检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：王军浙江工业大学

学位级别：硕士

传统的PID算法因控制器运算速度过慢存在超调量,不能适用于传动部件间隙大的在一些仪器(百分表)和特殊设备(数控机床)上。为提高控制器的运算性能,常采用单片机、DSP等控制系统的芯片为核心并通过软件形式设计实现,然而此方式具有开发... 详细信息

传统的PID算法因控制器运算速度过慢存在超调量,不能适用于传动部件间隙大的在一些仪器(百分表)和特殊设备(数控机床)上。为提高控制器的运算性能,常采用单片机、DSP等控制系统的芯片为核心并通过软件形式设计实现,然而此方式具有开发周期长、性价比低等缺点。本文以前人在运动控制中应用FPGA技术的研究工作为基础,针对自动定位系统存在超调量等问题进行研究,以交流伺服电机作为研究对象,采用自顶向下设计思想,以FPGA作为控制芯片设计数字电路,搭建了一种基于PC+FPGA的高精度运动控制系统,并对实验测试平台的重复定位精度、定位性能等方面的进行了性能测试,目的是研制一种能单向逼近目标位置的高精度定位系统。论文主要完成了以下工作: (1)分析对比了伺服电机和步进电机性能特性、各种运动控制主控结构的优缺点,并综合运动控制系统精度及其性价比等多种因素,提出了基于PC+ FPGA交流伺服闭环控制系统的实现方案; (2)分析了运动控制系统中各模块的特性,并对运动控制系统各硬件模块(电机、电机驱动器、精密线性导轨、光栅等机械器件)的进行了选型,为实现高精度,各部件都以高精度的标准来选择,是后续实现高精度系统的基础; (3)设计、仿真了基于FPGA数字硬件电路系统。针对硬件模块的选型,以FPGA作为交流伺服系统控制的核心器件,以Quartus II作为开发环境,采用verilog HDL语言自顶向下的设计方法,设计并仿真了可选参数PID控制器、总线接口、光栅信号处理、PWM发生器及辅助控制等部分模块功能,主要负责运动控制算法及运动规划等工作,并对速度和方向信号的输出、光栅信号进行处理,且还需通过串行总线与上位机PC进行通讯; (4)搭建、测试了交流伺服运动控制实验测试平台。针对实验平台特性,对伺服驱动器、可选参数PID控制器进行了调试,使电机能平稳运行;并对平台进行了重复定位精度、定位性能等方面的性能测试,结果表明,采用可选参数PID控制器,其系统特性优于固定参数PID控制器,系统的重复性较高,其定位误差在[-3,+3](μm )。本文开发的基于FPGA的高精度定位系统以FPGA实现运动控制功能,充分利用FPGA资源等,具有高精度、响应快、可靠性高等优点,可适用于需要被控对象单向逼近目标位置的设备,具有良好的应用前景。

关键词：运动控制系统可编程逻辑阵列运动控制算法 verilog硬件描述语言自动化

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AVS及H.264双模可变长解码器设计

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计算机工程 2012年第12期38卷 222-224页

作者：周小龙王祖强魏先政山东大学信息科学与工程学院济南250100

为使视频解码芯片能同时兼容AVS及H.264这2种视频编码标准,设计一种双模可变长解码器。该设计复用码流缓冲移位和指数哥伦布解码模块,采用组合逻辑电路查找码表,对AVS和H.264码表进行优化与重组。在ModelSim环境下完成仿真测试,并通过F... 详细信息

为使视频解码芯片能同时兼容AVS及H.264这2种视频编码标准,设计一种双模可变长解码器。该设计复用码流缓冲移位和指数哥伦布解码模块,采用组合逻辑电路查找码表,对AVS和H.264码表进行优化与重组。在ModelSim环境下完成仿真测试,并通过FPGA芯片进行综合验证。结果表明,该设计能有效支持AVS和H.264 2种标准,减小电路资源消耗和面积,并提高查找表的查找效率。

