一种基于FPGA的频谱分析仪设计实验

<正>0引言FPGA(现场可编程门阵列)以其体积小、功耗低、稳定性高等优点被广泛应用于各类电子产品的设计中。FPGA技术是一门实践性很强的技术,要学习好FPGA,就必须配合一定的硬件设备不断的动手积累经验。本设计目的在于学习FPGA硬件电路的设计制作,在此基础上,配以相应的频谱分析仪软件进行验证,制作成一台测试验证仪。1设计框图     

利用UART 对FPGA 进行升级的方法

为节省FPGA( Field Programmable Gate Array) 升级工作的时间和成本,设计了一种利用UART( Universal Asynchronous Receiver /Transmitter) 替代传统JTAG( Joint Test Action Group) 方式升级的FPGA 程序方法,该设计 主要由Xilinx FPGA、UART 芯片、Flash 芯片和串口连接线等组成。通过将MicroBlaze 处理器、ICAP( Internal Configuration Access Port) 、IP( Intellectual Property) 核及UART 控制模块等集成在FPGA 芯片中实现可编程片上 系统的搭建。同时采用MultiBoot 双镜像技术,实现了即使在更新失败的情况下,依旧可加载备份镜像保证系 统正常工作,以此保证设计的稳定性。实验结果表明,此设计可以替代传统FPGA 升级方法,节省升级工作的 时间和成本。本设计具有更新效率高、维护成本低、稳定性高等优点,且可用于FPGA 远程更新。     

基于DSP Builder的低功耗DDS设计及FPGA实现

直接数字频率合成技术在数字通信系统中被广泛采用,在研究直接数字频率合成技术基本原理的基础上,利用FPGA的DSP开发工具DSP Builder对基于正弦八分段线性近似的DDS进行了建模设计,通过仿真分析证明该设计方法的正确性和实用性,并通过QuartusⅡ完成对FPGA器件的配置下载过程。     

平方根升余弦滤波器的FPGA实现

通信系统中使用根升余弦滤波器作为成型滤波器,使系统满足奈奎斯特准则。随着滤波器工作频率的不断提高,使用DSP实现已经不太现实,而FPGA的成本不断降低,采用FPGA设计工作在高频率的滤波器更加适合。本文介绍了一种根升余弦滤波器的FPGA实现方法。     

高精度数字化轴角转换器的设计

介绍了一种通过FPGA来完成数据采集、运算,实现高精度轴角转换设计。运用双通道旋转变压器数据的纠错组合原理、方法,及其在FPGA当中的软件实现,发挥了FPGA在数据处理上的优势,实现了轴角转换的实时、高精度、高可靠性,具有较广泛的应用范围。     

用VHDL实现的8251

8251是广泛使用的串行数据通讯电路。本设计包含8251发送器、接收器和波特率发生器。设计应用EDA技术,基于FPGA/CPLD器件设计与实现8251。     

B3G系统中MAC和PHY接口设计与实现

研究了如何实现超三代移动通信时分双工(B3G TDD)系统中媒质接人控制层(MAC)与物理层(PHY)多通道RocketIO Gbit数据接口.基于模块化思想设计出一种按比特映射方式调整MAC发送数据包格式的透明发送机制;利用各通道轮询方法设计了一种多通道联合自适应数据接收机制,它的片内存储器资源占用率仅为传统FPGA设计的25%.基于该接口模式,仅修改FPGA内几个寄存器值即町实现整个系统的升级,而自适应接收机制使得基站和移动台可以使用同一FPGA代码,即实现了设计的通用性.所有寄存器均由协议处理器通过外部设备互联总线配置(PCI),因此FPGA配置文件只需要生成一次,可节省大量用于产生不同配置文件所需的FPGA布局布线的时间.本接口设计方法在未来移动通信系统中具有广泛的应用价值.     

基于FPGA的数字锁相环的设计与实现

本文介绍了当前广泛应用的数字锁相环的原理和基于FPGA的设计与实现方法,阐明了其基本工作原理和设计思想,给出了系统主要模块的设计过程和仿真结果;用可编程逻辑器件FPGA予以实现。     

基于FPGA的线阵CCD驱动电路设计

线阵CCD广泛应用于测量和图像采集中,其驱动电路和驱动信号对系统工作稳定性有重要的影响.在分析TCD1206SUP线阵CCD驱动时序信号基础上,采用VHDL语言,结合Quar-tusⅡ7.2软件平台,设计以FPGA为核心的工作电路.在外部控制端选择下,该系统可以多种不同的频率工作,比传统的外部分频驱动电路更简单,性能更稳定,实用性强,调节方便.     

