基于FPGA的数字交换系统的设计

基于FPGA的数字系统设计

《基于FPGA勺数字系统设计》项目设计项目名称：电子密码锁姓名：蒋流洲院系:应用技术学院专业：09电子信息工程（应电应本）学号:200915254137指导教师：徐正坤________________完成时间：2011年6月30日目录1 项目名称、内容与要求,,,,,,,,,,,,,,,, 1 页1.1 设计内容,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 1 页1-1匕-〜＜ I I J I_I ，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，1 2、1.2 具体要求,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 1 页2 系统整体架构( Architecture Description ) ,,,,,,, 1页2.1 设计思路,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 1 页2.2 系统原理(包含：框图等阐述)与设计说明等内容,,,, 2页2.3 创新点与原创性内容,,,,,,,,,,,,,,,, 3 页3系统设计(含HDL或原理图输入设计)，,,,,，,,, 3页注：此部分包含主要逻辑单元、模块、源代码等内容3.1 HDL 代码,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 3 页3.2 系统整体电路图(或RTL 级电路图),,,,,,,,, 11页4 系统仿真( Simulation Waveform ),,,,,,,,,,, 12页5 FPGA 实现( FPGA Implementation ) ,,,,,,,,,, 12 页注：此处应包含硬件验证、操作过程、结果等说明6 总结( Closing ) ,,,,,,,,,,,,,,,,,, 15 页参考书目( Reference )：,,,,,,,,,,,,,,,, 16页1 项目名称、内容与要求1.1 设计内容实验板上有10个按键k1〜k10,其中k1〜k10作为密码输入按键，k10 作为复位按键，一便重新开始输入的密码。

当然，这个电子密码锁与实际的电子密码锁的设计有一些不一样，也许实际的电子密码锁并不设置复位按键，而是当密码输入错误后，延长很长一段时间才接受新密码的输入。

基于fpga的数据交换模块的设计与实现

基于fpga的数据交换模块的设计与实现FPGA是一种可编程逻辑器件，拥有广泛的应用领域。

数据交换模块
是一种将数据从一个设备传输到另一个设备的模块。

本文设计并实现了一
种基于FPGA的数据交换模块。

首先，我们选用了Xilinx Spartan-6 FPGA来实现该模块。

其中，我
们采用了两个FPGA板卡，一个作为发送端，一个作为接收端。

这两个板
卡之间通过一个串口进行通信。

其次，我们对发送端的数据进行处理，通过DMA控制器将数据缓存到
内存中。

随后，将DMA控制器中的数据传输到FIFO队列中。

FIFO队列的
深度根据实际情况进行设置，以满足数据传输的需求。

在发送数据的同时，我们还需要发送数据的长度和各种控制信号。

最后，我们在接收端也封装同样的FIFO队列，将接收到的数据从队
列中取出，通过DMA控制器将数据缓存到接收端的内存中。

同时，接收端
也会接收到发送端发送的控制信号，并根据控制信号对接收数据进行处理。

综上所述，我们通过DMA控制器和FIFO队列实现了基于FPGA的数据
交换模块，可实现高速数据传输。

该模块可使用于各种需要进行数据交换
的应用领域，并且在提高数据传输速度的同时，保证了数据传输的可靠性
和正确性。

基于FPGA的小型程控交换机的设计

基于ＦＰＧＡ的小型程控交换机的设计作者：梁磊厉彦峰来源：《电脑知识与技术·学术交流》2008年第20期摘要：本文针对数字程控交换机的交换原理进行了研究，将程控交换所实现的功能设计到一块大容量的FPGA芯片上，并在此基础上进行了小型数字程控交换机的硬件和软件的设计。

关键词：FPGA；程控交换机；设计中图分类号：TN916文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)20-30373-02The Design of Small-scale Program-controlled Switches Based on FPGALIANG Lei,LI Yan-feng(Tianjin Industry University, Information and Communication Engineering Institute, Tianjin 300160, China)Abstract: The paper researches the principle of exchange of the digital program-controlled switches, and make the function of the program-controlled exchange to a large-capacity FPGA chip, and on this basis, and design a small number of program-controlled switches hardware and software.Key words: FPGA; program-controlled switches; design1 引言本文针对数字程控交换机的交换原理进行了研究，尤其对系统的工作过程进行了细致的分析,采用EDA技术及嵌入式技术，通过在FPGA中移植的单片机核完成交换机的控制部分，同时利用FPGA的其他资源完成硬件电路其他逻辑的设计，实现了两对及两对以上的电话用户进行互不干扰的电话通信。

