(完整版)同步复接器_分接器的FPGA设计与实现毕业设计
fpga毕业设计
fpga毕业设计FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑设备，由于其灵活性和高性能的特点，被广泛应用于各种领域，例如数字信号处理、嵌入式系统和通信等。
在本次毕业设计中，我选择了一个基于FPGA的项目，以展示FPGA的优点和应用。
本次毕业设计的项目是基于FPGA的图像处理系统。
该系统主要包括图像传感器、FPGA开发板和显示设备。
首先，通过图像传感器将实时拍摄到的图像传输到FPGA开发板。
然后，FPGA将对接收到的图像进行处理，并将处理结果传输到显示设备进行显示。
在图像处理方面，我选择了一些基本的图像处理算法，如边缘检测、滤波和图像增强等。
这些算法可以有效地改善图像的质量和清晰度，并提供更好的视觉效果。
在FPGA开发板上，我会利用FPGA的并行计算能力和高速数据处理能力，通过硬件描述语言（HDL）编写相应的逻辑电路，实现这些算法的并行运算，从而提高图像处理的速度和效率。
另外，为了更好地展示FPGA的灵活性和可编程性，我计划设计一个可配置的图像处理系统。
用户可以根据自己的需求，选择不同的图像处理算法，并根据需求调整算法的参数和设置。
通过在FPGA开发板上重新编程逻辑电路，用户可以实现不同的图像处理功能和效果。
在实现之前，我将进行一些前期的工作，包括FPGA的开发环境搭建、相关的图像处理算法的研究和实验验证。
同时，我也会参考相关的文献和资料，了解已有的图像处理算法在FPGA上的实现方法和性能表现，以便更好地设计和优化系统。
总的来说，本次毕业设计的目标是基于FPGA的图像处理系统的设计和实现，通过利用FPGA的优点和特性，提高图像处理的速度和效率，并实现用户可配置的图像处理功能。
通过该项目，我将掌握FPGA的开发和应用技术，以及图像处理算法的实现和优化方法，为以后的研究和工作打下坚实的基础。
同时，通过展示该项目的成果，也能够展示FPGA的广阔应用前景和潜力。
fpga毕业设计任务书
[5]夏宇闻.《Verilog数字系统设计》,北京:北京航空航天大学出版社,2004:120-126.
[6]王等,吴继华,范丽珍,等.AlteraFPGA/CPLD设计[M].北京:人民邮电出版社,2005
毕业设计（论文）题目：
基于FPGA的NAND Flash控制器设计
一、毕业设计（论文）内容及要求（包括原始数据、技术要求、达到的指标和应做的实验等）
1提供条件：
PC机，FPGA开发板，USB等数据线，数码管，flash存储器
2设计内容与要求:
(1)查阅有关资料，了解FLASH Memory的分类和NAND FLASH的一些基本知识
[7]王崇剑,李玉山.基于FPGA的K9F2G08UOM NAND Flash控制器设计[J].电子元器件应用，2008,10(3):4- 7.
系(教研室)主任：（签章）年月日
学院主管领导：（签章）年月日
6.5.15~6.3，撰写论文
四、主要参考资料（包括书刊名称、出版年月等）:
[1]孙航,《Xilinx可编程逻辑器件的高级应用与设计技巧》［M］,北京:电子工业出版社,2004:35-60.
[2] SAMSUNG..K9F1028U0B. Data Sheet. 2004:6-21.
[3]王冠.《Verilog HDL与数字电路设计》［J］,北京:机械工业出版社,2006:4-7.
