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基于FPGA的智能控制器設(shè)計(jì)及測試方法研究

摘要：通過模糊自整定PID控制器的設(shè)計(jì)，本文提出了一種基于VHDL描述、DSP Builder和Modelsim混合仿真、FPGA實(shí)現(xiàn)的智能控制器設(shè)計(jì)及測試新方法。首先，通過MATLAB仿真，得出智能控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。然后，基于VHDL進(jìn)行智能控制器的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)及其開環(huán)測試。在此基礎(chǔ)上，通過分析一般智能控制器的測試特點(diǎn)，采用DSP Builder構(gòu)建閉環(huán)測試系統(tǒng)，Modelsim運(yùn)行DSP Builder生成文件來驗(yàn)證QuartusII中所做VHDL設(shè)計(jì)的測試方法。實(shí)驗(yàn)表明，該測試方法能有效模擬控制器的
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Stratix II FPGA系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)

基于MAX1951的諸多特點(diǎn)，本文給出了采用該器件為Stratix II FPGA系統(tǒng)供電以降低其功耗的設(shè)計(jì)方案。
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Altera宣布其Cyclone III FPGA提供對EtherCAT IP支持

　　Altera公司日前宣布為EtherCAT技術(shù)協(xié)會的EtherCAT協(xié)議提供知識產(chǎn)權(quán)(IP)支持。此前IP是針對Cyclone® II器件，現(xiàn)在將針對Altera新的低成本、低功耗Cyclone III FPGA。　　EtherCAT技術(shù)協(xié)會執(zhí)行總監(jiān)Martin Rostan說：“在競爭非常激烈的工廠自動化設(shè)備市場上，企業(yè)正在尋找能夠迅速突出產(chǎn)品優(yōu)勢的新功能和特性。Cyclone III FPGA實(shí)現(xiàn)對EtherCAT的支持，使設(shè)計(jì)人員能夠以高性價比方式，輕松加入實(shí)時以太網(wǎng)功能?！? 　　
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利用FPGA實(shí)現(xiàn)UART的設(shè)計(jì)

引言　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，尤其是在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，計(jì)算機(jī)通信顯的尤為重要。串行通信雖然使設(shè)備之間的連線大為減少，但隨之帶來串／并轉(zhuǎn)換和位計(jì)數(shù)等問題，這使串行通信技術(shù)比并行通信技術(shù)更為復(fù)雜。串／并轉(zhuǎn)換可用軟件實(shí)現(xiàn)，也可用硬件實(shí)現(xiàn)。用軟件實(shí)現(xiàn)串行傳送大多采用循環(huán)移位指令將一個字節(jié)由高位到低位(或低位到高位)一位一位依次傳送，這種方法雖然簡單但速度慢，而且大量占用CPU的時間，影響系統(tǒng)的性能。更為方便的實(shí)現(xiàn)方法是用硬件，目前微處理器串行接口常用的LSI 芯片是UART(通用異
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降低FPGA功耗的設(shè)計(jì)

　　使用這些設(shè)計(jì)技巧和ISE功能分析工具來控制功耗　　新一代 FPGA的速度變得越來越快，密度變得越來越高，邏輯資源也越來越多。那么如何才能確保功耗不隨這些一起增加呢？很多設(shè)計(jì)抉擇可以影響系統(tǒng)的功耗，這些抉擇包括從顯見的器件選擇到細(xì)小的基于使用頻率的狀態(tài)機(jī)值的選擇等。　　為了更好地理解本文將要討論的設(shè)計(jì)技巧為什么能夠節(jié)省功耗，我們先對功耗做一個簡單介紹。　　功耗包含兩個因素：動態(tài)功耗和靜態(tài)功耗。動態(tài)功耗是指對器件內(nèi)的容性負(fù)載充放電所需的功耗。它很大程度上取決于頻率、電壓和負(fù)載
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擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的FPGA實(shí)現(xiàn)

　　擴(kuò)頻通信自上世紀(jì)50年代中期被美國軍方開始研究以來，一直為軍事通信所獨(dú)占，廣泛應(yīng)用于軍事通信、電子對抗以及導(dǎo)航、測量等各個領(lǐng)域。進(jìn)入上世紀(jì)90年代以后，擴(kuò)頻通信又開始向各種民用通信領(lǐng)域發(fā)展，典型的如CDMA和GPS等。應(yīng)用最廣的是直接序列擴(kuò)頻方式(DSSS)。它是將待傳送的信息數(shù)據(jù)被偽隨機(jī)碼調(diào)制，實(shí)現(xiàn)頻譜擴(kuò)展后再傳輸，接收端則采用相同的編碼進(jìn)行解調(diào)及相關(guān)處理，恢復(fù)原始信息數(shù)據(jù)。　　本文采用VHDL語言、Altera公司的集成開發(fā)環(huán)境QuartusII 6.0和Cyclone系列芯片EPlC3T14
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快速實(shí)現(xiàn)基于FPGA的脈動FIR濾波器