基于FPGA和W5500的串口数据切换系统研究与设计

基于FPGA和W5500的串口数据切换系统研究与设计基于FPGA和W5500的串口数据切换系统研究与设计摘要：串口作为一种常见的通信接口，在嵌入式系统中广泛应用。

本文基于FPGA（Field Programmable Gate Array）和W5500芯片，设计了一种串口数据切换系统。

该系统能够实现多个串口的数据交换和切换操作，并具备高速传输和稳定性。

关键词：FPGA，W5500，串口，数据切换1. 引言串口是一种用于在设备之间进行数据传输的通信接口，在各种嵌入式系统中得到广泛应用。

然而，常见的串口接口数量有限，无法满足复杂系统对多串口的需求。

为了解决这一问题，本文提出了一种基于FPGA和W5500芯片的串口数据切换系统。

2. FPGA和W5500芯片简介2.1 FPGAFPGA是一种可编程逻辑器件，可以根据需求进行编程，实现不同的电路功能。

其灵活性和高度可定制性使得FPGA成为嵌入式系统设计的重要工具。

2.2 W5500芯片W5500是一种以太网控制器，其集成了MAC（Media Access Control）和PHY（Physical Layer）功能。

该芯片能够实现高速数据传输，并支持TCP/IP协议栈。

3. 系统设计3.1 硬件设计本系统使用FPGA作为核心控制器，通过FPGA与多个串口通信。

为了实现数据切换，本文引入W5500芯片，利用其高速传输和稳定性，实现串口数据的交换和切换。

具体的硬件设计包括FPGA和W5500的连接，以及串口与W5500的连接。

3.2 软件设计本系统的软件设计主要包括FPGA的逻辑设计和W5500的驱动程序设计。

FPGA的逻辑设计根据具体需求，编写程序实现串口数据的交换和切换。

W5500的驱动程序设计则包括数据的接收和发送等功能。

4. 系统性能测试为了验证本系统的性能，对其进行了多方面的测试。

首先，测试系统能够稳定运行并实现串口数据的交换和切换。

其次，测试系统的数据传输速度和实时性，确保系统能够满足实际应用的需求。

《2024年基于FPGA的AVSIDCT变换的设计与实现》范文

《基于FPGA的AVSIDCT变换的设计与实现》篇一基于FPGA的AVS-DCT变换的设计与实现一、引言随着数字信号处理技术的快速发展，视频编码技术已成为信息科技领域的重要研究方向。

AVS（Audio Video Standard）是我国自主研发的音频视频编码标准，其核心的DCT（Discrete Cosine Transform）变换算法在视频编码中起着至关重要的作用。