2.3.19~3.31，熟练使用Quartus II 9.0、NIOS II，了解基本Verilog语言
3.4.1~4.22，编写程序，能把数据输入Flash中并在数码管上显示出来
(完整版)基于FPGA的等精度频率计的设计与实现毕业设计
第一章课题研究概述1.1课题研究的目的和意义在电子技术中，频率是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此，频率的测量就显得更为重要。
测量频率的方法有多种,其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速，以及便于实现测量过程自动化等优点，是频率测量的重要手段之一。
目前常用的测频方案有三种：方案一：完全按定义式Ｆ＝ＮＴ进行测量。
被测信号Ｆx经放大整形形成时标ГX，晶振经分频形成时基TR。
用时基TR开闸门，累计时标ГX 的个数，则有公式可得Ｆx=1ГX=NTR。
此方案为传统的测频方案，其测量精度将随被测信号频率的下降而降低。
方案二：对被信号的周期进行测量，再利用Ｆ＝１Ｔ（频率＝１周期）可得频率。
测周期时，晶振ＦR经分频形成时标ГX，被测信号经放在整形形成时基TＸ控制闸门。
闸门输出的计数脉冲Ｎ＝ГXTR，则TX=NГX。
但当被测信号的周期较短时，会使精度大大下降。
方案三：等精度测频，按定义式Ｆ＝ＮＴ进行测量，但闸门时间随被测信号的频率变化而变化。
如图１所示，被测信号Ｆx经放大整形形成时标ГX，将时标ГX经编程处理后形成时基TR。
用时基TR开闸门，累计时标ГX的个数，则有公式可得Ｆx=1ГX=NTR。
此方案闸门时间随被测信号的频率变化而变化，其测量精度将不会随着被测信号频率的下降而降。
本次实验设计中采用的是第三种测频方案。
等精度频率计是数字电路中的一个典型应用，其总体设计方案有两种：方案一：采用数字逻辑电路制作，用IC拼凑焊接实现。
其特点是直接用现成的IC组合而成，简单方便，但由于使用的器件较多，连线复杂，体积大，功耗大，焊点和线路较多将使成品稳定度与精确度大打折扣，而且会产生比较大的延时，造成测量误差、可靠性差。
方案二：采用可编程逻辑器件（CPLD）制作。
随着现场可编程门阵列FPGA的广泛应用，以EDA工具作为开发手段，运用VHDL等硬件描述语言语言，将使整个系统大大简化，提高了系统的整体性能和可靠性。
FPGA_ASIC-基于FPGA的高速实时回放分级复接器设计
基于FPGA的高速实时/回放分级复接器设计Design of Real-time and Replayed High-rate Multiplexer Based on FPGA (1．中国科学院空间科学与应用研究中心；2．中国科学院研究生院)卢婷1,2 白云飞1LU TING, BAI YUNFEI 摘要：利用国际空间数据系统咨询委员会(CCSDS)高级在轨系统(AOS)建议，提出了两级复用的方案，设计了一种具有载荷数据存储功能的高速实时/回放分级复接器。
该方案采用FPGA技术,对星上载荷输出的数据使用了两级全异步复用的策略进行数据存储和虚拟信道调度。
试验结果表明该复接器较好地实现了载荷数据的存储和复接功能的集成，并且功能灵活，硬件资源利用率小。
关键词：FPGA；空间数据咨询委员会；高级在轨系统；两级复用；虚拟信道调度中图分类号：TN914.3； V443+.1文献标志码：AAbstract: This paper suggests a two-level multiplexing concept by applying CCSDS advanced orbiting systems (AOS) space data link protocol and presents a real-time and replayed high-rate multiplexer with additional function of storing payload data before multiplexing. FPGA technology in the system is applied for payload data storing and virtual channel scheduling by using two-level full asynchronous multiplexing strategy. The simulation result shows that the multiplexer can integrate the functions of storing and multiplexing payload data flexibly with low rate of hardware resource utilization.Key words: FPGA; CCSDS; AOS; Two-level multiplexing; virtual channel scheduling1．引言随着卫星通信系统的迅速发展，空间链路能提供的数据传输速率越来越高，允许各类卫星平台上能够应用产生大量高速实时数据的有效载荷。
