近年來(lái)，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，尤其是三維(3D)繪圖。3D繪圖使用3D模型和各種影像處理產(chǎn)生具有三維空間真實(shí)感的影像，應(yīng)用于虛擬真實(shí)情況以及多媒體的產(chǎn)品上，且多半是使用低成本的實(shí)時(shí)3D計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)為基礎(chǔ)。在初期3D圖形學(xué)剛起步時(shí)，由于圖形簡(jiǎn)單，因此可以利用CPU來(lái)運(yùn)算，但隨著圖形學(xué)技術(shù)的發(fā)展，所要繪制的圖形越來(lái)越復(fù)雜，這時(shí)如果單純依賴(lài)CPU來(lái)處理，不能達(dá)到實(shí)時(shí)的要求，因此需要專(zhuān)門(mén)的硬件來(lái)加速圖形處理，GPU(圖形處理單元)因此出現(xiàn)了。不過(guò)由于3D圖形加速硬件的復(fù)雜性和短壽命，這極大地提高了對(duì)硬件開(kāi)發(fā)環(huán)境的需要。為了更好的對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行更改和測(cè)試，不能僅僅用專(zhuān)門(mén)定制的方法來(lái)設(shè)計(jì)，需要其他的方：硬件描述語(yǔ)言(HDL)和FPGA。 隨著計(jì)算機(jī)繪圖規(guī)模的需要，借助輔助硬件資源，來(lái)提高圖形處理單元(GPU)處理速度的需求越來(lái)越普遍。自從15年前現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)開(kāi)始出現(xiàn)以來(lái)，其在可編程硬件領(lǐng)域所起的作用越來(lái)越大。它們?cè)谒俣取Ⅲw積和速度方面都有了很大的提高。這意味著FPGA在以前只能使用專(zhuān)用硬件的場(chǎng)合越來(lái)越重要。其中一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域就是3D圖形渲染，在這個(gè)研究領(lǐng)域里人們正在利用具有可編程性能的FPGA來(lái)幫助改進(jìn)圖形處理單元(GPU)的性能。 能夠在廉價(jià)、可動(dòng)態(tài)重新配置的FPGA上實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算法來(lái)輔助硬件設(shè)計(jì)。本文的設(shè)計(jì)就是通過(guò)在FPGA上實(shí)現(xiàn)3維圖形幾何處理管線(xiàn)部分功能來(lái)提高圖形處理速度。具體實(shí)現(xiàn)中使用硬件描述語(yǔ)言(Verilog HDL)進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)，并發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題。 本文主要特色如下： 1.針對(duì)幾何變換換子系統(tǒng)，提出一種硬件實(shí)現(xiàn)方案，該方案能對(duì)基本的幾何變換如：平移、縮放、旋轉(zhuǎn)和投影進(jìn)行操作。首先構(gòu)造出總體變換矩陣，隨后進(jìn)行矩陣乘法運(yùn)算，再進(jìn)行投影變換，最后輸出變換座標(biāo)。提出一種脈動(dòng)陣列結(jié)構(gòu)，用于兩個(gè)矩陣的乘法運(yùn)算。找到一種快捷的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)矩陣相乘，將能大大提高系統(tǒng)的效率。 2.對(duì)于3D圖形裁剪，文中描述了一種裁剪引擎，它能夠處理3D圖形中的裁剪、透視除法以及視口映射的功能。硬件實(shí)現(xiàn)的難度取決于裁剪算法的復(fù)雜程度。我們?cè)赟utherland-Hodgman裁剪算法的基礎(chǔ)上提出一種新的裁剪算法，該算法通過(guò)去除冗余頂點(diǎn)以提高處理速度，同時(shí)利用編碼來(lái)判斷線(xiàn)段可見(jiàn)性的方法使得硬件實(shí)現(xiàn)變得很容易。 3.最后，我們?cè)贔PGA上實(shí)現(xiàn)了幾何變換以及三維裁剪，并與C語(yǔ)言的模擬結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn)結(jié)果正確，且三維裁剪能夠以3M個(gè)三角形/s的速度運(yùn)行，滿(mǎn)足了圖形流水中的實(shí)時(shí)性要求。