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。
上传时间: 2013-04-24
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论文讨论了中压电力线载波通信(MV-PLC)的现状和应用前景,介绍了其技术特点和所面临的问题。针对当前中压电力线载波芯片的开发状况,提出了基于OFDM(正交频分复用)技术的中压电力线载波通信的技术优势和其Modem芯片开发的重要性。 针对国内中压电网的结构,根据现有的研究成果,分析了中压电力线信道的传输特性,包括阻抗特性,噪声特性和衰减特性。阐述了OFDM的基本原理、优缺点和其中的关键技术,分析了OFDM系统组成模型及参数选取原则。针对中压电力线信道噪声特点,提出了基于OFDM的中压电力线载波Modem芯片的FPGA(现场可编程门阵列)实现方案,并建立了系统MATLAB定点仿真模型。通过分析定点仿真结果,给出了该OFDM系统的设计参数,并详细介绍了系统中部分模块(主要包括IFFT/FFT模块、数字上变频模块和同步模块)的FPGA实现结构(用Verilog硬件描述语言设计),并对这些模块进行了功能验证。 最后,搭建仿真平台,对整个系统进行了前端EDA仿真验证。利用低压电力线环境,对所设计的系统进行了FPGA板级的调试,并对测试的结果进行了分析。验证了系统的FPGA设计,并提出了MV-PLC OFDM系统中存在一些问题及系统需要改进之处。
上传时间: 2013-04-24
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本文利用Verilog HDL 语言自顶向下的设计方法设计多功能数字钟,突出了其作为硬件描述语言的良好的可读性、可移植性和易理解等优点,并通过Altera QuartusⅡ 4.1 和ModelSim
上传时间: 2013-07-21
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ispLEVER2.0是一套完整的EDA软件。设计输入可采用原理图、硬件描述语言、混合输入三种方式。能对所设计的数字电子系统进行功能仿真和时序仿真。编译器是此软件的核心,能进行逻辑优化,将逻辑映射到器件中去,自动完成布局与布线并生成编程所需要的熔丝图件。软件支持原有Lattice公司的GAL、ispLSI、MACH、ispGDX、ORCA2、ORCA3、ORCA4和最新的ispMACH器件。Xilinx.ISE.Design.Suite(北京市电子设计竞赛指定软件)
标签: ispLEVER2
上传时间: 2013-04-24
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Mentor Graphics HDL Designer 工具套件,为客户带来生产力更高的设计输入、分析与管理功能,包括更强大的联机资料表格,无论设计复杂性如何,都能迅速建立高品质且结构良好的硬件描述语言。HDL Designer Series可协助工程师迅速输入和分析复杂的ASIC、FPGA和系统单芯片设计,让客户新产品于更短时间内上
标签: Designer 2010.2 Series HDL
上传时间: 2013-08-05
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ALDEC公司的Active-HDL是一个开放型的仿真工具。 可支持几乎所有的FPGA/CPLD厂商的产品,设计输入可以原理图或硬件描述语言或有限状态机 方式
上传时间: 2013-07-14
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ALDEC公司的Active-HDL是一个开放型的仿真工具。 可支持几乎所有的FPGA/CPLD厂商的产品,设计输入可以原理图或硬件描述语言或有限状态机 方式
上传时间: 2013-05-29
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随着雷达信号处理技术的不断发展,通用化、系统化、模块化的设计标准日益受到人们的重视,而FPGA和可复用IP核技术的发展使之成为可能。文中从三个方面进行IP内核的开发,一是采用硬件描述语言实现雷达信号处理IP核设计;二...
上传时间: 2013-05-21
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数字信号处理是信息科学中近几十年来发展最为迅速的学科之一.目前,数字信号处理广泛应用于通信、雷达、声纳、语音与图像处理等领域.而数字信号处理算法的硬件实现一般来讲有三种方式:用于通用目的的可编程DSP芯片;用于特定目的的固定功能DSP芯片组和ASIC;可以由用户编程的FPGA芯片.随着微电子技术的发展,采用现场可编程门阵列FPGA进行数字信号处理得到了飞速发展,FPGA正在越来越多地代替ASIC和PDSP用作前端数字信号处理的运算.该文主要探讨了基于FPGA数字信号处理的实现.首先详细阐述了数字信号处理的理论基础,重点讨论了离散傅立叶变换算法原理,由于快速傅立叶变换算法在实际中得到了广泛的应用,该文给出了基-2FFT算法原理、讨论了按时间抽取FFT算法的特点.该论文对硬件描述语言的描述方法和风格做了一定的探讨,介绍了硬件描述语言的开发环境MAXPLUSII.在此基础上,该论文详细阐述了数字集成系统的高层次设计方法,讨论了数字系统设计层次的划分和数字系统的自顶向下的设计方法,探讨了数字集成系统的系统级设计和寄存器传输级设计,描述了数字集成系统的高层次综合方法.最后该文描述了数字信号处理系统结构的实现方法,指出常见的高速、实时信号处理系统的四种结构;由于FFT算法在数字信号处理中占有重要的地位,所以该文提出了用FPGA实现FFT的一种设计思想,给出了总体实现框图;重点设计实现了FFT算法中的蝶形处理单元,采用了一种高效乘法器算法设计实现了蝶形处理单元中的旋转因子乘法器,从而提高了蝶形处理器的运算速度,降低了运算复杂度.
上传时间: 2013-05-23
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PCI(Peripheral Component Interconnect)局部总线是微型计算机中处理器、存储器与外围控制部件、扩展卡之间的互连接口,由于其速度快、可靠性高、成本低、兼容性好等特点,在各种计算机总线标准占有重要地位,基于PCI标准的接口设计已经成为相关项目开发中的一个重要的选择。 目前,现场可编程门阵列FPGA(Field Programmable Gates)得到了广泛应用。由于其具有规模大,开发过程投资小,可反复编程,且支持软硬件协同设计等特点,因此已逐步成为复杂数字硬件电路设计的首选。 PCI接口的开发有多种方法,主要有两种:一是使用专用接口芯片,二是使用可编程逻辑器件,如FPGA。本论文基于成本和实际需要的考虑,采用第二种方法进行设计。 本论文采用自上而下(Top-To-Down)和模块化的设计方法,使用FPGA和硬件描述语言(VHDL和Verilog HDL)设计了一个PCI接口核,并通过自行设计的试验板对其进行验证。为使设计准确可靠,在具体模块的设计中广泛采用流水线技术和状态机的方法。 论文最终设计完成了一个33M32位的PCI主从接口,并把它作为以NIOSⅡ为核心的SOPC片内外设,与通用计算机成功进行了通讯。 论文对PCI接口进行了功能仿真,仿真结果和PCI协议的要求一致,表明本论文设计正确。把设计下载进FPGA芯片EP2C8Q208C7之后,论文给出了使用SIGNALTAPⅡ观察到的信号实际波形,波形显示PCI接口能够满足本设计中系统的需要。本文最后还给出试验板的具体设计步骤及驱动程序的安装。
上传时间: 2013-07-28
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