廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 (工學(xué)碩士) 基于FPGA的PCIE數(shù)據(jù)采集卡設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集處理技術(shù)與傳感器技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)和PC機(jī)技術(shù)共同構(gòu)成檢測 技術(shù)的基礎(chǔ)，其中數(shù)據(jù)采集處理技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測的前提，在整個(gè)數(shù)字化 系統(tǒng)中處于尤為重要的地位。對于核磁共振這樣復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測 試顯得尤為必要，又因?yàn)楹舜殴舱癯上裣到y(tǒng)的特殊性，對數(shù)據(jù)的采集有特殊要求， 需要根據(jù)各種脈沖序列的不同要求設(shè)置采樣點(diǎn)數(shù)和采樣間隔，根據(jù)待采信號(hào)的不 同帶寬來設(shè)置采樣率，將系統(tǒng)成像的數(shù)據(jù)采集下來進(jìn)行處理，最后重建圖像和顯 示。因此本文基于現(xiàn)有的采集技術(shù)開發(fā)專門應(yīng)用于核磁共振成像的數(shù)據(jù)采集卡。 該采集卡從軟件與硬件兩個(gè)方面對基于FPGA的PCIE數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行了研 究，并完成了實(shí)物設(shè)計(jì)。軟件方面以FPGA為核心芯片完成數(shù)據(jù)采集卡的接口控 制以及數(shù)據(jù)處理。通過Altera的GXB IP核對數(shù)據(jù)進(jìn)行捕捉，同時(shí)根據(jù)實(shí)際需要 設(shè)計(jì)了傳輸協(xié)議，由數(shù)據(jù)處理模塊將捕捉到的數(shù)據(jù)通過CIC濾波器進(jìn)行抽取濾 波，然后將信號(hào)存入DDR2 SDRAM存儲(chǔ)芯片中。在傳輸接口設(shè)計(jì)上采用PCIE 總線接口的數(shù)據(jù)傳輸模式，并利用FPGA的IP核資源完成接口的邏輯控制。 硬件部分分為FPGA外圍配置電路、DDR2接口電路、PCIE接口電路等模 塊。該采集卡硬件系統(tǒng)由Flash對FPGA進(jìn)行初始化，通過FPGA配置PCIE總 線，根據(jù)FPGA中PCIE通道引腳的要求進(jìn)行布局布線。DDR2接口電路模塊依 據(jù)DDR2芯片驅(qū)動(dòng)和接收端的電平標(biāo)準(zhǔn)、端接方式確定DDR2與FPGA之間通 信的各信號(hào)走線。針對各個(gè)模塊接口電路的特點(diǎn)分別進(jìn)行眼圖測試，分析了板卡 的通信質(zhì)量，對整個(gè)原理圖布局進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化。 通過測試，該數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)了通過CPLD對FPGA進(jìn)行加載，并在FPGA 內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了抽取濾波等高速數(shù)字信號(hào)處理，各種接IsI和控制邏輯以及通過大容量 的DDR2 SDRAM緩存各種數(shù)據(jù)處理結(jié)果正確。經(jīng)系統(tǒng)成像，該采集卡采集下來 的數(shù)字信息可通過圖像重建準(zhǔn)確成像，為核磁共振成像系統(tǒng)的工程實(shí)現(xiàn)打下了良 好的成像基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： 核磁共振 信號(hào)處理 FPGA PCIE DDR2
上傳時(shí)間： 2022-06-21
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FPGA與AD7606之間用并口通信 八個(gè)通道采集到的電壓用串口打印出來
上傳時(shí)間： 2022-06-26
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摘要：提出一種基于FPGA的機(jī)械振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)采集和以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)方案，利用VHDL語言編寫軟核，在FPGA內(nèi)部實(shí)現(xiàn)采樣控制、數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)封裝以及以太網(wǎng)通信控制，通過實(shí)現(xiàn)變頻率采樣解決機(jī)械振動(dòng)信號(hào)測點(diǎn)多樣的問題，實(shí)現(xiàn)一個(gè)專用CPU解決FPGA和以太網(wǎng)適配器DM9OOO的接口控制。
標(biāo)簽： fpga 機(jī)械振動(dòng) 信號(hào)采集 以太網(wǎng)傳輸
上傳時(shí)間： 2022-07-11
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該文檔為基于DSP和FPGA的多通道信號(hào)采集模塊設(shè)計(jì)的總結(jié)文檔，設(shè)計(jì)了一種基于 TI DSP TMS320C6713B 和 ALtera Cyclone 系列 FPGA 的數(shù)據(jù)采集模塊，使用FPGA 做多路串行 AD 器件的信號(hào)采集控制和數(shù)據(jù)緩沖，同時(shí)利用 DSP 的 DMA 直接接收采樣數(shù)據(jù)和進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，緩解了 DSP 數(shù)據(jù)傳輸?shù)膲毫Γ嵘藬?shù)據(jù)處理的效率，也提高了整個(gè)采集模塊的性能。
