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【硬件测试】基于FPGA的2FSK+帧同步系统开发与硬件片内测试,包含高斯信道,误码统计,可设置SNR 历史版本:
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1.算法仿真效果

本文是之前写的文章

《基于

FPGA

2FSK+

帧同步系统verilog开发,包含testbench,

高斯信道,

误码统计,可 SNR

的硬件测试版本。

在系统在仿真版本基础上增加了

ila在线数据采集模块

vio在线SNR设置模块,数据源模块。

硬件ila测试结果如下:(完整代码运行后无水印):

vio设置SNR=15db

vio设置SNR=10db

局部放大看FSK调制解调过程

硬件测试操作步骤可参考程序配套的操作视频。

2.算法涉及理论知识概要

频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。数字频率调制是数据通信中使用较 早的一种通信方式,由于这种调制解调方式容易实现,抗噪声和抗衰减性能较强,因此在 中低速数字通信系统中得到了较为广泛的应用。

2.1 FSK调制解调

在二进制频移键控中,幅度恒定不变的载波信号的频率随着输入码流的变化而切换(称为高音和低音,代表二进制的1 和0)。产生FSK 信号最简单的方法是根据输入的数据比特是0还是1,在两个独立的振荡器中切换。采用这种方法产生的波形在切换的时刻相位是不连续的,因此这种FSK 信号称为不连续FSK 信号。

由于相位的不连续会造频谱扩展,这种FSK 的调制方式在传统的通信设备中采用较多。随着数字处理技术的不断发展,越来越多地采用连继相位FSK调制技术。目前较常用产生FSK 信号的方法是,首先产生FSK 基带信号,利用基带信号对单一载波振荡器进行频率调制。相位连续的FSK信号的功率谱密度函数最终按照频率偏移的负四次幂衰落。如果相位不连续,功率谱密度函数按照频率偏移的负二次幂衰落。

2-FSK功率谱密度的特点如下:

(1) 2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分构成,离散谱出现在f1和f2位置;

(2) 功率谱密度中的连续谱部分一般出现双峰。若两个载频之差|f1 -f2|≤fs,则出现单峰。

PSK:在相移键控中,载波相位受数字基带信号的控制,如在二进制基带信号中为0时,载波相位为0或π,为1时载波相位为π或0。载波相位和基带信号有一一对应的关系,从而达到调制的目的。在二进制频移键控(2FSK)中,当传送“1”码时对应于载波频率,传送“0”码时对应于载波频率。2FSK信号波形可看作两个2ASK信号波形的合成,下图是相位连续的2FSK信号波形。

FSK信号的解调也有非相干和相干两种,FSK信号可以看作是用两个频率源交替传输得到的,所以FSK的接收机由两个并联的ASK接收机组成。

FSK:频移键控是利用两个不同频率f1和f2的振荡源来代表信号1和0,用数字信号的1和0去控制两个独立的振荡源交替输出。对二进制的频移键控调制方式,其有效带宽为B=2xF+2Fb,xF是二进制基带信号的带宽也是FSK信号的最大频偏,由于数字信号的带宽即Fb值大,所以二进制频移键控的信号带宽B较大,频带利用率小。

FSK功率谱密度的特点如下:

(1) 2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分构成,离散谱出现在f1和f2位置;

(2) 功率谱密度中的连续谱部分一般出现双峰。若两个载频之差|f1 -f2|≤fs,则出现单峰。

2.2 帧同步

在数字通信中,信息通常是以帧为单位进行组织和传输的。帧同步的目的是确定每一帧的起始位置,以便接收端能够正确地解调出每帧中的数据。

设发送的帧结构为:帧同步码 + 信息码元序列 。帧同步码是具有特定规律的码序列,用于接收端识别帧的起始。

帧同步的过程就是在接收序列中寻找与帧同步码匹配的位置,一旦找到匹配位置,就确定了帧的起始位置,后续的码元就可以按照帧结构进行正确的划分和处理。

3.Verilog核心程序

wire [1:0]o_msg;
 
//产生模拟测试数据
signal signal_u(
.i_clk (i_clk),
.i_rst (~i_rst),
.o_bits(o_msg)
);
 
 
 
