隨著交通工具的迅猛發展,智能交通系統(Intelligent TransportationSystems,簡稱ITS)在交通管理中受到廣泛的關注。而在ITS中,車牌識別(LicensePlate Recognition,簡稱LPR)是其核心技術。車牌識別系統主要由數據采集和車牌識別算法兩個部分組成。由于車牌清晰程度、攝像機性能、氣候條件等因素的影響,牌照中的字符可能出現不清楚、扭曲、缺損或污跡干擾,這都給識別造成一定難度。因此,在復雜背景中快速準確地進行車牌定位成為車牌識別系統的難點。 本文研究和設計了一種集圖象采集,圖象識別,圖象傳輸等于一體的實時嵌入式系統。該平臺包括硬件系統設計與應用程序開發兩個方面,充分利用TI公司的C6000系列DSP強大的并行運算能力、以及FPGA的靈活時序邏輯控制技術,從硬件方面實現系統的高速運行。 本文的主要工作有兩部分組成,具體如下: (1) 在硬件設計方面:實現由A/D、電源、FPGA、DSP以及SDRAM和FLASH所組成的車牌識別系統;設計并完成系統的原理圖和印制板圖;完成電路板調試,以及完成FPGA.在高速圖像采集中的veriIog應用程序開發。 (2) 在軟件開發方面:完成Philips公司的SAA7113H的配置代碼開發,以及DSP底層的部分驅動程序開發。 該系統能夠實現25幀每秒的數字視頻流圖像數據的輸出,并由FPGA負責完成一幅720×572數據量的圖像采集。DSP負責系統的嵌入式操作,包括系統的控制和車牌識別算法的實現。 目前,嵌入式車牌識別系統硬件平臺已經搭建成功,系統軟件代碼程序也已經開發完成。本系統能夠實現高速圖像采集、嵌入式操作與車牌識別算法、UART數據通信等功能,具有速度快、穩定性高、體積小、功耗低等特點,為車牌識別算法提供一個較好的驗證平臺。
上傳時間: 2013-07-30
上傳用戶:gdgzhym
隨著科學技術的發展,指紋識別技術被廣泛應用到各種不同的領域。對于一般的指紋識別系統,其設計要求具有很高的實時性和易用性,因此識別算法應該具有較低的復雜度,較快的運算速度,從而滿足實時性的要求。所以有必要根據不同的識別算法采用不同的實現平臺,使得指紋識別系統具有較高的可靠性、實時性、有效性等性能要求。 SOPC片上可編程系統和嵌入式系統是當前電子設計領域中最熱門的概念。NiosⅡ是Altera.公司開發的一種采用流水線技術、單指令流的RISC嵌入式處理器軟核,可以將它嵌入到FPGA內部,與用戶自定義邏輯組建成一個基于FPGA的片上專用系統。 本文在綜合考慮各種應用情況的基礎上,以網絡技術、數據庫技術、指紋識別技術和嵌入式系統技術為理論基礎,提出了一種有效可行的系統架構方案。對指紋識別技術中各個環節的算法和原理進行了深入研究,合理的改進了部分指紋識別算法;同時為了提高系統的實時性,采用NiosⅡ嵌入式處理器和FPGA硬件模塊實現指紋圖像處理主要算法。論文主要包括以下幾個方面: 1、對指紋圖像預處理、特征提取和特征匹配算法原理進行闡述,同時改進了指紋圖像的細化算法,提高了算法的性能,并設計了一套實用的指紋特征數據結構; 2、針對指紋圖像預處理模塊,包括圖像的歸一化、頻率提取、方向提取以及方向濾波,采用基于FPGA的硬件電路的方式實現。實驗結果表明,在保證系統誤識率較低、可靠性高的基礎上,大大提高了系統的執行速度; 3、改變了傳統的單枚指紋識別方法,提出采用多枚指紋唯一標識身份,大大降低了識別系統的誤識率; 4、改進了傳統的基于三角形匹配中獲取基準點的方法,同時結合可變界限盒思想進行指紋特征匹配。 5、結合COM+技術、數據庫技術和網絡技術,開發了后臺指紋特征匹配服務系統,實現了嵌入式指紋識別系統同數據庫的實時信息交換。 實驗結果表明,本文所提出的系統構架方案有效可行,基于FPGA的自動指紋識別系統在速度、功耗、擴展性等方面具有獨特的優勢,擁有廣闊的發展前景。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:15528028198
