FPGA作为新一代集成电路的出现,引起了数字电路设计的巨大变革。随着FPGA工艺的不断更新与改善,越来越多的用户与设计公司开始使用FPGA进行系统开发,因此,PFAG的市场需求也越来越高,从而使得FPGA的集成电路板的工艺发展也越来越先进,在如此良性循环下,不久的将来,FPGA可以主领集成电路设计领域。正是由于FPGA有着如此巨大的发展前景与市场吸引力,因此,本文采用FPGA作为电路设计的首选。 @@ 随着FPGA的开发技术日趋简单化、软件化,从面向硬件语言的VHDL、VerilogHDL设计语言,到现在面向对象的System Verilog、SystemC设计语言,硬件设计语言开始向高级语言发展。作为一个软件设计人员,会很容易接受面向对象的语言。现在软件的设计中,算法处理的瓶颈就是速度的问题,如果采用专用的硬件电路,可以解决这个问题,本文在第一章第二节详细介绍了软硬结合的开发优势。另外,在第一章中还介绍了知识产权核心(IP Core)的发展与前景,特别是IP Core中软核的设计与开发,许多FGPA的开发公司开始争夺软核的开发市场。 @@ 数字电路设计中最长遇到的就是通信的问题,而每一种通信方式都有自己的协议规范。在CPU的设计中,由于需要高速的处理速度,因此其内部都是用并行总线进行通信,但是由于集成电路资源的问题,不可能所有的外部设备都要用并行总线进行通信,因此其外部通信就需要进行串行传输。又因为需要连接的外部设备的不同,因此就需要使用不同的串行通信接口。本文主要介绍了小型CPU中常用的三种通信协议,那就是SPI、I2C、UART。除了分别论述了各自的通信原理外,本文还特别介绍了一个小型CPU的内部构造,以及这三个通信协议在CPU中所处的位置。 @@ 在硬件的设计开发中,由于集成电路本身的特殊性,其开发流程也相对的复杂。本文由于篇幅的问题,只对总的开发流程作了简要的介绍,并且将其中最复杂但是又很重要的静态时序分析进行了详细的论述。在通信协议的开发中,需要注意接口的设计、时序的分析、验证环境的搭建等,因此,本文以SPI数据通信协议的设计作为一个开发范例,从协议功能的研究到最后的验证测试,将FPGA 的开发流程与关键技术等以实例的方式进行了详细的论述。在SPI通信协议的开发中,不仅对协议进行了详细的功能分析,而且对架构中的每个模块的设计都进行了详细的论述。@@关键词:FPGA;SPI;I2C;UART;静态时序分析;验证环境
上传时间: 2013-04-24
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本文对基于FPGA的对象存储控制器原型的硬件设计进行了研究。主要内容如下: ⑴研究了对象存储控制器的硬件设计,使其高效完成对象级接口的智能化管理和复杂存储协议的解析,对对象存储系统整体性能提升有重要意义。基于SoPC(片上可编程系统)技术,在FPGA(现场可编程门阵列)上实现的对象存储控制器,具有功能配置灵活,调试方便,成本较低等优点。 ⑵采用Cyclone II器件实现的对象存储控制器的网络接口,包含处理器模块、内存模块、Flash模块等核心组成部分,提供千兆以太网的网络接口和PCI(周边元件扩展接口)总线的主机接口,还具备电源模块、时钟模块等以保证系统正常运行。在设计实现PCB(印制电路板)时,从叠层设计、布局、布线、阻抗匹配等多方面解决高达100MHz的全局时钟带来的信号完整性问题,并基于IBIS模型进行了信号完整性分析及仿真。针对各功能模块提出了相应的调试策略,并完成了部分模块的调试工作。 ⑶提出了基于Virtex-4的对象存储控制器系统设计方案,Virtex-4内嵌PowerPC高性能处理器,可更好地完成对象存储设备相关的控制和管理工作。实现了丰富的接口设计,包括千兆以太网、光纤通道、SATA(串行高级技术附件)等网络存储接口以及较PCI性能更优异的PCI-X(并连的PCI总线)主机接口;提供多种FPGA配置方式。使用Cadence公司的Capture CIS工具完成了该系统硬件的原理图绘制,通过了设计规则检查,生成了网表用作下一步设计工作的交付文件。
