合成孔徑雷達的實時信號處理系統(tǒng),可以分成相對獨立的幾個階段,即A/D變換和緩存、距離向預(yù)處理器、方位向預(yù)處理器、距離向壓縮處理、轉(zhuǎn)置存儲器、方位向壓縮處理、逆轉(zhuǎn)置存儲器.合成孔徑雷達預(yù)處理的目的,就是緩解高處理數(shù)據(jù)率和低傳輸數(shù)據(jù)率的矛盾,使得在不太影響成像質(zhì)量的前提下,盡量減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)率,有利于后續(xù)處理的硬件實現(xiàn),做到實時處理.論文結(jié)合電子所合成孔徑雷達實時成像處理系統(tǒng),設(shè)計開發(fā)了基于Xilinx Virtex-E FPGA的星載SAR高速預(yù)處理板,該信號處理板處理能力強,結(jié)構(gòu)緊湊,運行效率高;其硬件電路的設(shè)計思路和結(jié)構(gòu)形式有很強的通用性和使用價值.論文重點研究了預(yù)處理的核心部分—固定系數(shù)FIR濾波器的設(shè)計問題.而固定系數(shù)FIR濾波器的實現(xiàn)問題的重點又是FPGA內(nèi)部的固定系數(shù)FIP濾波器實現(xiàn)問題,針對FPGA內(nèi)部的查找表資源,我們選擇目前流行的分布式算法來實現(xiàn)FIR濾波器的設(shè)計.對比于預(yù)處理器中其他濾波器設(shè)計方案,基于FPGA分布式算法的FIR濾波器的設(shè)計,避免了乘累加運算,提高了系統(tǒng)運行的速度并且節(jié)省了大量的FPGA資源.并且由于FPGA可編程的特性,所以可以靈活的改變?yōu)V波器的系數(shù)和階數(shù).所設(shè)計的電路簡單高速,工作正常、可靠,完全滿足了預(yù)處理器設(shè)計的技術(shù)要求.隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù),高密度存儲器技術(shù),計算機技術(shù)的發(fā)展,一個全數(shù)字化的機載實時成像處理系統(tǒng)的研制,已經(jīng)不是非常困難的事情了.而在現(xiàn)有條件下,全數(shù)字化的高分辨率星載實時成像處理系統(tǒng)的研制,將是一個非常具有挑戰(zhàn)意義的課題,論文以星載SAR的預(yù)處理器設(shè)計為例,拋磚引玉,希望對未來全數(shù)字化星載實時成像處理系統(tǒng)的研制起到一定參考價值.
上傳時間： 2013-07-03
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嵌入式系統(tǒng)近年持續(xù)迅猛發(fā)展，已經(jīng)成為后PC技術(shù)時代信息化的中堅力量。由于嵌入式系統(tǒng)具有體積小、性能強、功耗低、可靠性高及面向行業(yè)應(yīng)用的突出特點，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)、消費電子、國防軍事及自動化控制等領(lǐng)域。 ARM(Advaneed RIS Cmachines)公司的32位RISC處理器，以其高速度、低功耗、低成本、功能強和特有的16/32位雙指令集等諸多優(yōu)異性能，已成為移動通信、手持計算、多媒體數(shù)字消費等嵌入式解決方案中的首選處理器。在眾多的ARM處理器中，Samsung公司的S3C44B0X處理器以其低價格、低功耗及強大的網(wǎng)絡(luò)支持等優(yōu)點在市場上占有重要份額。 uClinux是從Linux衍生出來的優(yōu)秀嵌入式操作系統(tǒng)，專門針對沒有MMU的處理器設(shè)計，支持眾多嵌入式處理器類型。uClinux繼承了Linux的許多優(yōu)秀性能，有良好的網(wǎng)絡(luò)支持，完善的驅(qū)動支持，高度的模塊化，開放的源碼。uClinux已成為許多嵌入式系統(tǒng)研究領(lǐng)域的首選操作系統(tǒng)之一。 本課題以嵌入式手持式電能質(zhì)量分析儀前期實驗開發(fā)板為研究目標(biāo)，根據(jù)嵌入式體系結(jié)構(gòu)和嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的原理，構(gòu)建了基于Samsung公司S3C44B0X ARM7 TDMI處理器的硬件開發(fā)平臺，并根據(jù)該硬件平臺的結(jié)構(gòu)特點移植了uClinux操作系統(tǒng)，同時針對uClinux實時性能不高和嵌入式平臺硬件資源有限的缺點，結(jié)合uClinux多進程和共享內(nèi)存機制設(shè)計了數(shù)據(jù)采集程序，實現(xiàn)了對三路0～2.5V模擬信號的高性能采集，增強了系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的實時性，提高了工作效率，為后續(xù)開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。 論文從嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的角度出發(fā)，分析了嵌入式體系結(jié)構(gòu)、uClinux運行機制和內(nèi)核特點；闡述了Bootloader設(shè)計及操作系統(tǒng)移植的要點；介紹了接口驅(qū)動及上層應(yīng)用程序的設(shè)計方法等問題。