FPGA（Field Programmable Gate Array）因其并行处理能力强、灵活性高等特点，被广泛应用于各种信号处理系统中。

本文将详细介绍基于FPGA的AVS-DCT变换的设计与实现。

二、系统设计1. 总体设计思路基于FPGA的AVS-DCT变换系统设计主要分为三个部分：算法设计、硬件设计以及软件实现。

首先，根据AVS标准，设计DCT变换算法；其次，根据算法需求，设计相应的硬件架构；最后，通过软件编程实现整个系统的功能。

2. 算法设计AVS-DCT变换算法是AVS视频编码的核心算法之一，其核心思想是将图像的像素值进行正交变换，从而得到一系列的变换系数。

这些系数在后续的编码过程中将起到重要的作用。

为了实现高效的DCT变换，我们采用了基于FPGA的并行化处理策略，以降低运算复杂度，提高处理速度。

3. 硬件设计硬件设计是整个系统的关键部分，其主要任务是根据算法需求，设计相应的FPGA硬件架构。

我们采用了流水线结构，将DCT变换过程划分为多个阶段，每个阶段由相应的硬件模块负责完成。

此外，为了降低硬件资源的消耗，我们还采用了复用策略，使得各个模块在完成各自任务的同时，能够相互协作，共同完成DCT变换任务。

4. 软件实现软件实现是整个系统的最后一环，其主要任务是通过编程实现整个系统的功能。

我们采用了高级硬件描述语言（HDL）进行编程，通过编写各个模块的代码，实现DCT变换的整个过程。

在编程过程中，我们充分考虑了硬件资源的优化和利用，以及系统的可扩展性和可维护性。

《2024年基于FPGA的AVSIDCT变换的设计与实现》范文

《基于FPGA的AVSIDCT变换的设计与实现》篇一一、引言在现代的信号处理与图像分析技术中，数字信号处理发挥着重要的作用。

尤其是在各种信号源（如视频、音频）的处理上，一种被称为“变换编码”（如DCT变换）的技术成为数据压缩的重要手段。

本篇论文主要探讨了基于FPGA（现场可编程门阵列）的AVSIDCT（音频视频信号的离散余弦变换）变换的设计与实现。

二、FPGA技术及其应用FPGA是一种可编程的数字逻辑器件，具有高度的并行处理能力和灵活性。

在数字信号处理领域，FPGA因其高速、低功耗的特性被广泛应用。

通过FPGA，我们可以实现复杂的数字信号处理算法，如DCT变换等。

三、AVSIDCT变换原理AVSIDCT变换是一种在音频和视频信号处理中广泛使用的变换技术，其基本原理是将一个信号从时域转换到频域。

这种变换有助于对信号进行更有效的压缩和存储。

DCT变换具有能量压缩的特性，可以有效地去除信号中的冗余信息。

四、基于FPGA的AVSIDCT变换设计在基于FPGA的AVSIDCT变换设计中，我们首先需要确定算法的架构和流程。

然后，根据算法需求，设计适当的FPGA逻辑单元和连接方式。

具体来说，我们需要将DCT变换的各个步骤（如正交变换、系数计算等）映射到FPGA的各个逻辑单元上，并设计适当的时钟控制策略以保证变换的实时性。

五、AVSIDCT变换的实现在实现过程中，我们采用了高级硬件描述语言（如VHDL或Verilog）来描述FPGA的逻辑结构。

然后，通过编译器将硬件描述语言转化为可在FPGA上运行的配置文件。

此外，我们还利用了FPGA的并行处理能力，优化了算法的执行效率。

通过不断的调试和优化，我们成功地将AVSIDCT变换在FPGA上实现，并达到了预期的性能要求。

六、实验结果与分析为了验证我们的设计，我们进行了多组实验。

实验结果表明，我们的基于FPGA的AVSIDCT变换在性能上具有较高的优势。

首先，我们的设计在处理速度上远超传统的软件实现方式；其次，由于FPGA的并行处理能力，我们的设计在处理复杂度较高的信号时仍能保持较高的稳定性；最后，我们的设计在功耗上也有显著的优势。

基于FPGA的程控数字交换网络设计

单元的内容ＴＴ以ＴＴ的顺序读出，出时分Ａ、ＢＢ、Ａ输别占１２时隙．则完成了１２时隙的内容ＴＴ的、、Ａ、Ｂ交换控存内容由处理机填写，序读出。顺
线器主要有话音存储器和控制存储器及一些控制电
到整个系统的交换能力及系统的可靠ｔ。目前在交换局中运行的程控交换设备．数字／１，其交换网络大多采用专用芯片来实现．容量有限．扩展性差．成本较高。介绍一种采用ＦＧＡ技术实现的单芯片４４容量的无阻塞交换网络设计，具有容量大、交换能力ＰＫ＊Ｋ
１ｘ … Ｉ
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控数字交换系统．其数字交换网络主要采用复制式Ｔ
型时分交换。在实现上通常采用专用通信芯片。由于
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通信专用芯片成本较高．且对大容量的交换网络实并现更为困难，因此导致交换网络成本高、计复杂。设随
强、定可靠。本低等优点，稳成大大提升了交换网络的整体性能
关键词：数字交换网络；现场可编程门阵列（ＰＦＧＡ）；无阻塞时隙交换
０引言
数字交换网络是程控交换系统中一种规模可缩
放的大容量数字交换部件．目前在交换局中运行的程

