在測井過程中,由于測井深度直接影響到其它測井信息的準(zhǔn)確性,所以精確的測井深度變得越來越重要。本文針對現(xiàn)有絞車系統(tǒng)的不足(CPU為單片機(jī)決定其精度不高、缺少完善的深度校正系統(tǒng)等),首次將DSP與FPGA應(yīng)用到測井絞車系統(tǒng)中,充分利用FPGA硬件資源豐富、速度快及DSP軟件設(shè)計(jì)靈活的特點(diǎn),使系統(tǒng)硬件、軟件結(jié)構(gòu)更加合理,功能得到增強(qiáng),性價比進(jìn)一步提高,從而優(yōu)化了整個系統(tǒng),為今后絞車設(shè)計(jì)提供了新的方法和途徑。 本文相對其它絞車系統(tǒng)的設(shè)計(jì),主要特點(diǎn)有:設(shè)計(jì)了比較完善的深度校正模塊(深度脈沖校正、根據(jù)磁記號與磁定位信號的校正、由張力等原因引起的電纜形變的校正)。將打標(biāo)和測量一體化。設(shè)計(jì)了方便的通信接口(校正后的深度脈沖及DSP通過RS232與主測井儀的通信)。使用DSP作為CPU并且配合FPGA作預(yù)處理從而提高了測量深度的準(zhǔn)確性。電路采用了可編程邏輯器件,提高了電路工作的可靠性,減小了電路板面積。另外,本文在研究電纜絞車系統(tǒng)的同時,對測井的地面信號處理也進(jìn)行了初步的研究,主要是對趨膚效應(yīng)的校正做了初步的研究。 本文所完成的是一個完整的測量與打標(biāo)系統(tǒng),通過室內(nèi)與現(xiàn)場實(shí)驗(yàn),得出該系統(tǒng)具有高精度、高智能化等優(yōu)點(diǎn)。最后,本文對該系統(tǒng)的發(fā)展方向作了展望。
標(biāo)簽: FPGA DSP 絞車 系統(tǒng)研究
上傳時間: 2013-07-08
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本文簡單介紹了脈沖式激光測距原理、相位式激光測距的原理及相位測量技術(shù)。根據(jù)課題的要求,給出了電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,選擇了合適測相系統(tǒng)電路參數(shù),分析了調(diào)制波的噪聲對系統(tǒng)的影響,計(jì)算出能滿足系統(tǒng)精度要求的最低信噪比,對偶然誤差、信號變化幅度大小、零點(diǎn)漂移和電路的相位延遲等原因引起的測量誤差,提出了具體的解決措施,這些措施提高了數(shù)字檢相電路的測相精度和穩(wěn)定性。 根據(jù)電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,著重對混頻電路、整形電路和自動數(shù)字檢相電路進(jìn)行了較為深入的分析與討論,其中自動數(shù)字檢相電路采用大規(guī)模可編程邏輯器件FPGA實(shí)現(xiàn)。 文中述敘了利用FPGA實(shí)現(xiàn)自動數(shù)字檢相的原理及方法步驟,分析了FPGA實(shí)現(xiàn)鑒相功能的可靠性。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,選擇合適的FPGA邏輯器件和配置器件,使用QuartusⅡ軟件開發(fā)可編程邏輯器件及VHDL編程,給出了用QuartusⅡ軟件進(jìn)行數(shù)字檢相測量的系統(tǒng)仿真結(jié)果和混頻電路、比較電路、數(shù)字檢相電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,對在沒有零角度位置標(biāo)志信號和沒有允許計(jì)數(shù)標(biāo)志信號條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精度進(jìn)行了分析。根據(jù)誤差結(jié)果分析,提出了下一步研究改進(jìn)的措施和思路。
標(biāo)簽: FPGA 相位 激光測距 信號處理技術(shù)
上傳時間: 2013-04-24
