《计算机组成原理》是计算机系的一门核心课程。但是它涉及的知识面非常广,内容包括中央处理器、指令系统、存储系统、总线和输入输出系统等方面,学生在学习该课程时,普遍觉得内容抽象难于理解。但借助于该计算机组成原理实验系统,学生通过实验环节,可以进一步融会贯通学习内容,掌握计算机各模块的工作原理,相互关系的来龙去脉。 为了增强实验系统的功能,提高系统的灵活性,降低实验成本,我们采用FPGA芯片技术来彻底更新现有的计算器组成原理实验平台。该技术可根据用户要求为芯片加载由VHDL语言所编写出的不同的硬件逻辑,FPGA芯片具有重复编程能力,使得系统内硬件的功能可以像软件一样被编程,这种称为“软”硬件的全新系统设计概念,使实验系统具有极强的灵活性和适应性。它不仅使该系统性能的改进和扩充变得十分简易和方便,而且使学生自己设计不同的实验变为可能。计算机组成原理实验的最终目的是让学生能够设计CPU,但首先,学生必须知道CPU的各个功能部件是如何工作,以及相互之间是如何配合构成CPU的。因此,我们必须先设计出一个教学用的以FPGA芯片为核心的硬件平台,然后在此基础上开发出VHDL部件库及主要逻辑功能,并设计出一套实验。 本文重点研究了基于FPGA芯片的VHDL硬件系统,由于VHDL的高标准化和硬件描述能力,现代CPU的主要功能如计算,存储,I/O操作等均可由VHDL来实现。同时设计实验内容,包括时序电路的组成及控制原理实验、八位运算器的组成及复合运算实验、存储器实验、数据通路实验、浮点运算器实验、多流水线处理器实验等,这些实验形成一个相互关联的系统。每个实验先由教师讲解原理及原理图,学生根据教师提供的原理图,自己用MAX+PLUSII完成电路输入,学生实验实际上是编写VHDL,不需要写得很复杂,只要能调用接口,然后将程序烧入平台,这样既不会让学生花太多的时间在画电路图上,又能让学生更好的理解每个部件的工作原理和工作过程。 论文首先研究分析了FPGA硬件实验平台,即实验系统的硬件组成。系统采用FPGA-XC4010EPC84,62256CPLD以及其他外围芯片(例如74LS244,74LS275)组成。根据不同的实验要求,规划不同实验控制逻辑。用户可选择不同的实验逻辑,通过把实验逻辑下载到FPGA芯片中构成自己的实验平台。 其次,论文详细的阐述了VHDL模块化设计,如何运用VHDL技术来依次实现CPU的各个功能部件。VHDL语言作为一种国际标准化的硬件描述语言,自1987年获得IEEE批准以来,经过了1993年和2001年两次修改,至今已被众多的国际知名电子设计自动化(EDA)工具研发商所采用,并随同EDA设计工具一起广泛地进入了数字系统设计与研发领域,目前已成为电子业界普遍接受的一种硬件设计技术。再次,论文针对实验平台中遇到的较为棘手的多流水线等问题,也进行了深入的阐述和剖析。学生需要什么样的实验条件,实验内容及步骤才能了解当今CPU所采用的核心技术,才能掌握CPU的设计,运行原理。另外,本论文的背景是需要学生熟悉基本的VHDL知识或技能,因为实验是在编写VHDL代码的前提下完成的。 本文在基于实验室的环境下,基本上较为完整的实现了一个基于FPGA的实验平台方案。在此基础上,进行了部分功能的测试和部分性能方面的分析。本论文的研究,为FPGA在实际系统中的应用提供研究思路和参考方案。论文的研究结果将对FPGA与VHDL标准的进一步发展具有重要的理论和现实意义。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:小强mmmm
图像采集是数字化图像处理的第一步,开发图像采集平台是视觉系统开发的基础。视觉检测的速度是视觉检测要解决的关键技术之一,也是专用图像处理系统设计所要完成的首要目标
标签: 高速图像采集
上传时间: 2013-04-24
上传用户:waitingfy
图像采集和处理技术在机器视觉和图像分析等诸多领域应用十分广泛,大部分情况下,采集卡只需将前端相机捕获的图像信息正确地传回计算机即可。但是在要求较高的应用场合需要采集卡能准确控制外部光源和相机,完成图像采集,预处理,数据传输。只有这样,用户才可以根据不同的兴趣和需求对特定的某些图像进行采集、传输以及处理,以达到某种分析目的。 本文根据国家985二期项目“三维粒子图像测速系统”的图像采集与处理需要,设计开发了一款以FPGA为核心控制芯片的嵌入式图像采集卡。采集卡以FPGA为逻辑和算法实现的核心器件,不仅实现了传统意义上的图像采集,而且实现了CCD相机控制和激光器同步曝光功能,打破了以往单纯靠增加硬件设备实现同步控制的方法,简化了系统硬件结构并节约系统成本。此外,在系统中嵌入了图像增强算法和采用PCI接口与计算机连接满足了高速采集的要求。同时,采用市场上广泛应用的Camera Link作为采集卡的图像输入接口,提高了系统的通用性、传输速率和抗干扰能力,简化图像获取设备和模拟摄像头之间需要视频解码等连接。具有嵌入式处理功能,光源同步和相机控制的采集卡将使机器视觉系统,图像测速等诸多领域的图像采集应用变得更为便捷。 