实现的PCI接口控制器完成了要求的功能。 最后,介绍了利用驱动程序开发工具DDK软件进行软件设计与开发的过程。完成系统设计及模块划分后,使用硬件描述语言(VHDL)描述系统,并验证设计的正确性。

    标签: FPGA PCI 总线接口 控制器

    上传时间: 2013-07-15

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  • PCI总线图像采集卡的设计与实现

    图像采集系统是数字图像信号处理过程中不可缺少的重要部分,它将前端相机所捕获的模拟信号转化为数字信号,或者直接从数字相机中获取数字信号,然后通过高速的计算机总线传回计算机,凭借计算机的强大的运算、数据存储与处理等操作能力,可以方便快捷地对信号进行分析处理,具有人机友好、功能灵活、可移植性强等优点。随着对数据传送速度要求的提高,PCI总线以其高的数据传输率,即插即用,低功耗等众多优点,得到广泛的应用。本文针对PCI总线接口电路使用的广泛性,介绍了PLX公司桥接芯片PCI9054主模式的工作原理和中断机制,采用可编程逻辑器件FPGA实现与PCI9054的本地接口的信号转换,给出了逻辑实现方案和仿真图。本文针对FPGA中各功能模块的逻辑设计进行了详细分析,并对每个模块都给出了精确的仿真结果。同时,文中还在其它章节详细介绍了系统的硬件电路设计、并行接口设计、PCI接口设计、PC端控制软件设计以及用于调试过程中的SignalTapⅡ嵌入式逻辑分析仪的使用方法,并且也对系统的仿真结果和测试结果给出了分析及讨论。最后还附上了系统的PCB版图、FPGA逻辑设计图、实物图及注释详细的相关源程序清单。在文章的软件设计部分介绍了WinDriver驱动开发工具,利用WinDriver工具,在WindowsXP系统下实现设备的驱动程序开发,完成主模式数据传输和设备中断的功能。

    标签: PCI 总线 图像采集 卡的设计

    上传时间: 2013-06-03

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  • 图像处理算法研究及硬件设计

    随着图像分辨率的越来越高,软件实现的图像处理无法满足实时性的需求;同时FPGA等可编程器件的快速发展使得硬件实现图像处理变得可行。如今基于FPGA的图像处理研究成为了国内外的一个热门领域。 本文在FPGA平台上,用Verilog HDL实现了一个研究图像处理算法的可重复配置的硬件模块架构,架构包括PC机预处理和通信软件,控制模块,计算单元,存储器模块和通信适配模块五个部分。其中的计算模块负责具体算法的实现,根据不同的图像处理算法可以独立实现。架构为计算模块实现了一个可添加、移出接口,不同的算法设计只要符合该接口就可以方便的加入到模块架构中来进行调试和运行。 在硬件架构的基础上本文实现了排序滤波,中值滤波,卷积运算及高斯滤波,形态学算子运算等经典的图像处理算法。讨论了FPGA的图像处理算法的设计方法及优化策略,通过性能分析,FPGA实现图像处理在时间上比软件处理有了很大的提高;通过结果的比较,发现FPGA的处理结果达到了软件处理几乎同等的效果水平。最后本文在实现较大图片处理和图像处理窗口的大小可配置性方面做了一定程度的讨论和改进,提高了算法的可用性,同时为进一步的研究提供了更加便利的平台。 整个设计都是在ISE8.2和ModelSim第三方仿真软件环境下开发的,在xilinx的Spartan-3E XC3S500E硬件平台上实现。在软件仿真过程中利用了ISE8.2自带仿真工具和ModelSim结合使用。 本课题为制造FPGA的专用图像处理芯片做了有益的探索性研究,为实现FPGA为核心处理芯片的实时图像处理系统有着积极的作用。

    标签: 图像处理 算法研究 硬件设计

    上传时间: 2013-05-30

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  • 基于DSP和FPGA的机载导航计算机设计

    本文针对应用于军用直升机上的Doppler/SINS组合导航系统对导航计算机高精度、高性能的要求,设计出一种基于DSP(TMS320C6713)和FPGA(Spartan-3E XC3S500E) 协同合作的机载导航计算机系统。在分析Doppler/SINS组合导航系统模型的特点和系统对导航计算机的需求后,提出了基于DSP和FPGA的机载导航计算机整体设计方案,该方案采用DSP负责导航解算,利用FPGA强大的内部资源扩展系统的通信接口,完成外围通信模块控制信号的整合。在导航计算机整体设计方案,包括硬件设计方案和软件设计方案确立的基础上,首先对 DSP和FPGA芯片进行选型,其次对实现各个功能模块的关键技术进行研究和开发,包括基于FPGA的数据通信模块、基于DSP的处理器模块以及数据存储模块,开发过程中做了大量的仿真和验证,最后对系统进行综合测试和联调,并进行了地面跑车实验。实验结果证明:系统能够实时采集IMU角速率和加速度、Doppler雷达的速度等信息,能够对IMU、Doppler、GPS、航姿系统、高度表等信息进行导航解算,生成当前位置、姿态等导航数据,并能够完成与机载电子设备间的数据通信与控制。多次的联调和跑车实验结果证明,机载导航计算机达到了预期设计的目的,可以有效提高导航系统的运算精度,实现了高性能、小体积、低成本的要求,系统具有较高的应用价值。关键词:Doppler/SINS组合导航,导航计算机,DSP,FPGA

