随着现代互联网规模的不断扩大,网络数据流量迅速增长,传统的路由器已经无法满足网络的交换和路由需求。当前,新一代路由器普遍利用了交换式路由技术,通过使用交换背板以充分利用公共通信链路,有效的提高了链路的利用率,并使各通信节点的并行通信成为可能。硬件系统设计中结合了专用网络处理器,可编程器件各自的特点,采用了基于ASIC,FPGA,CPLD硬件结构模块化的设计方法。基于ASIC技术体系的GSR的出现,使得路由器的性能大大提高。但是,这种路由器主要满足数据业务(文字,图象)的传送要求,不能解决全业务(语音,数据,视频)数据传送的需要。随着网络规模的扩大,矛盾越来越突出,而基于网络处理器技术的新一代路由器,从理论上提出了解决GSR所存在问题的解决方案。 基于网络路由器技术实现的路由器,采用交换FPGA芯片硬件实现的方式,对路由器内部各种单播、多播数据包进行路由转发,实现网络路由器与外部数据收发芯片的数据通信。本文主要针对路由器内部交换FPGA芯片数据转发流程的特点,分析研究了传统交换FPGA所采用的交换算法,针对简单FIFO算法所产生的线头阻塞现象,结合虚拟输出队列(VOQ)机制及队列仲裁算法(RRM)的特点,并根据实际设计中各外围接口芯片,给出了一种消除数据转发过程中出现的线头阻塞的iSLIP改进算法。针对实际网络单播、多播数据包在数据转发处理过程的不同,给出了实际的解决方案。并对FPGA外部SSRAM包缓存带宽的利用,数据转发的包乱序现象及FPGA内部环回数据包的处理流程作了分析并提出了解决方案,有效的提高了路由器数据交换性能。 根据设计方案所采用的算法的实现方式,结合FPGA内部部分关键模块的功能特点及性能要求,给出了交换FPGA内部可用BlockRam资源合理的分配方案及部分模块的设计实现,满足了实际的设计要求。所有处理模块均在xilinx公司的FPGA芯片中实现。
上传时间: 2013-04-24
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指纹识别作为生物特征识别的一种,在身份识别上有着其他手段不可比拟的优越性:人的指纹具有唯一性和稳定性;随着指纹传感器性能的提高和价格的降低.指纹的采集相对容易;指纹识别算法已经比较成熟
上传时间: 2013-07-28
上传用户:chongcongying
嵌入式图像采集、处理与传输系统具有体积小、稳定性高等优点,在智能交通、电力、通讯、计算机视觉等领域应用广泛。随着DSP技术的发展,在DSP上用软件实现实时视频压缩成为数字视频压缩标准应用的亮点,这种应用比起专门的压缩芯片更具有灵活性和升级潜力。 本文主要研究一种基于DSP TMS320VC5402脱机视频采集、压缩编码和视频数据通信的方法和DSP外围硬件系统设计。 在本设计中,图像采集部分利用SAA7111视频采集芯片完成视频信号的精确采集;利用FPGA完成复杂且高速的逻辑控制及时序设计,完成DSP外扩RAM,Flash等高速硬件电路设计,同时完成DSP的地址译码电路,将采集的数字视频信号存储在DSP外扩存储空间中;用FPGA基于N1OSⅡ来虚拟设计了I
上传时间: 2013-07-02
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本文主要研究了数字声音广播系统(DAB)内交织器与解交织器的算法及硬件实现方法。时间交织器与解交织器的硬件实现可以有几种实现方案,本文对其性能进行了分析比较,选择了一种工程中实用的设计方案进行设计,并将设计结果以FPGA设计验证。时间解交织器的交织速度、电路面积、占用内存、是设计中主要因素,文中采用了单口SRAM实现,减少了对存储器的使用,利用lC设计的优化设计方法来改善电路的面积。硬件实现是采用工业EDA标准Top-to-Down设计思想来设计时间解交织,使用verilogHDL硬件描述语言来描述解交织器,用Cadence Nc-verilog进行仿真,Debussy进行debug,在Altera公司的FPGA开发板上进行测试,然后用ASIC实现。测试结果证明:时间解交织器的输出正确,实现速度较快,占用面积较小。