標(biāo)簽： Clinux ARM 嵌入式 應(yīng)用研究
上傳時間： 2013-07-23
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文中介紹了一種應(yīng)用于舞臺電腦燈控制系統(tǒng)的高性能步進電機運動控制系統(tǒng)，以及步進電機的細分驅(qū)動原理和自適應(yīng)調(diào)速算法。使用細分驅(qū)動可以顯著地減小步進電機的低頻振動；使用自適應(yīng)調(diào)速法，可以在保證系統(tǒng)的
標(biāo)簽： 性能 步進電機 運動控制 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間： 2013-04-24
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當(dāng)今繡花機市場蓬勃發(fā)展，繡花機控制系統(tǒng)作為繡花機最核心的部分，是提高性能和降低成本的關(guān)鍵。本文結(jié)合浙江虎王科技有限公司與浙江大學(xué)的合作項目“繡花機控制系統(tǒng)”，設(shè)計出一套基于ARM的技術(shù)先進、功能精簡、高性價比的繡花機控制系統(tǒng)。論文按照嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程，先根據(jù)市場需求劃分了控制系統(tǒng)的功能模塊并構(gòu)建了總體架構(gòu),選擇了系統(tǒng)的軟硬件平臺，然后采用先進的設(shè)計方法對繡花機控制系統(tǒng)的硬件和軟件進行了設(shè)計。 第一章介紹了繡花機及其控制系統(tǒng)的發(fā)展過程和現(xiàn)狀，論述了嵌入式系統(tǒng)的定義、特點和發(fā)展，闡述了ARM的發(fā)展歷史、研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，提出了論文的主要研究內(nèi)容，最后給出了論文的總體結(jié)構(gòu)。 第二章闡述了嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程，選擇了軟硬件協(xié)同設(shè)計法為本系統(tǒng)的設(shè)計方法，論述了EDA技術(shù)的工作范圍和設(shè)計步驟，詳細討論了軟件的結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法和面向?qū)ο笤O(shè)計方法的原理，最后給出了繡花機控制系統(tǒng)的設(shè)計原則。 第三章根據(jù)市場需求劃分了繡花機控制系統(tǒng)的功能模塊，構(gòu)建了系統(tǒng)總體架構(gòu)，并分析了每個模塊的具體功能；根據(jù)選型原則選出了適用于繡花機控制系統(tǒng)的上位機和下位機CPU芯片、操作系統(tǒng)及開發(fā)環(huán)境。 第四章根據(jù)總體架構(gòu)，在選好的CPU芯片的基礎(chǔ)．卜確定了繡花機控制系統(tǒng)的硬件框架，詳細設(shè)計了電源電路、復(fù)位電路、存儲器接口電路、鍵盤與顯示電路、USB接口電路、串行通信接口電路和下層機電接口電路。 第五章按照上位機和下位機的層次構(gòu)建了繡花機控制系統(tǒng)的軟件框架，設(shè)計了鍵盤輸入模塊、圖形顯示模塊、USB驅(qū)動模塊、花樣存儲與管理模塊、串口通信模塊、機電控制模塊的程序。 第六章回顧與總結(jié)全文的主要研究內(nèi)容，歸納了本文的主要研究成果，并對今后的研究工作作了展望。
標(biāo)簽： ARM 繡花機 嵌入式控制 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間： 2013-04-24
