基于FPGA和ARM的动态色散补偿模块控制电路的设计与实现的任务书.docx

基于FPGA和ARM的动态色散补偿模块控制电路的设计与实现的任务书
任务书
一、任务背景
激光在材料加工、医学和通信等领域中都有广泛应用。但是，随着激光器输出功率的不断提高，色散效应成为影响激光传输性能的一个重要因素。色散引起光脉冲形状的扭曲和宽带化，因此需要对其进行补偿。目前，使用的方法有软件和硬件两种，其中硬件方法因其实时性和可靠性更受到重视。
本课题旨在设计并实现一种基于FPGA和ARM的动态色散补偿模块控制电路。通过将该模块与已有的激光器系统进行集成，可以实时地对激光输出进行补偿，提高其传输性能。
二、任务目标
1.设计并实现基于FPGA和ARM的动态色散补偿模块控制电路。
2.完成动态色散补偿算法的设计和实现。
3.实现与激光器系统的集成，对激光输出进行实时补偿。
4.完成测试和验证工作，评估系统性能。
三、任务内容
1.硬件设计：
（1）基于FPGA的色散补偿模块设计。包括每个模块的功能设计、接口设计、时序设计等。
（2）基于ARM的控制电路设计。包括控制模块、存储器和通信接口等。
（3）FPGA和ARM的通信接口设计。包括数据传输、同步信号设计等。
2.软件设计：
（1）动态色散补偿算法设计。根据激光器系统的参数和实际传输情况设计适当的补偿算法。
（2）控制算法设计。基于ARM控制电路设计并优化控制算法，实现对FPGA的控制。
3.集成测试：
（1）与激光器系统进行集成测试，调试调整FPGA和ARM的控制程序，确保系统的稳定性和可靠性。
（2）对系统进行性能测试，包括色散补偿效果的测试和实时性的测试等。
四、任务计划
本项目的总工期为6个月，具体任务计划如下：
第1-2个月：学习相关技术知识和方法，完成动态色散补偿算法设计，并开始硬件电路设计。
第3-4个月：完成硬件电路设计和软件算法设计，进行模拟测试和仿真验证。
第5个月：实现与激光器系统的集成，并进行系统的调试和测试。
第6个月：完成系统的性能测试和调整工作，并撰写论文。
五、任务要求
1.能够熟练掌握FPGA和ARM的硬件和软件设计方法，具备较强的算法设计和电路设计能力。
2.具备良好的团队合作精神和沟通能力。
3.能够按时保质保量完成任务，并按时提交论文。
六、参考文献
1.J.HeandX.Li,“High-speedreal-timeOCDMAbasedonFPGAsandSOPCs,”Optik,vol.123,no.5,pp.457-463,2012.
2.M.M.Hamarsheh,K.Alsaadi,andN.Kharma,“Automaticspeechrecognitionsystemonfpga,”inProc.5thInternationalConferenceonIntelligentSystems,2010,pp.1-7.
3.J.Tangsangasaksri,P.Tantatsanawong,andP.Akkaraekthalin,“HardwarerealizationofthenewadaptivemedianfilteralgorithmbasedontheFPGA,”J.SignalProcessingSyst.,vol.69,no.1,pp.3-14,2012.
4.T.SuzukiandK.Kyuma,“Multichannelreal-timeadaptivefeedbackcontrolsystemformagneticbearingsusingahigh-speeddigitalsignalprocessor,”IEEETrans.Ind.Electron.,vol.60,no.12,pp.5567-5576,2013.
5.Y.Li,Y.Chen,andH.Wang,“FPGA-basedreal-timesignalprocessingsystemforDopplerradar,”Adv.Mech.Eng.,vol.6,no.4,pp.1-7,2014.