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仿真以及代碼實現(xiàn)

  • 基于FPGA的RS255,223編解碼器的高速并行實現(xiàn).rar

    隨著信息時代的到來,用戶對數(shù)據(jù)保護和傳輸可靠性的要求也在不斷提高。由于信道衰落,信號經(jīng)信道傳輸后,到達接收端不可避免地會受到干擾而出現(xiàn)信號失真。因此需要采用差錯控制技術(shù)來檢測和糾正由信道失真引起的信息傳輸錯誤。RS(Reed—Solomon)碼是差錯控制領(lǐng)域中一類重要的線性分組碼,由于它編解碼結(jié)構(gòu)相對固定,性能強,不但可以糾正隨機差錯,而且對突發(fā)錯誤的糾錯能力也很強,被廣泛應(yīng)用在數(shù)字通信、數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)中,以滿足對數(shù)據(jù)傳輸通道可靠性的要求。因此設(shè)計一款高性能的RS編解碼器不但具有很大的應(yīng)用意義,而且具有相當(dāng)大的經(jīng)濟價值。 本文首先介紹了線形分組碼及其子碼循環(huán)碼、BCH碼的基礎(chǔ)理論知識,重點介紹了BCH碼的重要分支RS碼的常用編解碼算法。由于其算法在有限域上進行,接著介紹了有限域的有關(guān)理論。基于RS碼傳統(tǒng)的單倍結(jié)構(gòu),本文提出了一種八倍并行編碼及九倍并行解碼方案,并用Verilog HDL語言實現(xiàn)。其中編碼器基于傳統(tǒng)的線性反饋移位寄存器除法電路并進行八倍并行擴展,譯碼器關(guān)鍵方程求解模塊基于修正的歐幾里德算法設(shè)計了一種便于硬件實現(xiàn)的脈動關(guān)鍵方程求解結(jié)構(gòu),其他模塊均采用九倍并行實現(xiàn)。由于進行了超前運算、流水線及并行處理,使編解碼的數(shù)據(jù)吞吐量大為提高,同時延時更小。 本論文設(shè)計了C++仿真平臺,并與HDL代碼結(jié)果進行了對比驗證。Verilog HDL代碼經(jīng)過modelsim仿真驗證,并在ALTERA STRATIX3 EP3SL15OF1152C2 FPGA上進行綜合驗證以及靜態(tài)時序分析,綜合軟件為QUATURSⅡ V8.0。驗證及測試表明,本設(shè)計在滿足編解碼基本功能的基礎(chǔ)上,能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的高吞吐量和低延時傳輸,達到性能指標(biāo)要求。本論文在基于FPGA的RS(255,223)編解碼器的高速并行實現(xiàn)方面的研究成果,具有通用性、可移植性,有一定的理論及經(jīng)濟價值。

    標(biāo)簽: FPGA 255 223

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:思琦琦

  • 基于FPGA的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC層控制器的設(shè)計與實現(xiàn).rar

    無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks,WSN)是由大量傳感器節(jié)點組成,這些節(jié)點部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)通過無線通信方式,形成的一個多跳自組織的網(wǎng)絡(luò)。整個網(wǎng)絡(luò)的作用是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中監(jiān)測對象的信息,并發(fā)送給觀察者,可廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療護理、軍事、商業(yè)等多個領(lǐng)域。 媒體訪問控制(Medium Access Control,MAC)協(xié)議處于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的物理層和路由層之間,用于在傳感器節(jié)點間公平有效地共享通信媒介,對傳感器網(wǎng)絡(luò)的性能有較大影響。與傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)不同,提高能量效率和可擴展性是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議設(shè)計的主要目標(biāo)。 本文主要闡述基于FPGA對IEEE802.15.4 MAC層功能的實現(xiàn)。首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、MAC協(xié)議的設(shè)計要求以及已有的MAC層協(xié)議,討論了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC層的主要要求和功能。然后詳細介紹和分析了IEEE802.15.4的MAC協(xié)議,并在此基礎(chǔ)上,通過NS2平臺對MAC層協(xié)議進行了仿真,研究不同網(wǎng)絡(luò)負荷下信道訪問機制的各個參數(shù)對吞吐量,丟包率,傳輸延時的影響,分析了隱蔽站問題、確認幀機制。 本文對MAC層中的主要功能,諸如數(shù)據(jù)收發(fā)、幀處理、信道接入方式以及幀檢驗等提出了基于FPGA的硬件解決方法。設(shè)計選用硬件描述語言VerilogHDL,在QuartusⅡ中完成模塊的綜合和布局布線,在QuartusⅡ和Modelsim中進行時序仿真驗證,最終下載到自主設(shè)計Altera公司的Cyclone開發(fā)板中。 對設(shè)計的驗證采取的是由里及外的方式,先對系統(tǒng)主模塊的功能進行驗證,然后下載到與CC2430開發(fā)板相連接的FPGA中對設(shè)計進行驗證測試。驗證流程是功能仿真、時序仿真和板級調(diào)試,最終通過測試,驗證了該設(shè)計的功能。測試結(jié)果表明,該模塊能滿足無線傳感器網(wǎng)絡(luò)低速率應(yīng)用環(huán)境的需要,具有優(yōu)良的擴展性能,達到了預(yù)期的設(shè)計目標(biāo)。