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，視頻圖像處理技術(shù)近年來(lái)得到極大的重視和長(zhǎng)足的發(fā)展，其應(yīng)用范圍主要包括數(shù)字廣播、消費(fèi)類(lèi)電子、視頻監(jiān)控、醫(yī)學(xué)成像及文檔影像處理等領(lǐng)域。當(dāng)前視頻圖像處理主要問(wèn)題是當(dāng)處理的數(shù)據(jù)量很大時(shí)，處理速度慢，執(zhí)行效率低。而且視頻算法的軟件和硬件仿真和驗(yàn)證的靈活性低。 本論文首先根據(jù)視頻信號(hào)的處理過(guò)程和典型視頻圖像處理系統(tǒng)的構(gòu)成提出了基于FPGA的視頻圖像處理系統(tǒng)總體框圖；其次選擇視頻轉(zhuǎn)換芯片SAA7113，完成視頻圖像采集模塊的設(shè)計(jì)，主要分三步完成：1)配置視頻轉(zhuǎn)換芯片的工作模式，完成視頻轉(zhuǎn)化芯片SAA7113的初始化：2)通過(guò)分析輸出數(shù)據(jù)流的格式標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)識(shí)別奇偶場(chǎng)信號(hào)、場(chǎng)消隱信號(hào)和有效行數(shù)據(jù)的開(kāi)始和結(jié)束信號(hào)三種控制信號(hào)，并根據(jù)控制信號(hào)，用Verilog硬件描述語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的采集；3)分析SRAM的讀寫(xiě)控制時(shí)序，采用兩塊SRAM完成圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。然后編寫(xiě)軟件測(cè)試文件，在ISE Simulator仿真環(huán)境進(jìn)行程序測(cè)試與運(yùn)行，并分析仿真結(jié)果，驗(yàn)證了數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)的正確性；最后，對(duì)常用視頻圖像算法的MATLAB仿真，選擇適當(dāng)?shù)乃阕樱捎霉ぞ進(jìn)ATLAB、System Generator for DSP和ISE，利用模塊構(gòu)建方式，搭建視頻算法平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)圖像平滑濾波、銳化濾波算法，在Simulink中仿真并自動(dòng)生成硬件描述語(yǔ)言和網(wǎng)表，對(duì)資源的消耗做簡(jiǎn)要分析。 本論文的創(chuàng)新點(diǎn)是采用新的開(kāi)發(fā)環(huán)境System Generator for DSP實(shí)現(xiàn)視頻圖像算法。這種開(kāi)發(fā)視頻圖像算法的方式靈活性強(qiáng)、設(shè)計(jì)周期短、驗(yàn)證方便、是視頻圖像處理發(fā)展的必然趨勢(shì)。
標(biāo)簽： FPGA 視頻圖像 處理系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-07-28
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擴(kuò)頻通信系統(tǒng)與常規(guī)的通信系統(tǒng)相比，具有很強(qiáng)的抗窄帶干擾，抗多徑干擾，抗人為干擾的能力，并具有信息隱蔽、多址保密通信等優(yōu)點(diǎn)。在近年來(lái)得到了迅速的發(fā)展。本論文主要討論和實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的直接序列擴(kuò)頻信號(hào)的解擴(kuò)解調(diào)處理。論文對(duì)該直擴(kuò)通信系統(tǒng)和FPGA設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了相關(guān)研究，最后用Altera公司的最新的FPGA開(kāi)發(fā)平臺(tái)Quarus Ⅱ5.0實(shí)現(xiàn)了相關(guān)設(shè)計(jì)。 整個(gè)系統(tǒng)分為兩個(gè)部分，發(fā)送部分和接收部分。發(fā)送部分主要有串并轉(zhuǎn)換、差分卷積編碼、PN碼擴(kuò)頻、QPSK調(diào)制、成型濾波等模塊。接收部分主要有前端抗干擾、數(shù)字下變頻、解擴(kuò)解調(diào)等模塊。 