超聲診斷技術(shù)具有安全、無痛苦、無損害、方法簡便、適應(yīng)面廣、直觀、顯像清晰、可重復(fù)檢查、對軟組織鑒別能力強、診斷準確性高、靈活以及價廉等優(yōu)點,已經(jīng)成為當代醫(yī)學圖像診斷中的首選技術(shù)。眼科超聲診斷儀是超聲診斷中的一種??圃O(shè)備,它可以用來診斷視網(wǎng)膜脫落、眼內(nèi)和眼眶腫瘤、玻璃體混濁、出血、眼底病變及眼內(nèi)異物等疾病。近年來,隨著數(shù)字信號處理、硬件軟件設(shè)計能力以及材料學等方面的快速發(fā)展,眼科超聲診斷儀在多方面都有了長足的進步。這其中數(shù)字化眼科超聲診斷儀是發(fā)展的重點。 本文從超聲診斷儀原理及設(shè)計入手,著重描述了該系統(tǒng)的軟硬件結(jié)構(gòu),同時對超聲信號進行數(shù)字化處理的各個子模塊進行了介紹,并結(jié)合各種數(shù)字信號處理方法的特點,對現(xiàn)成可編程門陣列的結(jié)構(gòu)特點、編程原理及設(shè)計流程作了簡單介紹。在此基礎(chǔ)上,著重討論了FIR濾波器的設(shè)計并得以在FPGA實現(xiàn),應(yīng)用于信號處理各子模塊中。最后通過構(gòu)建實驗?zāi)P万炞C了系統(tǒng)各階段信號處理的有效性。對正常人體眼球田眼眶進行檢測,獲得了很好的回波信號。本設(shè)計對眼科高頻超聲回波信號具有良好的實時處理能力,達到了設(shè)計要求,具有良好的應(yīng)用前景。
上傳時間: 2013-06-05
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隨著電子科學、圖像傳輸處理技術(shù)與理論的迅速發(fā)展,機器人視頻監(jiān)控技術(shù)的實際研究與應(yīng)用曰益得到重視,并不斷地在許多領(lǐng)域取得驕人的成果。特別是近年來,機器人視頻監(jiān)控技術(shù)已成為高技術(shù)領(lǐng)域一個重要的研究課題。 本論文詳細介紹了一種機器人視頻監(jiān)視系統(tǒng)的設(shè)計方案,實現(xiàn)了具有前端視頻采集、圖像傳輸處理功能的FPGA系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用Altera公司的FPGA芯片作為中央處理器,由視頻采集模塊、異步FIFO模塊、I
標簽: FPGA 機器人 視頻監(jiān)視系統(tǒng)
上傳時間: 2013-07-21
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遙感圖像在人類生活和軍事領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛,適合各種要求的遙感圖像編碼技術(shù)具有重要的現(xiàn)實意義。基于小波變換的內(nèi)嵌編碼技術(shù)已成為當前靜止圖像編碼領(lǐng)域的主流,其中就包括基于分層樹集合分割排序(Set Partitioning inHierarchical Trees,SPIHT)的內(nèi)嵌編碼算法。這種算法具有碼流可隨機獲取以及良好的恢復(fù)圖像質(zhì)量等特性,因此成為實際應(yīng)用中首選算法。隨著對圖像編碼技術(shù)需求的不斷增長,尤其是在軍事應(yīng)用領(lǐng)域如衛(wèi)星偵察等方面,這種編碼算法亟待轉(zhuǎn)換為可應(yīng)用的硬件編碼器。 在靜止圖像編碼領(lǐng)域,高性能的圖像編碼器設(shè)計一直是相關(guān)研究人員不懈追求的目標。本文針對靜止圖像編碼器的設(shè)計作了深入研究,并致力于高性能的圖像編碼算法實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的研究,提出了具有創(chuàng)新性的降低計算量、存儲量,提高壓縮性能的算法實現(xiàn)結(jié)構(gòu),并成功應(yīng)用于圖像編碼硬件系統(tǒng)中。這個方案還支持壓縮比在線可調(diào),即在不改變硬件框架的條件下可按用戶要求實現(xiàn)16倍到2倍的壓縮,以適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。本文所做的工作包括了兩個部分。 1.一種基于行的實時提升小波變換實現(xiàn)結(jié)構(gòu):該結(jié)構(gòu)同時處理行變換和列變換,并且在圖像邊界采用對稱擴展輸出邊界數(shù)據(jù),使得圖像小波變換時間與傳統(tǒng)的小波變換相比提高了將近2.6倍,提高了硬件系統(tǒng)的實時性。該結(jié)構(gòu)還合理地利用和調(diào)度內(nèi)部緩沖器,不需要外部緩沖器,大大降低了硬件系統(tǒng)對存儲器的要求。 2.一種采用左遍歷的比特平面并行SPIHT編碼結(jié)構(gòu):在該編碼結(jié)構(gòu)中,空間定位生成樹采用深度優(yōu)先遍歷方式,比特平面同時處理極大地提高了編碼速度。