    標(biāo)簽: FPGA MAC 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

    上傳時間: 2013-06-14

    上傳用戶:竺羽翎2222

  • ICD2仿真燒寫器--USB驅(qū)動程序.rar

    ICD2仿真燒寫器--USB驅(qū)動程序。。

    標(biāo)簽: ICD2 USB 仿真

    上傳時間: 2013-07-29

    上傳用戶:20160811

  • MPEG2視頻解碼器的FPGA設(shè)計.rar

    MPEG-2是MPEG組織在1994年為了高級工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的圖象質(zhì)量以及更高的傳輸率所提出的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn),其優(yōu)秀性使之成為過去十年應(yīng)用最為廣泛的標(biāo)準(zhǔn),也是未來十年影響力最為廣泛的標(biāo)準(zhǔn)之一。 本文以MPEG-2視頻標(biāo)準(zhǔn)為研究內(nèi)容,建立系統(tǒng)級設(shè)計方案,設(shè)計FPGA原型芯片,并在FPGA系統(tǒng)中驗證視頻解碼芯片的功能。最后在0.18微米工藝下實現(xiàn)ASIC的前端設(shè)計。完成的主要工作包括以下幾個方面: 1.完成解碼系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計,采用了自頂而下的設(shè)計方法,實現(xiàn)系統(tǒng)的功能單元的劃分;根據(jù)其視頻解碼的特點,確定解碼器的控制方式;把視頻數(shù)據(jù)分文幀內(nèi)數(shù)據(jù)和幀間數(shù)據(jù),實現(xiàn)兩種數(shù)據(jù)的并行解碼。 2.實現(xiàn)了具體模塊的設(shè)計:根據(jù)本文研究的要求,在比特流格式器模塊設(shè)計中提出了特有的解碼方式;在可變長模塊中的變長數(shù)據(jù)解碼采用組合邏輯外加查找表的方式實現(xiàn),大大減少了變長數(shù)據(jù)解碼的時間;IQ、IDCT模塊采用流水的設(shè)計方法,減少數(shù)據(jù)計算的時間:運動補償模塊,針對模塊數(shù)據(jù)運算量大和訪問幀存儲器頻繁的特點,采用四個插值單元同時處理,增加像素緩沖器,充分利用并行性結(jié)構(gòu)等方法來加快運動補償速度。 3.根據(jù)視頻解碼的參考軟件,通過解碼系統(tǒng)的仿真結(jié)果和軟件結(jié)果的比較來驗證模塊的功能正確性。最后用FPGA開發(fā)板實現(xiàn)了解碼系統(tǒng)的原型芯片驗證,取得了良好的解碼效果。 整個設(shè)計采用Verilog HDL語言描述,通過了現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)的原型驗證,并采用SIMC0.18μm工藝單元庫完成了該電路的邏輯綜合。經(jīng)過實際視頻碼流測試,本文設(shè)計可以達到MPEG-2視頻主類主級的實時解碼的技術(shù)要求。