    标签: FPGA DSP 机载 导航计算机

    上传时间: 2013-07-25

    上传用户:cc1915

  • 基于可重配置的OFDM基带系统的FPGA设计

    1992年5月,JoeMitola首次明确提出了软件无线电的概念。软件无线电将模块化、标准化的硬件单元连接构成硬件平台,通过软件加载实现各种无线通信功能。端到端重配置技术是在软件无线电的基础上发展起来的,该技术使通信系统不仅具有重配置的能力,还能提供一体化的重配置管理架构,实现联合无线资源管理和网络规划。端到端重配置技术已经成为软件无线电的发展趋势。 宽带无线接入(BWA,BroadbandWirelessAccess)是当前通信界研究的热点之一,而WiMax和WiFi是BWA中最热门的两个技术,所以本文选择了IEEE802.16-2004与IEEE802.11a,设计了基于其物理层标准的可重配置OFDM基带系统。它们均采用正交频分复用技术(OFDM,OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)。 本文研究了IEEE802.16-2004与IEEE802.11a物理层标准,结合Altera公司提供的FPGA开发工具QuartusⅡ、Mentor公司仿真工具ModelsimSE6.0,完成了基于IEEE802.16-2004及IEEE802.11a的可重配置OFDM基带系统的FPGA设计。该设计中,对FPGA进行重新配置,实现了802.16-2004与802.11a两种技术的完全重配置;通过选择不同的参数来调用不同子模块,实现802.16-2004与802.11a内部不同调制技术的局部重配置。该可重配置基带系统核心的FFT/IFFT。模块采用基4按频率抽取及Cordic算法,消除乘法运算,有利于FPGA实现;在802.16-2004系统中,选取了基于前导序列的符号同步算法,在FPGA中实现。最后使用开发软件、综合软件以及仿真软件分析了系统的性能并给出了系统的性能指标。

    标签: OFDM FPGA 可重配置 基带系统

    上传时间: 2013-05-19

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  • 基于DSPFPGA的捷联惯性导航系统设计

    在惯性导航系统中,捷联式惯性导航系统以其体积小、成本低和可靠性高等优点正逐步取代平台式惯性导航系统,成为惯性导航系统的发展趋势。    为了适应捷联惯性导航系统小型化、低成本和高性能的发展方向,本文设计了DSP与FPGA相结合的系统方案:系统采用MEMS器件和高性能A/D转换器构成惯性信号检测单元,FPGA进行I/O控制,DSP完成导航计算。方案综合考虑了系统成本、计算速度、精度、体积等各方面的因素,并通过GPS、磁航向计等信息融合进一步提高导航精度。    数据采集是捷联惯导系统设计的关键,本文数据采集由信号调理、A/D转换和。FPGA等几部分组成。其中,FPGA是整个数据采集部分的核心,其主要功能包括:实现了ADC控制逻辑和时序生成;配置了FIFO寄存器,缓冲了ADC与DSP之间的转换数据;扩展了UART串口,以实现系统的外部信息接口。在完成电路设计的基础上,对各功能模块进行了全面的半实物仿真,验证了系统方案及各主要功能模块的可行性。    论文简述了惯性导航系统的应用背景及发展状况,介绍了捷联惯导系统的基本原理,设计了基于DSP/FPGA的捷联惯导系统方案,实现了系统各部分硬件电路以及FPGA功能模块,并通过搭建硬件验证平台和利用第三方仿真软件,对传感器的性能以及FPGA各功能模块进行了较全面的验证和仿真。结果表明:基于DSP/FPGA的捷联惯导系统能够满足应用的要求,并在小型化、低成本和高性能等方面有一定的优势。