一天一个设计实例-基于FPGA的模数转换器应用设计

一天一个设计实例-基于FPGA的模数转换器应用设计基于FPGA的模数转换器应用设计1.1.1八通道AD7606应用设计7.3.1.1 AD7606简介AD7606 是一款集成式8 通道数据采集系统，片内集成输入放大器、过压保护电路、二阶模拟抗混叠滤波器、模拟多路复用器、 16 位 200 kSPS SAR ADC和一个数字滤波器。

图7‑10所示电路包括两个AD7606 器件，可以配置为使用2.5 V内部基准电压源或2.5 V外部基准电压源ADR421。

如果REF SELECT引脚接逻辑高电平，则选择内部基准电压源。

如果REF SELECT引脚接逻辑低电平，则选择外部基准电压源。

在电力线路测量和保护系统中，需要对多相输配电网络的大量电流和电压通道进行同步采样。

这些应用中，通道数量从6 个到64 个以上不等。

AD7606 8 通道数据采集系统(DAS)集成16 位双极性同步采样SARADC和片内过压保护功能，可大大简化信号调理电路，并减少器件数量、电路板面积和测量保护板的成本。

高集成度使得每个AD7606 只需 9 个低值陶瓷去耦电容就能工作。

在测量和保护系统中，为了保持多相电力线网络的电流和电压通道之间的相位信息，必须具备同步采样能力。

AD7606具有宽动态范围，是捕获欠压/欠流和过压/过流状况的理想器件。

输入电压范围可以通过引脚编程设置为±5 V 或±10 V。

此电路笔记详细介绍针对采用多个AD7606 器件应用而推荐的印刷电路板(PCB)布局。

该布局在通道间匹配和器件间匹配方面进行了优化，有助于简化高通道数系统的校准程序。

当通道间匹配非常重要时，此电路可以使用 2.5 V内部基准电压源AD7606；而对于要求出色绝对精度的高通道数应用，此电路可以使用外部精密基准电压源ADR421，它具有高精度（B级：最大值±1 mV）、低漂移（B级：最大值 3 ppm/°C）、低噪声（典型值 1.75 μV p-p， 0.1 Hz至 10 Hz）等特性。

基于FPGA的数字调制系统设计

摘要在科学技术迅速发展尤其是在通信领域以及电子信息方面的发展更为突出的今天，设计者需要一个高速通用硬件平台来实现并验证自己的通信系统和相关算法。

FPGA(现场可编程门阵列)作为一种大规模可编程逻辑器件，体系结构和逻辑单元灵活、集成度高、适用范围宽，并且设计开发周期短、设计制造成本低、开发工具先进并可实时在线检验，广泛应用于产品的原型设计和产品生产。

与传统的DSP(数字信号处理器)或GPP(通用处理器)相比，FPGA在某些信号处理任务中表现出非常强的性能，具有高吞吐率、架构和算法灵活、并行计算、分配存储以及动态配置等优势，因此非常适合用于设计验证高速通信系统的基带处理部分。

基于FPGA的通信系统基带设计验证平台采用大容量、高性能的FPGA器件，为通信系统的基带设计提供了一个有效的硬件实现平台。

基于FPGA的实现和验证与计算机仿真相结合，将大大加速通信系统基带部分的快速原型设计，极大地方便了对实时性和运算量有较高要求的各类算法的验证。

本论文实现了一种基于FPGA的数字信号调制系统的实现方案，由曼彻斯特编码加密后通过频移键控(FSK)数字调制，在QuartusII软件上进行了逻辑编译，以及代码时序仿真，进而验证系统的可行性与可靠性。