关键词： AVS标准 H.264标准可变长解码现场可编程门阵列芯片指数哥伦布码 verilog硬件描述语言

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基于FPGA的PROFIBUS-DP从站研究与实现

基于FPGA的PROFIBUS-DP从站研究与实现

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作者：蔡远斌吉林大学

学位级别：硕士

现场总线技术可以概括为：开放的多点通信、串行传输、信息数字化控制系统，它根本性地改变了传统自动化控制系统的体系结构。目前，多达几十种的现场总线分布于全球各地，PROFIBUS（Process Field Bus）是其中一种技术先进的总线，它... 详细信息

现场总线技术可以概括为：开放的多点通信、串行传输、信息数字化控制系统，它根本性地改变了传统自动化控制系统的体系结构。目前，多达几十种的现场总线分布于全球各地，PROFIBUS（Process Field Bus）是其中一种技术先进的总线，它在国际、国内市场占有率均很高。而PROFIBUS中应用最广泛的一个标准当属PROFIBUS-DP。本文拟用FPGA（Field Programmable Gate Array）设计实现DP从站功能。首先研究了PROFIBUS-DP相关协议，接着对设计中用到的FPGA和verilog硬件描述语言进行深入学习。参照常用的从站协议芯片SPC3（SIEMENS PROFIBUS Controller，Version3）的结构，并结合FPGA自身的特点和DP从站需要完成的功能，本文给出了从站的整体模块结构。这个设计将从站分为3个功能模块：物理层模块、现场数据链路层模块及用户层模块。然后按照自顶向下的设计思想，再把各个模块拆分成功能相对简单的子模块。本文对物理层模块进行了详细的设计，在QuartusⅡ编程工具中采用verilog硬件描述语言分别对波特率自适应模块、波特率产生模块、UART接收模块、UART发送模块、综合实验模块进行编程输入并编译排除语法错误，再对设计好的子模块做必要的功能仿真，最后将程序下载到开发板子上进行硬件测试。通过硬件测试可见，物理层模块实现了正确收发报文的功能，将能很好地支持后续模块对报文的处理和响应。此外物理层模块的综合实验模块也对报文处理做了实验性设计，属于设计现场数据链路层模块的预备工作。

关键词：现场总线 PROFIBUS PROFIBUS-DP FPGA verilog硬件描述语言

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用verilog语言设计医用全自动真空灭菌器的程控器

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中国医学装备 2012年第10期9卷 11-14页

作者：刘国先张刚平东莞市妇幼保健院医务科广东东莞523120 暨南大学生物医学工程系广东广州510630

目的:为了实现用一种较为简便的方法来设计医用全自动真空灭菌器的程控器,运用目前应用较为广泛的verilog硬件描述语言实现这种程控器的设计。方法:通过编写较为简便的电路描述语言,在Altera公司的EDA软件平台MAX+PLUSⅡ环境下通过编译... 详细信息

目的:为了实现用一种较为简便的方法来设计医用全自动真空灭菌器的程控器,运用目前应用较为广泛的verilog硬件描述语言实现这种程控器的设计。方法:通过编写较为简便的电路描述语言,在Altera公司的EDA软件平台MAX+PLUSⅡ环境下通过编译流程。结果:通过程序运行仿真,能实现全自动真空灭菌器完整的自动控制过程,此程控器完全达到了设计要求。结论:运用verilog HDL等硬件描述语言进行大规模数字系统的设计,是当前EDA技术发展的趋势,同时是具有广阔前景的集成电路开发工具。

关键词：医用真空灭菌器程控器 verilog硬件描述语言运行仿真

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一种基于FPGA的ISA航空总线设计方法

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飞机设计 2012年第4期32卷 45-49页

作者：安磊梁尚军邴洋海中国人民解放军驻沈阳飞机工业集团有限公司军事代表室辽宁沈阳110034

Nios Ⅱ处理器是Altera公司推出的基于SOPC系统的嵌入式软核处理器。在Quartus Ⅱ软件的SOPC Builder工具中,用户可以利用Nios Ⅱ处理器、标准配套外围设备以及用户自定义的逻辑接口IP核来创建适用的Nios Ⅱ嵌入式系统,再将设计下载到Al... 详细信息

