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光信息科学

  • 多功能车辆总线一类设备的FPGA实现

    多功能车辆总线一类设备是一个在列车通信网(TCN,TrainCommunication Network)中普遍使用的网络接口单元。目前我国的新式列车大多采用列车通信网传输列车中大量的控制和服务信息。但使用的列车通信网产品主要为国外进口,因此迫切需要研制具有自主知识产权的列车通信网产品。 论文以一类设备控制器的设计为核心,采取自顶向下的模块设计方法。将设备控制器分为同步层和数据处理层来分别实现对帧的发送与接收处理和对帧数据的提取与存储处理。 同步层包含帧的识别模块、曼彻斯特译码模块、曼彻斯特编码与帧封装三个模块。帧识别模块检测帧的起始位并对帧类型进行判断。译码模块根据采集的样本值来判断曼彻斯特编码的值,采样的难点在于非理想信号带来的采样误差,论文使用结合位同步的多点采样法来提高采样质量。帧分界符中的非数据符不需要进行曼彻斯特编码,编码时在非数据符位关闭编码电路使非数据符保持原来的编码输出。 数据处理层以主控单元(MCU,Main Control Unit)和通信存储器为设计核心。MCU是控制器的核心,对接收的主帧进行分析,判断是从通信存储器相应端口取出应答从帧并发送,还是准备接收从帧并存入通信存储器。通信存储器存储设备的通信数据,合适的地址分配能简化MCU的控制程序,论文固定了通信存储器端口大小使MCU可以根据一个固定的公式进行端口的遍历从而简化了MCU程序的复杂度。数据在传输中由于受到干扰和冲突等问题而出现错误,论文采用循环冗余检验码结合偶检验扩展来对传输数据进行差错控制。 最后,使用FPGA和硬件描述语言Verilog HDL开发出了MVB一类设备。目前该一类设备已运用在SS4G电力机车的制动控制单元(BCU.Brake Control Unit)中并在铁道科学研究院通过了TCN通信测试。一类设备的成功研制为列车通信网中总线管理器等高类设备的开发奠定了坚实的基础。

    标签: FPGA 多功能 总线 设备

    上传时间: 2013-07-27

    上传用户:qazxsw

  • 四路DVBC调制器的设计

    随着数字时代的到来,信息化程度的不断提高,人们相互之间的信息和数据交换日益增加。正交幅度调制器(QAM Modulator)作为一种高频谱利用率的数字调制方式,在数字电视广播、固定宽带无线接入、卫星通信、数字微波传输等宽带通信领域得到了广泛应用。 近年来,集成电路和数字通信技术飞速发展,FPGA作为集成度高、使用方便、代码可移植性等优点的通用逻辑开发芯片,在电子设计行业深受欢迎,市场占有率不断攀升。本文研究基于FPGA与AD9857实现四路QAM调制的全过程。FPGA实现信源处理、信道编码输出四路基带I/Q信号,AD9857实现对四路I/Q信号的调制,输出中频信号。本文具体内容总结如下: 1.介绍国内数字电视发展状况、国内国际的数字电视标准,并详细介绍国内有线电视的系统组成及QAM调制器的发展过程。 2.研究了QAM调制原理,其中包括信源编码、TS流标准格式转换、信道编码的原理及AD9857的工作原理等。并着重研究了信道编码过程,包括能量扩散、RS编码、数据交织、星座映射与差分编码等。 3.深入研究了基于FPAG与AD9857电路设计,其中包括详细研究了FPGA与AD9857的电路设计、在allegro下的PCB设计及光绘文件的制作,并做成成品。 4.简单介绍了FPGA的开发流程。 5.深入研究了基于FPAG代码开发,其中主要包括I2C接口实现,ASI到SPI的转换,信道编码中的TS流包处理、能量扩散、RS编码、数据交织、星座映射与差分编码的实现及AD9857的FPGA控制使其实现四路QAM的调制。 6.介绍代码测试、电路测试及系统指标测试。 最终系统指标测试表明基于FPGA与AD9857的四路DVB-C调制器基本达到了国标的要求。

