互感器是电力系统中电能计量和继电保护中的重要设备,其精度和可靠性与电力系统的安全性、可靠性和经济运行密切相关。随着电力工业的发展,传统的电磁式互感器已经暴露出一系列的缺陷,电子式互感器能很好的解决电磁式互感器的缺点,电子式互感器逐步替代电磁式互感器代表着电力工业的发展方向。目前,国产的互感器校验仪主要是电磁式互感器校验仪,电子式互感器校验仪依赖于进口。电子式互感器的发展,使得电子式互感器校验仪的研制势在必行。 本课题依据国际标准IEC60044-7、IEC60044-8和国内标准GB20840[1].7-2007、GB20840[1].8-2007,设计了电子式互感器检验仪。该校验仪采用直接法对电子式互感器进行校验,即同时测试待校验电子式互感器和标准电磁式互感器二次侧的输出信号,比较两路信号的参数,根据比较结果完成电子式互感器的校验工作。论文首先介绍了电子式互感器结构及输出数字信号的特征,然后详细论述了电子式互感器校验仪的硬件及软件设计方法。硬件主要采用FPGA技术设计以太网控制器RTL8019的控制电路,以实现电子式互感器信号的远程接收,同时设计A/D芯片MAX125的控制电路,以实现标准电磁式互感器模拟输出的数字化。软件主要采用FPGA的SOPC技术,研制了MAX125和RTL8019的IP核,在NiosIIIDE集成开发环境下,完成对硬件电路的底层控制,运用准同步算法和DFT算法开发应用程序实现对数字信号的处理。最终完成电子式互感器校验仪的设计。 最后进行了相关的实验,所研制的电子式互感器校验仪对0.5准确级的电子式电压互感器和0.5准确级电子式电流互感器分别进行了校验,对其额定负荷的20%、100%、120%点做为测量点进行测量。经过对实验数据的处理分析可知,校验仪对电子式互感器的校验精度满足0.5%的比差误差和20’的相位差。本课题的研究为电子式互感器校验仪的研制工作提供了理论和实践依据。
上传时间: 2013-04-24
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随着以太网技术的不断发展,网络的传输速度已经由最初的10M发展到现在的10,000M。用可编程逻辑器件(FPGA)实现以太网控制器与其它SOC系统的互连成为当前的研究热点。本文阐述了MAC层的FPGA设计、仿真及测试;介绍了整个系统的内部结构、模块划分,并对各个模块的设计过程进行了详细阐述,接着介绍了开发环境和验证工具,同时给出测试方案、验证数据、实现结果及时序仿真波形图。 对MAC层的主要功能模块如:发送模块、接收模块、MAC流程控制模块、寄存器模块、MⅡ接口模块和主机接口模块以及CRC,CSMA/CD,HASH表等算法给出了基于FPGA及硬件描述语言的解决方法。 本课题针对以下三个方面进行了研究并取得一定的成果: 1)FPGA开发平台的硬件实现。选用Xilinx公司的XC3S1000-FT256-4-C和ATMEL公司的ARM9200作为测试的核心器件,采用LXT971芯片作为物理层芯片,AT91RM9200作为数据输入源和双blockram作为帧缓存搭建FPGA硬件验证开发平台。 2)基于FPGA实现以太网控制器。用VerilogHDL语言构建以太网控制器,实现CSMA/CD协议、10M/100M自适应以及与物理层MⅡ接口等。 3)采用片上系统通用的WS接口。目的是便于与具有通用接口的片上系统互连,也为构建SOC上处理器提供条件。 本论文实现了一个基于WS总线接口可裁减的以太网MAC控制器IP软核,为设计具有自主知识产权的以太网MAC控制器积累了经验。同时,为与其它WS接口的控制器实现直接互连创造了条件,对高层次设计这一先进ASIC设计方法也有了较为深入的认识。
上传时间: 2013-07-17
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以太网是在20世纪70年代为解决网络中零散的和偶然的堵塞而开发的,而 IEEE802.3标准是在最初的以太网技术基础上于1980年开发成功的。现在,以太网一词泛指所有采用CSMA/CD协议的局域网。以太网2.0版由数字设备公司、 Intel公司和Xerox公司联合开发,它与IEEE802.3兼容。 本设计采用FPGA设计以太网控制器代替传统的ASCI设计方法,主要原因在于FPGA技术的特点,它作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原由可编程期间门电路数有限的缺点。