基于SOPC的DSP系统的设计和实现

发布时间：2023-04-01 21:03

　　微电子技术的进步以及各应用领域多样化的需求,促使集成电路向高速、高集成度、低功耗的系统集成方向发展。利用片上可编程系统(SOPC)解决方案,可将CPU、存储器、I/O接口和数字信号处理等系统设计所必需的模块集成到一片可编程器件上,构成一个可编程的片上系统。在数据通信和图像处理这样的应用中,需要强大的处理能力。当最快的数字信号处理器(DSP)仍无法达到速度要求时,唯一的选择是增加处理器的数目,或采用客户定制的门阵列产品。现在,可采用现场可编程门阵列(FPGA)来快速经济地完成设计。采用现场可编程器件不仅缩短了产品上市时间,还可满足现在和下一代便携式设计所需要的成本、性能、尺寸等方面的要求,并提供系统级支持。由于FPGA的性能和灵活性,以及新的简明的设计和实施方法,在很多新兴DSP应用领域,如数字通信和视频处理,FPGA都成为优选的解决方案。 本文主要研究基于SOPC的DSP系统的设计与实现。根据待实现的DSP算法的特征,利用QUARTUS中提供的丰富的功能模块和VHDL语言进行设计。电路模型设计完成后,可以进行系统级的模型仿真,接着把电路模型文件转换成下载代码和工具命令语言脚本。...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
CONTENTS
第一章 绪论
    1.1 课题背景
        1.1.1 FPGA的结构特点
        1.1.2 FPGA设计方案优点
    1.2 课题意义
    1.3 SOPC技术的发展状况
        1.3.1 研究进展
        1.3.2 国外发展现状
        1.3.3 国内发展现状
    1.4 研究的目标
    1.5 本论文主要研究工作
    1.6 本文的结构安排
第二章 相关技术介绍
    2.1 FPGA／CPLD概述
        2.1.1 FPGA和CPLD的工作原理
        2.1.2 FPGA和CPLD的特点
    2.2 片上系统技术发展
        2.1.1 SOC技术
        2.2.2 SOPC技术
    2.3 电路设计方法
        2.3.1 硬件描述语言的分类
        2.3.2 数字系统设计方法
    2.4 IP资源复用理念与IP CORE设计
        2.4.1 IP资源复用理念
        2.4.2 IP Core设计方法
    2.5 傅立叶变换
        2.5.1 离散傅立叶变换
        2.5.2 快速傅立叶变换
    2.6 本章小结
第三章 基于SOPC的DSP系统的总体设计方案
    3.1 系统总体设计
    3.2 总体规划
        3.2.1 NIOS嵌入式系统的特点和优势
        3.2.2 FFT运算单元
        3.2.3 实时操作系统管理
        3.2.4 软件工作流程
    3.3 本章小结
第四章 系统的硬件设计
    4.1 基于FPGA架构的CYCLONE芯片
        4.1.1 新型可编程架构
        4.1.2 嵌入式存储资源
        4.1.3 EP1C20片内资源
    4.2 外围电源电路
    4.3 FPGA外围配置芯片
    4.4 A／D器件选择
    4.5 RS232通信电路
    4.6 本章小结
第五章 片上系统设计
    5.1 NIOS系统构建
        5.1.1 NIOS Ⅱ软核
        5.1.2 Avalon交换架构
    5.2 PLL的构建
    5.3 FIFO模块
    5.4 多任务控制编程
        5.4.1 操作系统的移植
        5.4.2 Micro C／OS-Ⅱ系统简介
        5.4.3 消息邮箱
        5.4.4 多任务控制的实现
    5.5 本章小结
第六章 FPGA的FFT实现
    6.1 复数乘法原理
    6.2 蝶形处理单元的实现
    6.3 FFT设计
    6.4 本章小结
第七章 系统仿真试验
    7.1 FFT结果验证
    7.2 本章小结
结论
攻读硕士学位期间发表论文
独创性声明
致谢
参考文献
附录



本文编号：3777861