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工業(yè)X-CT(X-ray Computed Tomography)無損檢測技術(shù)是以不損傷或者破壞被檢測對象的一種高新檢測技術(shù),被譽(yù)為最佳的無損檢測手段,在無損檢測領(lǐng)域日益受到人們的青睞。近年來,各國都在投入大量的人力、物力對其進(jìn)行研究與開發(fā)。 目前,工業(yè)CT主要采用第二代和第三代掃描方式。在工業(yè)CT第三代掃描方式中,掃描系統(tǒng)僅作“旋轉(zhuǎn)”運(yùn)動,控制系統(tǒng)比較簡單。對此,我國已取得了可喜的成績。然而,對工業(yè)CT系統(tǒng)中的二代掃描運(yùn)動控制系統(tǒng),即針對“平移+旋轉(zhuǎn)”運(yùn)動的控制系統(tǒng)的研究,我國已有采用,但與發(fā)達(dá)國家相比,還存在較大的差距。二代掃描方式與其它掃描方式相比,具有對被檢物的尺寸沒有要求,且能夠?qū)Ω信d趣的檢測區(qū)域進(jìn)行局部掃描的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。同時X光源的射線出束角較小(一般小于20°),因此在工業(yè)X-CT系統(tǒng)主要采用二代掃描運(yùn)動控制。有鑒于此,本論文結(jié)合有關(guān)科研項(xiàng)目,開展了工業(yè)X-CT二代掃描控制系統(tǒng)的研究。 論文首先介紹了工業(yè)X-CT系統(tǒng)的工作原理和各種掃描運(yùn)動控制方式的特點(diǎn),闡述了開展二代掃描控制的研究目的和意義。其次,根據(jù)二代掃描控制的特點(diǎn),提出了“在優(yōu)先滿足工業(yè)X-CT二代掃描控制的基礎(chǔ)上,力求實(shí)現(xiàn)對工業(yè)X-CT掃描運(yùn)動的通用控制,使其能同時支持一、三代掃描方式”的設(shè)計(jì)思想。據(jù)此,研究確立了基于單片機(jī)AT89LV52及FPGA芯片EP1C3T100C8的運(yùn)動控制架構(gòu),以實(shí)現(xiàn)二代掃描控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。論文詳細(xì)介紹了可編程邏輯器件FPGA的工作原理和開發(fā)流程,并對其相關(guān)開發(fā)環(huán)境QuartusII4.1作了闡述。結(jié)合運(yùn)動控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì),詳細(xì)介紹了各功能模塊的具體設(shè)計(jì)過程,給出了相關(guān)的設(shè)計(jì)原理框圖和實(shí)際運(yùn)行波形。并制作了相應(yīng)的PCB板,調(diào)試了整個硬件控制系統(tǒng)。最后,論文還詳細(xì)研究了利用VisualC++6.0來完成上位機(jī)控制軟件的設(shè)計(jì),給出了運(yùn)動控制主界面及掃描運(yùn)動控制功能軟件設(shè)計(jì)的流程圖。 論文對整個運(yùn)動控制系統(tǒng)采用的經(jīng)濟(jì)型的開環(huán)控制技術(shù)所帶來的不利影響,分析研究了增加步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分?jǐn)?shù)以提高掃描精度的可能性,并對所研究的控制系統(tǒng)在調(diào)試過程中出現(xiàn)的一些問題及解決方案作了簡要的分析,提出了一些完善方法。
標(biāo)簽: FPGA X-CT 工業(yè) 掃描控制
上傳時間: 2013-04-24
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隨著國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不斷豐富,Intenret已經(jīng)從最初以學(xué)術(shù)交流為目的而演變?yōu)樯虡I(yè)行為,網(wǎng)絡(luò)安全性需求日益增加,高速網(wǎng)絡(luò)安全保密成為關(guān)注的焦點(diǎn),在安全得到保障的情況下,為了滿足網(wǎng)速無限制的追求,高速網(wǎng)絡(luò)硬件加密設(shè)備也必將成為需求熱點(diǎn)。另一方面,IPSec協(xié)議被廣泛的應(yīng)用于防火墻和安全網(wǎng)關(guān)中,但對IPSec協(xié)議的處理會大大增加網(wǎng)關(guān)的負(fù)載,成為千兆網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的瓶頸。本文便是針對上述現(xiàn)狀,研究基于高性能FPGA實(shí)現(xiàn)千兆IPSec協(xié)議的設(shè)計(jì)技術(shù)。 