使本设计的产品十分灵活,可以在多种用户多种开发平台,硬件环境下使用而只需要对设计进行简单的修改和编辑即可,方便了设计者和用户的使用。 本论文主要阐述了使用FPGA设计开发以太网控制器的设计开发流程,以及研究了FPGA开发方法和传统ASIC开发方法的区别和优略。主要内容为: 1.阐述FPGA技术的发展历史,现状和将来的发展趋势。 2.详细说明了FPGA设计开发以太网控制器的全过程,包括模块分析功能分析以及代码设计。 3.采用软件仿真的方法设计和验证了MODELSIM仿真平台以及仿真波形图分析。 4.对比分析了FPGA和传统的ASIC开发过程的区别以及优缺点。
上传时间: 2013-05-25
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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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本文的主要研究内容是利用FPGA平台实现以太网络接口。 首先,对论文的大致内容和组织结构做了简要介绍,并且比较分析了目前比较流行的网络接口实现的三种方法,并以此为基础提出了本文中重点介绍的基于FPGA 的网络接口实现方法。 其次,介绍采用以FPGA 做为主控芯片控制8019AS 网络控制芯片来实现从网络上接收数据帧的功能。FPGA 需要在上电时完成对于8019AS的初始化设置。在接收和发送数据报文时,对相应的寄存器进行控制和操作以完成网络数据帧的接收。对FPGA 与8019AS 之间的接口实现进行了详细的描述。 最后,介绍了在FPGA 内部对于接收到的网络数据帧进行TCP/IP协议分析的具体过程和实现方法。分别详细介绍了接收模块、发送模块以及其中子模块具体功能和实现方法。说明了模块之间相互触发的具体关系。现有的网络接口一般是采用MCU 或者ARM 等专用控制芯片来实现的,而此次课题以FPGA 作为主控芯片来实现网络接口以及部分TCP/IP 协议分析是一个创意。而且由于FPGA 多管脚可以灵活配置,也使得系统的可扩展性有了很大的提高。
上传时间: 2013-06-09
上传用户:huazi
本文主要阐述基于FPGA对IEEE802.3快速以太网MAC层功能的实现.首先介绍了以太网协议以及快速以太网接入无源光网EPON的原理,然后重点阐述了MAC层的FPGA设计、仿真及测试.先总体介绍了对整个MAC系统的内部结构、模块划分,再对各个模块的设计进行了详细的描述,接着介绍了开发环境和验证工具,之后给出了测试方案,验证数据、实现结果及时序仿真波形图.最后是对下一步将设计的MAC IP应用于EPON的MAC层协议进行了研究分析,通过数学推导和实例给出了MPCP的DBA算法,并讨论了在MAC核中添加MPCP协议的实现方法.
上传时间: 2013-06-10
上传用户:时代将军
工业X-CT(X-ray Computed Tomography)无损检测技术是以不损伤或者破坏被检测对象的一种高新检测技术,被誉为最佳的无损检测手段,在无损检测领域日益受到人们的青睐。近年来,各国都在投入大量的人力、物力对其进行研究与开发。 目前,工业CT主要采用第二代和第三代扫描方式。在工业CT第三代扫描方式中,扫描系统仅作“旋转”运动,控制系统比较简单。对此,我国已取得了可喜的成绩。然而,对工业CT系统中的二代扫描运动控制系统,即针对“平移+旋转”运动的控制系统的研究,我国已有采用,但与发达国家相比,还存在较大的差距。二代扫描方式与其它扫描方式相比,具有对被检物的尺寸没有要求,且能够对感兴趣的检测区域进行局部扫描的独特优点。同时X光源的射线出束角较小(一般小于20°),因此在工业X-CT系统主要采用二代扫描运动控制。有鉴于此,本论文结合有关科研项目,开展了工业X-CT二代扫描控制系统的研究。 论文首先介绍了工业X-CT系统的工作原理和各种扫描运动控制方式的特点,阐述了开展二代扫描控制的研究目的和意义。其次,根据二代扫描控制的特点,提出了“在优先满足工业X-CT二代扫描控制的基础上,力求实现对工业X-CT扫描运动的通用控制,使其能同时支持一、三代扫描方式”的设计思想。据此,研究确立了基于单片机AT89LV52及FPGA芯片EP1C3T100C8的运动控制架构,以实现二代扫描控制系统的设计方案。