作者研究了當(dāng)前流行的縮放算法,對圖像紋理相關(guān)性大小和邊緣方向的判斷上提出了一種新的方法,并在此基礎(chǔ)上發(fā)展了一套適用于數(shù)字視頻芯片的圖像縮放算法。仿真結(jié)果表明此算法由優(yōu)于目前流行的圖像縮放算法。 介紹了FPGA的開發(fā)工作大致可以分為設(shè)計(jì)和驗(yàn)證兩大部分,在具體開發(fā)流程上可以根據(jù)要求靈活控制。縮放芯片的開發(fā)可以分為:芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)、存儲器讀寫控制、IP核復(fù)用設(shè)計(jì)、計(jì)算精度控制等方面的電路設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)完成各級子模塊以后拼接各子模快完成整個(gè)縮放模塊的設(shè)計(jì)。通過測試發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的缺陷,修改再測試,最終完成整個(gè)模塊的設(shè)計(jì)。
上傳時(shí)間: 2013-05-31
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本文對G.729語音編碼算法的基本原理和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)開發(fā)方面進(jìn)行了深入研究。針對G.729語音編碼算法在實(shí)際應(yīng)用中存在的一些問題,在大量分析和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,提出了新的改進(jìn)算法。G.729語音編碼算法硬件實(shí)現(xiàn)方面,國內(nèi)外現(xiàn)在主要以DSP為實(shí)現(xiàn)平臺,這是由于DSP以其卓越的運(yùn)算能力為數(shù)字語音信號處理領(lǐng)域的研究及開發(fā)提供了有力的工具。但G.729語音編碼算法具有計(jì)算復(fù)雜和數(shù)據(jù)存儲量大的固有缺陷,隨著通信量的不斷增加和服務(wù)的擴(kuò)展,對G.729語音編碼實(shí)時(shí)性的要求也越來越高。隨著微電子制造工藝的發(fā)展,越來越多的語音編碼平臺采用DSP與FPGA或MCU相互結(jié)合的系統(tǒng),通過進(jìn)行軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)提高編碼效率。
上傳時(shí)間: 2013-06-30
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本文結(jié)合中國科技大學(xué)大規(guī)模集成電路實(shí)驗(yàn)室和中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所合作的星載紅外相機(jī)項(xiàng)目,為了解決紅外相機(jī)上的不同波段的紅外探測元陣列存在的非均勻性問題,對紅外焦平面探測元陣列存在的非均勻性問題展開了深入的分析和研究。 主要研究和分析了兩類算法的基本原理,重點(diǎn)研究和實(shí)現(xiàn)了定標(biāo)校正算法,通過對積分球定標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的分析,將探測元分成線性探測元和非線性探測元,對線性探測元采用兩點(diǎn)校正法,對非線性探測元采用多點(diǎn)分段校正算法,在利用FPGA硬件實(shí)現(xiàn)非均勻校正時(shí),分析設(shè)計(jì)了基于乘法運(yùn)算和加法運(yùn)算的FPGA實(shí)現(xiàn),在基于乘加器運(yùn)算的FPGA實(shí)現(xiàn)中。設(shè)計(jì)出了乘法和加法整體運(yùn)算的乘加器,內(nèi)部采用流水線wallace樹壓縮結(jié)構(gòu),大大加快乘法和加法的速度。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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本文研究數(shù)字音頻無線傳輸中的前向糾錯(cuò)(FEC)算法和電路的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn).在本文中介紹了一種基于Altera公司的FPGA Cyclone芯片的實(shí)現(xiàn)方案.文章首先介紹了本前向糾錯(cuò)系統(tǒng)采用的方案,然后從總體規(guī)劃的角度介紹了整個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、模塊劃分及所采用的設(shè)計(jì)方法和編程風(fēng)格.之后對各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的描述,并給出了測試數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)結(jié)果及時(shí)序仿真波形圖,并對設(shè)計(jì)的硬件下載驗(yàn)證進(jìn)行了詳細(xì)描述.本文對FEC中的主要功能模塊,諸如Reed-Solomon編解碼,交織與解交織,以及與外圍的接口電路等給出了基本算法以及基于FPGA及硬件描述語言的解決方法.
