FPGA/MATLAB学习教程/源码/项目合作开发

1.71024QAM调制解调系统的FPGA开发与matlab对比验证。1.6256QAM调制解调系统的FPGA开发与matlab对比验证。1.616QAM调制解调系统的FPGA开发与matlab对比验证。1.732QAM调制解调系统的FPGA开发与matlab对比验证。1.564QAM调制解调系统的FPGA开发与matlab对比验证。1.1ASK调制解调系统的FPGA开发与matlab对比验证。1.2FSK调制解调系统的FPGA开发与matlab对比验证。

例如，当 FPGA 系统中的其他大功率器件开启或关闭时，可能会引起电源线上的电压瞬间波动，这种波动如果传递到晶振的供电端，就会对晶振的频率稳定性产生影响。可以定期使用 FPGA 内部的逻辑资源或外部的测量设备对晶振的频率进行测量，然后根据测量结果计算出需要调整的分频比或倍频比，并通过软件控制 FPGA 内部的时钟管理单元（CMU）来实现时钟频率的校准。例如，常见的温补石英晶体振荡器（TCXO），通过内置的温度补偿电路，能够有效减小温度变化对频率的影响，在较宽的温度范围内保持稳定的频率输出。

它可以将模型中的复杂计算部分，如循环神经网络（RNN）或长短时记忆网络（LSTM）的计算单元进行硬件实现，减少软件层面的开销，从而快速地将语音信号转换为文本信息，为后续的语义理解和回答提供更及时的输入。在车道保持辅助（LKA）系统中，FPGA 可以对摄像头拍摄的车道线图像进行处理，识别车道线的位置和曲率，当车辆偏离车道时，发出警告信号或自动调整车辆的转向，提高驾驶的安全性。同时，FPGA 还可以用于波束成形技术的实现，通过调整天线阵列的相位和幅度，提高信号的覆盖范围和传输质量，增强 5G 基站的通信性能。

在FPGA设计中，扇出是指一个信号输出端所连接的其他逻辑单元（如寄存器、组合逻辑块等）的输入端的数量。例如，一个驱动信号连接到 5 个其他模块的输入，那么这个信号的扇出数为 5。扇出数可以通过综合工具的报告文件或者在设计的原理图中直观地统计得到。如果设计采用了多层的层次化结构，高层模块中的信号可能会因为需要驱动多个底层模块而导致高扇出。例如，在一个包含多个子模块的复杂处理器设计中，全局控制信号（如复位信号、时钟使能信号等）可能需要分发到各个子模块，从而产生较高的扇出。

FPGA 实现电子稳像平台通常采用模块化设计思想。包括图像采集模块、预处理模块、运动估计模块、运动滤波模块、运动补偿模块和图像输出模块等。图像采集模块负责与图像传感器接口，接收原始图像数据并将其传输到内部缓存。预处理模块对图像数据进行灰度化、滤波等操作，可采用流水线结构提高处理速度。运动估计模块实现选定的运动估计算法（如块匹配或光流法），通过并行处理单元加速计算过程。运动滤波模块对运动矢量进行滤波处理，例如卡尔曼滤波可利用 FPGA 的逻辑资源构建状态更新和预测电路。

FFT是一种广泛应用于信号处理、通信系统、雷达和图像处理等领域的算法，它能够将时域信号转换为频域信号，从而揭示信号的频率成分。FFT变换长度(8~65536)，如上图，FFT长度配置为2048，配置的FFT长度越高，频率越准确，但占用的资源也越多，FFT得处理延迟也将越大。这个界面主要用于配置通道数，FFT长度，时钟，吞吐量，蝶形运算结构，以及是否可以运行时配置，需要注意的是结构的配置会影响调整因子。变换通道，可以选择多通道，可以用于实现多帧数据同时进行FFT运算，一般情况下，选择单通道就可以了。

线性反馈移位寄存器（Linear Feedback Shift Register, LFSR）是一种广泛应用于密码学、通信系统和计算机科学中的重要工具。在很多领域上都有使用到LFSR，譬如说密码学、白噪声，还有我们这里的随机功能实现，之所以把它使用到我们的radio的随机功能里面，除了它可以产生伪随机数序列实现随机播放功能之外，更重要的是我们利用了它的两个特点。其一，只需要在代码中开辟几个byte的位置，就能够实现随机序列的产生，需要的空间很少。