时分复分技术的FPGA实现
图1 时分复分原理图图2 定时与同步钟控制，它要求信号的处理与传输都在规定的时隙内进行。
本系统中发号施令的指挥部就是定时系统。
定时系统在时钟信号的作用下，产生系统正常工作所需的各种定时脉冲，供取样和分路用的时钟；供编码、译码用的位脉冲；供传信令信号用的复帧脉冲等。
在PCM通信系统中，发方的时钟是主动的，而收方分别采样。
由于各路数据的数据率不同，要使它们分别被安排在一路数据上，需要码速调整。
调整后的各路数据是这样安排的：以上表中数据加起来整整2048K，组成一个数据帧，次序是约好的，只有这样，在接收端解码时才能将原始数据一一分接出来。
起始位8bit，用来表示一帧的起始位，有了时钟将RN、RP经过双单变换，双极性码变换成1路TTL码流信号。
利用2MHz同步时钟对这路信号进行帧首鉴别，奇帧，偶帧，定位各路原始信号，经过串并转换，然后再根据收端原来的次序将各路原始信号分接出来，还原成了原来的传输信号。
以下是VHDL语言描述的系统组成的程序：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_arith.all;8位标志位1024K512K64K64K64K64K64K64K64K图3 系统框图signal clk2m,clk1m,clk512,clk256,clk 64:std_logic;s i g n a l d a t a_p:s t d_l o g i c_ VECTOR(7 DOWNTO 0);signal data_s : std_logic;signal data_recever : std_logic;signal clk_data : std_logic;--the clk of receversignal pos_reg,neg_reg: std_logic;beginU00: clk_gen port map (clk=>clk,clk 2m=>TCP2M,clk1m=>TCP1M,clk512= >TCP512,clk64=>TCP64);(c l r n=>r e s,c l k_d a t a=>c k,p o s_reg=>pos,neg_reg=>neg,data_s=>nrz);U06:z h e n_t b p o t m a p(data_s=>data, clk256=>clk,data_recever=>q1);end struct;U00是产生时钟模块，U01是合路模块，U03是产生HDB3码模块，这3个模块是复接部分；U04是提取时钟模块，U05是HDB3码转换NRZ码模块，U06是分路模块，这3个是分接部分。
电子信息工程技术毕业设计--基于FPGA的数字信号处理系统设计
电子信息工程技术毕业设计--基于FPGA的数字信号处理系统设计电子信息工程技术毕业设计通常需要涵盖电子信息工程领域的多个方面，包括电子线路设计、数字信号处理、通信原理、电磁场与电磁波、嵌入式系统等。
题目：基于FPGA的数字信号处理系统设计一、研究背景与意义数字信号处理是电子信息工程技术领域的重要分支，广泛应用于通信、音频、图像处理等领域。
随着科技的不断发展，数字信号处理系统的性能和速度要求越来越高。
FPGA（现场可编程门阵列）作为一种可编程逻辑器件，具有高性能、灵活性好、开发周期短等优点，适用于数字信号处理系统的设计。
二、研究内容与方法1.研究内容（1）FPGA芯片选型及编程语言研究：选择合适的FPGA芯片型号，学习并掌握FPGA的硬件描述语言（如VHDL或Verilog）编程。
（2）数字信号处理算法研究：研究并实现常见的数字信号处理算法，如FIR滤波器、FFT变换等。
（3）系统硬件设计：设计数字信号处理系统的硬件架构，包括FPGA、AD/DA转换器、存储器等器件的连接与配置。
（4）系统软件设计：编写数字信号处理系统的软件程序，实现算法的处理和控制功能。
（5）系统性能测试与分析：对设计的数字信号处理系统进行性能测试和结果分析，验证系统的正确性和性能指标。
