隨著數(shù)碼技術(shù)的不斷發(fā)展,數(shù)字圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,其實(shí)時(shí)處理技術(shù)成為研究的熱點(diǎn)。VLSI技術(shù)的迅猛發(fā)展為數(shù)字圖像實(shí)時(shí)處理技術(shù)提供了硬件基礎(chǔ)。其中FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)的特點(diǎn)使其非常適用于進(jìn)行一些基于像素級(jí)的圖像處理。 傳統(tǒng)的圖像顯示系統(tǒng)必須連接到PC才能觀察圖像視頻,存在著高速實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性問(wèn)題。本設(shè)計(jì)脫離高清晰工業(yè)相機(jī)必須與PC連接才可以觀看到高清晰圖像的束縛,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的小型化。針對(duì)130萬(wàn)像素彩色1/2英寸鎂光CMOS圖像傳感器,提出用硬件實(shí)現(xiàn)Bayer格式到RGB格式轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)方案,完成由黑白圖像到高清彩色圖像的轉(zhuǎn)換,用SDRAM作緩存,輸出標(biāo)準(zhǔn)VGA信號(hào),可直接連接VGA顯示器、投影儀等設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的視頻圖像觀看,與模擬相機(jī)740X576分辨率(480線)圖像相比,設(shè)計(jì)圖像畫(huà)質(zhì)相當(dāng)于1280X1024分辨率(750線),最高幀率25fps,整個(gè)結(jié)構(gòu)應(yīng)用FPGA作為主控制器,用少量的緩存代替?zhèn)鹘y(tǒng)的大容量存儲(chǔ),加快了運(yùn)算速率,減小了電路規(guī)模,滿足圖像實(shí)時(shí)處理的要求,使展現(xiàn)出來(lái)的視頻圖像得到質(zhì)的飛躍。可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制和遠(yuǎn)程監(jiān)控等領(lǐng)域。 論文研究的重點(diǎn)是采用altera公司EP2C芯片前端驅(qū)動(dòng)CMOS圖像傳感器,實(shí)時(shí)采集Bayer圖像象素,分析研究CFA圖像插值算法,實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的實(shí)時(shí)線性插值算法,能夠?qū)斎胧敲肯袼?bit、分辨率為1280×1204的Bayer模式圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)重構(gòu),輸出彩色RGB圖像。由端口FIFO作為數(shù)據(jù)緩沖,存儲(chǔ)一幀圖像到高速SDRAM,構(gòu)建VGA顯示控制器,實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入是每像素24bit(RGB101010)、分辨率為640×480、幀頻25HZ彩色圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。 整個(gè)模塊結(jié)構(gòu)包括電源模塊單元等、CMOS成像單元、FPGA數(shù)據(jù)處理單元、SDRAM控制單元、VGA顯示接口單元。 最后,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,系統(tǒng)達(dá)到了實(shí)時(shí)性,能正確和可靠的工作。整個(gè)設(shè)計(jì)模塊能夠滿足高幀率和高清晰的實(shí)時(shí)圖像處理,占用系統(tǒng)資源很少,用較少的時(shí)間完成了圖像數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換,提高了效率。
標(biāo)簽: FPGA 實(shí)時(shí)圖像采集 與處理系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-06-08
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數(shù)據(jù)采集是信號(hào)與信息系統(tǒng)中一個(gè)重要的組成部分,也是數(shù)字信號(hào)處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本論文主要介紹一種基于FPGA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),提出一種由高速A/D轉(zhuǎn)換芯片、高性能FPGA和PCI總線接口組成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案及其的硬件電路實(shí)現(xiàn)方法。該系統(tǒng)利用AD器件對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、差分轉(zhuǎn)換和模數(shù)轉(zhuǎn)換,利用FPGA設(shè)計(jì)內(nèi)部模塊和時(shí)鐘信號(hào)來(lái)進(jìn)行電路控制及實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)傳遞等功能,最后通過(guò)PCI邏輯接口把暫存在FPGA的數(shù)據(jù)傳送到PC主機(jī)。FPGA作為采集系統(tǒng)的核心部件,完成了內(nèi)部數(shù)字電路設(shè)計(jì),使系統(tǒng)具有很高的可適應(yīng)性、可擴(kuò)展性和可調(diào)試性。 本論文從研究數(shù)據(jù)采集的理論出發(fā),重點(diǎn)研究了A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換、FPGA芯片設(shè)計(jì)及PCI總結(jié)接口設(shè)計(jì),完成了系統(tǒng)的各級(jí)電路硬件設(shè)計(jì),并通過(guò)系統(tǒng)仿真驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性。