    標(biāo)簽: MPEG2 FPGA 視頻解碼器

    上傳時間: 2013-07-27

    上傳用戶:ice_qi

  • 基于FPGA的多平臺虛擬儀器研究設(shè)計.rar

    虛擬儀器技術(shù)是以傳感器、信號測量與處理、微型計算機等技術(shù)為基礎(chǔ)而形成的一門綜合應(yīng)用技術(shù)。目前虛擬儀器大部分是基于PC機,利用PCI等總線技術(shù)傳輸數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)卡插拔不便,便攜性差。隨著嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)平臺已經(jīng)應(yīng)用到各個領(lǐng)域,而市場上的嵌入式虛擬儀器系統(tǒng)還相當(dāng)少,各種研究工作才剛剛起步,各種高性能的虛擬儀器和處理系統(tǒng)在現(xiàn)代工業(yè)控制和科學(xué)研究中已成為必不可少的部分。因此在我國開發(fā)具有較高性能、接口靈活、功能多樣化、低成本的虛擬儀器裝置勢在必行。 針對目前虛擬儀器系統(tǒng)發(fā)展趨勢和特點,采用FPGA技術(shù),進行一種支持多種平臺的高速虛擬儀器系統(tǒng)的設(shè)計與研究,并針對高速虛擬儀器系統(tǒng)中的一些技術(shù)難點提出解決方案。首先進行了系統(tǒng)的總體設(shè)計,確定了采用FPGA作為系統(tǒng)的控制核心,并選取了Labview作為PC平臺應(yīng)用程序開發(fā)工具,利用USB2.0接口來進行數(shù)據(jù)傳輸;同時選取嵌入式處理器S3C2410以及WinCE作為嵌入式系統(tǒng)硬軟件平臺。隨后進行了各個具體模塊的設(shè)計,在硬件方面,分別設(shè)計了前端處理電路,ADC電路以及USB接口電路。在軟件方面,進行了FPGA控制程序的設(shè)計工作,實現(xiàn)了對各個模塊和接口電路的控制功能。在上層應(yīng)用程序的設(shè)計方面,設(shè)計了Labview應(yīng)用程序,實現(xiàn)了波形顯示和頻譜分析等儀器功能,人機界面良好。在嵌入式平臺上面,進行了WinCE下GPIO驅(qū)動程序設(shè)計,并在上層應(yīng)用程序中調(diào)用驅(qū)動來進行數(shù)據(jù)的讀取。為了解決高速ADC與數(shù)據(jù)緩存器的速度不匹配的問題,提出利用多體交叉式存儲器結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案,并在FPGA內(nèi)對控制程序進行了設(shè)計,對其時序進行了仿真。 最后對系統(tǒng)進行了聯(lián)合調(diào)試工作,利用上層軟件對輸入波形進行采集。根據(jù)調(diào)試結(jié)果看,該系統(tǒng)對輸入信號進行了較好的采樣和存儲,還原了波形,達到了預(yù)期效果。課題研究并且對設(shè)計出一種支持多平臺的新型虛擬儀器系統(tǒng),具有性能好、使用靈活,節(jié)省成本等特點,具有較高的研究價值和現(xiàn)實意義。

    標(biāo)簽: FPGA 虛擬儀器

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:shwjl

  • 多載波擴頻通信的Rake接收機理論研究及FPGA實現(xiàn).rar

    由于移動環(huán)境的復(fù)雜性,無線信號在發(fā)送傳輸和接收過程中有很明顯的衰落現(xiàn)象,特別是在高頻無線通信中,多徑衰落或頻率選擇性衰落對無線信號的干擾最為嚴(yán)重。通過分集接收技術(shù),Rake接收機在CDMA移動通信系統(tǒng)中抗多徑衰落效果尤為明顯。作為一種新穎的多址接入方式,多載波CDMA充分利用了OFDM最優(yōu)頻率利用率以及CDMA的多址和頻率分集,且系統(tǒng)容量和抗符號間干擾性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的單載波CDMA。這些特性使得多載波CDMA成為未來的寬帶無線通信系統(tǒng)最有希望的候選。 @@ 本文研究了一種多載波擴頻通信系統(tǒng),介紹了其Rake接收機工作原理和設(shè)計思想,進行了理論仿真并用FPGA予以實現(xiàn)。 @@ 本文首先介紹了移動通信系統(tǒng)的發(fā)展歷史以及OFDM和CDMA技術(shù)原理,并描述了OFDM和CDMA結(jié)合的三種系統(tǒng)(MC-DS-CDMA、MT-CDMA、MC-CDMA)的原理和系統(tǒng)模型;接著,介紹了目前影響移動通信的主要衰落以及Rake接收機基本原理及其作用。多徑信號的每路信號都可能含有可以利用的信息,Rake接收機就是通過多個相關(guān)接收器接收多徑信號中各路信號,通過信道估計和信道補償消去信道因子的附加相位,并把他們合并在一起,以此來改善信號的信噪比和系統(tǒng)的可靠性;在此基礎(chǔ)上,論文提出了一種多載波擴頻通信系統(tǒng)的實現(xiàn)方案,并詳細介紹了其Rake接收機實現(xiàn)原理,給出了最大比合并時各種分徑數(shù)目下系統(tǒng)誤碼率的仿真圖;最后介紹了此方案中Rake接收機的FPGA硬件實現(xiàn)設(shè)計方案及其系統(tǒng) 測試結(jié)果。@@ 仿真結(jié)果顯示出隨著分集徑數(shù)的增加,系統(tǒng)的誤碼率顯著降低。表明Rake接收機抗多徑衰落效果顯著,且在多載波CDMA系統(tǒng)中其分集效果更好,實現(xiàn)相對簡單。最終Rake接收機的FPGA實現(xiàn)結(jié)果同理論仿真一致,時序通過,資源耗費不大,具有較大的實用價值。 @@關(guān)鍵詞:多載波擴頻通信,CDMA,Rake接收機,F(xiàn)PGA