基于PCI总线配置FPGA的技术

FPGA广泛应用于现代仪器中,但是FPGA的固有配置方式限制了仪器测量功能的扩展和升级。本文分析了FPGA的配置时序,介绍了基于PCI总线和CPLD来配置FPGA的方法,实现了FPGA的在线重配置,方便了仪器测量功能扩展和升级。     

全数字接收机DDS设计与实现

直接数字频率合成技术（DDS）是当前使用最广泛的频率合成技术,它所产生的信号具有频率分辨率高、切换速度快、切换时相位连续、输出相位噪声低和可以产生任意波形等诸多优点,被广泛应用于通信、雷达、电子对抗和仪器仪表等诸多领域。该文首先介绍了此技术的基本结构和工作原理,其次通过verilong语言编写设计了一个DDS系统。     

一种图像边缘检测FPGA实现的快速设计方法

基于硬件描述语言(HDL)或者逻辑图的设计方法难度较大,周期较长,利用Xilinx的高层次AccelDSP设计工具,按照约定的编程规则,可以将MATLABM语言编写的算法快速转变为FPGA实现.简要回顾了图像边缘检测的基本原理,给出了Sobel算子边缘检测算法的实现流程,核心代码和硬件时序仿真的结果.设计过程表明,基于AccelDSP工具的设计方法较好地降低了设计难度,提高了效率.     

基于现场可编程器件的全数字成形滤波器实现

研究全数字基带成形滤波器的实现．根据数字通信中的基带传输原理，分析基带传输中成形滤波的必要性和几种常见实现方法的优缺点．选择了其中的查表法，并通过采用基于现场可编程门阵列器件的硬件描述语言，对该方法进行了全面的仿真和分析．采用该技术实现的全数字成形滤波器可以针对不同速率及指标在系统中方便地进行修改．符合未来数字通信软件化的趋势，在软件无线电中有广阔的应用前景。     

基于归并算法的高速LDPC流水线译码器设计与实现

LDPC码是一种纠错能力极强的编码,已广泛用于新一代数字电视,深空探测,卫星通讯等多种领域,基于不同要求出现了许多不同的编码标准,所以定制化的LDPC码译码算法的硬件实现已成为当今的研究热点之一。为满足卫星通信中高速数据传输的需求,使用LDPC码Normalized最小和译码硬件实现算法以及归并算法原理,并结合FPGA适合并行计算的特点,提出一种基于流水线的部分并行LDPC译码的FPGA设计,通过仿真和实验,最终完成满足卫星高速通信需求的LDPC译码器设计。最终使用Altera公司FPGA上完成译码器设计,整个系统在时钟频率为150 MHz的条件下,数据处理速率达到1.5Gb/s以上,数据吞吐率达到750 Mb/s纠错性能优异,完全满足卫星高速数据处理要求。     

FPGA实现流水线结构的FFT处理器

针对高速实时信号处理的要求,介绍了用现场可编程逻辑阵列(FPGA)实现的一种流水线结构的FFT处理器方案.该FFT处理器能够对信号进行实时频谱分析,最高工作频率达到75 MHz.通过对采样数据进行加窗处理来减少了频谱泄漏产生的误差.为了提高FFT工作频率和节省FPGA资源,采用了由1 024点复数FFT计算2048点实数FFT的算法.此外还介绍了一种计算复数模值的近似算法.     

基于IP协议的FPGA万兆可靠互联通信设计与实现

近年来, 云计算和大数据处理迅猛发展, 现场可编程门阵列(field programmable gate array, FPGA)由于拥有独特的并行处理能力, 已在大数据处理中得到广泛应用. 而通信网络的好坏会直接影响大数据处理的性能, 基于此提出一种基于IP协议的FPGA万兆可靠保序互联通信系统, 基于三指针环形缓冲池以及并行序号管理实现线速万兆数据通信, 利用硬件超时重传机制实现可靠数据通信. 该系统与用户接口采用先进先出(first in first out, FIFO)队列方式, 接口简单; 采用IP协议进行通信, 使得通信协议开销较小, 具有良好的系统扩展性; 实际传输速率可达9.33 Gbit/s.     

FPGA在图文电视接收电路中的应用

介绍了FPGA(Fieldty Programmable Gate Array）技术在图文电视接收器中的应用及一种常用的图形编辑方法,展示了FPGA的优劣,尽管FPGA常用的编程语言是Text编程语言,我们却结合自身的优势使用了图形编辑,享受了图形编辑所带来的方便、直观、快捷。     

基于FPGA的RS编码器的设计与实现

Reed-Solomon(RS)码是一种重要的纠错码,它对随机性和突发性错误有极强的纠错能力,广泛应用于数字视频广播(DVB)系统和其它数字通信领域.本文介绍了用现场可编程门阵列(FPGA)实现DVB系统中的RS编码器的原理和工作过程,并给出了实现电路及其仿真的输出波形.     

基于FPGA的高速巴切奇偶排序网络的实现

巴切奇偶排序网络是使用最广泛的硬件排序算法之一,大量运用在网络通信设备中。实现巴切奇偶排序网络需要进行大量复杂的内部布线,采用传统分离元件的设计方法器件尺寸大、可靠性低、速度慢、不易修改升级。文章利用FPGA(可编程门阵列)来实现巴切奇偶网络,解决了传统设计存在的问题,并对巴切奇偶网络的扩展性进行了研究。实验研究验证了设计的正确性。     

基于FPGA和CIS的PCB检孔系统

介绍了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）和接触式图像传感器（CIS）的印刷电路板检孔系统。该系统检测宽度为216 mm,分辨率为200 dpi。系统以现场可编程门阵列作为控制核心,以接触式图像传感器为图像采集工具,分析了它的工作时序,完成了对印刷线路板的图像采集;通过控制TLC5540,实现了图像数据的模数转换,利用...