随着SOC技术、IP技术以及集成电路技术的发展,RISC软核处理器的研究与开发设计开始受到了人们的重视。基于FPGA的RISC软核处理器在各个行业开始得到了广泛的应用,特别是在一些基于FPGA的嵌入式系统中有着越来越广泛的应用前景。 该论文在研究了大量国内外技术文献的基础上,总结了RISC处理器发展的现状与水平。认真分析了RISC处理器的基本结构,包括总线结构,流水线处理的原理,以及流水线数据通路和流水线控制的原理;并详细分析了该设计采用的指令集——MIPS指令集的内在结构。设计出了一个32位RISC软核处理器,这个软核处理器采用五级流水线结构,能完成加法、减法、逻辑与、逻辑或、左移右移等算术逻辑操作,以及它们的组合操作。通过软件仿真和在Altera的FPGA开发板上进行验证,证明了所设计的32位RISC处理器能准确的执行所选用的MIPS指令集,运行速度能达到30MHz,功能良好。 通过对所设计对象特点及其可行性的研究,选用了Altera公司QuartusⅡ软件作为设计与仿真验证的环境。在设计方法上,该课题采用了自顶向下的设计方法。在设计过程中采用了边设计边验证这种设计与验证相结合的设计流程,大大提高了设计的可靠性。该课题在设计过程中还提出了两个有效的设计思路:第一是在32位寄存器的设计中利用FPGA的内部RAM资源来设计,减少了传输延时,提高了运行速度,并大大减少了对FPGA内部资源的占用;第二是在系统架构上采用了柔性化的设计方法,使得设计可以根据实际的需求适当的增减相应的部件,以达到需求与性能的统一。这两个方法都有效地解决了设计中出现的问题,提高了处理器的性能。
上传时间: 2013-07-21
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介绍了线性模拟光耦器件HCNR201的基本原理;阐述了利用该芯片对电压量进行隔离测量的测试原理以及硬件电路;给出了试验数据以及数据处理结果;证明了改种测试方法的准确性。关键词:HCNR
上传时间: 2013-07-28
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现代IC设计中,随着设计规模的扩大和复杂度的增长,验证成为最严峻的挑战之一。在现代ASIC设计中,很难用单一的验证方法来对复杂芯片进行有效的验证,为了将设计错误减少到可接受的最小量,需要将一系列的验证方法和工具结合起来。 在64位全定制嵌入式CPU设计过程中,使用了多种验证技术和方法,并将FPGA验证作为ASIC验证的重要补充,加强了设计正确的可靠性。 论文首先介绍了64位CPU的结构,结合选用的Xilinx的Virtex
上传时间: 2013-04-24
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无人机大气数据的采集和处理在无人机中占有很重要的位置和作用,它是保障飞机安全飞行以及保证地面控制和操纵人员正确引导飞机、顺利完成飞行任务的关键所在。在目前广泛应用的无人机大气数据测量系统中,多数采用单片机作为大气数据处理计算机,但是单片机在高速数据采集和处理方面却存在着抗干扰性差、速度慢等缺点,使测量系统的稳定性和实时性受到了很大的影响。 本文采用FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)芯片作为大气数据处理器,以大气数据中的气压高度为例,介绍了一种基于FPGA技术的无人机气压高度测量系统。由于该测量系统中的FPGA数据处理器具有可靠性高、速度快、逻辑功能强等特点,有效地解决了单片机在高速无人机大气数据测量系统中处理速度较慢、实时性较差的问题。 论文首先介绍了FPGA的基本结构、工作原理、开发设计流程和FPGA编程所采用的VHDL硬件描述语言,还介绍了数字式大气数据测量系统的基本组成和工作原理,并且详细阐述了气压高度测量的原理和方法;然后提出了基于FPGA的无人机气压高度测量系统的整体设计,并对该测量系统各组成部分的硬件电路进行详细的分析和设计;随后论文又介绍了气压高度测量系统中FPGA的相关软件设计,并就FPGA内部所设计的各功能模块的作用、模块内部结构和工作流程进行详细的论述;最后使用Modelsim和QuartusII仿真软件对程序进行功能和时序的仿真,以验证FPGA内部各功能模块和FPGA总体设计的正确性,并在所有仿真通过后将程序产生的配置文件下载到FPGA芯片中,在制作和安装测量系统的电路板后对整个测量系统进行实际的测试,将测试结果与理论值比较并分析测量系统的误差来源。 根据系统测试的结果,本文验证了以FPGA芯片为核心的无人机气压高度测量系统的可行性,并对该测量系统提出了今后的进一步改进和完善的思路。
上传时间: 2013-04-24