论文首先对图像采集卡系统的组成、整体方案和可行性进行了论证。然后给出了图像采集卡的硬件设计。在此部分结合整体设计方案,讨论芯片的选型问题。根据所选芯片的本身特点,分模块地对图像采集卡的硬件设计原理进行了详细的阐述。接下来是图像采集卡的软件设计部分。用VHDL和原理图结合的方法对FPGA进行编程,实现了图像采集系统的各个功能模块。根据图像采集系统的要求用DriverWorks软件设计了图像采集卡的WDM底层驱动程序和上层应用程序。最后是用FPGA实现了带修改参数的硬件嵌入式图像处理算法——图像增强。论文中使用QUARTUS软件嵌入的逻辑分析仪SignalTap对FPGA设计的模块进行了硬件调试,给出了调试的时序图和调试结果,经测试分析该采集卡满足“三维粒子图像测速系统”的要求,达到了预期目标。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:cazjing
一、 课程设计(论文)的内容 设计一个由微机(单片机)实现温度控制系统。通过这个过程学习计算机闭环温度控制系统的软硬件设计。 二、课程设计(论文)的要求与数据 1.温度控制指标:60~100℃之间任选;偏差:2℃。 2.在线调整可控硅导通角,通过改变加热丝两端电压调整温箱温度,自行确定控制算法。 3.通过按键设置系统设定温度并在显示器上显示设定温度值和实时温度值。 4. 加热丝两端最高电压为AC220V +/-5%,最高功率为1000W。
上传时间: 2013-07-01
上传用户:2525775
本文针对应用于军用直升机上的Doppler/SINS组合导航系统对导航计算机高精度、高性能的要求,设计出一种基于DSP(TMS320C6713)和FPGA(Spartan-3E XC3S500E) 协同合作的机载导航计算机系统。在分析Doppler/SINS组合导航系统模型的特点和系统对导航计算机的需求后,提出了基于DSP和FPGA的机载导航计算机整体设计方案,该方案采用DSP负责导航解算,利用FPGA强大的内部资源扩展系统的通信接口,完成外围通信模块控制信号的整合。在导航计算机整体设计方案,包括硬件设计方案和软件设计方案确立的基础上,首先对 DSP和FPGA芯片进行选型,其次对实现各个功能模块的关键技术进行研究和开发,包括基于FPGA的数据通信模块、基于DSP的处理器模块以及数据存储模块,开发过程中做了大量的仿真和验证,最后对系统进行综合测试和联调,并进行了地面跑车实验。实验结果证明:系统能够实时采集IMU角速率和加速度、Doppler雷达的速度等信息,能够对IMU、Doppler、GPS、航姿系统、高度表等信息进行导航解算,生成当前位置、姿态等导航数据,并能够完成与机载电子设备间的数据通信与控制。多次的联调和跑车实验结果证明,机载导航计算机达到了预期设计的目的,可以有效提高导航系统的运算精度,实现了高性能、小体积、低成本的要求,系统具有较高的应用价值。关键词:Doppler/SINS组合导航,导航计算机,DSP,FPGA
上传时间: 2013-07-25
上传用户:cc1915
计算机开关电源的工作原理与维修,开关电源的电路还是比较基础的,入门必学啊!
上传时间: 2013-04-24
上传用户:iswlkje
机器人导航技术是移动机器人领域的一项核心研究内容。随着传感器技术的不断进步,视觉导航、电磁导航、光电导航、惯性导航、嗅觉导航等各种导航方式不断应运而生,而在实际应用中总是采用多种方式融合导航,其中视觉导航经常...
上传时间: 2013-05-28
上传用户:zhoujunzhen
计算机有关的接插件的引脚说明,hlp格式。比如串口,并口,PS/2,VGA,PC2,SCSI,IDE,ATA等,均有详细的引脚定义,还附送了几个滤波器电路,十分值得收藏。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:520
利用OpenGL、VC++编写的C++,三维点云处理程序,对于学习图形学、C++、OpenGL、文件读写很有帮助,是一个三维软件公司编写代码一部分,尤其是OpenGL库文件相当管用。 有两个数据文件 鼠标默认操作:具体还在头文件中 中键拖动 旋转 中键+Ctrl 平移 中键+Shift 面旋 滚轮滚动 缩放 中键+Ctrl + Shift 局部放大
标签: 处理程序
上传时间: 2013-06-03
上传用户:木末花开
《计算机图形学》习题集 概念、算法与推导题 1. 图形系统的功能包括: 计算功能,存储功能,对话功能,输入功能,输出功能。 2. 图形设备包括: 图形输入设备 图形输出设备 。 3. 图形程序构造功能模块的基本原则是: 独立性,抽象性,开放性,继承性 。 4. 推导出螺旋图案的程序设计中外接圆的半径的系数比例公式。 5. 图形变换的基本原理是: 和 。 6. 写出二维空间中关于45º线对称的图形变换矩阵。 给出对任意直线的对称变换的公式。
标签: 计算机图形学
上传时间: 2013-07-01
上传用户:bjgaofei