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按照公安部規(guī)定，我國從 2004 年開始換發(fā)第二代居民身份證，預(yù)計到 2008 年基本完成第二代居民身份證的換發(fā)工作。第二代身份證與第一代身份證最大的區(qū)別在于：它的內(nèi)部嵌入了一枚指甲蓋大小的非接觸式 IC 芯片，該芯片內(nèi)存儲有姓名、性別等9項信息。本課題設(shè)計出一款基于 ARM 和 GPRS 技術(shù)的第二代身份證無線手持閱讀器，該閱讀器能讀出第二代身份證內(nèi) IC 卡信息，并可通過 GPRS 網(wǎng)絡(luò)將信息進行無線傳輸。 本文以該閱讀器的設(shè)計為主線，論述的主要內(nèi)容如下： 1．介紹了課題背景及意義。全國 9 億第二代身份證的換發(fā)，必然帶來各行業(yè)對閱讀器的大量需求，而現(xiàn)有閱讀器的弊端促使了對閱讀器做更深入的研究。 2．介紹了相關(guān)概念及技術(shù)，包括：無線射頻識別技術(shù)、ISO/IEC14443 協(xié)議、嵌入式系統(tǒng)、ARM、GPRS技術(shù)等。 3．詳細介紹了該閱讀器的硬件設(shè)計方法，并給出主要硬件模塊電路原理圖及其 PCB 板設(shè)計方法，同時也簡單介紹了硬件的焊接和調(diào)試過程。 4．詳細介紹了該閱讀器的軟件設(shè)計方法，包括：讀卡模塊驅(qū)動程序、GPRS 模塊驅(qū)動程序、人機對話模塊驅(qū)動程序、I/O 口驅(qū)動程序的流程圖和部分代碼。 5．為使該閱讀器安全可靠地運行，對閱讀器進行了各種功能測試，包括：讀卡功能、GPRS 數(shù)據(jù)傳輸功能、人機接口功能。 通過功能測試，該閱讀器能準(zhǔn)確讀取第二代身份證內(nèi)信息并通過GPRS 網(wǎng)絡(luò)成功將信息發(fā)送出去。該閱讀器與市面上現(xiàn)有的閱讀器相比，具有可脫機操作、無線傳輸、小巧靈便的優(yōu)點。由于該閱讀器軟件采用模塊化的設(shè)計方法，可以方便移植到其他非接觸卡閱讀器中，因此本閱讀器具有非常廣泛的應(yīng)用前景。
上傳時間： 2013-06-10
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隨著嵌入式控制在工業(yè)領(lǐng)域的不斷滲入，進入21世紀(jì)之后，基于ARM體系Linux操作系統(tǒng)的嵌入式一體化工業(yè)控制系統(tǒng)成為了工業(yè)控制的主要發(fā)展方向，ARM芯片不僅體積小，功耗低，而且功能強；Linux由于其開源，穩(wěn)定以及成本低的優(yōu)點，在嵌入式系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。 本文研究的主要內(nèi)容是基于Linux操作系統(tǒng)ARM體系的嵌入式工控一體機設(shè)計與實現(xiàn)。該嵌入式工控一體機是基于Motorola公司研發(fā)的ARM9嵌入式系統(tǒng)和Linux操作系統(tǒng)的設(shè)備，整個系統(tǒng)體積小，結(jié)構(gòu)精簡，并有很高的執(zhí)行效率。它根據(jù)特定的工業(yè)控制對象定制特定的模型與控制算法。另外，該設(shè)備自身還具備各種數(shù)字PID控制算法，實現(xiàn)PID閉環(huán)控制。可以應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域中的各類被控設(shè)備，以及為高校自動化控制實驗和工業(yè)應(yīng)用研究提供解決方案。它的軟件編程由Qt集成開發(fā)環(huán)境實現(xiàn)，Qt是基于C++的針對構(gòu)造圖形用戶界面（程序）所使用的GUI工具包，它速度塊，易于使用，并具有很好的可移植性。 本文首先對嵌入式系統(tǒng)進行選型，然后提出了系統(tǒng)的軟硬件整體架構(gòu)和系統(tǒng)的啟動流程。接著介紹了系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的搭建，包括啟動加載器的設(shè)計和實現(xiàn)，Linux內(nèi)核的移植，設(shè)備驅(qū)動程序的編寫以及圖形用戶界面的實現(xiàn)。最后，詳細介紹了一個具有創(chuàng)新性的案例作為該嵌入式Linux工控一體機作為通訊和控制終端的典型應(yīng)用。 該嵌入式Linux工控一體機具有極好的實用性和應(yīng)用前景，并且其設(shè)計和實現(xiàn)過程對于其它嵌入式平臺也具有很好的參考價值。
上傳時間： 2013-07-27