標(biāo)簽: FPGA 前向糾錯(cuò) 算法 電路設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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隨著圖像處理和模式識別技術(shù)的進(jìn)步,基于生物特征的識別技術(shù)成為蓬勃發(fā)展的高技術(shù)之一,根據(jù)IBG(InternationalBiometricGroup)組織對生物特征市場的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測,該領(lǐng)域的收入的年增長率30-50%,到2008年,全球總收入將達(dá)到46.39億美元。而基于指紋特征的識別技術(shù)由于其獨(dú)特的可靠性,穩(wěn)定性,方便快捷的特點(diǎn),恰好符合了市場的需求。目前指紋識別技術(shù)是生物識別領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的識別技術(shù),也是研究與應(yīng)用的一個(gè)熱點(diǎn)。 SOPC片上可編程系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)是當(dāng)前電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域中最熱門的概念。NiosⅡ是Altera公司開發(fā)的一種采用流水線技術(shù)、單指令流的RISC嵌入式處理器軟核,可以將它嵌入FPGA內(nèi)部,與用戶自定義邏輯結(jié)合構(gòu)成一個(gè)基于FPGA的片上系統(tǒng)。與嵌入式硬核相比較,嵌入式軟核具有更大的靈活性。而FPGA的高速性、恰恰滿足了指紋識別系統(tǒng)對速度的要求。 本文對指紋識別技術(shù)中各個(gè)環(huán)節(jié)的算法進(jìn)行了較為深入的研究,結(jié)合NiosⅡ嵌入式處理器的特點(diǎn),對算法進(jìn)行了合理的選擇與優(yōu)化,形成了一套完整的指紋識別算法,并提出了一種基于FPGA的指紋識別系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案。 論文的內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面: 1、對指紋圖像預(yù)處理、后處理和匹配算法進(jìn)行了改進(jìn),提高了算法的性能;設(shè)計(jì)了一種適用于快速匹配的指紋特征數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);提出了一套基于特征點(diǎn)匹配的指紋識別算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法速度快、誤識率較低、可靠性較高,可以滿足實(shí)用的要求。 2、本著增加系統(tǒng)集成度、減小系統(tǒng)體積、提高便攜性、降低功耗和成本,同時(shí)提升系統(tǒng)的性能的原則,使用Altera公司提供的外圍設(shè)備IP核配合NiosⅡ處理器軟核搭建了一個(gè)單片嵌入式系統(tǒng),然后以內(nèi)嵌NiosⅡ軟核的FPGA和FPS200指紋采集器為核心芯片,外配片外RAM和Flash存儲器以及小鍵盤和LCD顯示屏等器件,設(shè)計(jì)了一個(gè)便攜式指紋識別系統(tǒng),提出了一套基于FPGA的硬件設(shè)計(jì)方案。 3、利用NiosⅡ開發(fā)板對硬件設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了初步的驗(yàn)證,實(shí)現(xiàn)了指紋采集芯片F(xiàn)PS200與FPGA的接口,并進(jìn)行了算法的移植。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文所提出的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案是可行的。基于FPGA的自動指紋識別系統(tǒng)在速度、功耗、體積、擴(kuò)展性方面有著獨(dú)特的優(yōu)勢,具有廣闊的發(fā)展空間。最后提出了對這一設(shè)計(jì)繼續(xù)改進(jìn)的思路和下一步研究的內(nèi)容。
標(biāo)簽: FPGA 指紋識別 法的研究 硬件實(shí)現(xiàn)
上傳時(shí)間: 2013-06-07
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本文主要介紹了基于FPGA的無線信道盲均衡器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),在算法上選擇了比較成熟的DDLMS和CMA相結(jié)合的算法,結(jié)構(gòu)上采用四路正交FIR濾波器模型.在設(shè)計(jì)的過程中我們采取了用MATLAB進(jìn)行算法仿真,VerilogHDL語言進(jìn)行FPGA設(shè)計(jì)的策略.在硬件描述語言的設(shè)計(jì)流程中,信道盲均衡器運(yùn)用了Top-Down的模塊化設(shè)計(jì)方法,大大縮短了設(shè)計(jì)周期,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性.測試結(jié)果表明均衡器所有的性能指標(biāo)均達(dá)到預(yù)定目標(biāo),且工作性能良好,均衡效果較為理想,能夠滿足指標(biāo)要求.本課題所設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的信道盲均衡器,為FPGA芯片設(shè)計(jì)技術(shù)做了有益的探索性嘗試,對今后無線通信系統(tǒng)中的單芯片可編程系統(tǒng)(SOPC)的設(shè)計(jì)運(yùn)用有著積極的借鑒意義.