关键词：现场可编程门阵列，频移键控调制，曼彻斯特编码AbstractIn science and technology are developing rapidly especially in communication field and the development of electronic information more prominent today, designers need a high-speed general hardware platformto realize and verify their communication system and related algorithm. The FPGA (field programmable gates array) as a large-scale programmable logic devices, the system structure and logic unit, flexible, integration, and wide application scope of short development cycle, design and manufacture of low cost, development tools and on-line inspection can be advanced, the product is widely applied in the prototype design and production.And the tradition of DSP (digital signal processor) or GPP (gm), FPGA processor in some signal processing tasks shows very strong performance, high throughput, architecture and algorithm, parallel computing and storage and distribution of the dynamic configuration advantages, therefore is very suitable for high-speed communication system design verification processing parts. BasebandThe communications system based on FPGA baseband designverification platform using the large capacity and high performance FPGA device for communication system, the baseband design provides an effective realization of hardware platform. Based on FPGA and validation and computer simulation combining communication system will be greatly accelerated, rapid prototyping design part baseband, great place forreal-time computation and show the algorithm has higher requirement of the validation.This paper based on FPGA realizing the digital signal modulation system implementation scheme by Manchester coding encrypted, by FSK digital modulation, and in the QuartusII software on the logical compiled,and reliability of the verification system.Key words：FPGA ，FSK，Manchester coding目录摘要 IAbstract II1 绪论 11.1 课题背景 11.2研究现状 11.3课题研究的目的和意义 22硬件平台概述 32.1 FPGA简介 32.2 FPGA系统设计流程 92.3 QuartusⅡ简介 103系统算法介绍 143.1曼彻斯特编码简介 143.2曼彻斯特编码的原理 143.3数字调制技术概述 153.4 FSK调制原理以及其特点 164系统方案设计 204.1 VHDL硬件描述语言 204.2 功能模块介绍 215总结与展望 285.1 总结 285.2 展望 28致谢 30参考文献 31附录1：英文文献 32附录2：中文文献 40附录3：设计总图 471 绪论1.1 课题背景从1837年莫尔斯发明电报算起，一个世纪以来，通信的发展大致经历了三大阶段：以1837年发明电报（莫尔斯电码）为标志的通信初级阶段；以1948年香农提出的信息论开始的近代通信阶段；以20世纪70年代出现的光纤通信为代表的和以综合业务数字网迅速崛起为标志的现代通信阶段。

精品文档-基于FPGA的现代数字系统设计(刘桂华)-第1章

第1章现代数字系统设计技术概述
但是，由于FPGA/CPLD的硬件资源和连线资源是厂家预先定制好的，设计者对于可编程ASIC电路设计的控制权有限，从而使得全定制或标准单元设计的ASIC在性能、速度和单位成本方面不具有竞争性。此外，也不可能用可编程ASIC去取代通用产品，如CPU、存储器、A/D和D/A等的应用。
第1章现代数字系统设计技术概述
利用EDA技术进行电子系统的设计，具有以下几个特点： 1) 软件硬化，硬件软化软件硬化是指所有的软件设计最后转化成硬件来实现，用软件方式设计的系统到硬件系统的转换是由EDA开发软件自动完成的；硬件软化是指硬件的设计使用软件编程的方式进行，尽管目标系统是硬件，但整个设计和修改过程如同完成软件设计一样方便和高效。1章现代数字系统设计技术概述
3) 集设计、仿真和测试于一体现代的EDA软件平台集设计、仿真、测试于一体，配备了系统设计自动化的全部工具，这些工具包括：多种能兼容和混合使用的逻辑描述输入工具以及高性能的逻辑综合、优化和仿真测试工具。电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程在计算机上自动处理完成。
第1章现代数字系统设计技术概述
EDA技术融合电子技术、集成电路制造技术、计算机技术和智能化技术等，以计算机为工作平台，以相关的EDA软件为开发工具，以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言(Hardware Description Language)为系统逻辑描述的主要方式，自动完成系统算法和电路设计。EDA技术已有30多年的发展历程，大致可分为20世纪70年代的计算机辅助设计 (CAD)阶段、80年代的计算机辅助工程(CAE)阶段和90年代后的电子系统设计自动化(EDA)阶段。

一种基于FPGA的数字交换芯片设计

现代电子技术Modern Electronics TechniqueJan.2022Vol.45No.22022年1月15日第45卷第2期0引言数字交换芯片是程控数字交换机中的关键性器件，主要实现数字交换的功能。