內部存儲器負責計算機系統內部數據的中轉、存儲與讀取,作為計算機系統中必不可少的三大件之一,它對計算機系統性能至關重要。內存可以說是CPU處理數據的“大倉庫”,所有經過CPU處理的指令和數據都要經過內存傳遞到電腦其他配件上,因此內存性能的好壞,直接影響到系統的穩定性和運行性能。在當今的電子系統設計中,內存被使用得越來越多,并且對內存的要求越來越高。既要求內存讀寫速度盡可能的快、容量盡可能的大,同時由于競爭的加劇以及利潤率的下降,人們希望在保持、甚至提高系統性能的同時也能降低內存產品的成本。面對這種趨勢,設計和實現大容量高速讀寫的內存顯得尤為重要。因此,近年來內存產品正經歷著從小容量到大容量、從低速到高速的不斷變化,從技術上也就有了從DRAM到SDRAM,再到DDR SDRAM及DDR2 SDRAM等的不斷演進。和普通SDRAM的接口設計相比,DDR2 SDRAM存儲器在獲得大容量和高速率的同時,對存儲器的接口設計也提出了更高的要求,其接口設計復雜度也大幅增加。一方面,由于I/O塊中的資源是有限的,數據多路分解和時鐘轉換邏輯必須在FPGA核心邏輯中實現,設計者可能不得不對接口邏輯進行手工布線以確保臨界時序。而另一方面,不得不處理好與DDR2接口有關的時序問題(包括溫度和電壓補償)。要正確的實現DDR2接口需要非常細致的工作,并在提供設計靈活性的同時確保系統性能和可靠性。 本文對通過Xilinx的Spartan3 FPGA實現DDR2內存接口的設計與實現進行了詳細闡述。通過Xilinx FPGA提供了I/O模塊和邏輯資源,從而使接口設計變得更簡單、更可靠。本設計中對I/O模塊及其他邏輯在RTL代碼中進行了配置、嚴整、執行,并正確連接到FPGA上,經過仔細仿真,然后在硬件中驗證,以確保存儲器接口系統的可靠性。
上傳時間: 2013-06-08
上傳用戶:fairy0212
隨著計算機運算速度的提高和計算機網絡的發展,基于離散對數問題和大整數因子分解問題的數字簽名算法越來越不能滿足信息安全的需要。為了滿足信息安全的要求,安全性依賴于橢圓曲線離散對數困難問題(ECDLP)的橢圓曲線密碼體制是當前密碼學界研究的熱點之一。現有的求解ECDLP的算法都是全指數時間復雜度的算法。由于專用集成電路具有速度快、性能好、安全性高等優勢,使得采用專用集成電路來實現橢圓曲線密碼體制己成為主要趨勢。因此,本課題著眼于應用,針對基于橢圓曲線數字簽名算法的FPGA實現進行了較為深入的探討與研究。 本課題從實際應用的需要出發,以初等數論、有限域理論、數字簽名技術和橢圓曲線理論為依據,確定了如下基于橢圓曲線數字簽名算法的硬件實現方案:首先,對實現基于橢圓曲線數字簽名算法所需的算法和技術進行了剖析和系統設計。然后,按照層次化、模塊化的設計思想,在Xinlinx公司的ISE 7.1工具中,采用硬件描述語言VHDL作為設計輸入,對各運算器和控制模塊進行電路設計;采用Menter公司的ModelSim SE 6.2b工具對之進行功能仿真,以保證底層設計的正確性。最后,在確保每個模塊的設計正確的前提下,完成電路的總體設計,再進行總體設計的仿真與測試。 本課題對Schnorr數字簽名算法的改進,實現了比未改進前的Schnorr數字簽名算法平均節省三分之一的運行時間。對基于橢圓曲線數字簽名算法的設計也獲得了良好的指標:產生簽名只需要1ms多的時間,驗證簽名也需要不到3ms。本課題的研究對實現電子交易安全方面有重要的作用,尤其是在密鑰分配、電子貨幣、電子證券、電子商務和電子政務等領域都有重要的應用價值,其成果具有廣泛的應用前景。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:獨孤求源
三維彩色信息獲取系統目的是獲取對象的三維空間坐標和顏色信息。它是計算機視覺研究的重要內容,也是當前信息科學研究中的一個重要熱點。 本文首先介紹了三維信息獲取技術的意義和實時可重構三維激光彩色信息獲取系統總體方案。該方案合理劃分了系統的圖像處理任務,充分地利用了擁有的硬、軟件資源。闡述了基于FPGA處理器的硬件系統結構及其工作原理和系統工作時序。 本文還研究了圖像處理系統中的數字邏輯設計,總結出了較完整、規范化的設計流程和方法,介紹了從圖像處理算法到可編程邏輯器件的規范化映射方法,總結了在視頻系統中的高級設計技巧,包括并行流水線技術和循環結構的硬件實現方式等。 為了說明提出的設計方法,本文分析了基于自適應閾值的結構光條紋中心的方向模板快速檢測算法的硬件實現。