標(biāo)簽: FPGA 數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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高速大容量數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)技術(shù)在通信、航天、氣象、雷達(dá)等多個(gè)領(lǐng)域中擁有著廣泛應(yīng)用。各領(lǐng)域科技與信息技術(shù)不斷發(fā)展,對(duì)數(shù)據(jù)的采集和傳輸速率要求越來(lái)越高,對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的速度和容量要求也越來(lái)越高。高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)主要包括存儲(chǔ)介質(zhì)選取、存儲(chǔ)器控制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和總線應(yīng)用等,如何實(shí)時(shí)、高速、連續(xù)大量地采集存儲(chǔ)數(shù)據(jù)是一個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題。 本文設(shè)計(jì)了一種基于FPGA控制的高速數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)系統(tǒng)。該系統(tǒng)選用符合ATA-6規(guī)范的IDE硬盤(pán)作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì),采用RAID0配置的磁盤(pán)陣列形式,并配合板載的128MB內(nèi)存實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的高速大容量穩(wěn)定存儲(chǔ)。 該磁盤(pán)陣列同時(shí)管理五個(gè)IDE硬盤(pán),平均數(shù)據(jù)流達(dá)到250MB/s,峰值傳輸速率達(dá)到500MB/s,也可以擴(kuò)展更多硬盤(pán)構(gòu)成大容量的磁盤(pán)陣列。系統(tǒng)采用PCI-9054橋芯片與計(jì)算機(jī)連接,可同時(shí)存儲(chǔ)四路AD數(shù)據(jù),可以通過(guò)人機(jī)交互界面實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集情況,在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)整個(gè)磁盤(pán)陣列的實(shí)時(shí)控制。
標(biāo)簽: FPGA 高速數(shù)據(jù) 采集
上傳時(shí)間: 2013-06-14
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近年來(lái),瓦斯事故在煤礦生產(chǎn)事故中所占比例越來(lái)越高,給礦工的生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的災(zāi)難,必須加強(qiáng)對(duì)瓦斯的監(jiān)測(cè)監(jiān)控,避免瓦斯爆炸事故。因此對(duì)瓦斯氣體進(jìn)行快速、實(shí)時(shí)檢測(cè)對(duì)于煤礦安全生產(chǎn)及環(huán)境保護(hù)有特別重要的意義。便攜式甲烷檢測(cè)報(bào)警儀是各國(guó)應(yīng)用最早最普遍的一種甲烷濃度檢測(cè)儀表,可隨時(shí)檢測(cè)作業(yè)場(chǎng)所的甲烷濃度,也可使用甲烷傳感器對(duì)甲烷濃度進(jìn)行連續(xù)實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)。大體上當(dāng)前應(yīng)用的便攜式甲烷檢測(cè)儀器,按檢測(cè)原理分為光學(xué)甲烷檢測(cè)儀、熱導(dǎo)型甲烷檢測(cè)儀、熱催化型甲烷檢測(cè)報(bào)警儀、氣敏半導(dǎo)體式甲烷檢測(cè)儀等幾種。 光干涉甲烷檢測(cè)儀性能穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng),測(cè)量準(zhǔn)確,是我國(guó)煤礦主要的便攜式甲烷檢測(cè)儀器。但現(xiàn)有的光干涉甲烷檢測(cè)儀存在自動(dòng)化程度低、測(cè)量方法繁瑣、讀數(shù)不直觀,人為誤差較大、不能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)等缺點(diǎn)。為此本文在干涉型甲烷檢測(cè)儀實(shí)現(xiàn)的原理上提出利用線陣型電荷耦合器件(CCD)對(duì)干涉條紋進(jìn)行非接觸式的自動(dòng)測(cè)量,獲得條紋信息,通過(guò)CCD驅(qū)動(dòng)、高速模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)采集等關(guān)鍵技術(shù),實(shí)現(xiàn)了干涉條紋位移的精確測(cè)量,由單片機(jī)對(duì)量化后的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行智能處理,數(shù)字化顯示甲烷含量的測(cè)量結(jié)果。 