VGA (Video Graphics Array) 即视频图形阵列，是IBM于1987年随PS/2机(PersonalSystem 2)一起推出的使用模拟信号的一种视频传输标准。这个标准对于现今的个人电脑市场已经十分过时。但在当时具有分辨率高、显示速率快、颜色丰富等优点，在彩色显示器领域取得了广泛的应用，是众多制造商所共同支持的一个低标准。VGA（Video Graphics Array）是一种模拟视频信号标准，主要用于计算机显示器。时序控制模块：负责生成VGA信号的标准时序。

在现代航空电子、军事系统和一些工业应用中，数据总线扮演着极其重要的角色。其中，ARINC 1553B总线是一种广泛使用的高速串行数据总线标准，用于飞机和其他军用系统的通信。为了确保数据传输的可靠性和完整性，ARINC 1553B采用了曼彻斯特编码（通常称为曼码）作为信号编码方式。曼码不仅能够提供位同步功能，还能保证信号中的直流分量为零，这对于长距离传输非常有益。

USB 2.0（Universal Serial Bus Version 2.0）是一种广泛使用的计算机接口标准，用于连接计算机和其他外围设备。USB 2.0支持高速数据传输速率最高可达480Mbps。USB2.0控制器结构框图如图所示：接口有三种：一种是与微控制器之间的功能接口；一种是与单口同步静态存储器（SSRAM）之间的接口；另外一种是与物理层之间的接口。这里符合UTMI（USB Transceiver Macrocell Interface）规范定义。控制器接口的信号框图如图所示。

基于FPGA的PCI总线接口设计是一个涉及硬件和软件多个方面的复杂主题。PCI（Peripheral Component Interconnect）总线是一种高速计算机总线标准，广泛用于连接外围设备到计算机主板。

光栅尺是一种高精度的位置检测装置，常用于数控机床、坐标测量机等需要精确位置反馈的场合。光栅尺由主光栅（标尺光栅）和指示光栅组成，当两光栅相对移动时会产生莫尔条纹，通过光电元件将这些条纹转换为电信号后，经过适当的信号处理电路即可得到位置信息。

FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）器件的在线配置，也被称为动态重配置或在线编程，是指在FPGA已经部署并运行在系统中时，无需断电或重启，即可对其内部逻辑进行重新配置的过程。这一功能使得FPGA能够根据运行时需求灵活地改变其功能，增强了系统的灵活性和适应性。PC机与单片机的接口如图2所示。AT89C2051单片机通过串行口直接接收PC机传送来的串行数据，然后把接收到的数据存入数据存储器。

软件无线电（Software Defined Radio, SDR）是一种灵活的无线通信系统设计方法，其核心理念在于将传统的硬件无线电功能通过软件实现，从而使得系统能够通过软件升级来支持多种通信标准和信号处理技术。基于现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array, FPGA）的SDR调制解调器设计，利用FPGA的高度灵活性和并行处理能力，实现高效、可重构的无线通信系统。

斐波那契数列定义如下：每个数是前两个数的和，序列以0和1开始。用数学符号表示，第n个斐波那契数记作Fn​，其定义为：数列的前几项是：0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, ...斐波那契数列蕴含了许多有趣的性质和封闭形式的表达式，其中最著名的是“黄金分割”关联和Binet公式。

生物芯片是20世纪末随“人类基因组计划”的研究和发展而产生的一项高新技术，是人们高效地大规模获取生物信息的有效手段。目前大部分生物芯片采用荧光染料标记待测样品分子。生物芯片扫描仪用激光激发荧光染料，通过对激发点的成像，检测一个点；结合生物芯片X-Y二维精密扫描台上移动，实现对整片的扫描。X-Y二维扫描台的位置检测精度直接影响着扫描分辨率——生物芯片扫描仪性能的关键参数。基于传统的数字电路的生物芯片扫描仪中X-Y二维扫描台的位置检测电路存在计数误差和误清零问题，本文以基于FPGA设计的位置检测电路来解决。

