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采用FPGA實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理算法的研究及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建立

該文針對(duì)復(fù)雜信號(hào)實(shí)時(shí)處理的困難,提出了采用FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理的方法,并根據(jù)系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)了一個(gè)嵌入式實(shí)驗(yàn)平臺(tái).根據(jù)FPGA實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理的關(guān)鍵點(diǎn):設(shè)計(jì)合理的FPGA結(jié)構(gòu),體現(xiàn)算法的并行性和流水性,論文著重分析了用FPGA實(shí)現(xiàn)陣列結(jié)構(gòu)處理的具體方法和實(shí)現(xiàn)過(guò)程.論文從分析算法的并行度入手,提出用相關(guān)圖方法直觀反映算法的相關(guān)性,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了算法的信號(hào)流圖結(jié)構(gòu)和脈動(dòng)陣列結(jié)構(gòu).并針對(duì)典型信號(hào)處理算法(矩陣運(yùn)算、卷積運(yùn)算)進(jìn)行了并行度分析,相關(guān)圖設(shè)計(jì)和從相關(guān)圖導(dǎo)出脈動(dòng)陣列結(jié)構(gòu)的研究.同時(shí)針對(duì)FPGA特點(diǎn),提出了采用CORDIC結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)通用運(yùn)算單元,給出其流水實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu),結(jié)合脈動(dòng)陣列結(jié)構(gòu)提高了矩陣運(yùn)算性能.最后設(shè)計(jì)一個(gè)以32位CPU為核心的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),編寫(xiě)了啟動(dòng)程序和診斷程序.

標(biāo)簽： FPGA 信號(hào)處理 法的研究 實(shí)驗(yàn)

上傳時(shí)間： 2013-04-24

上傳用戶(hù)：1427796291

FPGA用于160Gbs高速光纖通信系統(tǒng)中PMD補(bǔ)償?shù)难芯?/a>

標(biāo)簽： FPGA 160 Gbs PMD

上傳時(shí)間： 2013-04-24

上傳用戶(hù)：suxuan110425

基于DSP和FPGA運(yùn)動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)與研究

本文對(duì)基于DSP和FPGA運(yùn)動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容如下： （1）深入研究國(guó)內(nèi)外運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景。 （2）規(guī)劃運(yùn)動(dòng)控制器的硬件和軟件整體研發(fā)方案。 （3）對(duì)運(yùn)動(dòng)控制器的各個(gè)功能模塊進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)。 （4）對(duì)運(yùn)動(dòng)控制算法和數(shù)字濾波算法進(jìn)行設(shè)計(jì)，編寫(xiě)控制軟件。 （5）對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能進(jìn)行分析和訪真，調(diào)節(jié)控制器參數(shù)，使運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)具有較好的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。 （6）構(gòu)建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，編寫(xiě)人機(jī)界面軟件，驗(yàn)證運(yùn)動(dòng)控制器的性能。

標(biāo)簽： FPGA DSP 運(yùn)動(dòng)控制器

上傳時(shí)間： 2013-06-13

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基于FPGA的MPEG4編解碼芯片開(kāi)發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

MPEG-4是目前非常流行的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn),基于MPEG-4的視頻處理系統(tǒng)有兩種體系結(jié)構(gòu):可編程結(jié)構(gòu)和專(zhuān)用結(jié)構(gòu).可編程結(jié)構(gòu)靈活,適用范圍廣,易于升級(jí),但電路復(fù)雜,電路功耗大.專(zhuān)用視頻編解碼器結(jié)構(gòu)硬件開(kāi)銷(xiāo)小,處理速度高.該文主要研究專(zhuān)用的MPEG-4視頻編解碼芯片設(shè)計(jì)方法.目前市場(chǎng)上MPEG-4視頻編解碼芯片主要是Simple Profile級(jí)別的,而我們?cè)O(shè)計(jì)的芯片要實(shí)現(xiàn)Advanced Simple Profile級(jí)別.該文采用了一種基于大規(guī)模FPGA的軟硬件相結(jié)的芯片設(shè)計(jì)方案,我們?cè)O(shè)計(jì)了基于FPGA的MPEG-4芯片設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)平臺(tái),完成算法的硬件仿真與測(cè)試.論文圍繞基于FPGA的MPEG-4芯片開(kāi)發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì),分為兩個(gè)部分.第一部分介紹了目前國(guó)內(nèi)外實(shí)現(xiàn)MPEG-4視頻處理系統(tǒng)的主要方法和應(yīng)用,概述了國(guó)際上MPEG-4視頻編解碼芯片設(shè)計(jì)的一般方法及其發(fā)展趨勢(shì),詳細(xì)描述了我們的基于FPGA的MPEG-4編解碼芯片開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu).第二部分重點(diǎn)講述了基于FPGA的MPEG-4芯片開(kāi)發(fā)系統(tǒng)各個(gè)電路模塊的設(shè)計(jì),包括電源模塊、FPGA配置模塊、時(shí)鐘生成模塊、視頻輸入/輸出模塊、RS232串口模塊、以太網(wǎng)接口模塊、USB接口模塊等.同時(shí)也介紹了I