標(biāo)簽： DSP FPGA 多通道信號(hào)采集
上傳時(shí)間： 2022-08-09
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標(biāo)簽： 電控 發(fā)動(dòng)機(jī) 教程
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上傳時(shí)間： 2013-07-12
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隨著計(jì)算機(jī)和微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，基于數(shù)字信號(hào)處理的示波器、信號(hào)發(fā)生器、邏輯分析儀和頻譜分析儀等測量儀器已經(jīng)應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域并且發(fā)揮著重要作用，但這些儀器昂貴的價(jià)格阻礙了它們的普遍使用。 本文針對電子測量儀器技術(shù)發(fā)展和普及的情況，結(jié)合用FPGA實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理的優(yōu)勢，研究一種基于FPGA的輔助性獨(dú)立電予測量儀器的軟件系統(tǒng)。這種儀器可以作為數(shù)模混合電路測試和驗(yàn)證的工具，用來觀察模擬信號(hào)波形、數(shù)字信號(hào)時(shí)序波形、模擬信號(hào)的幅度頻譜，也可以用來產(chǎn)生DDS信號(hào)。在硬件選擇上，使用具有Altera公司CycloneⅡ器件的平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)單片DSP系統(tǒng)，這種芯片成本低廉、工作速度快、技術(shù)兼容性好；在軟件設(shè)計(jì)上，采用基于FPGA的可編程數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)方法，這種方法具有開發(fā)難度小、功能擴(kuò)展簡單等優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)中采用的關(guān)鍵技術(shù)包括：基于FPGA和IP Core的Verilog HDL設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)波形的實(shí)時(shí)顯示。對這些技術(shù)的研究探討不僅有理論研究價(jià)值，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)中同樣具有重要的實(shí)用價(jià)值。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以低資源、高性能為目標(biāo)，設(shè)計(jì)中采用了科學(xué)的模塊劃分、設(shè)計(jì)與集成的方法，在保持原四種信號(hào)處理功能不變的前提下，盡量多的節(jié)約各種FPGA資源，為實(shí)現(xiàn)低成本的輔助電子測量儀器提供了可能。
標(biāo)簽： FPGA 多功能電子 測量系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-05
上傳用戶：love_stanford
本文以濾波技術(shù)飛速發(fā)展，小波濾波優(yōu)越性的凸現(xiàn)，以及虛擬儀器的易操作等良好特性為背景，以簡單易行和濾波效果良好為研究目的，展開本文信號(hào)濾波處理的研究工作。 在深入研究三種小波濾波方法原理和優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，本文提出了一種新的優(yōu)化濾波方法，包括以下三個(gè)方面： 首先，將靜態(tài)小波變換(SWT)應(yīng)用于濾波處理。利用SWT的平移不變性和冗余性來進(jìn)行含噪信號(hào)的分解，這樣不僅彌補(bǔ)了正交小波變換的不足，而且提高了濾波性能。 然后，提出了基于空域相關(guān)的優(yōu)化閾值函數(shù)濾波算法。該算法把小波系數(shù)間的相關(guān)性應(yīng)用于閾值濾波。它是在構(gòu)造出基于空域相關(guān)的顯著性函數(shù)和基于顯著性函數(shù)的閾值濾波過程的基礎(chǔ)上，提出了基于空域相關(guān)的優(yōu)化閾值函數(shù)，并且把極小化廣義交叉驗(yàn)證(GCV)得到均方差(MSE)意義下的最優(yōu)閾值作用于該優(yōu)化閾值函數(shù)。該濾波算法不僅實(shí)現(xiàn)了噪聲的有效去除，而且信號(hào)的重要特征也保留完好； 最后，引入了新型鎖相環(huán)--正交鎖相環(huán)(QPLL)。鑒于QPLL不僅具有鎖定范圍寬、入鎖速度快、鎖定后精度高的性能，而且還具有良好的抑制諧波、噪聲的能力，以及對波形畸變不敏感等良好特性，所以QPLL的引入達(dá)到了信號(hào)鎖定和優(yōu)化濾波的目的，使優(yōu)化濾波方法的設(shè)計(jì)更具新意，而且取得了更好的濾波效果。 為了驗(yàn)證優(yōu)化濾波方法，本文搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，它是由FPGA信號(hào)采集部分和LabVIEW軟件濾波處理兩個(gè)部分構(gòu)成。通過傳感器采集信號(hào)，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后送入FPGA。以FPGA為CPU控制A/D轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行波形數(shù)據(jù)緩存，在接收到LabVIEW的命令后，將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)送給串口。在LabVIEW中，從串口檢測所需的波形數(shù)據(jù)，然后通過優(yōu)化濾波方法將數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，最后在前面板中把實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示出來。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該優(yōu)化濾波方法不僅能實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的濾波功能，而且簡單易行，是一種有效的濾波方法。