上傳時(shí)間: 2013-07-11
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如今電力電子電路的控制旨在實(shí)現(xiàn)高頻開關(guān)的計(jì)算機(jī)控制,并向著更高頻率、更低損耗和全數(shù)字化的方向發(fā)展。現(xiàn)場可編程門陣列器件(FieldProgrammableGateArrays)是近年來嶄露頭角的一類新型集成電路,它具有簡潔、經(jīng)濟(jì)、高速度、低功耗等優(yōu)勢,又具有全集成化、適用性強(qiáng),便于開發(fā)和維護(hù)(升級)等顯著優(yōu)點(diǎn)。與單片機(jī)和DSP相比,F(xiàn)PGA的頻率更高、速度更快,這些特點(diǎn)順應(yīng)了電力電子電路的日趨高頻化和復(fù)雜化發(fā)展的需要。因此,在越來越多的領(lǐng)域中FPGA得到了日益廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。 本文提出了一種采用現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)器件實(shí)現(xiàn)數(shù)字化通用PWM控制器的方案。該控制器能產(chǎn)生多路PWM脈沖,具有開關(guān)頻率可調(diào)、各路脈沖間的相位可調(diào)、接口簡單、響應(yīng)速度快、易修改、可現(xiàn)場編程等特點(diǎn),可應(yīng)用于PWM的全數(shù)字化控制。文中對方案的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了比較詳細(xì)的論述,包括A/D采樣控制、PI算法的實(shí)現(xiàn)、PWM波形的產(chǎn)生、各模塊的工作原理等。 本文還提出一種新型ZCT-PWMBoost變換器,詳細(xì)的分析了該變換器的工作過程,并采用基于FPGA的數(shù)字化通用PWM控制器對這種軟開關(guān)Boost變換器進(jìn)行控制,給出了比較完滿的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該控制器以及該ZCTBoost變換器的可行性和有效性,
標(biāo)簽: FPGA PWM 數(shù)字化 制器設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-06-22
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本論文依據(jù)IEEE802.16a物理層對RS-CC碼的參數(shù)要求,研究了RS-CC碼的高速編、譯碼的VLSI硬件算法,同時(shí)對FPGA開發(fā)技術(shù)進(jìn)行了研究,以VerilogHDL為描述語言,在Xilinx公司的FPGA上實(shí)現(xiàn)了高速的RS-CC編、譯碼器。RS譯碼器中,錯(cuò)誤位置多項(xiàng)式和錯(cuò)誤值多項(xiàng)式的求解采用無求逆單元,并具有規(guī)則數(shù)據(jù)流、易于VLSI實(shí)現(xiàn)的改進(jìn)的歐幾里德算法(MEA);CC譯碼器由采用模歸一化路徑度量的全并行的“加比選(ACS)”模塊和具有脈動陣列結(jié)構(gòu)的幸存路徑回溯模塊組成。 在實(shí)現(xiàn)RS-CC譯碼器的過程中,分別從算法上和根據(jù)FPGA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上,對譯碼器做了一些優(yōu)化工作,降低了硬件資源占有率和提高了譯碼速度。 此外,還搭建了以Xilinx公司40萬等效門的FPGASpartan-Ⅲ400-4PQ208為主體,以Cypress公司的USB2.0芯片CY7C68013為高速數(shù)據(jù)接口的硬件試驗(yàn)平臺,并在此試驗(yàn)平臺上實(shí)現(xiàn)了文中的高速RS-CC編譯碼系統(tǒng)。
標(biāo)簽: 802.16 RS-CC IEEE FPGA
上傳時(shí)間: 2013-06-03
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隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,可編程邏輯器件取得了迅速的發(fā)展,其功能日益強(qiáng)大,F(xiàn)PGA內(nèi)部可用邏輯資源飛速增長,近來推出的FPGA都針對數(shù)字信號處理的特點(diǎn)做了特定設(shè)計(jì),集成了存儲器、鎖相環(huán)(PLL)、硬件乘法器、DSP模塊等,通過使用各個(gè)公司提供的FPGA開發(fā)軟件使用硬件描述語言,可以實(shí)現(xiàn)特定的信號處理算法,如FFT、FIR等算法,為電子設(shè)計(jì)工程師提供了新的選擇。實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)采用FPGA+DSP的結(jié)構(gòu)來完成整個(gè)復(fù)雜的圖像處理算法。