在电气测控系统中，常常需要采集各种模拟量信号、数字量信号，并对它们进行相应的处理。一般情况下，测控系统中用普通MCU（如51、196等单片机或控制型DSP）是可以完成系统任务的。但当系统中要采集的信号量特别多时（特别是各种信号量、状态量），仅仅靠用普通MCU的资源就往往难以完成任务。此时，一般只能采取多MCU联机处理模式，或者靠其它芯片扩展系统资源来完成系统的监测任务。这样做不仅增加了大量的外部电路和系统成本，而且大大增加了系统的复杂性，因而系统的可靠性就会受一定的影响，这显然不是设计者所愿意看到的。

基于FPGA的毫米波多目标信号形成技术是现代雷达系统中的一项关键组件，它能够生成高精度的多目标回波信号，用于模拟复杂的雷达工作环境，进而对雷达系统进行测试与优化。这项技术利用FPGA的并行处理能力、高速运算以及灵活可编程的优势，实现了目标信号的高效合成与处理。

基于FPGA的电子稳像平台是一种利用现场可编程逻辑门阵列（Field-Programmable Gate Array）实现的图像稳定技术，广泛应用于监控、无人机、手持设备等领域。电子稳像技术通过分析连续帧间的运动信息，对图像序列进行处理，以消除因相机抖动或平台移动引起的图像模糊，从而获得清晰稳定的视频画面。稳像系统的反应速度是电子稳像要解决的关键技术之一。传统的基于“摄像机-图像采集卡-计算机”模式的稳像系统、图像检测和匹配算法全部由计算机以软件方式实现。

AM（Amplitude Modulation，幅度调制）是一种经典的模拟调制技术，通过载波信号的幅度变化来携带信息。在基于FPGA（Field-Programmable Gate Array）的实现中，AM信号的调制解调过程可以通过数字信号处理技术完成，这不仅提高了系统的灵活性和可靠性，还允许在硬件上实现更复杂的调制解调算法。

基于FPGA的First-In-First-Out（FIFO）队列实现是数字设计中的一个常见任务，特别是在数据流管理和跨时钟域数据传输中。FIFO作为一个缓冲器，能够有效地管理数据流的速率匹配问题，避免数据丢失或过载。在不使用IP核的情况下，使用Verilog HDL手动设计FIFO，可以深入理解其工作原理并进行定制化设计。下面将详细介绍FIFO的工作原理，并展示如何使用Verilog语言实现一个简单的同步FIFO。

在FPGA的设计中，使用一个计数器模块，其计数范围根据所需的PWM周期设置。计数器的时钟信号来自FPGA的系统时钟或专门的PWM时钟源。

在数字信号处理领域，使用查找表（Look-Up Table, LUT）方法生成正弦波是一种高效且广泛应用的技术，尤其适合于现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array, FPGA）的实现。这种方法通过预先计算并存储正弦函数在一定区间内的值，从而避免了实时计算的复杂性和延迟，提高了信号生成的效率和精度。

基于现场可编程逻辑门阵列（FPGA, Field-Programmable Gate Array）的可编程方波发生器是一种灵活、高效、可定制的信号生成装置，广泛应用于通信、测试测量、音频处理等多种领域。它通过FPGA内部的硬件逻辑直接生成所需频率和占空比的方波信号，相较于传统的基于微处理器或专用集成电路（ASIC）的设计，FPGA提供了更高的时钟频率、更快的响应速度以及更灵活的可编程性。

基于FPGA（Field-Programmable Gate Array）的FIR（Finite Impulse Response）低通滤波器实现，是数字信号处理领域中的一项重要技术应用。它利用可编程逻辑器件的灵活性，高效地实现数字滤波功能，广泛应用于通信、音频处理、图像处理等领域。设计并实现一个基于现场可编程门阵列(FPGA)的有限脉冲响应(Finite Impulse Response, FIR)低通滤波器是一个结合了数字信号处理理论与硬件实现技术的综合工程任务。