论文详细介绍了可编程逻辑器件FPGA的工作原理和开发流程,并对其相关开发环境QuartusII4.1作了阐述。结合运动控制系统的硬件设计,详细介绍了各功能模块的具体设计过程,给出了相关的设计原理框图和实际运行波形。并制作了相应的PCB板,调试了整个硬件控制系统。最后,论文还详细研究了利用VisualC++6.0来完成上位机控制软件的设计,给出了运动控制主界面及扫描运动控制功能软件设计的流程图。 论文对整个运动控制系统采用的经济型的开环控制技术所带来的不利影响,分析研究了增加步进电机的细分数以提高扫描精度的可能性,并对所研究的控制系统在调试过程中出现的一些问题及解决方案作了简要的分析,提出了一些完善方法。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:stella2015
当前,在系统级互连设计中高速串行I/O技术迅速取代传统的并行I/O技术正成为业界趋势。人们已经意识到串行I/O“潮流”是不可避免的,因为在高于1Gbps的速度下,并行I/O方案已经达到了物理极限,不能再提供可靠和经济的信号同步方法。基于串行I/O的设计带来许多传统并行方法所无法提供的优点,包括:更少的器件引脚、更低的电路板空间要求、减少印刷电路板(PCB)层数、PCB布局布线更容易、接头更小、EMI更少,而且抵抗噪声的能力也更好。高速串行I/O技术正被越来越广泛地应用于各种系统设计中,包括PC、消费电子、海量存储、服务器、通信网络、工业计算和控制、测试设备等。迄今业界已经发展出了多种串行系统接口标准,如PCI Express、串行RapidIO、InfiniBand、千兆以太网、10G以太网XAUI、串行ATA等等。 Aurora协议是为私有上层协议或标准上层协议提供透明接口的串行互连协议,它允许任何数据分组通过Aurora协议封装并在芯片间、电路板间甚至机箱间传输。Aurora链路层协议在物理层采用千兆位串行技术,每物理通道的传输波特率可从622Mbps扩展到3.125Gbps。Aurora还可将1至16个物理通道绑定在一起形成一个虚拟链路。16个通道绑定而成的虚拟链路可提供50Gbps的传输波特率和最大40Gbps的全双工数据传输速率。Aurora可优化支持范围广泛的应用,如太位级路由器和交换机、远程接入交换机、HDTV广播系统、分布式服务器和存储子系统等需要极高数据传输速率的应用。 传统的标准背板如VME总线和CompactPCI总线都是采用并行总线方式。然而对带宽需求的不断增加使新兴的高速串行总线背板正在逐渐取代传统的并行总线背板。现在,高速串行背板速率普遍从622Mbps到3.125Gbps,甚至超过10Gbps。AdvancedTCA(先进电信计算架构)正是在这种背景下作为新一代的标准背板平台被提出并得到快速的发展。它由PCI工业计算机制造商协会(PICMG)开发,其主要目的是定义一种开放的通信和计算架构,使它们能被方便而迅速地集成,满足高性能系统业务的要求。ATCA作为标准串行总线结构,支持高速互联、不同背板拓扑、高信号密度、标准机械与电气特性、足够步线长度等特性,满足当前和未来高系统带宽的要求。 采用FPGA设计高速串行接口将为设计带来巨大的灵活性和可扩展能力。Xilinx Virtex-IIPro系列FPGA芯片内置了最多24个RocketIO收发器,提供从622Mbps到3.125Gbps的数据速率并支持所有新兴的高速串行I/O接口标准。结合其强大的逻辑处理能力、丰富的IP核心支持和内置PowerPC处理器,为企业从并行连接向串行连接的过渡提供了一个理想的连接平台。 本文论述了采用Xilinx Virtex-IIPro FPGA设计传输速率为2.5Gbps的高速串行背板接口,该背板接口完全符合PICMG3.0规范。本文对串行高速通道技术的发展背景、现状及应用进行了简要的介绍和分析,详细分析了所涉及到的主要技术包括线路编解码、控制字符、逗点检测、扰码、时钟校正、通道绑定、预加重等。同时对AdvancedTCA规范以及Aurora链路层协议进行了分析, 并在此基础上给出了FPGA的设计方法。最后介绍了基于Virtex-IIPro FPGA的ATCA接口板和MultiBERT设计工具,可在标准ATCA机框内完成单通道速率为2.5Gbps的全网格互联。
上传时间: 2013-05-29
上传用户:frank1234
用Verilog实现的以太网接口!!!!!!!!!!!!!!!!!!