目前,國外IPSec協(xié)議實(shí)現(xiàn)已經(jīng)芯片化,達(dá)到幾千兆的速率,但是國內(nèi)產(chǎn)品多以軟件實(shí)現(xiàn),速度難以提高。本文采用的基于FPGA的IPSec技術(shù)方案,采用硬件實(shí)現(xiàn)隧道模式下的IPSec協(xié)議,為IP分組及其上層協(xié)議數(shù)據(jù)提供機(jī)密性、數(shù)據(jù)完整性驗(yàn)證以及數(shù)據(jù)源驗(yàn)證等安全服務(wù)。在以VPN為實(shí)施方案的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了以KDIPSec為設(shè)備原型以IPSec協(xié)議為出發(fā)點(diǎn)的千兆網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)環(huán)境模型,從硬件體系結(jié)構(gòu)到各個模塊的劃分以及各個模塊實(shí)現(xiàn)的功能這幾個方面描述了KDIPSec實(shí)現(xiàn)技術(shù),最后描述了一些關(guān)鍵模塊的FPGA設(shè)計(jì)和和仿真。所有處理模塊均在Xilinx公司的FPGA芯片中實(shí)現(xiàn),處理速率超過1Gb/s。
標(biāo)簽: IPSec FPGA 協(xié)議 實(shí)現(xiàn)技術(shù)
上傳時間: 2013-07-03
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相對于JPEG中二維離散余弦變換(2DDCT)來說,在JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)中,二維離散小波變換(2DDWT)是其圖像壓縮系統(tǒng)的核心變換。在很多需要進(jìn)行實(shí)時處理圖像的系統(tǒng)中,如數(shù)碼相機(jī)、遙感遙測、衛(wèi)星通信、多媒體通信、便攜式攝像機(jī)、移動通信等系統(tǒng),需要用芯片實(shí)現(xiàn)圖像的編解碼壓縮過程。雖然有許多研究工作者對圖像處理的小波變換進(jìn)行了研究,但大都只偏重算法研究,對算法硬件實(shí)現(xiàn)時的復(fù)雜性考慮較少,對圖像處理的小波變換硬件實(shí)現(xiàn)的研究也較少。 本文針對圖像處理的小波變換算法及其硬件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究。對文獻(xiàn)[13]提出的“內(nèi)嵌延拓提升小波變換”(Combiningthedata-extensionprocedureintothelifting-basedDWTcore)快速算法進(jìn)行仔細(xì)分析,提出一種基于提升方式的5/3小波變換適合硬件實(shí)現(xiàn)的算法,在MATLAB中仿真驗(yàn)證了該算法,證明其是正確的。并設(shè)計(jì)了該算法的硬件結(jié)構(gòu),在MATLAT的Simulink中進(jìn)行仿真,對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行VHDL語言的寄存器傳輸級(RTL)描述與仿真,成功綜合到Altera公司的FPGA器件中進(jìn)行驗(yàn)證通過。本算法與傳統(tǒng)的小波變換的邊界處理方法比較:由于將其邊界延拓過程內(nèi)嵌于小波變換模塊中,使該硬件結(jié)構(gòu)無需額外的邊界延拓過程,減少小波變換過程中對內(nèi)存的讀寫量,從而達(dá)到減少內(nèi)存使用量,降低功耗,提高硬件利用率和運(yùn)算速度的特點(diǎn)。本算法與文獻(xiàn)[13]提出的算法相比較:無需增加額外的硬件計(jì)算模塊,又具有在硬件實(shí)現(xiàn)時不改變原來的提升小波算法的規(guī)則性結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。這種小波變換硬件芯片的實(shí)現(xiàn)不僅適用于JPEG2000的5/3無損小波變換,當(dāng)然也可用于其它各種實(shí)時圖像壓縮處理硬件系統(tǒng)。
上傳時間: 2013-06-13