論文首先介紹了擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的特點(diǎn)以及相關(guān)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，并介紹了本論文的研究思路和內(nèi)容。 然后，論文分析了幾種常用的窄帶干擾抑制、載波同步及PN碼同步算法，結(jié)合實(shí)際需要，設(shè)計(jì)了一種零中頻DSSS解調(diào)解擴(kuò)方案。給出了抗窄帶干擾、PN碼捕獲及跟蹤以及載波同步的算法分析，采用了基于數(shù)字外差調(diào)制的自適應(yīng)陷波器來(lái)進(jìn)行前端窄帶干擾抑制處理，用基于自適應(yīng)門(mén)限技術(shù)的滑動(dòng)相關(guān)捕獲和分時(shí)復(fù)用單相關(guān)器跟蹤來(lái)改善PN碼同步的性能，用基于硬判決的COSTAS(科斯塔斯)環(huán)來(lái)減少載波提取的算法復(fù)雜度，用改進(jìn)型CORDIC算法實(shí)現(xiàn)NCO來(lái)方便的進(jìn)行擴(kuò)展。 接著，論文給出了系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)和發(fā)送及接受子系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊的實(shí)現(xiàn)分析以及在Quartus Ⅱ5.0上的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，給出了仿真結(jié)果。 然后論文介紹了整個(gè)系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)和它在真實(shí)系統(tǒng)中連機(jī)調(diào)試所得到的測(cè)試結(jié)果，結(jié)果表明該系統(tǒng)具有性能穩(wěn)定，靈活性好，生產(chǎn)調(diào)試容易，體積小，便于升級(jí)等特點(diǎn)并且達(dá)到課題各項(xiàng)指標(biāo)的要求。 最后是對(duì)論文工作的一些總結(jié)和對(duì)今后工作的展望。
標(biāo)簽： FPGA 調(diào)制解調(diào)器
上傳時(shí)間： 2013-07-04
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本文的研究?jī)?nèi)容是在激光測(cè)距項(xiàng)目基礎(chǔ)上進(jìn)行的，分析了各種激光測(cè)距方法的利弊，最終選用脈沖激光測(cè)距的實(shí)現(xiàn)方式，并且對(duì)脈沖激光測(cè)距系統(tǒng)做了深入研究。 本文設(shè)計(jì)了以FPGA為核心的信號(hào)處理模塊，實(shí)現(xiàn)了對(duì)激光信號(hào)的編碼和譯碼、對(duì)激光發(fā)射控制時(shí)鐘的分頻、和內(nèi)部PLL倍頻實(shí)現(xiàn)內(nèi)部高頻計(jì)時(shí)時(shí)鐘等，提高了系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性。使用并行脈沖計(jì)數(shù)法，提高了計(jì)時(shí)精度，分析了可能產(chǎn)生誤差的原因，并且對(duì)結(jié)果做了相應(yīng)的修正，減小了激光測(cè)距系統(tǒng)的誤差。并且制定了四種工作模式，可以根據(jù)不同的實(shí)際環(huán)境選擇相應(yīng)的測(cè)距模式，以達(dá)到最好的測(cè)量效果。 在接收方面突破以往普通的被動(dòng)接收方式，提出了利用窗函數(shù)接收回波的主動(dòng)接收方式，結(jié)合窄帶濾光片的濾光效果，提高了系統(tǒng)的抗干擾性能。從課題要求出發(fā)，本激光測(cè)距系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了體積小、功耗低的特點(diǎn)，測(cè)量距離相對(duì)較近(0.5-50米)，屬于近距測(cè)量系統(tǒng)。