上传时间: 2013-04-24
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本文主要研究了近年来发展很快的一种高效的调制技术——连续相位调制(CPM)。与其它调制技术相比,它具有较高的带宽和功率利用率,这也令它在通信资源日益紧张的今天得到了越来越多的关注。CPM信号包含大量的信号形式,它们的共同特点是信号包络恒定、相位连续,尤其适合于无线通信。 本文首先介绍了CPM信号的一般表达式及其功率谱密度公式,在此基础上对CPM信号特性做了分析研究,并对其功率谱密度进行了计算机仿真,分析得出了CPM信号各调制参数的取值对其谱特性的影响;然后对CPM信号的各种解调方法进行了深入研究,对不同方法的解调性能作了仿真,通过比较分析得出解调性能、调制参数与系统实现复杂度之间相互制约的关系;最后,在前面分析研究的基础上,完成了一个实际通信系统中信号检测算法的。FPGA实现。
上传时间: 2013-05-29
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研制发射微小卫星,是我国利用空间技术服务经济建设、造福人类的重要途径。现代微小卫星在短短20年里能取得长足的发展,主要取决于微小卫星自身的一系列特点:重量轻,体积小,成本低,性能高,安全可靠,发射方便、快捷灵活等。在卫星通信系统中,由于传输信道的多径和各种噪声的影响,信号在接收端会引起差错,通过信道编码环节,可对这些不可避免的差错进行检测和纠正。 在微小卫星通信链路中,信道编码器的任务是差错控制。本文采用符合空间数据系统咨询委员会CCSDS标准的链接码进行信道编码,即内码为(2,1,6)的卷积码,外码为(255,223)的RS码,中间进行交织操作。其中,里德-索罗蒙码(简称RS码)是一种重要的非二进制BCH码,是分组码中纠错能力最强的纠错码,一次可以纠正多个突发错误,广泛地用于空间通信中。 本文针对南京航空航天大学自行研制的微小卫星通信分系统的技术要求,在用SystemView和C语言仿真的基础上,用硬件描述语言Verilog设计了RS(255,223)编码器和译码器,使用Modelsim软件进行了功能仿真,并通过Xilinx公司的软件ISE对设计进行综合、布局布线,最后生成可下载的比特流文件下载到Xilinx公司的型号为XC3S2000的FPGA芯片中,完成了电路的设计并实现了编码译码的功能,表明本文设计的信道编解码器的正确性和实用性,满足了微小卫星通信分系统的技术要求。
上传时间: 2013-08-01
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自适应滤波器是智能天线技术中核心部分-自适应波束成形器的关键技术,算法的高效稳定性及硬件时钟速率的快慢是判断波束成形器性能优劣的主要标准。 首先选取工程领域最常用的自适应横向LMS滤波算法作为研究对象,提出了利用最小均方误差意义下自适应滤波器的输出信号与主通道噪声信号的等效关系,得到滤波器最佳自适应参数的方法。并分析了在平稳和非平稳环境噪声下,滤波器的收敛速度、权系数稳定性、跟踪输入信号的能力和信噪比的改善等特性。 在分析梯度自适应格型算法的基础上,提出利用最佳反射系数的收敛性和稳定性,得到了梯度自适应格型滤波器的定步长改进方法;并以改进的梯度自适应格型和线性组合器组成梯度自适应格型联合处理算法,在同样环境噪声下,相比自适应横向LMS算法,其各项性能指标都得到了极大地改善,而且有利于节省硬件资源。 设计了自适应横向LMS滤波器和梯度自适应格型联合处理滤波器的电路模型,并用驰豫超前技术对两类滤波器进行了流水线优化。利用Altera公司的CycloneⅡ系列EP2C5T144C6芯片和多种EDA工具,完成了滤波器的FPGA硬件设计与仿真实现。并以FPGA实现的3节梯度自适应格型联合处理器为核心,设计了一种TD-SCDMA系统的自适应波束成形器,分析表明可以很好地利用系统提供的参考信号对下行波束进行自适应成形。