    标签: DVBC 调制器

    上传时间: 2013-07-05

    上传用户:leehom61

  • 基于FPGA的GPS定位信息处理系统设计

    随着GPS(Global Positioning System)技术的不断发展和成熟,其全球性、全天候、低成本等特点使得GPS接收机的用户数量大幅度增加,应用领域越来越广。但由于定位过程中各种误差源的存在,单机定位精度受到影响。目前常从两个方面考虑减小误差提高精度:①用高精度相位天线、差分技术等通过提高硬件成本获取高精度;②针对误差源用滤波算法从软件方面实现精度提高。两种方法中,后者相对于前者在满足精度要求的前提下节约成本,而且便于系统融合,是应用于GPS定位的系统中更有前景的方法。但由于在系统中实现定位滤波算法需要时间,传统CPU往往不能满足实时性的要求,而FPGA以其快速并行计算越来越受到青睐。    本文在FPGA平台上,根据“先时序后电路”的设计思想,由同步没计方法以及自顶向下和自下而上的混合设计方法实现系统的总体设计。从GPS-OEM板输出的定位信息的接收到定位结果的坐标变换,最终到kalman滤波递推计算减小定位误差,实现实时、快速、高精度的GPS定位信息采集处理系统,为GPS定位数据的处理方法做了新的尝试,为基于FPGA的GPS嵌入式系统的开发奠定了基础。具体工作如下:    基于FPGA设计了GPS定位数据的正确接收和显示,以及经纬度到平面坐标的投影变换。根掘GPS输出信息标准和格式,通过串口接收模块实现串口数掘的接收和经纬度信息提取,并通过LCD实时显示。在提取信息的同时将数据格式由ASCⅡ码转变为十进制整数型,实现利用移位和加法运算达到代替乘法运算的效果,从而减少资源的利用率。在坐标转换过程中,利用查找表的方法查找转化时需要的各个参数值,并将该参数先转为双精度浮点小数,再进行坐标转换。根据高斯转化公式的规律将公式简化成只涉及加法和乘法运算,以此简化公式运算量,达到节省资源的目的。    卡尔曼滤波器的实现。首先分析了影响定位精度的各种误差因素,将各种误差因素视为一阶马尔科夫过程的总误差,建立了系统状态方程、观测方程和滤波方程,并基于分散滤波的思想进行卡尔曼滤波设计,并通过Matlab进行仿真。结果表明,本文设计的卡尔曼滤波器收敛性好,定位精度高、估计误差小。在仿真基础上,实现基于FPGA的卡尔曼滤波计算。在满足实时性的基础上,通过IP核、模块的分时复用和树状结构节省资源,实现数据卡尔曼滤波,达到提高数据精度的效果。    设计中以Xilinx公司的Virtex-5系列的XC5VLX110-FF676为硬件平台,采用Verilog HDL硬件描述语言实现,利用Xilinx公司的ISE10.1工具布局布线,一共使用44438个逻辑资源,时钟频率达到100MHZ以上,满足实时性信号处理要求,在保证精度的前提下达到资源最优。Modelsim仿真验证了该设计的正确性。

    标签: FPGA GPS 定位 信息处理

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:二驱蚊器

  • 嵌入式GSM短信息接口的软硬件设计

    《单片机与嵌入式系统应用》论文--嵌入式GSM短信息接口的软硬件设计,文章给出一个小型的嵌入式SMS中/英文短信信息接口的设计,并详细讨论PDU模式的短信息格式和中文短信息软件解码的设计。