上傳時(shí)間： 2013-07-20
上傳用戶：gokk
數(shù)字信息時(shí)代帶來了“信息大爆炸”，使數(shù)據(jù)量大增，而數(shù)字圖像數(shù)據(jù)更是如此，如果不對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的壓縮，那么圖像信息的存儲(chǔ)與傳輸將無法進(jìn)行。顯然，尋求一種高效的圖像壓縮系統(tǒng)具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。 本文基于大規(guī)模現(xiàn)場可編程邏輯陣列(FPGA)和高速數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)協(xié)同作業(yè)，來完成實(shí)時(shí)圖像處理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。出于對系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的性能和功耗方面的考慮，系統(tǒng)中FPGA 選用的是ALTERA公司的Cyclone系列芯片EP1C12Q240C8，DSP選用的是TI公司的55x系列芯片TMS320VC5502。該系統(tǒng)集圖像采集、壓縮、顯示和存儲(chǔ)功能于一體，其中DSP為主處理器負(fù)責(zé)圖像處理，F(xiàn)PGA為協(xié)處理器負(fù)責(zé)系統(tǒng)的所有數(shù)字邏輯控制。FPGA和DSP的工作之間形成流水，并且借助于一片雙口RAM(CY7C025AV-15AI)完成兩者的通訊。結(jié)合FPGA和DSP自身的特點(diǎn)，本文提出一種新穎的信息通信方式，借助于一片雙口RAM，其內(nèi)部按其存儲(chǔ)空間等分兩塊，利用乒乓技術(shù)完成對高速實(shí)時(shí)的圖像數(shù)據(jù)緩沖。 該系統(tǒng)從視頻采集、傳輸、壓縮到圖像存儲(chǔ)等整個(gè)過程的工作，分別由FPGA和DSP承擔(dān)。充分考慮到它們自身的優(yōu)缺點(diǎn)，在滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求的同時(shí)，結(jié)構(gòu)靈活，便于以后的擴(kuò)展與升級(jí)。結(jié)果表明，在TMS320VC5502實(shí)現(xiàn)了對采集圖像的JPEG壓縮，效果良好且滿足了實(shí)時(shí)性的要求，因此系統(tǒng)的功能得到了總體上的驗(yàn)證。 關(guān)鍵詞：圖像處理；FPGA；DSP；JPEG
標(biāo)簽： FPGA DSP 實(shí)時(shí)圖像
上傳時(shí)間： 2013-06-11
上傳用戶：hjshhyy
隨著通信技術(shù)的發(fā)展，視頻傳輸系統(tǒng)因具有方便、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確等特點(diǎn)已成為現(xiàn)代工業(yè)管理、安全防范、城市交通中必不可少的重要部分。而光纖傳輸以大容量、保密性能好、抗干擾能力強(qiáng)、傳輸距離等優(yōu)點(diǎn)越來越受人們的關(guān)注。本論文以FPGA為核心芯片，結(jié)合數(shù)字化技術(shù)和時(shí)分復(fù)用技術(shù)，提出了一種無壓縮多路數(shù)字視頻光纖傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，并詳細(xì)分析方案的設(shè)計(jì)過程。 系統(tǒng)分A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換和FPGA數(shù)據(jù)處理三大模塊化進(jìn)行設(shè)計(jì)，F(xiàn)PGA數(shù)據(jù)處理模塊實(shí)現(xiàn)了程序的配置下載、IO口的控制功能、各時(shí)鐘分頻、鎖相功能和多路數(shù)字信號(hào)的復(fù)接解復(fù)接仿真，同時(shí)完成了視頻信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)字視頻信號(hào)的D/A轉(zhuǎn)換功能，最終實(shí)現(xiàn)了八路視頻信號(hào)在一根光纖上實(shí)時(shí)傳輸?shù)墓δ堋＝邮找曨l圖像輪廓清晰、沒有不規(guī)則的閃爍、沒有波浪狀等條紋或橫條出現(xiàn)，基本滿足視頻監(jiān)控系統(tǒng)的圖像質(zhì)量指標(biāo)要求。各路視頻信號(hào)的輸入輸出電接口、阻抗和收發(fā)光接口均符合國家標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)具高集成度、靈活性等特點(diǎn)，能廣泛應(yīng)用于各場合的視頻監(jiān)控系統(tǒng)和安全防范系統(tǒng)中。 關(guān)鍵詞：FPGA，光纖傳輸，視頻信號(hào)
標(biāo)簽： FPGA 多路 光纖傳輸系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-05
上傳用戶：zxh1986123
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