    標(biāo)簽: Rake FPGA 多載波

    上傳時間: 2013-07-25

    上傳用戶:axxsa

  • WCDMA系統(tǒng)下行同步原理與FPGA實現(xiàn).rar

    同步是移動通信領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù),是保障通信初始和進行的必要過程,對系統(tǒng)的性能影響重大。縱觀移動通信系統(tǒng)的發(fā)展史,同步技術(shù)自始至終都是人們研究的熱點。 @@ WCDMA作為第三代移動通信無線接口標(biāo)準(zhǔn)之一,已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)得到了商用。小區(qū)搜索是WCDMA的重要物理層過程,是實現(xiàn)下行移動臺和基站間同步的重要手段。 @@ 作為ASIC領(lǐng)域的一種半定制電路,現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)既解決了全定制電路不能修改的不足,又解決了原有可編程器件容量有限的問題。FPGA以其強大的現(xiàn)場可編程能力和開發(fā)速度優(yōu)勢,逐漸成為ASIC電路中設(shè)計周期最短、開發(fā)費用最低、風(fēng)險最小的器件之一。 @@ 因此,研究WCDMA同步算法及其在FPGA中的實現(xiàn)與驗證是具有理論和現(xiàn)實意義的。本文首先介紹了WCDMA物理層基礎(chǔ),接著詳細討論了WCDMA主同步、輔同步和導(dǎo)頻同步的原理,介紹了前兩步同步的改進型算法和證明,并和傳統(tǒng)相關(guān)算法在資源和實現(xiàn)復(fù)雜度方面進行了比較,給出了下行同步的浮點仿真結(jié)果和分析。之后,深入討論了下行同步的FPGA (V4-SX-35)實現(xiàn)方案、運算流程和模塊間的接口設(shè)計。最后,介紹了下行同步的FPGA驗證方法。 @@ 本文較為深入的討論了WCDMA下行同步的算法和FPGA實現(xiàn)方案,給出了理論分析和仿真、實驗結(jié)果。并在低復(fù)雜度和資源開銷條件下,完成了FPGA的硬件設(shè)計和片上測試,達到了系統(tǒng)的性能指標(biāo)。 @@關(guān)鍵詞:WCDMA;同步;小區(qū)搜索;FPGA

