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
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信号与信息处理是信息科学中近几年来发展最为迅速的学科之一,随着片上系统(SOC,System On Chip)时代的到来,FPGA正处于革命性数字信号处理的前沿。基于FPGA的设计可以在系统可再编程及在系统调试,具有吞吐量高,能够更好地防止授权复制、元器件和开发成本进一步降低、开发时间也大大缩短等优点。然而,FPGA器件是基于SRAM结构的编程工艺,掉电后编程信息立即丢失,每次加电时,配置数据都必须重新下载,并且器件支持多种配置方式,所以研究FPGA器件的配置方案在FPGA系统设计中具有极其重要的价值,这也给用于可编程逻辑器件编程的配置接口电路和实验开发设备提出了更高的要求。 本论文基于IEEE1149.1标准和USB2.0技术,完成了FPGA配置接口电路及实验开发板的设计与实现。作者在充分理解IEEE1149.1标准和USB技术原理的基础上,针对Altcra公司专用的USB数据配置电缆USB-Blaster,对其内部工作原理及工作时序进行测试与详细分析,完成了基于USB配置接口的FPGA芯片开发实验电路的完整软硬件设计及功能时序仿真。作者最后进行了软硬件调试,完成测试与验证,实现了对Altera系列PLD的配置功能及实验开发板的功能。 本文讨论的USB下载接口电路被验证能在Altera的QuartusII开发环境下直接使用,无须在主机端另行设计通信软件,其兼容性较现有设计有所提高。由于PLD(Programmable Logic Device)厂商对其知识产权严格保密,使得基于USB接口的配置电路应用受到很大限制,同时也加大了自行对其进行开发设计的难度。 与传统的基于PC并口的下载接口电路相比,本设计的基于USB下载接口电路及FPGA实验开发板具有更高的编程下载速率、支持热插拔、体积小、便于携带、降低对PC硬件伤害,且具备其它下载接口电路不具备的SignalTapII嵌入式逻辑分析仪和调试NiosII嵌入式软核处理器等明显优势。从成本来看,本设计的USB配置接口电路及FPGA实验开发板与其同类产品相比有较强的竞争力。
上传时间: 2013-06-07
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区截装置测速法是现代靶场中弹丸测速的普遍方法,测时仪作为区截装置测速系统的主要组成部分,其性能直接影响弹丸测速的可靠性和精度。本文根据测时仪的发展现状,按照设计要求,设计了一种基于单片机和FPGA的高精度智能测时仪,系统工作稳定、操作方便、测时精度可达25ns。 本文详细给出了系统的设计方案。该方案提出了一种在后端用单片机处理干扰信号的新方法,简化了系统硬件电路的设计,提高了测时精度;提出了一种基于系统基准时间的测时方案,相对于传统的测时方法,该方案为分析试验过程提供了有效数据,进一步提高了系统工作的可靠性;给出了一种输入信息处理的有效方法,保证了系统工作的稳定性。 本文设计了系统FPGA逻辑电路,包括输入信号的整形滤波、输入信号的捕捉、时基模块、异步时钟域间数据传递、与单片机通信、单片机I/O总线扩展等;实现了系统单片机程序,包括单片机和。FPGA的数据交换、干扰信号排除和弹丸测速测频算法的实现、LCD液晶菜单的设计和打印机的控制、FLASH的读写、上电后对FPGA的配置、与上位机的通信等;分析了系统的误差因素,给出了系统的误差和相对误差的计算公式;通过实验室模拟测试以及靶场现场测试,结果表明系统工作可靠、精度满足设计要求、人机界面友好。
上传时间: 2013-07-25
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时间间隔测量在导航定位、航空航天、通讯、电子仪器、天文、计量、电子技术等众多领域有着广泛的应用。随着这些领域技术的发展,对时间间隔测量的精度提出了更高的要求。 本文基于脉冲计数法的基础上提出了等效脉冲计数...
上传时间: 2013-05-26
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随着科学技术水平的不断提高,数字集成电路被广泛应用。通用串行总线USB(Universal Serial Bus)是计算机与外围设备互连的标准接口之一,是一种点对点的通信接口,可同时支持多个外围设备。USB2.0规范的通信速率非常高,其峰...