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在諸多行業(yè)的材料及材料制成品中，表面缺陷是影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素之一。研究具有顯微圖像實時記錄、處理和顯示功能的材料表面缺陷檢測技術(shù)，對材料的分選和材料質(zhì)量的檢查及評價具有重要的意義。 本文以聚合物薄膜材料為被測對象，研究了適用于材料表面缺陷檢測的基于現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)的缺陷數(shù)據(jù)實時處理技術(shù)，可實時提供缺陷顯微圖像信息，完成了對現(xiàn)有材料缺陷檢測裝置的數(shù)字化改造與性能擴展。本文利用FPGA并行結(jié)構(gòu)、運算速度快的特點實現(xiàn)了材料缺陷的實時檢測。搭建了以FPGA為核心的缺陷數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的硬件電路；重點針對聚合物薄膜材料缺陷信號的數(shù)據(jù)特征，設(shè)計了基于FPGA的缺陷圖像預(yù)處理方案：首先對通過CCD獲得的聚合物薄膜材料的缺陷信號進行處理，利用動態(tài)閾值定位缺陷區(qū)域，將高于閾值的數(shù)據(jù)即圖像背景信息舍棄，保留低于閾值的數(shù)據(jù)，即完整保留缺陷顯微圖像的有用信息；然后按照預(yù)先設(shè)計的封裝格式封裝缺陷數(shù)據(jù)；最后通過USB2.0接口將封裝數(shù)據(jù)傳輸至上位機進行缺陷顯微圖像重建。此方案大大減少了上傳數(shù)據(jù)量，緩解了上位機的壓力，提高了整個缺陷檢測裝置的檢測速度。本文對標(biāo)準(zhǔn)模板和聚合物薄膜材料進行了實驗驗證。實驗結(jié)果表明，應(yīng)用了基于FPGA的缺陷數(shù)據(jù)實時處理技術(shù)的CCD掃描缺陷檢測裝置可對70μm～1000μm范圍內(nèi)的缺陷進行有效檢測，實時重建的缺陷顯微圖像與實際缺陷在形狀和灰度上都有很好的一致性。
標(biāo)簽： CCD 缺陷檢測 實時數(shù)據(jù) 處理技術(shù)
上傳時間： 2013-05-19
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正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)是一種多載波數(shù)字調(diào)制技術(shù)，具有頻譜利用率高、抗多徑干擾能力強、成本低等特點，適合無線通信的高速化、寬帶化及移動化的需求，將成為下一代無線通信系統(tǒng)(4G)的核心調(diào)制傳輸技術(shù)。 本文首先描述了OFDM技術(shù)的基本原理。對OFDM的調(diào)制解調(diào)以及其中涉及的特性和關(guān)鍵技術(shù)等做了理論上的分析，指出了OFDM區(qū)別于其他調(diào)制技術(shù)的巨大優(yōu)勢；然后針對OFDM中的信道估計技術(shù)，深入分析了基于FFT級聯(lián)的信道估計理論和基于聯(lián)合最大似然函數(shù)的半盲分組估計理論，在此基礎(chǔ)上詳細研究描述了用于OFDM系統(tǒng)的迭代的最大似然估計算法，并利用Matlab做了相應(yīng)的仿真比較，驗證了它們的有效性。 而后，在Matlab中應(yīng)用Simulink工具構(gòu)建OFDM系統(tǒng)仿真平臺。在此平臺上，對OFDM系統(tǒng)在多徑衰落、高斯白噪聲等多種不同的模型參數(shù)下進行了仿真，并給出了數(shù)據(jù)曲線，通過分析結(jié)果可正確評價OFDM系統(tǒng)在多個方面的性能。 在綜合了OFDM的系統(tǒng)架構(gòu)和仿真分析之后，設(shè)計并實現(xiàn)了基于FPGA的OFDM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)。首先根據(jù)802.16協(xié)議和OFDM系統(tǒng)的具體要求，設(shè)定了合理的參數(shù)；然后從調(diào)制器和解調(diào)器的具體組成模塊入手，對串/并轉(zhuǎn)換，QPSK映射，過采樣處理，插入導(dǎo)頻，添加循環(huán)前綴，IFFT/FFT，幀同步檢測等各個模塊進行硬件設(shè)計，詳細介紹了各個模塊的設(shè)計和實現(xiàn)過程，并給出了相應(yīng)的仿真波形和參數(shù)說明。其中，針對定點運算的局限性，為系統(tǒng)設(shè)計并自定義了24位的浮點運算格式，參與傅立葉反變換和傅立葉變換的運算，在系統(tǒng)參數(shù)允許的范圍內(nèi)，充分利用了有限資源，提高了系統(tǒng)運算精度；然后重點描述了基于FPGA的快速傅立葉變換算法的改進、優(yōu)化和設(shè)計實現(xiàn)，針對原始快速傅立葉變換FPGA實現(xiàn)算法運算空閑時間過多，資源占用較大的問題，提出了帶有流水作業(yè)功能、資源占用較少的快速傅立葉變換優(yōu)化算法設(shè)計方案，使之運用于OFDM基帶處理系統(tǒng)當(dāng)中并加以實現(xiàn)，結(jié)果滿足系統(tǒng)參數(shù)的需求。最后以理論分析為依據(jù)，對整個OFDM的基帶處理系統(tǒng)進行了系統(tǒng)調(diào)試與性能分析，證明了設(shè)計的可行性。 綜上所述，本文完成了一個基于FPGA的OFDM基帶處理系統(tǒng)的設(shè)計、仿真和實現(xiàn)。本設(shè)計為OFDM通信系統(tǒng)的進一步改進提供了大量有用的數(shù)據(jù)。