該算法是把自適應閾值法與可變方向模板法相結合,具有穩定性好、精度高、計算簡單、數據存儲量小、實現速度快的特點,此外,該方法有利于硬件快速實現。實踐證明這種方法是實用的、有效的。 本文的重點在于研制了具有完全自主知識產權的實時可重構三維激光彩色信息獲取系統中視頻圖像處理專用集成電路。該集成電路是實現系統快速算法的核心,使用現場可編程器FPGA器件EPlK50實現提取激光線、提取人頭輪廓線和提取中心顏色線算法;該集成電路還要實現系統所需的控制邏輯??刂撇糠职▽⒁曨l采集輸出端口信號轉化為RGB真彩色信號的數據鎖存模塊、各FIFO緩存器的輸入輸出控制模塊和系統需要的其它信號控制模塊。提出提取輪廓線快速算法,即由FPGA處理器與主機交互式共同快速完成提取人頭正側影輪廓線算法。該專用集成電路研制是整個實時可重構三維激光彩色信息獲取系統實現的關鍵。
標簽:
上傳時間: 2013-07-23
上傳用戶:lguotao
紋理映射在計算機圖形計算中屬于光柵化階段,處理的是像素,主要的特點是數據的吞吐量大,對實時系統來說轉換的速度是一個關鍵的因素,人們尋求各種加速算法來提高運算速度。傳統的方法是用更快的處理器,并行算法或專用硬件。隨著數字技術的發展,尤其是可編程邏輯門陣列(FPGAs)的發展,提供了一種新的加速方法。FPGAs在密度和性能上都有突破性的發展,當前的FPGA芯片已經能夠運算各種圖形算法,而在速度上與專用的圖形卡硬件相同。因此,FPGA芯片非常適合這項工作。 本文主要工作包括以下幾個方面: 1、本文提出了一種MIPmapping紋理映射優化方法,改進了MIPmapping映射細化層次算法及紋理圖像的存儲方式,減少紋理尋址的計算量,提高紋理存儲的相關性。詳細內容請閱讀第三章。 2、提出了一種MIPmapping紋理映射優化方法的硬件實現方案,該方案針對移動設備對功耗和面積的要求,以及分辨率不高的特點,在參數空間到紋理地址的計算中用定點數來實現。詳細內容請閱讀第四章。 3、實現了紋理映射流水線單元紋理地址產生電路,及紋理濾波電路的FPGA設計,并給出設計的綜合和仿真結果。詳細內容請閱讀第五章4、實現了符合IEEE 754單精度標準的乘法、乘累加及除法運算器電路。乘法器采用改進型Booth編碼電路以減少部分積數量,用Wallace對部分積進行壓縮;乘累加器采用multiply-add fused算法,對關鍵路徑進行了優化;除法器為基于改進型泰勒級數展開的查找表結構實現,查找表尺寸只有208字節,電路為固定時延,在電路尺寸、延時及復雜度方面進行了較好的平衡。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:yxvideo
視頻圖像處理的應用越來越廣泛,各種處理算法也日趨成熟,相關的硬件技術不斷地推陳出新。視頻圖像處理系統的硬件實現一般來說有三種方式:數字信號處理器(Digital Signal Processor)、專用集成芯片(Application Specific Integrated Circuit)和現場可編程邏輯門陣列(Field Programmable Gate Array)以及相關電路組成。最近幾年,隨著電子設計自動化(Electronic Design Automation)技術的迅速發展,使得基于FPGA的可編程片上系統(System On a Programmable Chip)逐漸成為嵌入式系統。應用的一種趨勢。特別地,在視頻圖像處理系統設計中,數據量大,要求處理速度快,靈活性高,FPGA有其獨特的優勢。鑒于此,本文對基于FPGA和SOPC技術的視頻圖像處理系統進行了研究。 本文介紹了Xilinx公司FPGA的結構和功能特點,以及可編程片上系統的開發工具和片內系統設計流程。根據視頻信號的相關知識,編寫了視頻圖像處理IP核,構建了視頻圖像處理系統。整個系統以FPGA為核心器件,內嵌PowerPC405處理器模塊,通過ⅡC總線完成視頻解碼芯片的初始化,總體上實現了對視頻圖像信號的采集、處理、存儲和顯示。 本文最后對系統進行了調試。經過實驗驗證,系統能正確和可靠地工作。整個系統的邏輯資源消耗占FPGA的百分之十幾,剩余的資源可以做許多硬件算法或其它方面的應用。
上傳時間: 2013-05-24
上傳用戶:kaka