標(biāo)簽： MPEG4 FPGA 編解碼芯片 開(kāi)發(fā)系統(tǒng)

上傳時(shí)間： 2013-06-15

上傳用戶(hù)：it男一枚

基于FPGA的高速圖像處理系統(tǒng)的研究

現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)迅猛發(fā)展,對(duì)保證其產(chǎn)品質(zhì)量的檢測(cè)技術(shù)也提出了更高的要求,許多傳統(tǒng)的檢測(cè)手段已不能滿(mǎn)足現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需求.而在計(jì)算機(jī)視覺(jué)理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)以其高精度、非接觸、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)滿(mǎn)足了現(xiàn)代生產(chǎn)過(guò)程在線(xiàn)檢測(cè)的要求,逐漸由實(shí)驗(yàn)室走向工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),得到了日益廣泛的應(yīng)用.隨著現(xiàn)代生產(chǎn)節(jié)拍的不斷加快,以及檢測(cè)節(jié)點(diǎn)的增多,處理數(shù)據(jù)量的增大,對(duì)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量速度提出了更高的要求,而在現(xiàn)有的檢測(cè)系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)100％實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)的關(guān)鍵問(wèn)題是提高視覺(jué)圖像的處理速度,從而提高整個(gè)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)的處理速度.因此該文提出基于FPGA的高速圖像處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,得到了國(guó)家"十五"攻關(guān)項(xiàng)目"光學(xué)數(shù)碼柔性通用坐標(biāo)測(cè)量機(jī)"的資助.該文針對(duì)以下三個(gè)方面進(jìn)行研究并取得一定的成果:(一)高速圖像處理硬件解決方案的研究通過(guò)分析現(xiàn)有的幾種實(shí)現(xiàn)高速圖像處理的方法的優(yōu)缺點(diǎn),提出了基于現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器件FPGA(Field Programmable Gate Array)技術(shù)的高速圖像處理系統(tǒng)的方案,并構(gòu)建了其硬件平臺(tái).(二)基于USB總線(xiàn)的通訊采用USB專(zhuān)用接口芯片,實(shí)現(xiàn)高速圖像處理系統(tǒng)與PC機(jī)的通訊驗(yàn)證硬件設(shè)計(jì)的正確性.(三)基于FPGA的圖像處理的研究分析圖像處理的特點(diǎn)及其基本的方法,初步研究了基于FPGA的圖像低層次處理的硬件化方法的實(shí)現(xiàn).