Nios Ⅱ处理器是Altera公司推出的基于SOPC系统的嵌入式软核处理器。在Quartus Ⅱ软件的SOPC Builder工具中,用户可以利用Nios Ⅱ处理器、标准配套外围设备以及用户自定义的逻辑接口IP核来创建适用的Nios Ⅱ嵌入式系统,再将设计下载到Altera公司的FPGA中进行实现。本文在Quartus Ⅱ软件中使用verilog硬件描述语言创建了基于Avalon总线的ISA总线接口逻辑,并在SOPC Builder中实现对此元件的封装,使之成为可供Nios Ⅱ系统使用IP核。

关键词： Nios Ⅱ处理器 FPGA 自定义IP核 verilog硬件描述语言

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由C＋＋到verilog实现数字逻辑设计的方法

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半导体技术 2011年第3期36卷 223-228,241页

作者：孟祥鹤吕楠韩路吴春瑜王绩伟梁洁辽宁大学物理学院沈阳110036 北京美新华微电子技术有限公司北京100044

通过介绍C++语言配合verilogHDL来进行数字逻辑设计的模式,提出了一种由C++到verilog来实现逻辑设计的崭新方法此方法从系统设计(虚拟机)入手,用C++来搭建所需要的系统模型,再由verilog与C++的一致性转化,将软件设计精确地转化到硬件级... 详细信息

通过介绍C++语言配合verilogHDL来进行数字逻辑设计的模式,提出了一种由C++到verilog来实现逻辑设计的崭新方法此方法从系统设计(虚拟机)入手,用C++来搭建所需要的系统模型,再由verilog与C++的一致性转化,将软件设计精确地转化到硬件级上,使得逻辑设计向上可进行软硬件的联合仿真,向下能够实现物理级延伸通过该方法可有效地避免SOC设计中从系统到物理实现在转化过程中产生的逻辑不一致在简叙C++的语言特性后,将verilog与C++进行了对比分析,给出了两种语言之间进行转化设计的实现方式结合数字信号处理器的设计,对此方法进行了设计应用,最终通过比对C++与verilog两者的仿真数据文件。

关键词： C++语言 verilog硬件描述语言系统模型数字信号处理设计与验证

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AVS变换量化器的硬件实现与优化

AVS变换量化器的硬件实现与优化

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作者：苗志英北京大学

学位级别：硕士

现行视频编码标准中，大多采用预测编码和变换编码相结合的混合编码方法。变换量化器在编码器中所处的位置非常关键，而且从运算量来看，变换量化器要完成编码器整体运算量的15％～20％。可见，变换量化器的性能在很大程度上影响着整个... 详细信息

现行视频编码标准中，大多采用预测编码和变换编码相结合的混合编码方法。变换量化器在编码器中所处的位置非常关键，而且从运算量来看，变换量化器要完成编码器整体运算量的15％～20％。可见，变换量化器的性能在很大程度上影响着整个编码器的性能。　　 AVS作为我国具备自主知识产权的第二代信源编码标准，采用了大量的先进算法，其中整数变换很好地解决了精度误差问题，降低了运算复杂度，但缺乏高效的硬件实现，因此对AVS整数变换及量化的硬件实现的研究具有非常重要的意义和实用价值。　　论文的主要目的在于设计一款高效的AVS变换量化器，围绕这个目标，论文完成的主要工作有以下几点：　　 1、概述了视频编码基本理论和视频编码硬件技术的发展，研究了国际上H.26x和MPEG两大系列视频标准的发展历程和技术特点。　　 2、研究了AVS视频标准、参考模型、重点分析了AVS编码过程、码流结构和关键技术，并对AVS预缩放和量化算法提出了改进。　　 3、研究比较了H.264的变换量化算法，针对AVS的变换算法，分析对比了蝶形算法、奇偶分解法、分布式算法，并且对分布式算法进行了改进。　　 4、用verilog硬件描述语言完成了AVS变换量化器的RTL级设计，该设计通过了ModelSim仿真验证，在QuartusⅡ综合后频率达到116MHz。