2.研究方法（1）文献综述：通过查阅相关文献和资料，了解FPGA在数字信号处理系统中的应用和发展现状。
（2）理论分析：对数字信号处理算法和FPGA的硬件编程进行理论分析和研究。
（3）实验验证：搭建实验平台，对设计的数字信号处理系统进行实验验证和性能测试。
（4）结果分析：对实验结果进行分析和讨论，优化和改进系统的性能和设计。
三、预期成果与展望通过本次毕业设计，预期能够实现以下成果：1.掌握FPGA的硬件描述语言编程和数字信号处理算法的理论知识。
2.设计并实现一个基于FPGA的数字信号处理系统，提高系统的性能和速度。
3.通过实验验证和性能测试，优化和改进系统的性能和设计，提高系统的稳定性和可靠性。
fpga毕业设计
fpga毕业设计FPGA毕业设计，指的是使用现场可编程门阵列（FPGA）进行的毕业设计项目。
FPGA是一种集成电路，它具有自定义功能和灵活性，能够灵活地实现各种数字电路的功能。
因此，使用FPGA进行毕业设计可以实现复杂的数字电路功能，并且具有较高的可扩展性。
在FPGA毕业设计中，通常需要设计一个硬件系统来解决某个问题。
通常情况下，这个问题可以是数字信号处理、嵌入式系统、通信系统等领域中的一个具体应用。
毕业设计的任务是设计一个硬件系统，使其能够满足指定的功能要求。
FPGA毕业设计一般包括以下几个步骤：1. 需求分析：首先需要明确毕业设计的目标和要求，并进行需求分析。
这个阶段需要明确设计的问题和功能要求，并确定相应的技术方案。
2. 系统设计：在需求分析的基础上，进行系统设计。
这个阶段需要设计硬件系统的整体结构，包括各个模块的功能和接口设计，并确定相应的设计方案。
3. 电路设计：根据系统设计的要求，进行电路设计。
这个阶段需要设计各个模块的具体电路结构，并使用FPGA的设计工具进行电路设计和仿真。
4. 硬件实现：在电路设计完成后，需要进行硬件实现。
这个阶段需要将电路设计转化为实际的硬件系统，并进行功能测试和调试。
5. 系统集成：在硬件实现完成后，需要进行系统集成。
这个阶段需要将各个模块进行连接，并进行整体功能测试和调试。
6. 毕业论文和答辩：在整个毕业设计完成后，需要撰写毕业论文，并进行答辩。
这个阶段需要对整个毕业设计进行总结和归纳，并对设计的结果进行评估和分析。
FPGA毕业设计具有一定的难度，需要具备较强的电路设计能力和FPGA设计和开发经验。
此外，还需要具备较强的自学和解决问题的能力。
通过FPGA毕业设计，可以使学生深入了解电路设计和FPGA技术，并将所学的理论知识应用到实际的工程项目中，从而提高学生的综合实践能力和创新能力。
基于fpga毕业设计
基于fpga毕业设计
基于FPGA（现场可编程门阵列）的毕业设计是一种通过使用FPGA芯片来实现特定功能的项目。
在毕业设计中，FPGA可
以用于开发和运行各种硬件电路和数字信号处理算法。
以下是一些可能的基于FPGA的毕业设计主题：
1. 数字信号处理器：使用FPGA开发一个高性能的数字信号
处理器，用于实现音频、图像或视频处理算法。
2. 高性能数据采集系统：设计和实现一个基于FPGA的高性
能数据采集系统，用于实时采集和处理大量传感器数据。
3. 实时图像处理算法：使用FPGA开发实时图像处理算法，
比如边缘检测、目标跟踪或图像增强。
4. 数字通信系统：设计和实现一个基于FPGA的数字通信系统，用于实时传输和处理数字信号。
5. 深度学习加速器：开发一个专用的深度学习加速器，利用FPGA的并行计算能力实现快速的神经网络推理。
6. 嵌入式系统设计：使用FPGA设计和实现一个嵌入式系统，可用于控制和监控特定的硬件设备或系统。
7. 高级计算机视觉系统：设计和实现一个高级计算机视觉系统，用于实时检测和识别复杂的视觉模式。
这些只是一些可能的毕业设计主题，实际的项目选择应根据个人兴趣、技术能力和导师建议进行。
在选定主题后，需要进行详细的设计和实现，在毕业设计中充分利用FPGA的可编程功能和高性能计算能力。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
毕业论文同步复接器/分接器的FPGA设计与实现一. 复接器的设计本设计采用了将复接器通过软件来实现，尽可能用软件来实现更多的硬件电路[18~19]。
在FPGA设计中采用了分层设计，顶层为整个系统的原理框图(见图1)，框图中包含了构成同步数字复接器的主要模块，然后按各模块的功能分别进行设计[20]。
图1 四路同步复接器的VHDL建模框图图1的四路同步复接器框图由分频器、内码控制器、时序产生器、内码产生器、输出电路等模块组成[21~22]。