標(biāo)簽： FPGA 高速圖像處理

上傳時(shí)間： 2013-04-24

上傳用戶(hù)：tb_6877751

基于FPGA的紅外目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)研究

摘要:"紅外弱小目標(biāo)檢測(cè)"是紅外搜索跟蹤系統(tǒng)、紅外雷達(dá)預(yù)警系統(tǒng)、紅外成像跟蹤系統(tǒng)的核心技術(shù),因此紅外小目標(biāo)的檢測(cè)是當(dāng)前一項(xiàng)重要的研究課題.目前的發(fā)展方向是研究運(yùn)算量小、性能高、利于硬件實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)的檢測(cè)和跟蹤算法.該文在前人研究的基礎(chǔ)上,著重研究了Marr視覺(jué)計(jì)算理論在紅外小目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)中的應(yīng)用.從Marr算法的理論基礎(chǔ)——高斯平滑濾波器與拉普拉斯算子的相關(guān)知識(shí)以及Marr的計(jì)算視覺(jué)理論基礎(chǔ)開(kāi)始,進(jìn)行了 2G(Laplacian of Gaussian,高斯—拉普拉斯)濾波器、LoG(Laplacian ofGaussian,高斯—拉普拉斯)模板以及 2G濾波器在人類(lèi)視覺(jué)、邊緣檢測(cè)、邊緣處理的物理意義以及神經(jīng)生理學(xué)意義方面的分析討論,提出了易于FPGA(Field Programmable Gate Array,現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)實(shí)現(xiàn)的基于Marr計(jì)算視覺(jué)的紅外圖像小目標(biāo)檢測(cè)方法.該方法可根據(jù)目標(biāo)大小自動(dòng)設(shè)計(jì)檢測(cè)模板,在濾除不相關(guān)的噪聲的同時(shí)又保留閉合的目標(biāo)邊緣,從而檢測(cè)出目標(biāo).將該方法用FPGA實(shí)現(xiàn),滿(mǎn)足了檢測(cè)過(guò)程中的實(shí)時(shí)性.考慮到工程中的應(yīng)用,該文對(duì)該方法在FPGA中的具體實(shí)現(xiàn)給出了設(shè)計(jì)總體思路和詳細(xì)流程.由于FPGA具有對(duì)圖像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理能力,而且該算法在FPGA中的具體實(shí)現(xiàn)中對(duì)資源的合理使用進(jìn)行了綜合考慮,因此該算法能夠?qū)崟r(shí)、有效地實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測(cè).并在此基礎(chǔ)上對(duì)小目標(biāo)的檢測(cè)研究前景進(jìn)行展望.

標(biāo)簽： FPGA 紅外目標(biāo)檢測(cè) 技術(shù)研究

上傳時(shí)間： 2013-07-04

上傳用戶(hù)：萌萌噠小森森

基于FPGA的可編程控制器現(xiàn)場(chǎng)集成技術(shù)應(yīng)用研究

傳統(tǒng)PLC使用時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，如程序死循環(huán)、程序跑飛、需要龐大的編譯系統(tǒng)作支持和不能實(shí)現(xiàn)精確位置控制等等；而發(fā)展到OPENPLC后，這些問(wèn)題依然存在。為了更好地解決這些問(wèn)題，本文提出一種全新的可編程控制器現(xiàn)場(chǎng)集成技術(shù)，用FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)PLC的功能，拋棄傳統(tǒng)PLC“程序”的概念，以“硬件線(xiàn)路”來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能，不論在經(jīng)濟(jì)上還是在性能上都具有更大的優(yōu)勢(shì)。 本課題在對(duì)國(guó)內(nèi)外可編程控制器，重點(diǎn)是HardPLC的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的進(jìn)展進(jìn)行概述和分析的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)開(kāi)展了HardPLC組成模塊原理及其仿真模擬的研究。本研究的主要貢獻(xiàn)為： 1.對(duì)比分析了CPLD和FPGA的性能特點(diǎn)，闡明了Xilinx公司FPGA芯片結(jié)構(gòu)的兩個(gè)創(chuàng)新概念，指出了其優(yōu)越性能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)； 2.系統(tǒng)分析了用HardPLC實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)時(shí)的一些通用模塊，對(duì)每個(gè)模塊的工作原理進(jìn)行了深入的探討，用VHDL語(yǔ)言建立了每個(gè)模塊的模型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了仿真、綜合，為進(jìn)一步研究可編程控制器的現(xiàn)場(chǎng)集成奠定了基礎(chǔ)； 3.在仿真綜合的基礎(chǔ)上，用所建立的模型完成了特定邏輯控制系統(tǒng)的控制要求，充分展示了其實(shí)際應(yīng)用的可行性； 4.在分析Xilinx公司SPARTANII系列FPGA芯片配置模式的基礎(chǔ)上，確定了應(yīng)用于實(shí)際的基于CPLD控制的FPGA芯片SlaveParallel配置模式。 本課題研究建立的模型對(duì)于開(kāi)發(fā)具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的HardPLC組成IP庫(kù)具有一定的理論意義；對(duì)特定系統(tǒng)的控制實(shí)現(xiàn)，充分展示了基于FPGA的可編程控制器現(xiàn)場(chǎng)集成技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于工控領(lǐng)域，加大推廣力度和建立更多的IP庫(kù)，在許多應(yīng)用場(chǎng)合可以取代傳統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)，為工控領(lǐng)域提供高可靠、低價(jià)格、簡(jiǎn)單易操作的解決方案，這將帶來(lái)巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益；所確定的FPGA芯片配置模式可廣泛應(yīng)用于對(duì)FPGA芯片配置數(shù)據(jù)的加載，在實(shí)踐生產(chǎn)中具有重要的實(shí)用價(jià)值。