但是我国数字交换芯片主要依赖于国外进口，随着时间的推移，可能会面临国外厂家停产或停供的风险，随着国内用户需求的改变也会要求技术指标变化，依靠从国外进口难以及时满足国内需求。

因此，研究一种满足国内需求的数字交换芯片，实现数字交换芯片的自主可控很有必要。

数字交换芯片是实现数字交换网络的一种体现，而数字交换网络是程控数字交换机的核心部分，主要实现时隙的交换。

数字交换芯片的发展与数字交换网络密切相关，数字交换网络可以是时间接线器，或者是空间接线器[1⁃2]，目前有成熟的大规模集成电路，为了扩大交换网容量，由时间接线器和空间接线器可以组成大规模的数字交换网络，用来完成不同母线与不同时隙上的数据交换。

与此同时，大规模集成电路与工艺的发展已经DOI ：10.16652/j.issn.1004⁃373x.2022.02.007引用格式：李国民，刘辰.一种基于FPGA 的数字交换芯片设计[J].现代电子技术，2022，45（2）：31⁃36.一种基于FPGA 的数字交换芯片设计李国民，刘辰（西安科技大学通信与信息工程学院，陕西西安710054）摘要：通过研究数字交换芯片的组成结构，将数字交换芯片进行了模块化的分割，根据技术指标，利用FPGA 技术分别设计了时钟生成模块、数据发送模块、数据接收模块以及微处理器接口模块，最终根据数字交换芯片的“交换模式”与“消息模式”的工作原理对所设计的各个模块进行了组合，完成了数字交换芯片的设计。

测试结果表明：基于FPGA 技术设计的数字交换芯片实现了“交换模式”与“消息模式”的功能；并且达到了技术指标的要求，实现了32条母线输入和32条母线输出，每条母线输入数据速率与输出数据速率为8.192Mb/s ，通道容量为4096×4096的无阻塞交换。

精品文档-基于FPGA的现代数字系统设计(刘桂华)-第9章

第9章其它设计工具简介图9.4 建立新的源程序
第9章其它设计工具简介图9.5 源程序代码
第9章其它设计工具简介
(3) 代码语法错误检查。 ① 选择【Run】→【Syntax Check】命令，进行代码语法错误检查，如图9.6所示。如果语法有错误，检查结果会提示错误信息如图9.7所示。按照提示修改代码直至检查结果正确。
按钮，在弹
出的窗口中输入源文件名和模块名“D_Trig”，继续单击

按钮。
(6) 在弹出对话框的【Name：】栏和【Array】栏分别输
入端口名和端口数组值，在【Port direction】栏中设置端
口方向，单击【Tpye…】按钮设置端口数据类型，如图9.16
所示。单击
按钮，软件自动返回到工作区并打开
第9章其它设计工具简介图9.6 语法错误检查
第9章其它设计工具简介图9.7 语法错误检查提示
第9章其它设计工具简介
② 在图9.6中选择【Run】→【Synthesis Check】命令，进行综合检查。检查结果正确后才能进行下一步设计。
(4) 综合选项设置。 ① 选择【Project】→【Implementation Options】命令，弹出综合选项设置对话框，如图9.8所示。选择器件【Device】标签，进行元器件选项设置，可设置综合目标器件厂家【Technology】、型号【Part】、封装【Package】、速度级别【Speed】等信息，如图9.8所示。
第9章其它设计工具简介
2．Active HDL软件使用
以一个简单的D触发器的例子来说明Active HDL软件的使
用，这里使用的软件版本是Active HDL 7.2，其设计步骤如

《2024年基于FPGA的AVSIDCT变换的设计与实现》范文

《基于FPGA的AVSIDCT变换的设计与实现》篇一基于FPGA的AVS-DCT变换的设计与实现一、引言随着信息技术的快速发展，视频编解码技术成为了研究的热点领域。

其中，DCT（Discrete Cosine Transform）变换是视频压缩技术中的关键环节。

AVS（Audio Video Standard）作为中国自主研发的音视频编解码技术标准，其高效的编解码效率引起了广泛的关注。

为了进一步提升AVS编解码的速度和效率，本文将研究并实现基于FPGA（Field Programmable Gate Array）的AVS-DCT变换的设计与实现。