標(biāo)簽： FPGA 激光測(cè)距 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度的提高和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，基于離散對(duì)數(shù)問(wèn)題和大整數(shù)因子分解問(wèn)題的數(shù)字簽名算法越來(lái)越不能滿(mǎn)足信息安全的需要。為了滿(mǎn)足信息安全的要求，安全性依賴(lài)于橢圓曲線(xiàn)離散對(duì)數(shù)困難問(wèn)題(ECDLP)的橢圓曲線(xiàn)密碼體制是當(dāng)前密碼學(xué)界研究的熱點(diǎn)之一。現(xiàn)有的求解ECDLP的算法都是全指數(shù)時(shí)間復(fù)雜度的算法。由于專(zhuān)用集成電路具有速度快、性能好、安全性高等優(yōu)勢(shì)，使得采用專(zhuān)用集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)橢圓曲線(xiàn)密碼體制己成為主要趨勢(shì)。因此，本課題著眼于應(yīng)用，針對(duì)基于橢圓曲線(xiàn)數(shù)字簽名算法的FPGA實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了較為深入的探討與研究。 本課題從實(shí)際應(yīng)用的需要出發(fā)，以初等數(shù)論、有限域理論、數(shù)字簽名技術(shù)和橢圓曲線(xiàn)理論為依據(jù)，確定了如下基于橢圓曲線(xiàn)數(shù)字簽名算法的硬件實(shí)現(xiàn)方案：首先，對(duì)實(shí)現(xiàn)基于橢圓曲線(xiàn)數(shù)字簽名算法所需的算法和技術(shù)進(jìn)行了剖析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。然后，按照層次化、模塊化的設(shè)計(jì)思想，在Xinlinx公司的ISE 7．1工具中，采用硬件描述語(yǔ)言VHDL作為設(shè)計(jì)輸入，對(duì)各運(yùn)算器和控制模塊進(jìn)行電路設(shè)計(jì)；采用Menter公司的ModelSim SE 6.2b工具對(duì)之進(jìn)行功能仿真，以保證底層設(shè)計(jì)的正確性。最后，在確保每個(gè)模塊的設(shè)計(jì)正確的前提下，完成電路的總體設(shè)計(jì)，再進(jìn)行總體設(shè)計(jì)的仿真與測(cè)試。 本課題對(duì)Schnorr數(shù)字簽名算法的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了比未改進(jìn)前的Schnorr數(shù)字簽名算法平均節(jié)省三分之一的運(yùn)行時(shí)間。對(duì)基于橢圓曲線(xiàn)數(shù)字簽名算法的設(shè)計(jì)也獲得了良好的指標(biāo)：產(chǎn)生簽名只需要1ms多的時(shí)間，驗(yàn)證簽名也需要不到3ms。本課題的研究對(duì)實(shí)現(xiàn)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(wù)和電子政務(wù)等領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用價(jià)值，其成果具有廣泛的應(yīng)用前景。
標(biāo)簽： 橢圓曲線(xiàn) 密碼體制 數(shù)字簽名算法
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)可以快速實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路，但是用于生成FPGA編程的比特流文件的CAD工具在編制大規(guī)模電路時(shí)常常需要數(shù)小時(shí)的時(shí)間，以至于許多設(shè)計(jì)者甚至通過(guò)在給定FPGA上采用更多的資源，或者以犧牲電路速度為代價(jià)來(lái)提高編制速度。電路編制過(guò)程中大部分時(shí)間花費(fèi)在布線(xiàn)階段，因此有效的布線(xiàn)算法能極大地減少布線(xiàn)時(shí)間。 許多布線(xiàn)算法已經(jīng)被開(kāi)發(fā)并獲得應(yīng)用，其中布爾可滿(mǎn)足性(SAT)布線(xiàn)算法及幾何查找布線(xiàn)算法是當(dāng)前最為流行的兩種。然而它們各有缺點(diǎn)：基于SAT的布線(xiàn)算法在可擴(kuò)展性上有很大缺陷；幾何查找布線(xiàn)算法雖然具有廣泛的拆線(xiàn)重布線(xiàn)能力，但當(dāng)實(shí)際問(wèn)題具有嚴(yán)格的布線(xiàn)約束條件時(shí)，它在布線(xiàn)方案的收斂方面存在很大困難。基于此，本文致力于探索一種能有效解決以上問(wèn)題的新型算法，具體研究工作和結(jié)果可歸納如下。 1、在全面調(diào)查FPGA結(jié)構(gòu)的最新研究動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)上，確定了一種FPGA布線(xiàn)結(jié)構(gòu)模型，即一個(gè)基于SRAM的對(duì)稱(chēng)陣列(島狀)FPGA結(jié)構(gòu)作為研究對(duì)象，該模型僅需3個(gè)適合的參數(shù)即能表示布線(xiàn)結(jié)構(gòu)。