上传时间: 2013-07-13
上传用户:LSPSL
ARM嵌入式技术在工业和生活中正得到越来越广泛的应用,为了适应技术的发展和社会的需求,满足为社会培养创新型人才的需要,高校通信类和电子类专业开设ARM嵌入式技术相关课程及其实验课程将成为趋势。在课程中设置合理实验,可以有效提高学生的动手能力和培养创新性思维,帮助学生更快、更好地掌握理论和应用技术。 论文设计的ARM嵌入式教学实验系统包括一块适合普通高校嵌入式技术实验课程教学的实验开发板及其配套的实验。该实验系统针对一般高校所开设的ARM嵌入式技术相关课程的要求而设计,配套实验符合教学大纲及实验课时的要求。 论文设计的实验开发板主要组成模块有:最小系统,包括控制器模块、电源模块、复位模块、Flash ROM模块、SDRAM模块、JTAG接口等;扩展接口,包括LED、键盘、RS232串口、I2C接口、液晶模块、以太网模块等。实验开发板采用S3C4510B网络控制芯片用作控制和信号处理,使用网络接口芯片DM9161和隔离变压器H1102完成网络接入,使用AM29LV160和HY57V641620HG构建16位存储单元,使用AT24C01和PCF8583来构建I2C接口,使用MAX232完成TTL电平转换以扩展RS232串口,并扩展键盘和LCD实现人机交互。实验开发板的硬件设计充分考虑了一般高校实验室的条件和需求,能够较好地将成本控制在150元左右,有利于在有限的条件下为每个学生尽可能的创造动手制作PCB的实验条件。实验板的接口设计能够让学生较为方便地开展实验,并考虑了实验板扩展和二次开发的需要。 论文设计的实验系统配套实验主要有基础实验、扩展实验和设计实验。基础实验主要帮助学生熟悉嵌入式系统的片内资源和特殊功能寄存器的配置方法,对整个嵌入式系统的架构有一定的理解,能编程完成一些简单的控制功能;扩展实验主要帮助学生建立嵌入式系统开发和设计的基本理念,能够设计和实现常见的外设驱动程序,能够进行操作系统的配置和移植,能够自行对实验板进行一定程度的扩展;设计实验能够帮助学生提高嵌入式系统的设计开发能力,使学生能根据需要设计出实现一定功能的扩展模块,从而使实验板扩展成实现具体功能的工业产品。基础实验包括ADS集成环境实验、键盘实验(GPIO输入)、LED实验(GPIO输出)、定时器实验、外部中断实验、UART串口通信实验、I2C接口实验、液晶显示实验;扩展实验包括建立交叉编译环境实验、操作系统编译实验、操作系统移植实验、以太网通信实验、TFTP实验、WEB访问实验;设计实验包括TCP/IP协议栈实验、Web服务器实验。学生通过完成基础实验、扩展实验和设计实验来达到教学大纲的要求,并可以在此基础上进行更深入的创新性开发实验,可以满足一般高校嵌入式技术实验课程教学的需要。 论文介绍了嵌入式交叉编译环境的建立以及实验开发板设计完成后进行的调试。实验开发板移植的嵌入式操作系统为uClinux,采用的Bootloader为U-boot。论文还简单介绍了实验系统的扩展方案和二次开发方案,并对嵌入式新技术的发展做了粗浅的探讨。 论文所做的工作以科学发展观为指导,是对普通高校ARM嵌入式技术实验课程设计的一次有益探索。
上传时间: 2013-04-24
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