將圖像處理算法進(jìn)行分類,F(xiàn)PGA和DSP份協(xié)作發(fā)揮各自的長處,對于算法實(shí)現(xiàn)簡單、運(yùn)算量大、實(shí)時(shí)性高的這類處理過程由大容量高性能的FPGA實(shí)現(xiàn),DSP則用來處理經(jīng)過預(yù)處理后的圖像數(shù)據(jù),來運(yùn)行算法結(jié)構(gòu)復(fù)雜,乘加運(yùn)算多的算法。整個(gè)系統(tǒng)主要包括FPGA處理單元、DSP處理單元以及PCI接口通訊三個(gè)部分。主要取得的了以下的研究成果:(1)研究了FPGA的工作原理及應(yīng)用,完成了Stratix芯片的選型。設(shè)計(jì)了數(shù)字圖像處理板的電路原理圖和PCB設(shè)計(jì)圖。并對電路板進(jìn)行調(diào)試,工作正常。(2)完成了FPGA程序下載電纜的PCB電路設(shè)計(jì),并調(diào)試成功,應(yīng)用到FPGA的調(diào)試下載配置中,取得了良好的實(shí)驗(yàn)與經(jīng)濟(jì)效果。(3)充分利用FPGA的設(shè)計(jì)開發(fā)軟件與工具,完成了中值濾波、形態(tài)學(xué)濾波和自適應(yīng)閾值的FPGA實(shí)現(xiàn),并給出了詳細(xì)的實(shí)現(xiàn)過程。將算法下載到FPGA芯片,經(jīng)過試驗(yàn)調(diào)試,達(dá)到要求。(4)研究了PCI接口通訊的實(shí)現(xiàn)方式,選用PCI9054芯片實(shí)現(xiàn)通訊,完成PCI接口電路設(shè)計(jì),經(jīng)過調(diào)試,實(shí)現(xiàn)了中斷、DMA等方式,滿足了數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆#?)學(xué)習(xí)了C6701DSP芯片的工作特性以及內(nèi)部功能結(jié)構(gòu),完成了DSP外圍存儲器的擴(kuò)展、時(shí)鐘信號發(fā)生以及電源模塊等外圍電路的設(shè)計(jì)。
標(biāo)簽: FPGA DSP 紅外 圖像預(yù)處理
上傳時(shí)間: 2013-07-16
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電力線通信技術(shù)利用分布廣泛的低壓電力線作為通信信道,實(shí)現(xiàn)internet高速互連,為用戶提供互聯(lián)網(wǎng)訪問、視頻點(diǎn)播等服務(wù),形成包括電力在內(nèi)的“四網(wǎng)合一”,目前正受到人們的關(guān)注。利用該技術(shù),可以在居民區(qū)內(nèi)建立寬帶接入網(wǎng),也可以利用遍布家庭各個(gè)房間的電源插座組成家庭局域網(wǎng)。但是電力線是傳輸電能的,因此通過電力線傳輸數(shù)據(jù)有許多的問題需要解決。 OFDM(正交頻分復(fù)用)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)電力線通信的一項(xiàng)熱門技術(shù)。OFDM采用添加循環(huán)前綴的技術(shù),能有效地降低ICI(信道間干擾)和ISI(碼間干擾)。同時(shí)通過使用正交的子信道,大大提高了頻譜資源利用率。FPGA作為可編程邏輯器件,具有設(shè)計(jì)時(shí)間短、投資少、風(fēng)險(xiǎn)小的特點(diǎn),而且可以反復(fù)修改,反復(fù)編程,直到完全滿足需要,具有其他方式無可比擬的方便性和靈活性,能夠加速數(shù)字系統(tǒng)的研發(fā)速度。本文著重研究了OFDM同步技術(shù)在FPGA上的實(shí)現(xiàn)。本論文主要是在項(xiàng)目組工作的基礎(chǔ)上構(gòu)造雙路信號數(shù)據(jù)糾正算法流程,提出最佳采樣點(diǎn)與載波相位估計(jì)算法,完善中各個(gè)子模塊算法的硬件設(shè)計(jì)流程。內(nèi)容安排如下:第一章介紹OFDM(正交頻分復(fù)用)技術(shù)的發(fā)展歷史、技術(shù)原理。第二章介紹了PLD的分類、工藝和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),以及FPGA的開發(fā)環(huán)境、開發(fā)流程和Verilog語言的特點(diǎn)。第三章對OFDM系統(tǒng)的同步模塊進(jìn)行詳細(xì)的闡述。第四章是OFDM同步算法的在FPGA上的實(shí)現(xiàn),對各個(gè)子模塊進(jìn)行仿真,給出了仿真波形圖和系統(tǒng)性能分析。最后,第五章總結(jié)了全文的工作,對OFDM技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要進(jìn)一步完善的方面與后續(xù)工作進(jìn)行了探討。
標(biāo)簽: OFDM FPGA PLC 通信系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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