激光打標是一種利用高能量的激光束在打標物體表面刻下永久性標識的技術。與傳統的壓刻等方法相比,激光打標具有速度快、無污染、質量高、性能穩定、不接觸物體表面等優點。激光打標是目前工業產品標記的先進技術,是一種高效的標記方法。傳統的基于ISA總線、PCI總線或者USB總線的激光打標控制器增加了激光打標機的成本和體積。本文提出一種基于ARM+FPGA架構的嵌入式系統方案,主要的研究工作如下:首先,介紹了激光打標系統的組成,激光打標技術的發展現狀和激光打標機的原理。根據激光打標控制系統的功能要求和性能要求,提出了ARM+FPGA的總體設計,并簡要討論了ARM和FPGA的特點和優勢。ARM處理器的主要功能是完成打標內容的輸入和變換處理,打標機參數的設置和控制打標。FPGA的作用是接收、存儲和轉換打標數據,然后產生控制信號去控制激光打標設備。然后,詳細討論了激光打標機控制器的硬件電路設計,包括ARM控制單元電路、FPGA控制單元電路和數模轉換模塊等。為了使控制器能夠長時間可靠穩定地工作,還采取了隔離技術等許多抗干擾措施。完成了 FPGA中各個模塊的程序設計,利用Quartus Ⅱ軟件進行了仿真驗證,調試了控制器的功能。本文所設計的嵌入式激光打標控制器發揮了ARM和FPGA各自的優勢。經過在實際打標系統中的測試,證明本次設計的激光打標機控制器實現了預期的功能,取得了滿意的打標效果。關鍵詞:ARM,FPGA,激光打標,FIFO,CO2激光器,掃描振鏡系統
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:hewenzhi
隨著電子技術的快速發展,計算機的性能得到了極大的提高,使得利用計算機實現人類的視覺功能成為目前計算機領域中最熱門的課題之一?;谝曨l的目標檢測與跟蹤技術是計算機視覺領域中最主要的研究方向之一,它是智能監控、人機交互、移動機器人視覺導航、工業機器人手眼系統等應用的基礎和關鍵技術。在科學研究和工程應用上都有十分誘人的前景。 論文提出了以FPGA為核心的思想,設計出一套應用于背景靜止視頻序列的動態目標檢測與跟蹤系統。通過位置固定的攝像頭監控某一區域,分析攝像頭采集到的動態視頻序列,計算出目標的運動參數。與傳統的基于PC機的視頻動態目標跟蹤系統相比,適應了目標跟蹤系統對圖像處理速度的實時性與數據帶寬越來越高的要求,同時成本較低、設計更靈活,而且硬件重構性好、處理速度快、系統易于升級。 論文的主要工作包括:構建目運動標跟蹤系統軟件平臺和硬件平臺。應用MATLAB對目標檢測算法進行仿真分析比較。采用Synplifty Pro、ModelSim和TimingDesigner等各種EDA軟件工具對系統中各個層次的模塊進行時序設計、代碼編寫、仿真驗證等。最后使用QuartusⅡ將整個系統工程文件綜合、布局布線。在察看時序報告無誤后,將系統配置文件下載至FPGA開發板中。 實現結果表明:所設計的系統能很好地工作在FPGA中,實現了設計要求,為視覺智能監控打下基礎。
上傳時間: 2013-08-05
上傳用戶:亮劍2210
隨著經濟與信息通信技術的迅猛發展,作為終端產品的打印機,其應用已經涉及到商品流通、交通運輸、工業控制等諸多領域。但是,傳統打印機的性能已經無法滿足新的應用對于信息管理自動化終端產品提出的新要求。 熱敏打印機作為一種新產品,具有打印速度快、打印質量好、噪音小、易小型化、維護方便、操作簡單、性價比高等優點,越來越受到市場的青睞,且在美國和日本等發達國家已經得到了廣泛的應用。同時,隨著微電子技術的發展,嵌入式芯片以其高性能和低價格逐漸成為各種智能儀器研發的首選主控芯片。本研究以新的市場需求為背景并結合熱敏打印技術以及控制技術的發展,設計了基于ARM7TDMI內核的S3C4480X主控芯片的新型微型熱敏打印驅動方案及其應用系統。 本文著重分析了熱敏打印的工作特點和控制原理,比較并討論了當前常見熱敏打印系統設計的優缺點,提出了本研究的設計方案,并從硬件、軟件及系統調試三個方面詳細闡述了熱敏打印系統的設計。 通過對熱敏打印頭控制特點以及主控芯片硬件資源的深入分析,基于簡化系統設計、提高系統集成度和可靠性、方便系統軟件開發的原則,確定了打印驅動的硬件設計方案,主要包括接口電路、狀態檢測模塊...
上傳時間: 2013-07-16
上傳用戶:tuilp1a