I2C(Inter Integrated Circuits)是Philips公司开发的用于芯片之间连接的串行总线,以其严格的规范、卓越的性能、简便的操作和众多带I2C接口的外围器件而得到广泛的应用并受到普遍的欢迎。 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Verilog/FPGA来实现一个随机读/写的I2C接口电路,实现与外围I2C接口器件E2PROM进行数据通信,实现读、写等功能,传输速率实现为100KBps。在Modelsim6.0仿真软件环境中进行仿真,在Xilinx公司的ISE9.li开发平台上进行了下载,搭建外围电路,用Agilem逻辑分析仪进行数据采集,分析测试结果。 首先,介绍了微电子设计的发展概况以及设计流程,重点介绍了HDL/FPGA的设计流程。其次,对I2C串行总线进行了介绍,重点说明了总线上的数据传输格式并对所使用的AT24C02 E2PROM存储器的读/写时序作了介绍。第三,基于Verilog _HDL设计了随机读/写的I2C接口电路、测试模块和显示电路;接口电路由同步有限状态机(FSM)来实现;测试模块首先将数据写入到AT24C02的指定地址,接着将写入的数据读出,并将两个数据显示在外围LED数码管和发光二极管上,从而直观地比较写入和输出的数据的正确性。FPGA下载芯片为Xilinx SPARTAN Ⅲ XC3S200。第四,用Agilent逻辑分析仪进行传输数据的采集,分析数据传输的时序,从而验证电路设计的正确性。最后,论文对所取得的研究成果进行了总结,并展望了下一步的工作。
上传时间: 2013-06-27
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如何读单片机的时序图 en 如何读单片机的时序图 en 如何读单片机的时序图 en
上传时间: 2013-07-10
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基于FPGA芯片的功能仿真平台构建及静态时序分析
上传时间: 2013-06-28
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同步技术在许多通讯系统中都是至关重要的,而WCDMA作为第三代移动通信的标准之一,对其同步算法进行研究是非常必要的。FPGA在许多硬件实现中充当了很重要的角色,所以研究如何在FPGA上实现同步算法是非常具有实际意义的。 本文讨论了三步小区搜索的算法,仿真了其性能,并且对如何进行算法的FPGA移植展开了深入的讨论。 本文对三步小区搜索的算法按照算法计算量和运算速度的标准分别进行了比较和讨论,并以节省资源和运行稳定为前提进行了FPGA移植。最终在主同步中提出了改进型的PSC匹配滤波器算法,在FPGA上提出了采用指针型双口RAM的实现方式;在辅同步中提出了改进型PFHT算法并采用查表遍历算法判决,在FPGA上提出了用综合型逻辑方式来实现;在导频同步中采用了移位寄存器式扰码生成算法,并引入了计分制判决算法。 与以往的WCDMA同步的FPGA实现相比,本文提出的实现方案巧妙地利用了FPGA的并行运算结构,在XILINX的V4芯片上只用了500个slice就完成了整个小区搜索,最大限度地节省了资源,为小区搜索在FPGA中的模块小型化提供了途径。
上传时间: 2013-08-05
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LED显示屏作为一项高新科技产品正引起人们的高度重视,它以其动态范围广,亮度高,寿命长,工作性能稳定而日渐成为显示媒体中的佼佼者,现已广泛应用于广告、证券、交通、信息发布等各方面,且随着全彩屏显示技术的日益完善,LED显示屏有着广阔的市场前景。 本文主要研究的对象为全彩色LED同步显示屏控制系统,提出了一个系统实现方案,整个系统分三部分组成:DVI解码电路、发送系统以及接收系统。DVI解码模块用于从显卡的DVI口获取视频源数据,经过T.D.M.S.解码恢复出可供LED屏显示的红、绿、蓝共24位像素数据和一些控制信号。发送系统用于将收到的数据流进行缓存,经处理后发送至以太网芯片进行以太网传输。接收系统接收以太网上传来的视频数据流,经过位分离操作后存入SRAM进行缓存,再串行输入至LED显示屏进行扫描显示。然后,从多方面论述了该方案的可行性,仔细推导了LED显示屏各技术参数之间的联系及约束关系。 本课题采用可编程逻辑器件来完成系统功能,可编程逻辑器件具有高集成度、高速度、在线可编程等特点,不仅可以满足高速图像数据处理对速度的要求,而且增加了设计的灵活性,不需修改电路硬件设计,缩短了设计周期,还可以进行在线升级。