关键词： AVS变换量化器视频编码 verilog硬件描述语言 RTL级设计

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基于FPGA的实时交通灯控制系统的设计与实现

基于FPGA的实时交通灯控制系统的设计与实现

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作者：孙辉华中科技大学

学位级别：硕士

随着我国机动车保有量的飞速增长，城市交通问题也越来越多。因此在我国，发展智能交通系统势在必行。交通信号控制系统是智能交通系统的重要组成部分，在城市道路中，交叉路口的交通信号控制是非常关键的，由于交叉路口不同时刻车辆的... 详细信息

随着我国机动车保有量的飞速增长，城市交通问题也越来越多。因此在我国，发展智能交通系统势在必行。交通信号控制系统是智能交通系统的重要组成部分，在城市道路中，交叉路口的交通信号控制是非常关键的，由于交叉路口不同时刻车辆的流量是复杂的，不确定的，采用固定时间的控制方法，经常造成道路有效利用时间的浪费，出现空等现象，影响了道路的通畅。同时不同交叉路口的交通信号控制系统的设计需求千差万别，采用传统的专用集成电路（Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC）进行定制生产不仅成本高昂，而且开发周期长，无法迅速开发出产品投入市场。针对这样的问题，本课题以Altrea公司的Cyclone II系列EP2C8Q208C8型号FPGA芯片为核心，设计实现了一种交通信号灯实时控制系统。在系统的硬件电路设计中，首先针对交叉路口交通控制信号时间分配固定的问题，提出了一种实时的配时解决方案，通过测定等待车辆信息，结合信号灯有效时长完成了对交通信号的实时控制；其次针对紧急情况下需要安全关闭支干道的问题，通过密码解锁模块的设计提供了一种可靠的方式，使得在交通管理人员授权后控制系统能够通过交通指示信号关闭支干道，保证主干道所在的城市主干交通网畅通。本课题结合FPGA低功耗，可靠性高以及开发周期短等优势，提出了基于FPGA的交通灯实时控制系统的实现方法，实现了适用于主支干道的协调配时交通信号实时控制功能，以及紧急情况下安全关闭支干道的功能，对改善城市道路交通网络中交叉路口的通行能力有着重要的意义。

关键词：现场可编程门阵列 verilog硬件描述语言实时交通信号控制系统

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基于MIPI规范的LCD驱动接口设计

基于MIPI规范的LCD驱动接口设计

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作者：苏晓峰华南理工大学

学位级别：硕士

随着智能移动设备的发展,移动设备显示屏尺寸不断增大、处理器频率不断提高,需要传输的数据量也不断增加,同时要求设备保持高性能低功耗,传统的显示接口已经逐渐显露出弊端。因此基于MIPI规范的显示接口应运而生,MIPI-DSI是一种低功耗... 详细信息