上傳時間: 2013-06-17
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現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)是一種現(xiàn)場可編程專用集成電路,它將門陣列的通用結(jié)構(gòu)與現(xiàn)場可編程的特性結(jié)合于一體,如今,F(xiàn)PGA系列器件已成為最受歡迎的器件之一。隨著FPGA器件的廣泛應(yīng)用,它在數(shù)字系統(tǒng)中的作用日益變得重要,它所要求的準確性也變得更高。因此,對FPGA器件的故障測試和故障診斷方法進行更全面的研究具有重要意義。隨著FPGA器件的迅速發(fā)展,F(xiàn)PGA的密度和復(fù)雜程度也越來越高,使大量的故障難以使用傳統(tǒng)方法進行測試,所以人們把視線轉(zhuǎn)向了可測性設(shè)計(DFT)問題??蓽y性設(shè)計的提出為解決測試問題開辟了新的有效途徑,而邊界掃描測試方法是其中一個重要的技術(shù)。 本文對FPGA的故障模型及其測試技術(shù)和邊界掃描測試的相關(guān)理論與方法進行了詳細的探討,給出了利用布爾矩陣理論建立的邊界掃描測試過程的數(shù)學描述和數(shù)學模型。論文中首先討論邊界掃描測試中的測試優(yōu)化問題,總結(jié)解決兩類優(yōu)化問題的現(xiàn)有算法,分別對它們的優(yōu)缺點進行了對比,進而提出對兩種現(xiàn)有算法的改進思想,并且比較了改進前后優(yōu)化算法的性能。另外,本文還對FPGA連線資源中基于邊界掃描測試技術(shù)的自適應(yīng)完備診斷算法進行了深入研究。在研究過程中,本文基于自適應(yīng)完備診斷的思想對原有自適應(yīng)診斷算法的性能進行了分析,并將獨立測試集和測試矩陣的概念引入原有自適應(yīng)診斷算法中,使改進后的優(yōu)化算法能夠簡化原算法的實現(xiàn)過程,并實現(xiàn)完備診斷的目標。最后利用測試仿真模型證明了優(yōu)化算法能夠更有效地實現(xiàn)完備診斷的目標,在緊湊性指標與測試復(fù)雜性方面比現(xiàn)在算法均有所改進,實現(xiàn)了算法的優(yōu)化。
標簽: FPGA 可測性設(shè)計 方法研究
上傳時間: 2013-06-30
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數(shù)字射頻存儲器(Digital Radio FreqlJencyr:Memory DRFM)具有對射頻信號和微波信號的存儲、處理及傳輸能力,已成為現(xiàn)代雷達系統(tǒng)的重要部件。現(xiàn)代雷達普遍采用了諸如脈沖壓縮、相位編碼等更為復(fù)雜的信號處理技術(shù),DRFM由于具有處理這些相干波形的能力,被越來越廣泛地應(yīng)用于電子對抗領(lǐng)域作為射頻頻率源。目前,國內(nèi)外對DRFM技術(shù)的研究還處于起步階段,DRFM部件在采樣率、采樣精度及存儲容量等方面,還不能滿足現(xiàn)代雷達信號處理的要求。 本文介紹了DRFM的量化類型、基本組成及其工作原理,在現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)上提出了一種便于工程實現(xiàn)的設(shè)計方法,給出了基于現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array FPGA)實現(xiàn)的幅度量化DRFM設(shè)計方案。本方案的采樣率為1 GHz、采樣精度12位,具體實現(xiàn)是采用4個采樣率為250 MHz的ADC并行交替等效時間采樣以達到1 GHz的采樣率。單通道內(nèi)采用數(shù)字正交采樣技術(shù)進行相干檢波,用于保存信號復(fù)包絡(luò)的所有信息。