引言　　目前，用FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)實(shí)現(xiàn)FIR(有限沖擊響應(yīng))濾波器的方法大多利用FPGA中LUT(查找表)的特點(diǎn)采用DA(分布式算法)或CSD碼等方法，將乘加運(yùn)算操作轉(zhuǎn)化為位與、加減和移位操作。這些結(jié)構(gòu)需要占用器件較多的LE(邏輯元件)資源，設(shè)計(jì)周期長，工作頻率低，實(shí)時性差。本文提出一種基于Stratix系列FPGA器件的新的實(shí)時高速脈動FIR濾波器的快速實(shí)現(xiàn)方法。利用FGPA集成的DSP(數(shù)字信號處理器)乘加模塊定制卷積運(yùn)算單元，利用VHDL(甚高速集成電路硬件描述語言)元件例化語句快
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采用FPGA的圖像采集卡的設(shè)計(jì)

　　現(xiàn)代化生產(chǎn)和科學(xué)研究對視頻圖像采集系統(tǒng)的要求日益提高。傳統(tǒng)的圖像采集卡速度慢、處理功能簡單、采用分立元件、電路非常復(fù)雜；而且可靠性差、不易調(diào)試、不能很好地滿足特殊要求。FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)是專用集成電路中集成度最高的一種，用戶可對FPGA內(nèi)部的邏輯模塊和I／O模塊重新配置，以實(shí)現(xiàn)用戶所需邏輯功能。用戶對FPGA的編程數(shù)據(jù)放入芯片，通過上電加載到FPGA中，對其進(jìn)行初始化；也可在線對其編程，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在線重構(gòu)?；贔PGA技術(shù)的圖像采集主要是通過集成的FPGA開發(fā)板，使用軟件編程把圖像的采集控制程
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利用Virtex-5 FPGA降低功耗

在本文中，我將分析功耗降低所帶來的好處。還將介紹 Virtex-5 器件中所使用的多種技術(shù)和結(jié)構(gòu)上的革新，它們能提供功耗最低的解決方案，并且不會在性能上有任何折扣。
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基于FPGA的OQPSK解調(diào)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

根據(jù)軟件無線電的思想，以FPGA器件為核心實(shí)現(xiàn)了OQPSK的解調(diào)，大部分功能由FPGA內(nèi)部資源來實(shí)現(xiàn)。
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基于FPGA的多種分頻設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

引言　　分頻器是FPGA設(shè)計(jì)中使用頻率非常高的基本單元之一。盡管目前在大部分設(shè)計(jì)中還廣泛使用集成鎖相環(huán)(如altera的PLL，Xilinx的DLL)來進(jìn)行時鐘的分頻、倍頻以及相移設(shè)計(jì)，但是，對于時鐘要求不太嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，通過自主設(shè)計(jì)進(jìn)行時鐘分頻的實(shí)現(xiàn)方法仍然非常流行。首先這種方法可以節(jié)省鎖相環(huán)資源，再者，這種方式只消耗不多的邏輯單元就可以達(dá)到對時鐘操作的目的。 1 整數(shù)分頻器的設(shè)計(jì) 1.1 偶數(shù)倍分頻　　偶數(shù)分頻器的實(shí)現(xiàn)非常簡單，通過計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)就完全可以實(shí)現(xiàn)。如進(jìn)行N倍偶數(shù)分頻，就可以通過由待
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基于FPGA的以太網(wǎng)視頻廣播接收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本文介紹了一種實(shí)用的基于FPGA的以太網(wǎng)視頻廣播接收系統(tǒng)，由于采用了FPGA技術(shù)，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高。
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基于FPGA系統(tǒng)易測試性的研究

引言　　現(xiàn)代科技對系統(tǒng)的可靠性提出了更高的要求，而FPGA技術(shù)在電子系統(tǒng)中應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，因此FPGA易測試性就變得很重要。要獲得的FPGA內(nèi)部信號十分有限、FPGA封裝和印刷電路板(PCB)電氣噪聲，這一切使得設(shè)計(jì)調(diào)試和檢驗(yàn)變成設(shè)計(jì)中最困難的一個流程。另一方面，當(dāng)前幾乎所有的像CPU、DSP、ASIC等高速芯片的總線，除了提供高速并行總線接口外，正迅速向高速串行接口的方向發(fā)展，F(xiàn)PGA也不例外。每一條物理鏈路的速度從600 Mbps到10 Gbps，高速I／O的測試和驗(yàn)證更成為傳統(tǒng)專注于FPG
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如何采用FPGA協(xié)處理器實(shí)現(xiàn)算法加速

本文主要研究了代碼加速和代碼轉(zhuǎn)換到硬件協(xié)處理器的方法。
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基于FPGA的UARTl6550的設(shè)計(jì)

1 引言　　UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用異步收發(fā)器)是用于控制CPU與串行設(shè)備通信的芯片，將由CPU傳送過來的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為輸出的串行數(shù)據(jù)流。將系統(tǒng)外部來的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為字節(jié)，供系統(tǒng)內(nèi)部使用并行數(shù)據(jù)的器件使用。他可以在輸出的串行數(shù)據(jù)流中加人奇偶校驗(yàn)位和啟停標(biāo)記，并對從外部接收的數(shù)據(jù)流進(jìn)行奇偶校驗(yàn)以及刪除啟停標(biāo)記。常見UART主要有INS8250，PC16450和PCI6550，其中16550發(fā)送和接收都帶有16 B的FIFO
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