分频器模块的作用是用来产生一个256KHZ的时钟信号，内码控制器模块的作用是通过三个地址控制端来控制内码发生器的码字依次输出，时序发生器模块的作用是产生四路时序来控制四路信号的输出，内码产生器模块的作用是将八路并行输入码通过串行输出，输出电路模块的作用是用一个三态门来控制四路信号分时输出，从而实现复接功能。
复接器的VHDL设计根据所划分的几大模块分别用VHDL语言去描述，最后用元件调用语句和例化语句将它们连接起来。
1. 分频器分频器实际是一个计数器，在本设计中，其作用是将由晶体震荡电路产生的4096KHZ的方波信号进行分频，其16分频(即256KHZ时钟)输出端作为内码控制器的控制输入端。
其建模流程图如图2所示。
图2 16分频计数器流程图分频器的VHDL描述程序如下：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity count16 isport(clk: in std_logic;d,c,b,a: out std_logic);end count16;architecture rtl of count16 issignal count_4:std_logic_vector(3 downto 0);beginprocess(clk)beginif(clk'event and clk='1') thenif(count_4="1111") thencount_4<="0000";elsecount_4<=count_4+1;end if;end if;end process;d<=count_4(0);c<=count_4(1);b<=count_4(2);a<=count_4(3);end rtl;上述程序在Max+plus II时序仿真波形如图3所示。
图3 分频器的时序仿真波形图3中，a表示16分频输出，b表示8分频输出，c表示4分频输出，d表示2分频输出。
由图中可以看出，实际仿真波形图与理论预期一致。
2. 内码控制器内码控制器，实际也是一个分频器，一个输出端口输出三位并行信号作为内码产生器的地址控制端，另一输出端作为时序产生器的控制端。
内码控制器对内码产生器的控制功能表如表3.1所示。
表3.1 内码控制器对内码产生器的控制功能表表3.1中的A2、A1、A0分别表示内码控制器内的二进制分频器的8、4、2分频信号。
内码产生器应循环并依次输出从“000”、“001”、一直到“111”。
这样，内码发生器每个时钟节拍，输出一位码，通过输出电路送到合路信道上，最终形成一路串行码流。
3. 时序产生器时序产生器可产生脉宽为8个时钟周期的四路时序信号。
具体实现是：将内码控制器的二分频端通过一个32分频器，其16分频和32分频输出端作为2/4译码器的控制端，2/4译码器的四个输出端，在经过反相器后，便得出本设计所要求的四路时序。
译码器的建模流程图如图4所示。
图4 译码器的VHDL建模流程图译码器的VHDL描述程序如下：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity yimaqi isport(f2,f1: in std_logic;y3,y2,y1,y0 : out std_logic );end ;architecture rtl of yimaqi issignal indata:std_logic_vector(1 downto 0);signal y:std_logic_vector(3 downto 0);beginindata<=f2&f1;process(indata)begincase indata iswhen"00"=>y<="1110";when"01"=>y<="1101";when"10"=>y<="1011";when"11"=>y<="0111";when others=>y<="0000";end case;end process;y3<=y(3);y2<=y(2);y1<=y(1);y0<=y(0);end architecture rtl;其时序仿真波形如图5所示。
图5 2/4译码器的时序仿真波形图图5中，f2表示分频器的32分频输出端，f1表示16分频输出端，y0为第1路译码输出，y1为第二路译码输出，y2为第3路译码输出，y3为第4路译码输出。
时序发生器的仿真波形及相位关系图如图6所示。
图6 时序发生器的仿真波形及相位关系图图6为译码器输出经过一个反向器处理后得出的仿真结果，图中S0、S1、S2、S3分别为四路的时序输出，由图中可以看出四路时序刚好组成一个完整的时序，仿真结果与理论预期一致。