標(biāo)簽： FPGA OFDM 調(diào)制解調(diào)器
上傳時間： 2013-04-24
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多普勒計程儀是根據(jù)聲波在水中的多普勒效應(yīng)原理而制成的一種精密測速和計算航程的儀器，它是船用導(dǎo)航設(shè)備的重要組成之一。針對于多普勒計程儀的核心問題——頻率估計，本文提出了一種基于FPGA實現(xiàn)的多普勒測頻方案，它具有抗干擾能力強、運算速度快等特點。本論文主要是圍繞系統(tǒng)的測頻方案的設(shè)計與實現(xiàn)展開的。 本文主要研究工作包括：設(shè)計和調(diào)試基于FPGA的多普勒測頻系統(tǒng)的硬件電路；通過對測頻算法的研究，采用VHDL語言設(shè)計和實現(xiàn)系統(tǒng)的測頻算法和其它接口控制程序，并通過軟件仿真，測試設(shè)計的正確性。 測頻系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計是本論文工作的主要部分之一，也是基于FPGA的多普勒測頻系統(tǒng)的核心部分。整個系統(tǒng)以FPGA作為主處理器，完成系統(tǒng)中所有的數(shù)字信號處理和外圍接口控制，同時，基于FPGA豐富的片內(nèi)可編程邏輯資源和外部I/O資源，系統(tǒng)還擴展了豐富的通信接口(UART、USB和以太網(wǎng)接口)和顯示電路(LCD和LED)，使系統(tǒng)便于與PC機進行數(shù)據(jù)交換和控制。 系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)是本文工作的另一重要部分。本文通過對測頻算法的研究，完成了基于VHDL實現(xiàn)的過零檢測法和FFT算法，同時也實現(xiàn)了對接收機信號的自動增益控制、信號采集和與計算機的通信功能等。
標(biāo)簽： FPGA 多普勒 測頻 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間： 2013-04-24
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渦流無損檢測技術(shù)作為五大常規(guī)無損檢測技術(shù)之一，不僅能夠探測導(dǎo)體表面的涂層厚度，材料成分，組織狀態(tài)以及某些物理量和機械量，還能檢測材料或構(gòu)件中是否有缺陷并判斷缺陷的形狀、大小、分布、走向。脈沖渦流無損檢測技術(shù)因其激勵信號的頻域特點，具有有效率高，檢測準(zhǔn)確的特性，因而有著廣泛的應(yīng)用前景。 用無損檢測方法進行鋼鐵材質(zhì)檢測的研究工作取得了大量成果，然而對于鋼材及其制品的混料、硬度和裂紋質(zhì)量檢測還存在許多難題，如用傳統(tǒng)檢測方法檢測齒輪毛坯的硬度效果不夠理想，而且人工記錄方法較慢。 本文以渦流檢測技術(shù)理論為基礎(chǔ)，系統(tǒng)地分析了脈沖渦流檢測的基本理論。在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一套用于檢測鋼鐵材硬度的脈沖渦流檢測儀器。該脈沖渦流檢測系統(tǒng)可分為硬件、軟件兩個子系統(tǒng)。整個系統(tǒng)由激勵源、渦流傳感器、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果顯示這四個主要部分組成。在渦流探傷中，影響渦流的因素很多，產(chǎn)生大量噪聲使得信號分析相對困難。系統(tǒng)以FPGA為開發(fā)平臺，使得信號激勵和信號的采集可以在同一電路中實現(xiàn)，從而提高了信號處理的精確性，接著利用主成分分析方法去除噪音，提取信號的特征值，建立回歸方程，利用最小二乘法實現(xiàn)對鋼鐵材質(zhì)硬度的測量。實驗結(jié)果表明，以FPGA為開發(fā)平臺，采用脈沖渦流激勵的方式及相關(guān)的脈沖渦流的主成分分析處理方法，使鋼鐵材質(zhì)硬度的判別準(zhǔn)確率有了很大提高。
上傳時間： 2013-04-24
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