二、FPGA与AVS-DCT变换概述FPGA是一种可编程的逻辑电路，具有并行度高、可定制性强等优点，被广泛应用于数字信号处理领域。

AVS-DCT变换是AVS视频编解码技术中的核心算法之一，其作用是将时域信号转换为频域信号，以便于进行压缩编解码。

本文的目标就是利用FPGA的高并行度和高运算速度来优化AVS-DCT变换的运算效率。

三、系统设计3.1 系统架构设计本系统设计主要由以下几个部分组成：输入接口模块、FPGA控制模块、AVS-DCT变换模块、输出接口模块等。

其中，输入接口模块负责接收待处理的视频数据，FPGA控制模块负责协调各个模块之间的运行，AVS-DCT变换模块是本系统的核心部分，负责对输入的时域信号进行DCT变换，输出接口模块则负责将处理后的频域信号输出。

3.2 AVS-DCT变换模块设计AVS-DCT变换模块是本系统的核心部分，其设计主要包括以下几个步骤：首先，根据AVS标准对输入的时域信号进行预处理；然后，利用FPGA的高并行度实现DCT变换算法；最后，将变换后的频域信号输出。

在实现过程中，需要考虑到FPGA的资源利用率和运算速度的平衡，以实现最优的DCT变换效果。

四、算法实现4.1 DCT变换算法的选择与优化本文选择了快速DCT算法作为实现基础，该算法具有运算速度快、效率高等优点。

基于FPGA的分布式动态时隙交换系统设计

www�ele169�com | 17电子电路设计与方案0 引言数字程控交换机的关键部件为数字交换网络，目前交换局中运行的数字程控系统主要采用T 型时分交换网络，小型交换机采用一级交换网络，大中型交换机采用二级交换网络。

如果为交换机每个用户固定一个时隙信道，再把所有信道连接到交换网，当有n 个用户时，则交换网规模为n×n。

若用户数量成千上万，交换网的规模巨大，虽可实现交换功能，但成本高，不够经济。

故大中型交换机选择二级交换网的方案。

二级交换网虽然经济可行，但也带来交换网络变复杂的问题。

对于中小型交换机，可考虑一种动态时隙分配的交换网，达到降低成本、简化交换网络的目的。

1 动态交换网工作原理交换网是数字程控交换机核心部件，其主要功能是完成用户之间的话音接续。

图1 数字交换网框图来自音频终端的话音信号，经用户电路A/D 转换为PCM 信号，与其他用户电路信号复用为一条PCM 总线，采样信号为8kHz，速率为2048kbit/s。

经数字交换网时隙交换后，输出至指定用户电路， D/A 转换还原至话音信号，送往音频终端。

多个用户电路PCM 信号采用分时复用方法组成一条PCM 总线，每个用户电路固定占用一个独立时隙，速率为64kbit/s，不同用户占用不同时隙。

PCM 信号输入交换网，按时间顺序依次存入数据存储器中；交换网根据连接存储器的内容读取数据存储器的数据，经PCM 总线输出至用户电路，完成话音的交换。

例如，需用把n 时隙交换到k 时隙，步骤如下：程序将n 时隙写入连接存储器k 时隙地址，数据存储器保存n 时隙数据于n 地址，当时隙计数器计数到k 时隙时，连接存储器输出n 时隙作为数据存储器的寻址地址，数据存储器输出n 数据到PCM 总线，即完成了n 时隙交换到k 时隙的交换过程。