利用FPGA器件實現(xiàn)DRFM的控制器和多路采樣數(shù)據(jù)緩沖器,采用硬件描述語言(Very High Speed}lardware Description Language VHDL)實現(xiàn)了DRFM電路的FPGA設(shè)計和功能仿真、時序分析。方案中采用了大量的低壓差分信號(Low Voltage Differential Signaling LVDS)邏輯的芯片,從而大大降低了系統(tǒng)的功耗,提高了系統(tǒng)工作的可靠性。本文最后對采用的數(shù)字信號處理算法進行了仿真,仿真結(jié)果證明了設(shè)計方案的可行性。 本文提出的基于FPGA的多通道DRFM系統(tǒng)與基于專用FIFO存儲器的DRFM相比,具有更高的性能指標和優(yōu)越性。
上傳時間: 2013-06-01
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溫度是生活中最基本的環(huán)境參數(shù)。溫度的監(jiān)測與控制,對于生物生存生長,工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展都有著非同一般的意義。溫度傳感器的應(yīng)用涉及機械制造、工業(yè)過程控制、汽車電子產(chǎn)品、消費電子產(chǎn)品和專用設(shè)備等各個領(lǐng)域。傳統(tǒng)的常用溫度傳感器有熱電偶、電阻溫度計RTD和NTC熱敏電阻等。但信號調(diào)理,模數(shù)轉(zhuǎn)換及恒溫器等功能全都會增加成本?,F(xiàn)代集成溫度傳感器通常包含這些功能,并以其低廉的價格迅速地占據(jù)了市場。Dallas Semiconductor公司推出的數(shù)字式溫度傳感器DS1820采用數(shù)字化一線總線技術(shù)具有許多優(yōu)異特性。其一,它將控制線、地址線、數(shù)據(jù)線合為一根導(dǎo)線,允許在同一根導(dǎo)線上掛接多個控制對象,形成多點一線總線測控系統(tǒng)。布線施工方便,成本低廉。其二,線路上傳送的是數(shù)字信號,所受干擾和損耗小,性能好。本課題旨在分析和設(shè)計基于數(shù)字化一線總線技術(shù)的溫度測控系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用FPGA實現(xiàn)一個溫度采集控制器,用于傳感器和上位機的連接,并采用Microsoft公司的Visual C++作為開發(fā)平臺,運用MSComm控件進行串口通信,進行命令的發(fā)送和接收。
上傳時間: 2013-07-29
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DVB-S(Digital Video Broadcasting bv Satellite)調(diào)制器是符合DVB-S協(xié)議的數(shù)字電視前端設(shè)備之一,也滿足我國數(shù)字電視衛(wèi)星廣播標準,該設(shè)備可以廣泛應(yīng)用于數(shù)字電視衛(wèi)星業(yè)務(wù)和相關(guān)數(shù)字電視業(yè)務(wù)。本文主要闡述了基于FPGA實現(xiàn)DVB-S調(diào)制器的信道編碼和調(diào)制,按功能對DVB-S信道編碼過程進行模塊分解、模塊接口定義,針對每個模塊進行工作原理分析、算法分析、HDL描述、時序仿真及FPGA實現(xiàn);DVB-S調(diào)制器的核心是信道編碼和調(diào)制部分,利用FPGA在數(shù)字信號處理方面的優(yōu)勢,本文重點對其中的幾個關(guān)鍵模塊,包括RS編碼、卷積交織器和卷積穿孔編碼等的實現(xiàn)算法進行了比較詳細的分析,并通過HDL描述和時序仿真來驗證算法正確性;對FPGA各模塊的資源進行了估計、利用Altera公司的Cyclone器件的內(nèi)部鎖相環(huán)實現(xiàn)ASI信號的接收;最后對整機進行了測試,測試結(jié)果表明,本文設(shè)計的DVB-S調(diào)制器技術(shù)指標滿足設(shè)計要求。
上傳時間: 2013-04-24