脉冲神经网络（SNN，Spiking Neural Network）是一种生物神经系统启发的神经网络模型，它使用脉冲事件（神经元之间的离散时间突触事件）来传递信息，与传统的人工神经网络（例如前馈神经网络和循环神经网络）不同。基于IM模型的SNN可以用于模拟生物神经系统中的信息处理和学习过程，尤其适用于事件驱动的任务，如感知、决策和控制。电位积累的速度取决于输入脉冲的权重和输入脉冲的时刻。在IM模型中，神经元接收来自其他神经元的输入，将这些输入积累起来，当累积的电位超过某个阈值时，神经元会发放脉冲。

本文将介绍基于FPGA的DES数字加解密算法，包括DES算法的原理、FPGA的基本概念、基于FPGA的DES算法实现等内容。每轮加密运算都是将右侧的32位数据块作为输入，与对应的48位子密钥进行异或运算，然后通过代换、置换等操作得到新的32位数据块，再将左侧的32位数据块与新的右侧32位数据块进行异或运算，最终得到新的左右两个32位数据块。为了使密钥更加安全，DES算法采用了密钥的变换方式，将56位的密钥变换为16个48位的子密钥。编译是将设计好的硬件电路转换成FPGA可以识别的二进制文件的过程。

循环冗余校验码（CRC），简称循环码，是一种常用的、具有检错、纠错能力的校验码，在早期的通信中运用广泛。循环冗余校验码(cyclic redundancy check)简称CRC（循环码），是一种能力相当强的检错、纠错码，并且实现编码和检码的电路比较简单，常用于串行传送（二进制位串沿一条信号线逐位传送）的辅助存储器与主机的数据通信和计算机网络中。这种编码基本思想是将要传送的信息M(X)表示为一个多项式L，用L除以一个预先确定的多项式G(X)，得到的余式就是所需的循环冗余校验码。②可检测出所有双比特的错；

目标跟踪中，基础的差分法，存在较大的缺陷，比如目标静止状态，那么就无法检测，如果场景中，运动的物体非常多，那么就会出现检测混乱的情况，如果摄像机存在较为剧烈的抖动，同样会导致检测失败。因此，针对各种不同的应用场景，设置不同的模板，结合传统的帧差法，从而提升系统的性能。目标跟踪中，基础的差分法，存在较大的缺陷，比如目标静止状态，那么就无法检测，如果场景中，运动的物体非常多，那么就会出现检测混乱的情况，如果摄像机存在较为剧烈的抖动，同样会导致检测失败。SDRAM控制器，开发板硬件的配置，不涉及具体的算法原理。

那么这个模块的其本质功能就是产生行列同步信号，告诉HDMI接口，使得需要输出的视频信号按行列进行逐行的扫描，完成整个视频的显示。这里，主要的调试困难在于，反复的修改行列扫描的时序，直到得到较为稳定的输出图像为止。这个部分，所以的摄像头都是按这个步骤进行，即先进行配置，然后接收数据，你按你的摄像头进行进行处理即可。这个是由于这款摄像头是支持左右双通道的图像采集的，所以在采集的时候，需要设置为两倍的800X600。摄像头图像采集信号，将摄像头采集到的信号写入到DDR中，这里下面的W*信号就。

旋转因子压缩块存储方案FFT运算在硬件实现上速度较快，常见的FFT处理器实现方法主要包括串行和并行两种方式[。其中，串行实现方式，硬件资源开销较小，只需要消耗一个蝶形计算单元的硬件资源，但是其处理速度较慢。而并行实现方式，FFT运算时间等于一次蝶形运算时间，但其硬件资源开销巨大。针对这个问题，分别从旋转因子的压缩存储，复数乘法器，RAM存储，蝶形计算结构以及整体构架的低功耗实现等多方面对FFT处理器进行改进。1.分解FFT处理器FFT处理之后，得到的频域信号可表示为：对于长度为N的离散序列，且N。