上传时间: 2013-04-24
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本文论述了嵌入式TCP/IP协议栈的实现,介绍了TCP/IP协议栈的原理,以及硬线实现TCP/IP协议栈的意义和应用。 第一章为绪论,介绍论文研究的目的、内容、意义和国内外研究发展的现状。 第二章介绍FPGA设计的流程和Verilog HDL设计语言。着重介绍了FPGA的代码输入、编译、综合、仿真和下载等等步骤,并且介绍了FPGA设计中使用到的EDA软件。介绍了Verilog HDL语言的起源,以及Verilog HDL语言的优缺点,并与VHDL语言进行了简单的比较。 第三章介绍嵌入式系统要实现的经过剪裁的TCP/IP协议栈的内容。着重介绍了要实现的TCP/IP协议栈的子协议,包括TCP协议、UDP协议、IP协议、ARP协议、ICMP协议。在介绍这些协议的时候,介绍了这些协议的工作原理,以及这些协议要用到的报文的格式。 第四章介绍实现剪裁的TCP/IP协议栈的实现,具体介绍的经过剪裁的TCP/IP各个模块的设计工作。这个部分着重介绍各个模块的设计方法,实现各个模块的过程。在设计完这些模块后,对这些模块的仿真进行了仿真。 第五章是全文的总结,概括了作者在这次毕业设计中的主要工作和课题的意义,同时指出了进一步工作的方向和需要解决的问题。
上传时间: 2013-07-04
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随着Internet的不断发展,人们希望日常生活中所用到的嵌入式设备都能够很方便地实现Intemet接入,这对嵌入式系统设计提出了新的挑战,要求低成本、多功能、高性能。这些是目前嵌入式系统设计的热点。 可编程逻辑器件FPGA在过去的几十年中取得了飞速发展,从最初的几千门到现在的几百万门,可靠性与集成度不断提高,而功耗和成本却在不断降低,具有很高的性价比。再加上开发周期短、对开发人员的要求相对较低的优点,因此被大量应用于嵌入式系统设计中。 本文是基于FPGA高性价比、可灵活配置的特点,也是当前流行的“微控制器+FPGA”的嵌入式系统设计方式,所以我们提出了基于FPGA的实现方案。本文通过在FPGA中硬件实现嵌入式TCP/IP协议(包括UDP、IP、ARP、TCP等网络协议)以及以太网MAC协议,并提供标准MII接口,通过外接PHY实现网络连接。最终成功地通过了验证。 基于FPGA的实现可以有效地降低成本,同时可以在其中集成其他功能模块,提高整个系统的集成度,减小PCB版图面积和布线复杂度,有利于提高系统可靠性。因此,本研究课题对嵌入式系统设计有很大的实用价值。
上传时间: 2013-04-24
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本文研究了基于Nios Ⅱ的FPGA-CPU调试技术。论文研究了NiosⅡ嵌入式软核处理器的特性;实现了以Nios Ⅱ嵌入式处理器为核心的FPGA-CPU调试系统的软、硬件设计;对两种不同类型的FPGA-CPU进行了实际调试,对实验数据进行了分析。 在硬件方面,为了控制和检测FPGA-CPU,设计并实现了FPGA-CPU的控制电路、FPGA-CPU的内部通用寄存器组扫描电路、存储器电路等;完成了各种外围设备接口的设计;实现了调试系统的整体设计。 在软件方面,设计了调试监控软件,完成了对FPGA-CPU运行的控制和信号状态的监测。这些信号包括地址和数据总线以及各种寄存器的数据等;实现了多种模式下的FPGA-CPU调试支持单时钟调试、单步调试和软件断点多种调试模式。此外,设计了专用的编译软件,实现了基于不同指令系统的伪汇编程序编译,提高了调试效率。 本文作者在实现了FPGA-CPU调试系统基础上,对两种指令系统不同、结构迥异的FPGA-CPU进行实际调试。调试结果表明,这种基于IP核的可复用设计技术,能够在一个FPGA芯片内实现调试系统和FPGA-CPU的无缝连接,能够有效地调试FPGA-CPU。