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在合成孔徑雷達(dá)的研究和研制工作中,合成孔徑雷達(dá)模擬技術(shù)具有十分重要的作用。本文以440MHz帶寬線性調(diào)頻信號,采樣頻率500MHz高分辨合成孔徑雷達(dá)視頻模擬器為研究對象。首先對模擬器的幾項(xiàng)主要技術(shù)進(jìn)行分析,在對點(diǎn)目標(biāo)回波信號模型分析研究的基礎(chǔ)上,對點(diǎn)目標(biāo)原始回波數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬并做了成像驗(yàn)證,從而為硬件實(shí)現(xiàn)提供了正確的信號模型;針對傳統(tǒng)的“波形存儲直讀法”方案,即在計(jì)算機(jī)平臺上用模擬軟件產(chǎn)生原始回波數(shù)據(jù)并存儲,再通過計(jì)算機(jī)接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸,最后完成數(shù)模轉(zhuǎn)換產(chǎn)生視頻信號這一過程,分析指出該方案在實(shí)現(xiàn)高分辨率時的速度和容量瓶頸。 針對具體的設(shè)計(jì)要求,圍繞速度和容量問題,本文著眼于高分辨率SAR模擬器的FPGA實(shí)現(xiàn)研究,指出FPGA實(shí)時生成點(diǎn)目標(biāo)原始回波數(shù)據(jù)是其實(shí)現(xiàn)的核心;針對這一核心問題,充分利用現(xiàn)代VLSI設(shè)計(jì)中的流水線技術(shù)與并行陣列技術(shù)以及FPGA的優(yōu)良性能和豐富資源,在時間上采用同步流水結(jié)構(gòu)、空間上采用并行陣列形式,將速度和容量問題統(tǒng)一為數(shù)據(jù)的高速生成問題;給出了系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思想,該方案不需要大容量存儲器單元,大大減少模擬器復(fù)雜度;對原始回波數(shù)據(jù)實(shí)時生成模塊的各主要單元給出了結(jié)構(gòu)并進(jìn)行了仿真,結(jié)果表明FPGA可以滿足課題設(shè)計(jì)要求;同時,對該模擬器片上系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)、增強(qiáng)人機(jī)交互性,給出了人機(jī)界面的設(shè)計(jì)思路。 分析指出了點(diǎn)目標(biāo)原始回波數(shù)據(jù)實(shí)時生成模塊通過并行擴(kuò)展即可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)目標(biāo)的原始回波數(shù)據(jù)實(shí)時生成;最后對復(fù)雜場景目標(biāo)模擬器的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了構(gòu)思,指出了傳統(tǒng)方案在改進(jìn)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)高分辨率視頻模擬器的可行性。本文首次提出以FPGA實(shí)現(xiàn)高分辨率合成孔徑雷達(dá)原始回波數(shù)據(jù)實(shí)時生成的思想,為國內(nèi)業(yè)界在此方向做了一些理論和實(shí)踐上的有益探索,對于國內(nèi)高分辨率合成孔徑雷達(dá)的研制具有一定的實(shí)際意義。
標(biāo)簽: FPGA 高分辨率 合成孔徑 雷達(dá)視頻
上傳時間: 2013-04-24
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本文提出了一種適合于嵌入式SoC的USB器件端處理器的硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)。并主要研究了USB器件端處理器的RTL級實(shí)現(xiàn)及FPGA原型驗(yàn)證、和ASIC實(shí)現(xiàn)研究,包括從模型建立、算法仿真、各個模塊的RTL級設(shè)計(jì)及仿真、FPGA的下載測試和ASIC的綜合分析。它的速度滿足預(yù)定的48MHz,等效門面積不超過1萬門,完全可應(yīng)用于SOC設(shè)計(jì)中。 本文重點(diǎn)對嵌入式USB器件端處理器的FPGA實(shí)現(xiàn)作了研究。為了準(zhǔn)確測試本處理器的運(yùn)行情況,本文應(yīng)用串口傳遞測試數(shù)據(jù)入FPGA開發(fā)板,測試模塊讀入測試數(shù)據(jù),發(fā)送入PC機(jī)的主機(jī)端。通過NI-VISA充當(dāng)軟件端,檢驗(yàn)測試數(shù)據(jù)的正確。