    标签: GSM 嵌入式 短信息 接口

    上传时间: 2013-07-12

    上传用户:lanwei

  • 基于FPGA的数字视频监控系统的研究

    随着社会、科技、经济的不断发展,视频监控技术因其具有直观、方便、信息内容丰富等特点以及广阔的应用范围,一直受到业界的广泛关注。而随着光纤通信技术的迅速发展,利用光纤通信技术实现视频监控系统的设计已成为视频监控技术发展的一个潮流。    本课题探究的数字视频监控系统支持八路视频信号和反向数据信号的实时传输,系统主要分为视频发送端和视频接收端两部分。系统视频发送端主要包括视频处理模块、反向数据处理模块、FPGA主控处理模块、光收发一体模块,其中FPGA主控处理模块实现的主要功能是系统视频信号传输中视频一次复接处理以及反向数据传输中数据接收和线路解码处理等。系统视频接收端与视频发送端的结构是对应的,主要功能模块同样包括视频处理模块、反向数据处理模块、FPGA主控处理模块、光收发一体模块,其中FPGA主控处理模块实现的主要功能是系统视频信号传输中视频二次分接处理以及反向数据传输中数据线路编码和发送处理等。    本论文的研究重点是八路视频信号传输中数字复分接的设计和反向数据信号传输中线路码的编解码设计。论文首先对课题研究的数字视频监控系统的总体设计进行了详细的介绍,给出了各个功能模块电路的具体实现设计方案;其次认真分析了视频监控系统八路视频信号传输中数字复分接的基本原理和实现方式,讨论了系统视频信号传输中数字复分接的设计思想及实现方案,给出了视频信号复分接的程序设计与仿真验证;最后详细阐述了视频监控系统反向数据信号传输中线路码的选择及实现方式,结合数据光纤传输的性能特点,选用CMI码作为反向数据传输的线路码型,讨论了系统反向数据信号传输中CMI编解码的设计思路及实现方案,给出了数据信号CMI编解码的程序设计与仿真验证。    论文的关键部分主要是FPGA主控处理模块的程序设计,利用VHDL硬件描述语言完成视频数字复分接和反向数据CMI编解码的程序设计,并在QuanusII软件开发平台下完成了系统的程序设计与仿真验证。

    标签: FPGA 数字视频 监控系统

    上传时间: 2013-05-31

    上传用户:fudong911

  • 基于FPGA的CCD探测系统

    随着图像采集系统的广泛应用,人们对CCD探测系统的要求日益提高。传统的CCD探测系统由于结构复杂,造价较高,己不能满足日益广泛的应用需要。本文设计了一套基于单片FPGA的小型化与经济化的CCD探测系统,能够满足空间光强的测量并实现光信号的识别和处理。    本文研究了CCD探测系统的基本结构。设计了基于单片FPGA的CCD探测系统的硬件电路原理图,完成了硬件电路板制作与调试。系统FPGA选用Altera公司的低成本FPGA芯片EP2C20Q240,电路板采用双层板设计,实现了CCD探测系统的小型化与经济化的目标。利用FPGA器件实现了CCD驱动时序脉冲的设计、实现了单采样与相关双采样的控制程序设计,利用FPGA的数字信号处理功能实现了相关双采样的信号处理。基于FPGA的可编程特性,在不改变外部电路的基础上,通过程序的改变,对CCD驱动频率、模数转换器采样时刻的选择进行方便调节。系统与上位机的数据传输接口采用了网络传输方案,充分发挥了网络传输的远距离传输、远程访问、信息共享等优势,系统采用基于FPGA的NiosⅡ嵌入式处理器系统,通过对其应用软件的开发,实现了系统与上位机之间数据的可靠性传输。

    标签: FPGA CCD 探测系统

    上传时间: 2013-08-06

    上传用户:hainan_256

  • 2002精选实用信息家电电路

    ·2002精选实用信息家电电路

    标签: 2002 信息家电 电路

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:cy1109

  • 专家级C语言设计(介绍了大量底层信息)

    ·专家级C语言设计(介绍了大量底层信息)

    标签: C语言 底层

    上传时间: 2013-04-24

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  • 传感器原理 设计与应用(第三版)

    ·基本信息·出版社:国防科技大学出版社·页码:393 页·出版日期:2006年·ISBN:7810240501·条形码:9787810240505·版本:4·装帧:平装·开本:16开编辑推荐本书对当前使用较多的几类传感器,如电位计式、应变式、电容式、电感式、压电式、磁电式、光敏式、霍尔式传感器的基本原理,静、动态特性,信号调节电路及其应用都作了较为详细的分析,还介绍了有关这些传感器的设计知识。对光纤

    标签: nbsp 传感器原理

    上传时间: 2013-07-11

    上传用户:wff

  • 不确定的科学与不确定的世界

    大众对科学往往有着根本性的误解,本书澄清的就是其中一种:科学是精确且确定的。

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    上传时间: 2013-06-06

    上传用户:starlet007