上传时间: 2013-04-24
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随着计算机技术和通信技术的迅速发展,数字视频在信息社会中发挥着越来越重要的作用,视频传输系统已经被广泛应用于交通管理、工业监控、广播电视、银行、商场等多个领域。同时,FPGA单片规模的不断扩大,在FPGA芯片内部实现复杂的数字信号处理系统也成为现实,因此采用FPGA实现视频压缩和传输已成为一种最佳选择。 本文将视频压缩技术和光纤传输技术相结合,设计了一种基于无损压缩算法的多路数字视频光纤传输系统,系统利用时分复用和无损压缩技术,采用串行数字视频传输的方式,可在一根光纤中同时传输8路以上视频信号。系统在总体设计时,确定了基于FPGA的设计方案,采用ADI公司的AD9280和AD9708芯片实现A/D转换和D/A转换,在FPGA里实现系统的时分复用/解复用、视频数据压缩/解压缩和线路码编解码,利用光收发一体模块实现电光转换和光电转换。视频压缩采用LZW无损压缩算法,用Verilog语言设计了压缩模块和解压缩模块,利用Xilinx公司的IP核生成工具Core Generator生成FIFO来缓存压缩/解压缩单元的输入输出数据,光纤线路码采用CIMT码,设计了编解码模块,解码过程中,利用数字锁相环来实现发射与接收的帧同步,在ISE8.2和Modelsim仿真环境下对FPGA模块进行了功能仿真和时序仿真,并在Spartan-3E开发板和视频扩展板上完成了系统的硬件调试与验证工作,实验证明,系统工作稳定,图像清晰,实时传输效果好,可用于交通、安防、工业监控等多个领域。 本文将视频压缩和线路码编解码在FPGA里实现,利用FPGA的并行处理优势,大大提高了系统的处理速度,使系统具有集成度高、灵活性强、调试方便、抗干扰能力强、易于升级等特点。
上传时间: 2013-06-27
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频率是电子技术领域内的一个基本参数,同时也是一个非常重要的参数。稳定的时钟在高性能电子系统中有着举足轻重的作用,直接决定系统性能的优劣。随着电子技术的发展,测频系统使用时钟的提高,测频技术有了相当大的发展,但不管是何种测频方法,±1个计数误差始终是限制测频精度进一步提高的一个重要因素。 本设计阐述了各种数字测频方法的优缺点。通过分析±1个计数误差的来源得出了一种新的测频方法:检测被测信号,时基信号的相位,当相位同步时开始计数,相位再次同步时停止计数,通过相位同步来消除计数误差,然后再通过运算得到实际频率的大小。根据M/T法的测频原理,已经出现了等精度的测频方法,但是还存在±1的计数误差。因此,本文根据等精度测频原理中闸门时间只与被测信号同步,而不与标准信号同步的缺点,通过分析已有等精度澳孽频方法所存在±1个计数误差的来源,采用了全同步的测频原理在FPGA器件上实现了全同步数字频率计。根据全同步数字频率计的测频原理方框图,采用VHDL语言,成功的编写出了设计程序,并在MAX+PLUS Ⅱ软件环境中,对编写的VHDL程序进行了仿真,得到了很好的效果。最后,又讨论了全同步频率计的硬件设计并给出了电路原理图和PCB图。对构成全同步数字频率计的每一个模块,给出了较详细的设计方法和完整的程序设计以及仿真结果。
上传时间: 2013-06-05
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一般由信源发出的数字基带信号含有丰富的低频分量,甚至直流分量,这些信号往往不宜直接用于传输,易产生码间干扰进而直接影响传输的可靠性,因而要对其进行编码以便传输。传统的井下信号在传输过程中普遍采用曼彻斯特码的编解码方式,而该方式的地面解码电路复杂。FPGA(现场可编程门阵列)作为一种新兴的可编程逻辑器件,具有较高的集成度,能将编解码电路集成在一片芯片上,而HDB3码(三阶高密度双极性码)具有解码规则简单,无直流,低频成份少,可打破长连0和提取同步方便等优点。基于上述情况,本文提出了基于FPGA的}tDB3编译码设计方案。 该研究的总体设计方案包括用MATLAB进行HDB3编译码算法的验证,基于FPGA的HDB3码编译码设计与仿真,结果分析与比较三大部分。为了保证该设计的可靠性,首先是进行编译码的算法验证;其次通过在FPGA的集成设计环境QuartusⅡ软件中完成HDB3码的编译、综合、仿真等步骤,通过下载电缆下载到特定的FPGA芯片上,用逻辑分析仪进行时序仿真;最后将算法验证结果与仿真结果作一对比,分析该研究的可行性与可靠性。 研究表明,基于FPGA的HDB3编译码设计具有体积小,译码简单,编程灵活,集成度高,可靠等优点。