    标签: DSPFPGA 捷联 惯性导航 系统设计

    上传时间: 2013-04-24

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  • 基于FPGA的有源滤波器系统硬件设计

    由于各种非线性电力电子装置的和功率开关器件的广泛应用产生了谐波。随着对电能质量要求的不断提高,各种治理谐波的电力电子装置就产生了。谐波治理的方法主要有无源滤波技术和有源电力滤波器技术。传统的方法采用LC 无源滤波器,与无源滤波器相比有源电力滤波器具有很大的优越性,因此越来越多的应用到治理谐波污染中。随着以DSP 和FPGA 的高速发展,以全数字化控制技术实现的有源电力滤波器必将更多的应用到谐波装置中去。本文深入分析了谐波治理的研究背景意义和有源滤波器的研究现状和发展趋势。介绍了有源滤波器的基本的工作原理;分类;谐波的检测方法和控制策略,在各个方法的比较上选用基于瞬时无功功率理论的谐波检测法对谐波电流进行了检测。并提出了一种基于 DSP 及FPGA 控制的有源电力滤波器的设计方案,重点研究了三相并联型有源滤波器的控制系统及硬件设计。本文还对系统的功率器件进行了分析并选用IGBT 作为其开关器件。设计了IGBT 驱动及保护电路,利用理论分析和仿真结果设定了系统直流侧电容和输出电感的参数。对整个系统进行了Simulink 仿真实验,选用DSP 和和FPGA 作为核心处理芯片,DSP 用来采集数据并检测谐波,FPGA 用来实现PWM 脉冲的输出。设计并调试出非线性负载,传感器采集,电流电压调理电路,主电路,过零检测电路,IGBT 的驱动及吸收缓冲电路。并在此基础上搭建出了试验平台。给出了DSP 及FPGA 的软件设计思想和流程。

    标签: FPGA 有源滤波器 硬件设计

    上传时间: 2013-04-24

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  • DSP算法设计与系统方案

    ·【内容简介】本书内容主要包括两部分,第一部分介绍了各种数字滤波器和FFT等常用数字信号处理算法韵设计及其DSP实现;第二部分介绍了DSP的各个应用领域的系统设计方案,包括小波分析、变频矢量控制、神经网络、雷达信号处理、语音信号处理、生物医学信号处理、图像信号处理等方面,主要介绍了DSP在这些方面应用时的硬件、软件设计方案,并对某些典型系统的性能进行了仿真。 本书旨在使读者在已经掌握了DSP基础知识

    标签: DSP 算法设计 系统方案

    上传时间: 2013-04-24

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  • MATLAB7.0在TI_C2000_DSP系统设计中的应用

    · 摘要:  传统的DSP软件开发都是先设计DSP上的算法并仿真然后将其写成特定DSP的代码(c或是汇编)在目标板上实现.介绍了一种新的高效、集成的DSP软件设计方法.利用MATLAB7.0新提供的Embeded Target for TI C2000 DSP、simulink、Real-Time Workshop和TI的CCS IDE相结合,在MATLAB环境下生成DSP的C代

    标签: MATLAB 2000 TI_C 7.0

    上传时间: 2013-07-26

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  • 《电子设计从零开始》

    基本信息 ·出版社:清华大学出版社 ·页码:360 页 ·出版日期:2005年10月 ·ISBN:7302115095 ·条形码:9787302115090 ·版本:第1版 ·装帧:平装 ·开本:16开 Pages Per Sheet -------------------------------------------------------------------------------- 内容简介 《电子设计从零开始》全书分为三大部分,共17章。第1章至第8章深入浅出地介绍了模拟电路的相关知识;第9章至第11章是数字电路部分,介绍了一些基本概念和系统开发过程中经常使用的器件;从第12章到结束是以51单片机为例的单片机应用技术介绍,其中有大量的实例和完整的程序。 电子设计涉及的知识面广、难度大,初学者往往不知从何入手。《电子设计从零开始》结合了作者多年的学习与辅导经验,全面系统地介绍了进行电子设计与制作所需要的各种知识,包括模拟电路、数字电路和单片机应用基础,并结合Multisim仿真软件对大部分实例进行了演示。 -------------------------------------------------------------------------------- 编辑推荐 《电子设计从零开始》通过“讲故事”的形式将这三部分内容逐步展开,并结合电路仿真软Multisim 2001对一些实例进行了演示和验证。着眼技术的应用,并不苛求计算和深刻的理论理解正是《电子设计从零开始》编写时的目的;讲求通俗易懂,在阅读时应当注意提取知识点和实例中蕴含的技巧。书中还有一个特点就是插图丰富,这对理解所讲内容是很有帮助的。 《电子设计从零开始》适合电类本、专科学生作为全面掌握电子设计基础知识的参考书;也可作为无线电爱好者的实例参考用书;对于学有余力的非电类工科学生以及对电子设计感兴趣的中学生朋友来说,也是一本很好的全面了解电子设计基础知识的入门读物。 -------------------------------------------------------------------------------- 目录 第一章 走进电子技术 第二章 收音机里蕴含知识 第三章 制作第一件电子作品 第四章 从扩音机中学放大器 第五章 制作一台多媒体音箱 第六章 振荡器丰富多彩 第七章 集成电路ABC 第八章 传感器及其他器件 第九章 数字启航 第十章 逻辑门应用 第十一章 翻转与计数 第十二章 单片机就在我们身边 第十三章 单片机和LED 第十四章 单片机下命令 第十五章 跑马灯 第十六章 马表与时钟 第十七章 采集我们的声音 附录A Multisim2001的安装 附录B Multisim2001的菜单栏 附录C Multisim2001中的虚拟仪表 附录D 数字电路综合设计——数字钟 附录E ASCⅡ码表 参考文献 ……

    标签: 电子设计

    上传时间: 2013-06-05

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