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LTC2400是凌特公司生产的一种微功耗、高精度24位A/D转换器,该芯片内部集成有振荡器,工作电压 2.7-5.5V,积分线性误差为4ppm,RMS噪声为0.3ppm,供电电流仅为200A,
上传时间: 2013-07-07
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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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运用单片机控制的脉搏测量功能,不再需要用传统的听诊器来测量脉搏
上传时间: 2013-06-09
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是一套基于单片机的温湿度测量系统,里边附有设计的原理图,pcb图,以及烧写程序代码(keil c51编写的)。温湿度传感器使用的是dht11,性价比高。该系统除了能显示温湿度以外,还能设置温湿度报警阈值。设计的pcb板,小巧,使用。这是本人的毕业设计,有实物为依据,具有可操作性
上传时间: 2013-07-19
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电源测量与分析入门手册 本入门手册将主要介绍如何使用示波器和专用软件进行开关电源设计测量。两个不同版本。都是中文的。 目录 简介 电源设计中的问题以及测量要求 示波器与电源测量 开关电源基础 准备进行电源测量 在一次采集中同时测量100 伏和100 毫伏电压 消除电压探头和电流探头之间的时间偏差 消除探头零偏和噪声 电源测量中记录长度的作用 识别真正的Ton 与Toff 转换 有源器件测量:开关元件 开关器件的功率损耗理论 截止损耗 开通损耗 详细了解SMPS 的功率损耗 安全工作区 动态导通电阻 di/dt dv/dt 无源器件测量:磁性元件 电感基础 用示波器进行电感测量 磁性元件功率损耗基础 用示波器进行磁性元件功率损耗测量 磁特性基础 用示波器测量磁性元件特性 输入交流供电测量 电源质量测量基础 SMPS 的电源质量测量 用示波器测量电源质量 使用正确的工具 用示波器进行电源质量测量
上传时间: 2013-07-03
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基于过采样和∑-△噪声整形技术的DAC能够可靠地把数字信号转换为高精度的模拟信号(大于等于16位)。采用这一架构进行数模转换具有诸多优点,例如极低的失配噪声和更高的可靠性,便于实现嵌入式集成等,最重要的是可以得到其他DAC结构所无法达到的精度和动态范围。在高精度测量,音频转换,汽车电子等领域有着广泛的应用价值。 本文采用∑-△结构以FPGA方式实现了一个具有高精度的数模转换器,在24比特的输入信号下,达到了约150dB的信噪比。作为一个灵活的音频DAC实现方案。该DAC可以对CD/DVD/HDCD/SACD等多种制式下的音频信号进行处理,接受并转换采样率为32/44.1/48/88.2/96/192kHz,字长为16/18/20/24比特的PCM数据,具备良好的兼容性和通用性。 由于非线性和不稳定性的存在,高阶∑-△调制器的设计与实现存在较大的难度。本文综合大量文献中的经验原则和方法,阐述了稳定的高阶高精度调制器的设计流程;并据此设计了达到24bit精度和满量程输入范围的的5阶128倍调制器。本文创新性地提出了∑-△调制器的一种高效率流水线实现结构。分析表明,与其他常见的∑-△调制器实现结构相比,本方案具有结构简单、运算单元少等优点;此外在同样信号采样率下,调制器所需的时钟频率大大降低。 文中的过采样滤波模块采用三级半带滤波器和一个可变CIC滤波器级联组成,可以达到最高128倍的过采样比,同时具有良好的通带和阻带特性。在半带滤波器的设计中采用了CSD编码,使结构得到了充分的简化。 本文提出的过采样DAC方案具有可重配置结构,让使用者能够方便地控制过采样比和调制器阶数。通过积分梳状滤波器的配置,能够获得32/64/128倍的不同过采样比,从而实现对于32~192kHz多种采样率输入的处理。在不同输入字长情况下,通过调制器的重构,则可以将调制器由高精度的5阶模式改变为功耗更低的3阶模式,满足不同分辨率信号输入时的不同精度要求。这是本文的另一创新之处。 目前,该过采样DAC已经在XilinxVirtexⅡ系列FPGA器件下得到硬件实现和验证。测试表明,对于从32kHz到192kHz的不同输入信号,该DAC模块输出1比特码流的带内信噪比均能满足24比特数据转换应用的分辨率要求。
上传时间: 2013-07-08
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