標(biāo)簽： FPGA 可編程控制器 集成技術(shù) 應(yīng)用研究

上傳時(shí)間： 2013-05-30

上傳用戶(hù)：dtvboyy

基于FPGA的嵌入式MCU設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究

隨著電子技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，可編程邏輯器件的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越寬。可編程SoC設(shè)計(jì)已成為SoC設(shè)計(jì)的新方法。論文介紹了可編程邏輯器件的設(shè)計(jì)方法和開(kāi)發(fā)技術(shù)，并用硬件描述語(yǔ)言和FPGA／CPLD設(shè)計(jì)技術(shù)，探索和研究了基于FPGA的RISCMCU的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程。 論文參照Mircochip公司的PICl6C5X單片機(jī)的體系結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了8位RISCMCU。該嵌入式MCU設(shè)計(jì)采用了自頂向下的設(shè)計(jì)方法和模塊化設(shè)計(jì)思想。MCU總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)劃分控制模塊、ALU模塊、存儲(chǔ)模塊三大模塊。然后，對(duì)各模塊的具體技術(shù)實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)分別進(jìn)行了闡述。論文中設(shè)計(jì)的MCU能實(shí)現(xiàn)PICl6C5X單片機(jī)33條指令中除OPTION、CLRWDT、SLEEP和TRIS四條指令以外的其余29條指令的功能，但應(yīng)用是基于FPGA的，能與其他外設(shè)IP方便的結(jié)合在一起使用，比ASIC的PICl6C57X的應(yīng)用更具靈活性。 軟件仿真和硬件驗(yàn)證表明：所設(shè)計(jì)的嵌入式MCU在各方面均達(dá)到了一定的性能指標(biāo)，在Altera公司ACEX1K系列的EPlK30TCl44-3器件上的工作頻率達(dá)21.88MHz。這些為自主設(shè)計(jì)R／SCMCU的IP核提供了值得借鑒的探索成果和設(shè)計(jì)思路，在通用控制領(lǐng)域也有一定的實(shí)用價(jià)值。 此外，論文中還介紹了三相SPWM控制模塊的設(shè)計(jì)，該模塊具有死區(qū)時(shí)間和載波比任意可調(diào)的特點(diǎn)，可以單獨(dú)應(yīng)用，也可以作為MCU的外設(shè)子模塊應(yīng)用。