上傳時間: 2013-07-24
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作者研究了當(dāng)前流行的縮放算法,對圖像紋理相關(guān)性大小和邊緣方向的判斷上提出了一種新的方法,并在此基礎(chǔ)上發(fā)展了一套適用于數(shù)字視頻芯片的圖像縮放算法。仿真結(jié)果表明此算法由優(yōu)于目前流行的圖像縮放算法。 介紹了FPGA的開發(fā)工作大致可以分為設(shè)計(jì)和驗(yàn)證兩大部分,在具體開發(fā)流程上可以根據(jù)要求靈活控制。縮放芯片的開發(fā)可以分為:芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、時鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)、存儲器讀寫控制、IP核復(fù)用設(shè)計(jì)、計(jì)算精度控制等方面的電路設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)完成各級子模塊以后拼接各子模快完成整個縮放模塊的設(shè)計(jì)。通過測試發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的缺陷,修改再測試,最終完成整個模塊的設(shè)計(jì)。
上傳時間: 2013-05-31
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本文對G.729語音編碼算法的基本原理和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)開發(fā)方面進(jìn)行了深入研究。針對G.729語音編碼算法在實(shí)際應(yīng)用中存在的一些問題,在大量分析和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,提出了新的改進(jìn)算法。G.729語音編碼算法硬件實(shí)現(xiàn)方面,國內(nèi)外現(xiàn)在主要以DSP為實(shí)現(xiàn)平臺,這是由于DSP以其卓越的運(yùn)算能力為數(shù)字語音信號處理領(lǐng)域的研究及開發(fā)提供了有力的工具。但G.729語音編碼算法具有計(jì)算復(fù)雜和數(shù)據(jù)存儲量大的固有缺陷,隨著通信量的不斷增加和服務(wù)的擴(kuò)展,對G.729語音編碼實(shí)時性的要求也越來越高。隨著微電子制造工藝的發(fā)展,越來越多的語音編碼平臺采用DSP與FPGA或MCU相互結(jié)合的系統(tǒng),通過進(jìn)行軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)提高編碼效率。
上傳時間: 2013-06-30
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本文結(jié)合中國科技大學(xué)大規(guī)模集成電路實(shí)驗(yàn)室和中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所合作的星載紅外相機(jī)項(xiàng)目,為了解決紅外相機(jī)上的不同波段的紅外探測元陣列存在的非均勻性問題,對紅外焦平面探測元陣列存在的非均勻性問題展開了深入的分析和研究。 主要研究和分析了兩類算法的基本原理,重點(diǎn)研究和實(shí)現(xiàn)了定標(biāo)校正算法,通過對積分球定標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的分析,將探測元分成線性探測元和非線性探測元,對線性探測元采用兩點(diǎn)校正法,對非線性探測元采用多點(diǎn)分段校正算法,在利用FPGA硬件實(shí)現(xiàn)非均勻校正時,分析設(shè)計(jì)了基于乘法運(yùn)算和加法運(yùn)算的FPGA實(shí)現(xiàn),在基于乘加器運(yùn)算的FPGA實(shí)現(xiàn)中。設(shè)計(jì)出了乘法和加法整體運(yùn)算的乘加器,內(nèi)部采用流水線wallace樹壓縮結(jié)構(gòu),大大加快乘法和加法的速度。
上傳時間: 2013-04-24
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