上传时间: 2013-07-16
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随着集成电路的设计规模越来越大,FPGA为了满足这种设计需求,其规模也越做越大,传统平面结构的FPGA无法满足实际设计需求。首先是硬件设计上的很难控制,其次就是计算机软件面临很大挑战,所有复杂问题全部集中到布局布线(P&R)这一步,而实际软件处理过程中,P&R所占的时间比例是相当大的。为了缓解这种软件和硬件的设计压力,多层次化结构的FPGA得以采用。所谓层次化就是可配置逻辑单元内部包含多个逻辑单元(相对于传统的单一逻辑单元),并且内部的逻辑单元之间共享连线资源,这种结构有利于减少芯片面积和提高布通率。与此同时,FPGA的EDA设计流程也多了一步,那就是在工艺映射和布局之间增加了基本逻辑单元的装箱步骤,该步骤既可以认为是工艺映射的后处理,也可认为是布局和布线模块的预处理,这一步不仅需要考虑打包,还要考虑布线资源的问题。装箱作为连接软件前端和后端之间的桥梁,该步骤对FPGA的性能影响是相当大的。 本文通过研究和分析影响芯片步通率的各种因素,提出新的FPGA装箱算法,可以同时减少装箱后可配置逻辑单元(CLB)外部的线网数和外部使用的引脚数,从而达到减少布线所需的通道数。该算法和以前的算法相比较,无论从面积,还是通道数方面都有一定的改进。算法的时间复杂度仍然是线性的。与此同时本文还对FPGA的可配置逻辑单元内部连线资源做了分析,如何设计可配置逻辑单元内部的连线资源来达到即减少面积又保证芯片的步通率,同时还可以提高运行速度。 另外,本文还提出将电路分解成为多块,分别下载到各个芯片的解决方案。以解决FPGA由于容量限制,而无法实现某些特定电路原型验证。该算法综合考虑影响多块芯片性能的各个因数,采用较好的目标函数来达到较优结果。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:zhaoq123
近年来,随着多媒体技术的迅猛发展,电子、计算机、通讯和娱乐之间的相互融合、渗透越来越多,而数字音频技术则是应用最为广泛的技术之一。MP3(MPEG-1 Audio LayerⅢ)编解码算法作为数字音频的解决方案,在便携式多媒体产品中得到了广泛流行。 在已有的便携式MP3系统实现方案中,低速处理器与专用硬件结合的SOC设计方案结合了硬件实现方式和软件实现方式的优点,具有成本低、升级容易、功能丰富等特点。IMDCT(反向改进离散余弦变换)是编解码算法中一个运算量大调用频率高的运算步骤,因此适于硬件实现,以降低处理器的开销和功耗,来提高整个系统的性能。 本文首先阐述了MP3音频编解码标准和流程,以及IMDCT常用的各种实现算法。在此基础上选择了适于硬件实现的递归循环实现方法,并在已有算法的基础上进行了改进,减小了所需硬件资源需求并保持了运算速度。接着提出了模块总体设计方案,结合算法进行了实现结构的优化,并在EDA环境下具体实现,用硬件描述语言设计、综合、仿真,且下载到Xilinx公司的VirtexⅡ系列xc2v1000FPGA器件中,在减小硬件资源的同时快速地实现了IMDCT,经验证功能正确。
上传时间: 2013-06-11
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提出通过对分块图像的DCT 系数进行动态范围压缩来改进传统的基于DCT 变换的图像自嵌入水印算法,并结合灰度变换函数与JPEG 标准量化表重新设计了DCT 系数码长分配表,大幅度提升了量化过程保留的图
上传时间: 2013-07-28
上传用户:小鹏