    標(biāo)簽: WCDMA FPGA

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:wsm555

  • 基于JTAG和FPGA的嵌入式SOC驗證系統(tǒng)研究與設(shè)計.rar

    隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)不斷的進步,SOC(System On a Chip)是未來IC產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究關(guān)注的重點。由于SOC設(shè)計的日趨復(fù)雜化,芯片的面積增大,芯片功能復(fù)雜程度增大,其設(shè)計驗證工作也愈加繁瑣。復(fù)雜ASIC設(shè)計功能驗證已經(jīng)成為整個設(shè)計中最大的瓶頸。 使用FPGA系統(tǒng)對ASIC設(shè)計進行功能驗證,就是利用FPGA器件實現(xiàn)用戶待驗證的IC設(shè)計。利用測試向量或通過真實目標(biāo)系統(tǒng)產(chǎn)生激勵,驗證和測試芯片的邏輯功能。通過使用FPGA系統(tǒng),可在ASIC設(shè)計的早期,驗證芯片設(shè)計功能,支持硬件、軟件及整個系統(tǒng)的并行開發(fā),并能檢查硬件和軟件兼容性,同時還可在目標(biāo)系統(tǒng)中同時測試系統(tǒng)中運行的實際軟件。FPGA仿真的突出優(yōu)點是速度快,能夠?qū)崟r仿真用戶設(shè)計所需的對各種輸入激勵。由于一些SOC驗證需要處理大量實時數(shù)據(jù),而FPGA作為硬件系統(tǒng),突出優(yōu)點是速度快,實時性好。可以將SOC軟件調(diào)試系統(tǒng)的開發(fā)和ASIC的開發(fā)同時進行。 此設(shè)計以ALTERA公司的FPGA為主體來構(gòu)建驗證系統(tǒng)硬件平臺,在FPGA中通過加入嵌入式軟核處理器NIOS II和定制的JTAG(Joint Test ActionGroup)邏輯來構(gòu)建與PC的調(diào)試驗證數(shù)據(jù)鏈路,并采用定制的JTAG邏輯產(chǎn)生測試向量,通過JTAG控制SOC目標(biāo)系統(tǒng),達到對SOC內(nèi)部和其他IP(IntellectualProperty)的在線測試與驗證。同時,該驗證平臺還可以支持SOC目標(biāo)系統(tǒng)后續(xù)軟件的開發(fā)和調(diào)試。 本文介紹了芯片驗證系統(tǒng),包括系統(tǒng)的性能、組成、功能以及系統(tǒng)的工作原理;搭建了基于JTAG和FPGA的嵌入式SOC驗證系統(tǒng)的硬件平臺,提出了驗證系統(tǒng)的總體設(shè)計方案,重點對驗證系統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈路的實現(xiàn)進行了闡述;詳細研究了嵌入式軟核處理器NIOS II系統(tǒng),并將定制的JTAG邏輯與處理器NIOS II相結(jié)合,構(gòu)建出調(diào)試與驗證數(shù)據(jù)鏈路;根據(jù)芯片驗證的要求,設(shè)計出軟核處理器NIOS II系統(tǒng)與PC建立數(shù)據(jù)鏈路的軟件系統(tǒng),并完成芯片在線測試與驗證。 本課題的整體任務(wù)主要是利用FPGA和定制的JTAG掃描鏈技術(shù),完成對國產(chǎn)某型DSP芯片的驗證與測試,研究如何構(gòu)建一種通用的SOC芯片驗證平臺,解決SOC驗證系統(tǒng)的可重用性和驗證數(shù)據(jù)發(fā)送、傳輸、采集的實時性、準(zhǔn)確性、可測性問題。本文在SOC驗證系統(tǒng)在芯片驗證與測試應(yīng)用研究領(lǐng)域,有較高的理論和實踐研究價值。

    標(biāo)簽: JTAG FPGA SOC

    上傳時間: 2013-05-25

    上傳用戶:ccsp11

  • 地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)中SRRC濾波器及FFT處理器的設(shè)計與FPGA實現(xiàn).rar

    隨著人們對數(shù)字電視和數(shù)字視頻信息的需求越來越大,數(shù)字電視廣播在中國迅速的發(fā)展起來。近幾年,數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)技術(shù)逐漸成熟,數(shù)字電視地面廣播(DTTB)傳輸標(biāo)準(zhǔn)也于2006年8月30號正式出臺。此標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)是由我國多家單位聯(lián)合研究的,具有自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)字地面電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)。DTTB系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的研究與仿真,具有巨大的實用價值和廣闊的市場前景。 @@ 本文首先研究了地面數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)中平方根升余弦(SRRC)濾波器(滾降系數(shù)為0.05)的結(jié)構(gòu)設(shè)計,介紹了一種適合在FPGA中實現(xiàn)的高階高速FIR濾波器的并行流水線結(jié)構(gòu)。在本設(shè)計中,以CSD數(shù)優(yōu)化濾波器系數(shù),并運用簡化加法器圖(Reduced Adder Graph,RAG)算法進行改進,最后采用并行處理的轉(zhuǎn)置型流水線結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。 @@ 接著研究數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)采用的傳輸技術(shù)-OFDM的基本概念和技術(shù)特點,并研究了清華大學(xué)提出的DMB-T方案中TDS-OFDM信號幀的組成結(jié)構(gòu)以及相關(guān)原理。 @@ 最后,本文針對OFDM調(diào)制所需要的3780點FFT處理器進行研究。為了保證OFDM信號的采樣率和時域?qū)ьl的采樣率相同,以達到較好的同步性能,采用了3780個正交子載波的設(shè)計方案。在實現(xiàn)過程中,分析比較了多種算法的計算復(fù)雜性,設(shè)計出在硬件實現(xiàn)復(fù)雜度上進行優(yōu)化的3780點FFT處理器的數(shù)據(jù)流流水線算法。之后,通過定點仿真比較各模塊輸出的動態(tài)范圍和概率分布,設(shè)計出定點字長的優(yōu)化方案,并分析計算了這一處理器的輸出信噪比與內(nèi)部各模塊字長的關(guān)系,進一步降低了硬件實現(xiàn)復(fù)雜性。 @@關(guān)鍵字:數(shù)字電視地面廣播傳輸(DTTB);平方根升余弦濾波器(SRRC);正交頻分復(fù)用調(diào)制(OFDM);快速傅立葉變換(FFT); 3780