為使所有布線(xiàn)算法可在相同平臺(tái)上運(yùn)行，選擇了美國(guó)北卡羅來(lái)納州微電子中心的20個(gè)大規(guī)模電路作為基準(zhǔn)，并在布線(xiàn)前采用VPR399對(duì)每個(gè)電路都生成30個(gè)布局，從而使所有的布線(xiàn)算法都能夠直接在這些預(yù)制電路上運(yùn)行。 2、詳細(xì)研究了四種幾何查找布線(xiàn)算法，即一種基本迷宮布線(xiàn)算法Lee，一種基于協(xié)商的性能驅(qū)動(dòng)的布線(xiàn)算法PathFinder，一種快速的時(shí)延驅(qū)動(dòng)的布線(xiàn)算法VPR430和一種協(xié)商A
標(biāo)簽： FPGA 布線(xiàn)算法
上傳時(shí)間： 2013-05-18
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紋理映射在計(jì)算機(jī)圖形計(jì)算中屬于光柵化階段，處理的是像素，主要的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)的吞吐量大，對(duì)實(shí)時(shí)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)轉(zhuǎn)換的速度是一個(gè)關(guān)鍵的因素，人們尋求各種加速算法來(lái)提高運(yùn)算速度。傳統(tǒng)的方法是用更快的處理器，并行算法或?qū)Ｓ糜布ｋS著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，尤其是可編程邏輯門(mén)陣列(FPGAs)的發(fā)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(fā)展，當(dāng)前的FPGA芯片已經(jīng)能夠運(yùn)算各種圖形算法，而在速度上與專(zhuān)用的圖形卡硬件相同。因此，F(xiàn)PGA芯片非常適合這項(xiàng)工作。 本文主要工作包括以下幾個(gè)方面： 1、本文提出了一種MIPmapping紋理映射優(yōu)化方法，改進(jìn)了MIPmapping映射細(xì)化層次算法及紋理圖像的存儲(chǔ)方式，減少紋理尋址的計(jì)算量，提高紋理存儲(chǔ)的相關(guān)性。詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)閱讀第三章。 2、提出了一種MIPmapping紋理映射優(yōu)化方法的硬件實(shí)現(xiàn)方案，該方案針對(duì)移動(dòng)設(shè)備對(duì)功耗和面積的要求，以及分辨率不高的特點(diǎn)，在參數(shù)空間到紋理地址的計(jì)算中用定點(diǎn)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)閱讀第四章。 3、實(shí)現(xiàn)了紋理映射流水線(xiàn)單元紋理地址產(chǎn)生電路，及紋理濾波電路的FPGA設(shè)計(jì)，并給出設(shè)計(jì)的綜合和仿真結(jié)果。詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)閱讀第五章4、實(shí)現(xiàn)了符合IEEE 754單精度標(biāo)準(zhǔn)的乘法、乘累加及除法運(yùn)算器電路。乘法器采用改進(jìn)型Booth編碼電路以減少部分積數(shù)量，用Wallace對(duì)部分積進(jìn)行壓縮；乘累加器采用multiply-add fused算法，對(duì)關(guān)鍵路徑進(jìn)行了優(yōu)化；除法器為基于改進(jìn)型泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)的查找表結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，查找表尺寸只有208字節(jié)，電路為固定時(shí)延，在電路尺寸、延時(shí)及復(fù)雜度方面進(jìn)行了較好的平衡。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中真實(shí)感成像包括兩部分內(nèi)容：物體的精確圖形表示；場(chǎng)景中光照效果的適當(dāng)?shù)拿枋觥９庹招Чü獾姆瓷洹⑼该餍浴⒈砻婕y理和陰影。對(duì)物體進(jìn)行投影，然后再可見(jiàn)面上產(chǎn)生自然光照效果，可以實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的真實(shí)感顯示。