4. 内码产生器四个内码产生器可生产四路独立的八位数码，并在内码控制器的控制下输出相应的数码，例如：C、B、A为三个地址控制端，Y7，Y6，Y5，Y4，Y3，Y2，Y1，Y0为八位码的输出，则二者的关系表3.2所示：表2 3/8控制关系图一个内码产生器的VHDL描述程序如下：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity neimacs0 isport(in0_8,in0_7,in0_6,in0_5,in0_4,in0_3,in0_2,in0_1,k3,k2,k1,sx0: in std_logic;out0: out std_logic);end entity neimacs0 ;architecture nm0 of neimacs0 iscomponent mux8_0port(d7,d6,d5,d4,d3,d2,d1,d0,d,c,b: in std_logic;y : out std_logic);end component;component tri_gate0port(din0,en: in std_logic;dout0:out std_logic);end component;signal l0: std_logic;beginu1:mux8_0port map(d7=>in0_8,d6=>in0_7,d5=>in0_6,d4=>in0_5,d3=>in0_4,d2=>in0_3,d1=>in0_2,d0=>in0_1,d=>k3,b=>k2,c=>k1,y=>l0);u2:tri_gate0 port map(din0=>l0,en=>sx0,dout0=>out0);end architecture nm0 ;library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity mux8_0 isport(d7,d6,d5,d4,d3,d2,d1,d0:in std_logic;d,c,b:in std_logic;y :out std_logic );end mux8_0;architecture rtl of mux8_0 issignal sel:std_logic_vector(2 downto 0);beginsel<=d&c&b;with sel selecty<=d0 when "000",d1 when "001",d2 when "010",d3 when "011",d4 when "100",d5 when "101",d6 when "110",d7 when "111",'0' when others;end rtl;library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity tri_gate0 isport(din0,en:in std_logic;dout0 :out std_logic);end tri_gate0 ;architecture zas of tri_gate0 isbegindout0<=din0 when en='1' else'Z';end zas;内码产生器的仿真波形如图7所示图7 内码产生器的仿真波形图图7中k3、k2、k1表示计数器的3位输入控制端，in0_8到in0_1表示8位并行输入码，out0表示一路串行输出码，由图中可以看出实际仿真结果与理论一致。
5. 输出电路在时序产生器产生的四路时序信号的控制下(时序与内码想与)，按顺序依次将四路数码接入同一通道，形成了一路串行码，从而完成了四路数据码的复接。
实现的关键是三态与门的利用，就是当时序信号的上升沿到来，并且在高电平持续时间内，相应的八位码以Y0，Y1，Y2，Y3，Y4，Y5，Y6，Y7的顺序依次输出，而在其他情况下，则以高阻的形态出现，当经过一个时序周期(即32个码元)后，就输出一帧串行码，从而实现了四路数据的同步复接。
其中三态门的建模如图8所示。
N Y图8 三态门建模流程图三态门的VHDL描述程序如下：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity tri_gate0 isport(din0,en:in std_logic;dout0 :out std_logic );end tri_gate0 ;architecture zas of tri_gate0 isbegindout0<=din0 when en='1' else'Z';end zas;三态门的时序仿真波形如图9所示。