    標(biāo)簽: SRRC FPGA FFT

    上傳時間: 2013-04-24

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  • 智能人臉識別算法及其FPGA的實現(xiàn).rar

    人臉自動識別技術(shù)是模式識別、圖像處理等學(xué)科的一個最熱門研究課題之一。隨著社會的發(fā)展,各方面對快速有效的自動身份驗證的要求日益迫切,而人臉識別技術(shù)作為各種生物識別技術(shù)中最重要的方法之一,已經(jīng)越來越多的受到重視。對于具有實時,快捷,低誤識率的高性能算法以及對算法硬件加速的研究也逐漸展開。 本文詳細分析了智能人臉識別算法原理,發(fā)展概況和前景,包括人臉檢測算法,人眼定位算法,預(yù)處理算法,PCA和ICA 算法,詳細分析了項目情況,系統(tǒng)劃分,軟硬件平臺的資源和使用。并在ISE軟件平臺上,用硬件描述語言(verilog HDL)對算法部分嚴(yán)格按照FPGA代碼風(fēng)格進行了RTL 硬件建模,并對C++算法進行了優(yōu)化處理,通過仿真與軟件算法結(jié)果進行比對,評估誤差,最后在VirtexII Pro FPGA 上進行了綜合實現(xiàn)。 主要研究內(nèi)容如下: 首先,對硬件平臺xilinx的VirtexII Pro FPGA 上的系統(tǒng)資源進行了描述和研究,對存儲器sdram,RS-232 串口,JTAG 進行了研究和調(diào)試,對Coreconnect的OPB總線仲裁機理進行了兩種算法的比較,RTL 設(shè)計,仿真和綜合。利用ISE和VC++軟件平臺,對verilog和C++算法進行同步比較測試,使每步算法對應(yīng)正確的結(jié)果。對軟硬件平臺的合理使用使得在項目中能盡可能多的充分利用硬件資源,制板時正確選型,以及加快設(shè)計和調(diào)試進度。其次,對人臉識別算法流程中的人臉檢測,人眼定位,預(yù)處理,識別算法分別進行了比較研究,選取其中各自性能最好的一種算法對其原理進行了分析討論。人臉檢測采用adaboost 算法,因其速度和精度的綜合性能表現(xiàn)優(yōu)異。人眼定位采用小塊合并算法,因為它具有快速,準(zhǔn)確,弱時實的特點。預(yù)處理算法采用直方圖均衡加平滑的算法,簡單,高效。 識別算法采用PCA 加ICA 算法,它能最大的弱化姿態(tài)和光照對人臉識別的影響。 最后,使用Verilog HDL 硬件描述語言進行算法的RTL 建模,在C++算法的基礎(chǔ)上,保證原來效果的前提下,根據(jù)FPGA 硬件特點對算法進行了優(yōu)化。視頻輸入輸出是人臉識別的前提,它提供FPGA 上算法需要處理的數(shù)據(jù),預(yù)處理算法在C++算法的基礎(chǔ)上進行了優(yōu)化,最大的減少了運算量,提高了運算速度,16 位計算器模塊使得在算法實現(xiàn)時可以根據(jù)系統(tǒng)要求,在FPGA的ip 核和自己設(shè)計的模塊之間選擇性能更好的一個來調(diào)用,F(xiàn)IFO的設(shè)計提供同步和異步時鐘域的數(shù)據(jù)緩存。設(shè)計在ISE和VC++軟件平臺同時進行,隨時對verilog和C++數(shù)據(jù)進行監(jiān)測和比對。全部設(shè)計模塊通過仿真,達到預(yù)定的性能要求,并在FPGA 上綜合實現(xiàn)。

    標(biāo)簽: FPGA 人臉識別 算法

    上傳時間: 2013-07-13

    上傳用戶:李夢晗

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