输入频域因为是AM信号，所以在5K~2M HZ之间，ADC的精度要求不限，能满足一般音频处理即可（满足演示要求，建议采样64MHZ上限，8位）此部分设计需要用到FPGA开发板上的2个LVDS输入端口。第二部分输入为第一部分的数字输出信号，进行一般的软件无线电设计即可。按照一般收音机的设计，将硬件全部由软件（FPGA）来替代。收音机的挑台旋转按钮可用开发板上的开关来设计。这里，我们主要基于DE0开发板进行设计，下面首先分析一下DE0开发板。上升沿有效,频率为开发板的晶振。表一、顶层模块接口定义。

本系统测试使用的CA码存放在ROM中，在使用的时候直接进行调用，CA码的长度，根据实际的指标采用的长度为1023。

限制电文记录长度的因素有两个：一个是C/A码的多普勒效应，还有一个是捕获电文中是否含有导航电文相位转移。信噪比与捕获使用的电文记录长度成正比，电文长度越长，捕获信号便更困难，用硬件完成捕获的成本也会越多、越复杂。一般导航电文长度有20个C/A码长，捕捉电文的长度必须在10ms内，因为20毫秒内最多只有一个电文的相位偏移，若使用前10毫秒级有一个电文产生相位偏移，那么下一个毫秒级将不会有。将捕获到的GPS信号的数据传递给跟踪过程，再通过跟踪过程便可得到卫星的导航电文。其基本结构如图2所示。

d[N-1]，复符号流通过串/并变换，得到一系列并行的QAM符号d[0]，d[1]，…，，再将它们经过并/串变换，得到一串串行的符号流，，…由于此时符号流为离散的，所以要经过D/A转换，将其变为时间上连续的信号。设OFDM信号发射时间周期为[0，T]，子载波数为N，N也是符号序列的时间间隔。应此我们设计的数字系统是一个OFDM 通信系统中的基带数据处理部分，就是不包括变频，射频电路部分的设计，甚至没有加入同步的部分，而是只包括信道编码、交织、星座映射、FFT 和插入循环前缀的部分。

我们设计的数字系统是一个OFDM 通信系统中的基带数据处理部分，就是不包括变频，射频电路部分的设计，甚至没有加入同步的部分，而是只包括信道编码、交织、星座映射、FFT 和插入循环前缀的部分。为了使得到的信号尽可能的保持质量，我们必须保证发送出去的信号是接近理想的信号，即发送出去的信号没有毛刺，边带的平滑的，而且在信号的频域上没有高频分量。在实际系统中，无论发送出去的信号多么完美，都会受到信道中噪声的影响，应此在OFDM系统的接收端，我们必须再加上一个低通滤波器，使接收到的信号更加的平滑。

最后检查相邻V符号间的非0符号的个数是否为偶数，若为偶数，则再将当前的V符号的前一非0符号后的第1个0变为+B或-B符号，且B的极性与前一非0符号的极性相反，并使后面的非0符号从V符号开始再交替变化。第三步：检查相邻符号间非零符号的个数的奇偶性，若为偶数，则将当前的符号的前一非零符号后的第1个零变为+B或-B符号，且B的极性与前一非零符号的极性相反，并使后面的非零符号从V符号开始再交替变化。AMI码：-1　0　0　0　0 +1　0　0　0　0　-1 +1　0　0　0　0 -1 +1。

up目录一、理论基础二、核心程序三、测试结果 矩阵求逆，即求矩阵的逆矩阵。矩阵是线性代数的主要内容，很多实际问题用矩阵的思想去解既简单又快捷。逆矩阵又是矩阵理论的很重要的内容，逆矩阵的求法自然也就成为线性代数研究的主要内容之一。设A是数域上的一个n阶方阵，若在相同数域上存在另一个n阶矩B，使得： AB=BA=E。 则我们称B是A的逆矩阵，而A则被称为可逆矩阵。其中，E为单位矩阵。典型的矩阵求逆方法有：利用定义求逆矩阵、初等变换法、伴随阵法、恒等变形法等。 逆矩阵的求法有多种,其中重要

ALU计算器

这里第一部分的主要目标是设计一个键盘扫描程序，并读取4*4键盘上的键盘，并以0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F在7段数码管上显示出来。这里我们将用到开发板的键盘和数码管。本模块分为键盘扫描和数码管显示两个部分。这两个部分非常的简单，这里我们合在一起设计。