 
//设置SNR
wire signed[7:0]o_SNR;
vio_0 your_instance_name (
  .clk(i_clk),                // input wire clk
  .probe_out0(o_SNR)  // output wire [7 : 0] probe_out0
);
 
wire signed[15:0]o_carrier1;
wire signed[15:0]o_carrier2;
wire signed[15:0]o_fsk;
wire signed[15:0]o_fskn;
wire signed[31:0]o_de_ffsk1;
wire signed o_bits;
wire signed[31:0]o_error_num;
wire signed[31:0]o_total_num; 
wire  [1:0]o_rec2; 
wire [1:0]o_bits_data;
wire [1:0]o_bits_head;
wire [7:0]o_peak;
wire  o_en_data;
wire  o_en_pn;
wire  o_frame_start;
//FSK调制解调系统    
FSK uut(
.i_clk(i_clk),
.i_rst(~i_rst),
.i_bits(o_msg),
.i_SNR(o_SNR),
.o_carrier1(o_carrier1),
.o_carrier2(o_carrier2),
.o_fsk(o_fsk),
.o_fskn(o_fskn),
.o_de_ffsk1(o_de_ffsk1),
.o_bits(o_bits),
.o_bits_data     (o_bits_data),
.o_bits_head     (o_bits_head),
.o_peak          (o_peak),
.o_en_data       (o_en_data),
.o_en_pn         (o_en_pn),
.o_frame_start   (o_frame_start),
.o_error_num     (o_error_num),
.o_total_num     (o_total_num),
.o_rec2          (o_rec2)
);
 
 
 
 
wire signed[15:0]w_de_ffsk1=o_de_ffsk1[25:10];
wire errflag = o_bits^{~o_rec2[1]};
 
 
//ila篇内测试分析模块
ila_0 ila_u (
    .clk(i_clk), // input wire clk
    .probe0({ 
            o_msg,o_SNR,//9
 
            o_bits_data,o_bits_head,o_peak,o_en_data,o_en_pn,//6
            o_fsk, o_fskn,w_de_ffsk1,//48
            o_error_num[19:0],o_total_num[23:0]//44
 
             })
    );	 
endmodule
0sj_048m

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2. 点云重建

3. 点云三角化

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虚拟示波器

硬件实物图:

实现原理

基本性能

采集频率: 取决于外部adc模块和ebaz4205矿板的以太网接口速率,最高可以达到100M/8 约为12.5MPS

上位机实现功能: 采集,显示波形,存储wave文件。

参数可运行时配置

上位机:

显示缓冲区大小可调

刷新率可调节

触发显示刷新可调节

进程守护工具

基本功能:

1. 守护进程,被守护程序崩溃后自动重启。

2. 进程输出获取,显示在编辑框中。

二进制包

openblt 烧录工具

基本功能:

1. 加载openblt 文件,下载到具有openblt bootloader 运行的单片机中。

二进制包

opencv 功能验证工具(开源项目二次开发)

基本功能:

1. 插件化图像处理流程,支持自定义图像处理流程。 2. 完善的日志和权限管理

二进制包

又一个modbus调试工具

最近混迹物联网企业,发现目前缺少一个简易可用的modbus调试工具,本软件旨在为开发者提供一个简单modbus测试工具。
主打一个代码简单易修改。
特点:

1. 基于QT5

2. 基于libmodbus

3. 三方库完全跨平台,linux/windows。

二进制包

屏幕录制工具

1. 基于QT5

2. 基于ffmpeg

3. 支持自定义录屏

源代码

开源plutosdr 板卡

1. 完全开源

2. 提高固件定制服务

3. 硬件售价450 手焊产量有线

测试数据

内部DDS回环测试

接收测试

外部发送500MHZ FM波形

硬件原理图

matlab测试

2TRX版本

大部分plutosdr应用场景都是讲plutosdr板卡作为射频收发器来使用。
实际上plutosdr板卡本身运行linux 操作系统。是具有一定脱机运算的能力。 对于一些微型频谱检测,简单射频信号收发等应用完全可以将应用层直接实现在板卡上
相较于通过网卡或者USB口传输具有更稳定,带宽更高等优点。
本开源板卡由于了SD卡启动,较原版pluto支持了自定义启动应用的功能。
提供了应用层开发SDK(编译器,buildroot文件系统)。
通过usb连接电脑,经过RNDIS驱动可以近似为通过网卡连接
(支持固件的开发定制)。

二次开发例子

``` all:
arm-linux-gnueabihf-gcc -mfloat-abi=hard --sysroot=/root/v0.32_2trx/buildroot/output/staging -std=gnu99 -g -o pluto_stream ad9361-iiostream.c -lpthread -liio -lm -Wall -Wextra -lrt
clean:
rm pluto_stream

bsdiff算法补丁生成器

1. 官方bsdiff算法例子自带bzip压缩方式

2. 本例子没有压缩,直接生成补丁文件

3. 图形化界面基于DUILIB

二进制文件

版面分析即分析出图片内的具体文件元素,如文档标题,文档内容,文档页码等,本工具基于cnstd模型

Base64 Image

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