光照明模型主要用于物體表面某點(diǎn)處的光強(qiáng)度計(jì)算。面繪制算法是通過(guò)光照模型中的光強(qiáng)度計(jì)算，以確定場(chǎng)景中物體表面的所有投影像素點(diǎn)的光強(qiáng)度。Phong明暗處理算法是生成真實(shí)感3D圖像最佳算法之一。但是由于其大量的像素級(jí)運(yùn)算和硬件難度而在實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)真實(shí)感圖形繪制中被Gotuaud明暗處理算法所取代。VLSI技術(shù)的發(fā)展以及對(duì)于高真實(shí)感實(shí)時(shí)圖形的需求使得Phong明暗處理算法的實(shí)現(xiàn)成為可能。利用泰勒級(jí)數(shù)近似的Fast Phong明暗處理算法適合硬件實(shí)現(xiàn)。此算法需要存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)的ROM。這增加了實(shí)現(xiàn)的難度。 本文完成了以下工作： 1、本文簡(jiǎn)述了實(shí)時(shí)真實(shí)感圖形繪制管線(xiàn)，詳細(xì)敘述了所用到的光照明模型和明暗處理方法，并對(duì)幾種明暗處理方法的效果作了比較，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Fast Phong明暗處理算法適用于實(shí)時(shí)真實(shí)感圖形繪制。 2、在熟悉Xilinx公司FPGA芯片結(jié)構(gòu)及其開(kāi)發(fā)流程的基礎(chǔ)上，結(jié)合Xilinx公司提供的FPGA開(kāi)發(fā)工具ISE 7.1i，仿真工具為ISE simulator，綜合工具為XST；完成了Fast Phong明暗處理模塊的FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。綜合得到的電路的最高頻率為54.058MHz。本文的Fast Phong明暗處理硬件模塊適用于實(shí)時(shí)真實(shí)感圖形繪制。 3、本文通過(guò)誤差分析，提出了優(yōu)化的查找表結(jié)構(gòu)。通過(guò)在FPGA上對(duì)本文所提結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明，本方案在提高速度、精度的同時(shí)將ROM的數(shù)據(jù)量從64K*8bit減少至13K*8bit。
上傳時(shí)間： 2013-06-21
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回波消除器廣泛應(yīng)用于公用電話(huà)交換網(wǎng)(PSTN)、移動(dòng)通信系統(tǒng)和視頻電話(huà)會(huì)議系統(tǒng)等多種語(yǔ)音通信領(lǐng)域。在PSTN系統(tǒng)中，由于線(xiàn)路阻抗不匹配，遠(yuǎn)端語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)混合線(xiàn)圈時(shí)產(chǎn)生一定泄漏，一部分信號(hào)又傳回遠(yuǎn)端，產(chǎn)生線(xiàn)路回波，回波的存在會(huì)嚴(yán)重影響語(yǔ)音通信質(zhì)量。本文主要針對(duì)線(xiàn)路回波進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了滿(mǎn)足實(shí)用要求的基于FPGA平臺(tái)的回波消除器。 首先，對(duì)回波產(chǎn)生原理和目前幾種常用回波消除算法進(jìn)行了分析，在研究自適應(yīng)回波消除器的各個(gè)模塊，特別是深入分析各種自適應(yīng)濾波算法和雙講檢測(cè)算法，綜合考慮各種算法的運(yùn)算復(fù)雜度和性能的情況下，這里采用NLMS算法實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)回波消除器。針對(duì)傳統(tǒng)雙講檢測(cè)算法在近端語(yǔ)音幅度較低情況下容易產(chǎn)生誤判的情況，給出一種基于子帶濾波器組的改進(jìn)雙講檢測(cè)算法。 本文首先使用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)回波消除器的各個(gè)模塊，其中包括自適應(yīng)濾波器、遠(yuǎn)端檢測(cè)、雙講檢測(cè)、非線(xiàn)性處理和舒適噪聲產(chǎn)生模塊。