上传时间: 2013-05-20
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由于遥感器的空间分辨力的限制以及自然界地物的复杂性,混合像元普遍存在于遥感图像中,为了提高遥感应用的精度,就必须解决混合像元的分解问题。而端元提取,则是光谱解混合的重要组成部分。然而,高光谱图像巨大的数据量和...
上传时间: 2013-06-07
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近几年来,OFDM技术引起了人们的广泛注意,根据这项新技术,很多相关协议被提出来。其中WiMax代表空中接口满足IEEE802.16标准的宽带无线通信系统,IEEE标准在2004年定义了空中接口的物理层(PHY),即802.16d协议。该协议规定数据传输采用突发模式,调制方式采用OFDM技术,传输速率较高且实现方便、成本低廉,已经成为首先推广应用的商业化标准。本文对IEEE802.16d OFDM系统物理层进行了研究,并在XILINX公司的Virtexpro II芯片上实现了基带算法。 ⑴探讨了OFDM基本原理及其关键技术。根据IEEE802.16d OFDM系统的物理层发送端流程搭建了基带仿真链路,利用MATLAB/SIMULINK仿真了OFDM系统在有无循环前缀(CP)、多径数目不同等情况下的性能变化。由于同步算法和信道估计算法计算量都很大,为了找到适合采用FPGA实现的算法,分析了同步误差和不同信道估计算法对接收信号的影响,并结合计算量的大小提出了一种新的联合同步算法,以及得出了LS信道估计算法最适合802.16d系统的结论。 ⑵完成了基带发射机和接收机的FPGA硬件电路实现。为了使系统的时钟频率更高,采用了流水线的结构。设计中采用编写Verilog程序和使用IP核相结合的办法,实现了新的联合同步算法,并且通过简化结构,避免了信道估计算法中的繁琐除法。利用ISE9.2i和Modelsim6.Oc软件平台对程序进行设计、综合和仿真,并将仿真结果和MATLAB软件计算结果相对比。结果表明,采用16位数据总线可达到理想的精度。 ⑶采用串口通信的方式对基带系统进行了验证。通过串口通信从功能上表明该系统确实可行。
上传时间: 2013-04-24
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随着科学技术水平的不断提高,数字集成电路被广泛应用。通用串行总线USB(Universal Serial Bus)是计算机与外围设备互连的标准接口之一,是一种点对点的通信接口,可同时支持多个外围设备。USB2.0规范的通信速率非常高,其峰值可达480Mbit/s,使得它已经成为目前最流行的外设接口标准。FPGA芯片是今后电子产品发展的趋势,带有USB接口的FPGA系统将有很好的市场需求和发展前景。 论文主要从研究FPGA的结构、Xilinx公司Spartan3F系列中的XC3S400的引脚功能、了解FPGA开发流程、熟悉USB2.0的通信协议以及驱动的一些基本知识入手,目的是完成带有USB接口的FPGA的PCB板的制作和FPGA内部程序的编写以及USB固件的开发。结合了Cypress公司的上位机,开发了基于USB接口的FPGA和PC机通信系统,能够进行数据传输。论文研究了Xilinx的3S400芯片的内部结构和各个引脚的功能,设计了关于Xilinx的3S400最小系统电路图,在Xilinx的FPGA的开发环境,编写了FPGA的代码。由于FPGA内嵌的USB2.0的内核价格昂贵,需要向生产FPGA的芯片厂商购买,因此论文选择了外接USB芯片,虽然增加了PCB板的面积,但其开发成本较低,且技术成熟,大多数USB通信研究者进行广泛研究。论文在详细介绍了USB2.0的通信协议,Cypress公司生产的CY7C68013芯片的结构,以及其固件的开发基础上,开发了基于FPGA的USB与PC机的通信系统,该通信系统可以和上位机进行点对点的数据传输,为大批量的数据通信产品的开发提供了研究和生产的基础。
上传时间: 2013-07-26
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·DTMF的ASM解码程序(效率非常高)
上传时间: 2013-07-09
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·高分辨雷达智能信号处理技术研究
上传时间: 2013-07-02
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