上传时间: 2013-05-26
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码元定时恢复(位同步)技术是数字通信中的关键技术。位同步信号本身的抖动、错位会直接降低通信设备的抗干扰性能,使误码率上升,甚至会使传输遭到完全破坏。尤其对于突发传输系统,快速、精确的定时同步算法是近年来研究的一个焦点。本文就是以Inmarsat GES/AES数据接收系统为背景,研究了突发通信传输模式下的全数字接收机中位同步方法,并予以实现。 本文系统地论述了位同步原理,在此基础上着重研究了位同步的系统结构、码元定时恢复算法以及衡量系统性能的各项指标,为后续工作奠定了基础。 首先根据卫星系统突发信道传输的特点分析了传统位同步方法在突发系统中的不足,接下来对Inmarsat系统的短突发R信道和长突发T信道的调制方式和帧结构做了细致的分析,并在Agilent ADS中进行了仿真。 在此基础上提出了一种充分利用报头前导比特信息的,由滑动平均、阈值判断和累加求极值组成的快速报头时钟捕获方法,此方法可快速精准地完成短突发形式下的位同步,并在FPGA上予以实现,效果良好。 在长突发形式下的报头时钟捕获后还需要对后续数据进行位同步跟踪,在跟踪过程中本论文首先用DSP Builder实现了插值环路的位同步算法,进行了Matlab仿真和FPGA实现。并在插值环路的基础上做出改进,提出了一种新的高效的基于移位算法的位同步方案并予以FPGA实现。最后将移位算法与插值算法进行了性能比较,证明该算法更适合于本项目中Inmarsat的长突发信道位同步跟踪。 论文对两个突发信道的位同步系统进行了理论研究、算法设计以及硬件实现的全过程,满足系统要求。
上传时间: 2013-04-24
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在工业控制领域,多种现场总线标准共存的局面从客观上促进了工业以太网技术的迅速发展,国际上已经出现了HSE、Profinet、Modbus TCP/IP、Ethernet/IP、Ethernet Powerlink、EtherCAT等多种工业以太网协议。将传统的商用以太网应用于工业控制系统的现场设备层的最大障碍是以太网的非实时性,而实现现场设备间的高精度时钟同步是保证以太网高实时性的前提和基础。 IEEE 1588定义了一个能够在测量和控制系统中实现高精度时钟同步的协议——精确时间协议(Precision Time Protocol)。PTP协议集成了网络通讯、局部计算和分布式对象等多项技术,适用于所有通过支持多播的局域网进行通讯的分布式系统,特别适合于以太网,但不局限于以太网。PTP协议能够使异质系统中各类不同精确度、分辨率和稳定性的时钟同步起来,占用最少的网络和局部计算资源,在最好情况下能达到系统级的亚微级的同步精度。 基于PC机软件的时钟同步方法,如NTP协议,由于其实现机理的限制,其同步精度最好只能达到毫秒级;基于嵌入式软件的时钟同步方法,将时钟同步模块放在操作系统的驱动层,其同步精度能够达到微秒级。现场设备间微秒级的同步精度虽然已经能满足大多数工业控制系统对设备时钟同步的要求,但是对于运动控制等需求高精度定时的系统来说,这仍然不够。基于嵌入式软件的时钟同步方法受限于操作系统中断响应延迟时间不一致、晶振频率漂移等因素,很难达到亚微秒级的同步精度。 本文设计并实现了一种基于FPGA的时钟同步方法,以IEEE 1588作为时钟同步协议,以Ethernet作为底层通讯网络,以嵌入式软件形式实现TCP/IP通讯,以数字电路形式实现时钟同步模块。这种方法充分利用了FPGA的特点,通过准确捕获报文时间戳和动态补偿晶振频率漂移等手段,相对于嵌入式软件时钟同步方法实现了更高精度的时钟同步,并通过实验验证了在以集线器互连的10Mbps以太网上能够达到亚微秒级的同步精度。
上传时间: 2013-08-04
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