經(jīng)過(guò)仿真測(cè)試，相關(guān)模塊算法能夠有效提高回波消除器性能。在此基礎(chǔ)上，本文使用硬件描述語(yǔ)言Veillog HDL，在QuartusⅡ和ModelSim軟件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)各功能模塊，并通過(guò)模塊級(jí)和系統(tǒng)級(jí)功能仿真以及時(shí)序仿真驗(yàn)證，最終在現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(Field Programmable Gate Arrav，F(xiàn)PGA)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)回波消除系統(tǒng)。本文詳細(xì)闡述了基于FPGA的設(shè)計(jì)流程與設(shè)計(jì)方法，并描述了自適應(yīng)濾波器、基于分布式算法FIR濾波器、除法器和有限狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程。 根據(jù)ITU-T G.168標(biāo)準(zhǔn)提出的測(cè)試要求，本文塒基于FPGA設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的自適應(yīng)回波消除系統(tǒng)進(jìn)行大量主客觀(guān)測(cè)試。經(jīng)過(guò)測(cè)試，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)G.168標(biāo)準(zhǔn)的要求，具有良好的回波消除效果。
上傳時(shí)間： 2013-06-18
上傳用戶(hù)：qwe1234
隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，信息的安全性越來(lái)越受到人們的重視。敏感信息的電子化在使用戶(hù)得到便利的同時(shí)，數(shù)據(jù)、資源免泄漏也成為了人們必須注意的一個(gè)大隱患。在這個(gè)信息全球化的時(shí)代，病毒、黑客、電子竊聽(tīng)欺騙、網(wǎng)絡(luò)攻擊都是人們所必須面對(duì)的重大問(wèn)題。出于這種需要，加密自然吸引了人們的注意力，而傳統(tǒng)的軟件加密技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越不能滿(mǎn)足信息安全對(duì)運(yùn)算速度和系統(tǒng)安全性的需求，硬件設(shè)施的開(kāi)發(fā)顯示出其重要性，硬件加密模塊的地位也越來(lái)越重要。但其安全性仍存在著一定的問(wèn)題，對(duì)安全性研究仍是不可放松的一個(gè)重要問(wèn)題。 本文介紹了目前幾種流行加密算法及標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)典型的公鑰密碼標(biāo)準(zhǔn)RSA進(jìn)一步說(shuō)明。RSA算法可以進(jìn)行數(shù)字簽名、數(shù)據(jù)加/解密，將其應(yīng)用于數(shù)據(jù)安全領(lǐng)域具有很大的意義。針對(duì)于目前硬件加解密相對(duì)于軟件加解密的種種優(yōu)勢(shì)，論文重點(diǎn)研究RSA算法的基于硬件FPGA的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案。FPGA是近幾年的超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)的焦點(diǎn)，其速度及成本等都占有一定的優(yōu)勢(shì)。對(duì)RSA算法的FPGA設(shè)計(jì)，論文主要研究?jī)煞矫娴膬?nèi)容：密鑰生成部分中的素?cái)?shù)檢測(cè)問(wèn)題和加/解密算法中關(guān)鍵瓶頸--大數(shù)模乘及模冪運(yùn)算。并進(jìn)行了軟硬件的仿真、驗(yàn)證與測(cè)試。論文對(duì)RSA設(shè)計(jì)模塊的可應(yīng)用領(lǐng)域之一--智能卡及其安全性做了簡(jiǎn)單的介紹，并對(duì)論文所研究實(shí)現(xiàn)的模塊在其中的應(yīng)用進(jìn)行了說(shuō)明，從而體現(xiàn)了其實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
上傳時(shí)間： 2013-07-06
上傳用戶(hù)：juyuantwo
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