上传时间: 2013-08-04
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智能化住宅小区,是指在一定范围内通过有效的传输网络,将多元住处服务、物业管理、安防以及住宅智能化等系统结合在一起,为该小区的服务与管理提供高技术的智能化手段。从而实现快捷高效的超值服务管理和安全舒适的家居环境,使业主生活得更安全、更方便。 随着国民经济和科学技术水平的提高,特别是计算机技术、通信技术、网络技术和控制技术的迅速发展,促进了智能小区在我国的推广和应用。目前这些小区的智能化建设大多数是采用Lonworks、FF等现场总线技术。但是现场总线协议标准化程度还不成熟,且成本较高。随着宽带Internet进入家庭,利用Internet来构建智能小区已成为大势所趋。 本文介绍了一种基于以太网和FPGA的嵌入式智能小区管理系统的组建方法。首先,以Altera的FPGA为核心,通过在外围添加适当的存储设备和通信接口设备,构成一个嵌入式系统的硬件平台。其次,在此平台的基础上,通过在FPGA中定制Nios Ⅱ软核处理器以及在外围的Flash存储器中下载uClinux操作系统,从而构建出一套资源丰富的嵌入式操作系统。该系统带有一个网络功能齐全的Web服务器。最后,将此操作系统作为智能小区的楼宇集中器,再根据需要配置适当的采集器和显示器,就可以组建成一套功能强大的智能小区管理系统。它可以完成图像抄表、定时图像采集、实时温度监控、楼宇广播、智能语音报警等功能。 这种利用当前流行的嵌入式系统来组建的智能小区管理系统,不但实现简单、功能强大;而且节约布线、成本低廉。因此具有很高的性价比,相信在未来有较大的市场潜力。 本文主要包括如下几个部分:系统硬件结构设计,包括系统的原理图构建和PCB板的绘制:系统核心处理器设计,包括Nios Ⅱ软核CPU的设计方法、外围存储和通信器件的添加及设计方法;嵌入式操作系统uClinux的相关知识及移植方法:系统的软件结构设计,包括图像采集、温度采集、LCD显示等CGI程序设计,以及单片机语音报警程序设计等;最后给出了调试情况以及一些试验结果。
上传时间: 2013-04-24
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ModBus协议中文详细资料,基于串行和TCP/IP,127页超详细。
上传时间: 2013-05-29
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本书对常用电子电路的设计和调试方法进行了介绍。其中包括分立元件放大电路,集成运放应用电路,波形产生、转换电路,功放电路,常用光电子器件应用电路,电源电路,数字电路和单片机应用电路的设计与调试等。对各种电路的构成、各元器件功用作简要介绍,对每一元器件选择给出估算公式或经验数据,使之选择有依据。把重点放在集成电路包括单片集成测量放大器、集成光电隔离放大器、集成有源滤波器等集成电路的应用设计上。由简到繁、由易到难列举了大量的实用电路设计和综合应用设计示例。 本书通俗易懂。读者通过本书的学习,对电子电路设计与调试有一清晰的思路,培养电子电路设计能力和调试能力。本书对大、中专电类专业高年级学生和工程技术人员是有实用价值的参考书,也可作为高校相关专业的教材和课程设计、毕业设计参考书。
上传时间: 2013-04-24
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I2C协议源代码,程序模拟I2C通讯——结构标准、可移植性高
上传时间: 2013-04-24
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MSP430驱动数字电位器MAX5484的代码(调试已经通过)
上传时间: 2013-06-02
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