随着智能移动设备的发展,移动设备显示屏尺寸不断增大、处理器频率不断提高,需要传输的数据量也不断增加,同时要求设备保持高性能低功耗,传统的显示接口已经逐渐显露出弊端。因此基于MIPI规范的显示接口应运而生,MIPI-DSI是一种低功耗、抗干扰能力强的高速串行接口。本文基于MIPI规范,设计了可应用于HVGA尺寸的LCD驱动接口电路。本文先从课题背景与研究现状着手,简要的说明MIPI规范的协议内容,给出整体的系统架构,然后在协议的物理传输层、通道管理、底层协议、应用层进行详细的电路分析设计与实现,模块设计采用verilog HDL进行RTL级描述,最后建立仿真平台并用VCS进行仿真,编写约束文件用DC进行综合,同时给出仿真波形与综合结果。本文的创新点主要有:优化系统结构、精简系统的非必须功能、通道控制电路状态机采用三段式的独热码编码。在系统结构方面,将物理传输层中的高速逻辑部分单独组成一个功能模块,便于后续的综合优化与时序分析;在精简系统功能方面,本接口支持时钟通道和一个数据通道(最多可支持4通道),去掉了8b9b编码功能以及芯片的测试模块功能等,较大幅度地降低了系统功耗并减少了电路面积;将时钟通道和数据通道中状态转换所用的状态机采用三段式的独热码进行编码,简化了译码逻辑,降低了毛刺产生的概率,增强了电路状态转换的稳定性;同时将设计中部分状态转化时间和功能开闭进行参数化配置,提高应用的灵活性。经过仿真验证,本设计主要功能符合技术要求。工艺库采用Maxchip 0.11μm,综合后的功耗为3.7971mW,面积为59056.0812μm2,最高工作频率为500MHZ。

关键词：移动产业处理器接口 verilog硬件描述语言液晶显示驱动接口

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基于FPGA的JPEG硬件解码器设计与实现

基于FPGA的JPEG硬件解码器设计与实现

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作者：王艳重庆大学

学位级别：硕士

21世纪,人类进入信息化时代,图像作为信息传播的主要载体,在社会发展中的作用尤为重要。凭借良好的压缩性能,JPEG静态图像压缩标准在图像领域中得到了广泛的应用。与此同时,随着集成电路技术的逐渐成熟,采用FPGA硬件实现图像处理算法也... 详细信息

21世纪,人类进入信息化时代,图像作为信息传播的主要载体,在社会发展中的作用尤为重要。凭借良好的压缩性能,JPEG静态图像压缩标准在图像领域中得到了广泛的应用。与此同时,随着集成电路技术的逐渐成熟,采用FPGA硬件实现图像处理算法也成为信息产业的研究热点,使用硬件方式实现图像处理算法具有实际应用价值。本文围绕JPEG基本系统解码器的硬件设计与实现展开研究,旨在提供一个源代码支持的JPEG解码器。在分析研究JPEG编解码原理及常用的JFIF格式的基础上,从总体规划的角度提出了整个解码器的硬件结构。整个解码器采用自顶向下和模块化的设计方法,使用verilog硬件描述语言实现,各个模块相互独立并可重复利用。论文的主要工作包括以下几个方面: 1深入研究JPEG基本系统编解码原理,对系统包含的各部分的现有算法进行分析比较,选择出适合于硬件实现的最优算法,进而提出解码器的整体硬件设计方案; 2基于所提出的方案,采用verilog硬件语言对各个模块进行描述,用modelsim仿真工具对其进行RTL级功能仿真,将仿真结果与理论值进行对比。在各模块功能仿真正确的基础上,进行RTL级联合调试,并在Altera公司CycloneII系列的EP2C35芯片上进行FPGA原型验证。仿真和验证结果表明,解码器基本符合预期要求,在保证图片不失真的前提下,达到了较高的工作频率; 3针对FPGA实现的特点,对解码算法进行优化。在熵解码阶段,结合哈夫曼树的构建规律,改进熵解码算法,使得各码字解码时间不因码长的大小而改变。在IDCT运算阶段,通过引入流水线技术,提高了解码速度并减小乘法器的个数。开发具有自主知识产权的集成电路芯核是当前发展的趋势所在,通过对JPEG基本解码系统解码器的硬件设计与实现,进一步推动集成电路技术在我国的发展,同时对其他的图像解码系统的硬件设计也有着积极的借鉴意义。

关键词： JEPG解码 FPGA verilog硬件描述语言 RTL 集成电路

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