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在傳統(tǒng)的數(shù)字傳輸系統(tǒng)中,糾錯編碼與調(diào)制是各自獨立設(shè)計并實現(xiàn)的,譯碼與解調(diào)也是如此。80年代初,Ungerboeck根據(jù)調(diào)制解調(diào)與糾錯編碼的特點,提出了一種新的思想,稱作網(wǎng)格編碼調(diào)制,記為TCM。它是將調(diào)制解調(diào)與糾錯編碼當成一個整體來設(shè)計。它的中心思想是:采用編碼方法將信號空間做最佳分割,使已調(diào)信號矢量端點間有最大的距離。這樣就可以在相同發(fā)射功率、相同有效性的條件下提高信息傳輸?shù)目煽啃?,特別適用于頻帶受限和功率受限信道。它在衛(wèi)星通信和移動通信中的應(yīng)用又使它成為研究熱點。 本文介紹了TCM編碼調(diào)制的基本原理,在此基礎(chǔ)上提出了一種新的TCM編碼的方法;介紹了卷積碼Viterbi譯碼的基本原理和步驟,在此基礎(chǔ)上分析了TCM的Viterbi譯碼的特點;研究了TCM在高斯白噪聲條件下的誤碼性能及其編碼增益,并在MATLAB上仿真來進行驗證;介紹了數(shù)字邏輯設(shè)計的基本方法和流程,在此基礎(chǔ)上介紹了基于FPGA的TCM系統(tǒng)的各個模塊。
標簽: FPGA 網(wǎng)格編碼 調(diào)制技術(shù)
上傳時間: 2013-07-26
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本論文來自于863項目基于光互連自組織內(nèi)存服務(wù)體系(簡稱MemoryBox)。本文主要研究Memory Box系統(tǒng)中基于可重配置計算架構(gòu),軟硬件攜同設(shè)計方法,在XILINX VIRTEX 2 Pro FPGA上設(shè)計實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)。由于嵌入式系統(tǒng)是Memory Box工作的平臺,所以硬件應(yīng)具有良好的擴展性、靈活性,軟件應(yīng)具有優(yōu)良的穩(wěn)定性。在硬件平臺選型時,我們選擇的是基于高性能Xilinx VIRTEX2 Pro的自制開發(fā)板。嵌入式系統(tǒng)軟硬件開發(fā)平臺選用的是Xilinx EDK、ISE。內(nèi)核移植所用的交叉開發(fā)工具鏈為powerpc-405-linux-gnu。該交叉開發(fā)工具鏈工作在Red Hat Enterprise LINUX.AS 4平臺下。 本論文主要包括三部分工作:首先是硬件設(shè)計,其核心是EDK和ISE設(shè)計的SOPC工程;然后是嵌入式LINUX內(nèi)核移植與調(diào)試;最后完成存儲管理軟件的設(shè)計。完全用硬件實現(xiàn)系統(tǒng)要求的各種存儲管理功能極其困難。而通過移植內(nèi)核,存儲管理軟件以運行在Linux內(nèi)核上的應(yīng)用軟件的形式實現(xiàn)了其功能。存儲管理軟件要解決共享沖突,負載均衡,遠程內(nèi)存與本地內(nèi)存的地址一致性以及對海量內(nèi)存陣列的重新編址等問題,設(shè)計出較完善的Memory Box的存儲管理模型。
標簽: FPGA 嵌入式系統(tǒng)
上傳時間: 2013-06-11
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本論文介紹了幾種編碼和調(diào)制技術(shù)的基本原理和課題的總體實現(xiàn)結(jié)構(gòu),重點分析和討論了滾降系數(shù)可調(diào)的成形濾波、內(nèi)插技術(shù)以及濾波器中乘法器、加法器的實現(xiàn)方法。通過外部控制器可對FPGA內(nèi)部設(shè)計的多項參數(shù)進行設(shè)置,可支持32.000kbps~4.096Mbps范圍內(nèi)的多速率數(shù)據(jù)傳輸,適用于各種信道限帶性能要求的傳輸系統(tǒng)。本論文使用一片F(xiàn)PGA芯片實現(xiàn)了信道編碼(包括數(shù)據(jù)加擾、差分編碼、卷積碼、RS碼、交織等)、多種調(diào)制方式(BPSK、QPSK、π/4-QPSK、TC8PSK、16QAM)、成形濾波器、多級內(nèi)插、上變頻器、具有連續(xù)/突發(fā)信號模式的數(shù)據(jù)源。將本論文的成果移植到某單位的信號源研制平臺,基本上可以滿足現(xiàn)階段研制和維修解調(diào)設(shè)備對信號源的需求,因此具有較高的使用價值。
標簽: 編碼 調(diào)制技術(shù)
上傳時間: 2013-07-27
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