標(biāo)簽： FPGA MCU 嵌入式 應(yīng)用研究

上傳時(shí)間： 2013-07-16

上傳用戶(hù)：熊少鋒

基于FPGA的數(shù)字調(diào)頻發(fā)射機(jī)技術(shù)研究

遙測(cè)系統(tǒng)由發(fā)射機(jī)、發(fā)射天線(xiàn)、接收天線(xiàn)、接收機(jī)組成.就遙測(cè)發(fā)射系統(tǒng)而言,傳統(tǒng)的模擬調(diào)制已經(jīng)很成熟,模擬發(fā)射機(jī)是利用調(diào)制信號(hào)的變化來(lái)控制變?nèi)荻O管的結(jié)電容容值的變化,從而改變壓控振蕩器的震蕩頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)頻;模擬調(diào)制碼速率、調(diào)制頻偏都受變?nèi)荻O管特性的限制,模擬調(diào)制功能單一、調(diào)制方式不可重組、單個(gè)系統(tǒng)調(diào)制頻率不可改變,無(wú)法滿(mǎn)足頻率多變的需求;隨著高速器件和軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字調(diào)制發(fā)射機(jī)具有調(diào)制中心頻率可調(diào)、頻偏可編程、調(diào)制方式可重組、調(diào)制碼速率高、可實(shí)現(xiàn)較高的頻響、可以與編碼器合并擴(kuò)展功能很強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),成為今后發(fā)射機(jī)的發(fā)展主流.本論文討論了如何利用現(xiàn)場(chǎng)可編程器件FPGA結(jié)合Max+plusⅡ及VHDL語(yǔ)言,在遙測(cè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了DDS+PLL+SSB模式的數(shù)字調(diào)制發(fā)射機(jī).數(shù)字發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)主要包括方案選擇、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、硬件電路實(shí)現(xiàn)及VHDL設(shè)計(jì)四個(gè)部分.論文中首先分析了目前遙測(cè)系統(tǒng)中使用的模擬調(diào)制發(fā)射機(jī)的不足及數(shù)字調(diào)制發(fā)射機(jī)的優(yōu)點(diǎn),確定了發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)方案;第二章介紹了電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具及數(shù)字電路設(shè)計(jì)方法;第三章詳細(xì)討論了組成發(fā)射機(jī)的各個(gè)部分的原理設(shè)計(jì);第四章著重討論了各個(gè)部分的硬件電路實(shí)現(xiàn)、VHDL實(shí)現(xiàn)部分及設(shè)計(jì)的測(cè)試結(jié)果;最后總結(jié)了設(shè)計(jì)中需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題.

標(biāo)簽： FPGA 數(shù)字調(diào)頻 發(fā)射機(jī) 技術(shù)研究

上傳時(shí)間： 2013-04-24

上傳用戶(hù)：程嬰sky

基于FPGA的數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究

隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)用的不斷深入，數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)面臨著很多挑戰(zhàn)，其中面臨的四個(gè)主要問(wèn)題是：速度、設(shè)計(jì)規(guī)模、功耗和開(kāi)發(fā)周期。因此許多數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)方法被提出，其中基于FPGA的實(shí)現(xiàn)技術(shù)就是其中的重要技術(shù)之一。 本文以數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)為應(yīng)用背景，著重研究了基于FPGA的數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)技術(shù)。本文分為兩個(gè)主要部分： 第一部分以Xilinx公司的FPGA為例，總結(jié)了FPGA設(shè)計(jì)的基本方法及設(shè)計(jì)流程，并在此基礎(chǔ)上介紹了一種用于產(chǎn)品快速開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)方式—基于SystemGenerator的設(shè)計(jì)方式，這種設(shè)計(jì)方式向數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者提供了自上而下的FPGA解決方案。 第二部分系統(tǒng)地研究了基于FPGA的數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)技術(shù)。該部分首先研究了三種適合于FPGA的FIR濾波器實(shí)現(xiàn)方法，直接結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)置結(jié)構(gòu)及分布式算法。其次，討論了針對(duì)直接結(jié)構(gòu)FIR濾波器的乘法器優(yōu)化技術(shù)，CSD編碼和系數(shù)分解，以及針對(duì)轉(zhuǎn)置結(jié)構(gòu)FIR濾波器的乘法器優(yōu)化技術(shù)，簡(jiǎn)化加法器圖，并結(jié)合實(shí)例給出了它們的優(yōu)化效果。再次，介紹了直接結(jié)構(gòu)FIR濾波器中常用多操作數(shù)加法實(shí)現(xiàn)方法，二叉樹(shù)和Wallace樹(shù)，并在Wallace樹(shù)的基礎(chǔ)上提出了一種適合于FPGA的1比特多操作數(shù)加法結(jié)構(gòu)，這種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)采樣字長(zhǎng)與系數(shù)字長(zhǎng)均為l比特的FIR濾波器時(shí)，使FPGA的資源利用率得到明顯提高。最后還給出了三種FIR濾波器實(shí)現(xiàn)方法在FPGA中應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)及其適用性，并給出了一個(gè)帶通濾波器的設(shè)計(jì)實(shí)例。 論文的研究成果已應(yīng)用于“北斗一號(hào)”導(dǎo)航定位接收機(jī)中。

標(biāo)簽： FPGA 數(shù)字濾波器 實(shí)現(xiàn)技術(shù)

上傳時(shí)間： 2013-08-01

上傳用戶(hù)：Andy123456