事实上交换机每个用户的话务量较小，并不需要每个用户独占一条话路，即占一个时隙。

可考虑采用按用户与话路为2：1、4：1或8：1比例的方法减少交换网规模，降低硬件成本。

基于FPGA的程控数字交换网络设计

基于FPGA的程控数字交换网络设计
师向群;吕海容
【期刊名称】《现代计算机（专业版）》
【年(卷),期】2008(000)004
【摘要】数字交换网络在程控数字交换系统中占有重要的地位.其容量的大小、可靠性直接关系到整个系统的交换能力及系统的可靠性.目前在交换局中运行的程控交换设备,其数字交换网络大多采用专用芯片来实现,容量有限,扩展性差,成本较高.介绍一种采用FPGA技术实现的单芯片4K*4K容量的无阻塞交换网络设计,具有容量大、交换能力强、稳定可靠,成本低等优点,大大提升了交换网络的整体性能.【总页数】3页(P124-126)
【作者】师向群;吕海容
【作者单位】电子科技大学中山学院,中山,528402;中山市电信分公司,中
山,528400
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.FPGA在程控数字交换机中的应用研究 [J], 赵云波;高俊;万福;屈晓旭
2.基于FPGA的高精度数字程控直流变换器设计 [J], 张根苗;李斌;王群;王俊
3.FPGA实现程控数字交换 [J], 万福;赵云波
4.基于FPGA进行时隙交换网络设计 [J], 吴洪坤; 付小娟
5.基于FPGA进行时隙交换网络设计 [J], 吴洪坤; 付小娟
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基于FPGA的数字交换系统的设计与实现

基于FPGA的数字交换系统的设计与实现
肖亮
【期刊名称】《电讯技术》
【年(卷),期】2005(45)4
【摘要】本文提出了一种基于FPGA的数字交换机的实现方案.方案中利用FPGA 对PCM信号进行处理,在FPGA内实现了话路交换、控制接口、时钟信号与信号音产生等主要功能,大大简化了硬件电路,并且较之传统方案具有明显优越的可扩展性.
【总页数】4页(P177-180)
【作者】肖亮
【作者单位】浙江大学,浙江,杭州310027
【正文语种】中文
【中图分类】TN916.428
【相关文献】
1.基于数字信封的电子公文安全交换系统设计与实现 [J], 杨光
2.基于 Mule 的数字校园数据交换系统设计与实现 [J], 胡晨光
3.基于FPGA的多数据交换系统设计与实现 [J], 王立峰;邓祎n;胡善清;龙腾
4.基于FPGA的数字加速度计设计与实现 [J], 王特;李杰;毕彦峰;胡陈君
5.基于FPGA的数字时钟设计与实现 [J], 王善斌;范忠奇
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基于fpga进位链的时间数字转换器设计

摘要I摘要时间数字转换器(Time-to-Digital Converter, TDC)是一种用来测量时间的电路，它将连续的时间信号转换为数字信号，从而实现时间测量的数字化。

它主要的应用包括飞行时间测量(Time-Of Flight, TOF)、正电子成像技术(Positron Emission Tomography, PET)、以及激光、雷达、示波器等多种科学和工程领域。

高精度TDC 电路的设计可分为全定制设计和基于FPGA 的半定制设计两种。

相对于全定制设计(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)设计周期长和开发成本高等问题，基于FPGA 的TDC 电路设计具有灵活性高，开发周期短，成本低以及可移植性高等特点。

因此随着测量精度的要求不断提高以及FPGA 技术的发展，在FPGA 上设计高精度的时间间隔测量电路具有重要研究意义。

本文首先对TDC 的不同的设计方法进行了介绍与比较并综合考虑到Xilinx Virtex-5 FPGA 芯片内部结构和资源，确定了TDC 系统整体设计方案。

采用自顶向下的方式将TDC 主要分成了“粗”计数模块和“细”测量模块分别进行设计，“粗”计数模块由两个分别工作在上升沿和下降沿的普通二进制计数器实现；“细”测量模块都是由抽头延迟链、触发器阵列、温度计编码电路、校准电路构成。

抽头延迟链是由Virtex-5芯片中CARRY4级联而成，通常一个CARRY4可以引出四抽头(CO0, CO1, CO2, CO3），即4个延迟单元，但是CARRY4的超前进位特性引起的温度计码“冒泡”现象会造成编码电路更加复杂以及逻辑资源消耗更多，同时该结构的TDC 系统的积分非线性和微分非线性较大以及会出现“空道”的现象。

本文通过对CARRY4进行了优化设计，即每个CARRY4只引出了两个抽头(CO0, CO3)，从而消除了“冒泡”现象，使得优化后的TDC 编码速度更加的简单、资源消耗的更少。