光干涉甲烷檢測(cè)的關(guān)鍵是對(duì)干涉條紋中白基線以及黑色條紋位置的檢測(cè),本設(shè)計(jì)采用線陣CCD成像獲取條紋信息判別其位置。CCD是一種性能獨(dú)特的半導(dǎo)體光電器件,近年來(lái)在攝像、工業(yè)檢測(cè)等科技領(lǐng)域里得到了廣泛的應(yīng)用。將CCD技術(shù)應(yīng)用于位置測(cè)量可以實(shí)現(xiàn)高精度和非接觸測(cè)量的要求;運(yùn)用FPGA實(shí)現(xiàn)CCD芯片的驅(qū)動(dòng)具有速度快、穩(wěn)定高等優(yōu)點(diǎn):模數(shù)轉(zhuǎn)換之后的數(shù)據(jù)沒(méi)有采用專用存儲(chǔ)芯片進(jìn)行存儲(chǔ),而采用FPGA硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)和Verilog HDL硬件描述語(yǔ)言編寫(xiě)代碼實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集模塊系統(tǒng),同時(shí)提高數(shù)據(jù)采集精準(zhǔn)度,既降低成本又提高了存儲(chǔ)效率。 本文設(shè)計(jì)的新系統(tǒng)使用方便、精度高、數(shù)據(jù)可儲(chǔ)存,克服了傳統(tǒng)光干涉甲烷檢測(cè)儀的缺點(diǎn),技術(shù)指標(biāo)和功能都得到較大改善。
上傳時(shí)間: 2013-06-08
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隨著圖像處理技術(shù)和投影技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對(duì)高沉浸感的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景提出了更高的要求,這種虛擬顯示的場(chǎng)景往往由多通道的投影儀器同時(shí)在屏幕上投影出多幅高清晰的圖像,再把這些單獨(dú)的圖像拼接在一起組成一幅大場(chǎng)景的圖像。而為了給人以逼真的效果,投影的屏幕往往被設(shè)計(jì)為柱面屏幕,甚至是球面屏幕。當(dāng)圖像投影在柱面屏幕的時(shí)候就會(huì)發(fā)生幾何形狀的變化,而避免這種幾何變形的就是圖像拼接過(guò)程中的幾何校正和邊緣融合技術(shù)。 一個(gè)大場(chǎng)景可視化系統(tǒng)由投影機(jī)、投影屏幕、圖像融合機(jī)等主要模塊組成。在虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用系統(tǒng)中,要實(shí)現(xiàn)高臨感的多屏幕無(wú)縫拼接以及曲面組合顯示,顯示系統(tǒng)還需要運(yùn)用幾何數(shù)字變形及邊緣融合等圖像處理技術(shù),實(shí)現(xiàn)諸如在平面、柱面、球面等投影顯示面上顯示圖像。而關(guān)鍵設(shè)備在于圖像融合機(jī),它實(shí)時(shí)采集圖形服務(wù)器,或者PC的圖像信號(hào),通過(guò)圖像處理模塊對(duì)圖像信息進(jìn)行幾何校正和邊緣融合,在處理完成后再送到顯示設(shè)備。 本課題提出了一種基于FPGA技術(shù)的圖像處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的AiD采集、圖像數(shù)據(jù)在SRAM以及SDRAM中的存取、圖像在FPGA內(nèi)部的DSP運(yùn)算以及圖像數(shù)據(jù)的D/A輸出。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心部分在于系統(tǒng)的控制以及數(shù)字信號(hào)的處理。本課題采用XilinxVirtex4系列FPGA作為主處理芯片,并利用VerilogHDL硬件描述語(yǔ)言在FPGA內(nèi)部設(shè)計(jì)了A/D模塊、D/A模塊、SRAM、SDRAM以及ARM處理器的控制器邏輯。 本課題在FPGA圖像處理系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了一個(gè)ARM處理器模塊,用于上電時(shí)對(duì)系統(tǒng)在圖像變化處理時(shí)所需參數(shù)進(jìn)行傳遞,并能實(shí)時(shí)從上位機(jī)更新參數(shù)。該設(shè)計(jì)在提高了系統(tǒng)性能的同時(shí)也便于系統(tǒng)擴(kuò)展。 本文首先介紹了圖像處理過(guò)程中的幾何變化和圖像融合的算法,接著提出了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案及模塊劃分,然后圍繞FPGA的設(shè)計(jì)介紹了SDRAM控制器的設(shè)計(jì)方法,最后介紹了ARM處理器的接口及外圍電路的設(shè)計(jì)。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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隨著信息技術(shù)和電子技術(shù)的進(jìn)步和日益成熟,計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。由于ISA數(shù)據(jù)采集卡的固有缺陷,PCI接口的數(shù)據(jù)采集卡將逐漸取代ISA數(shù)據(jù)采集卡,成為數(shù)據(jù)采集的主流。為了簡(jiǎn)化PCI數(shù)據(jù)采集卡結(jié)構(gòu),提高數(shù)據(jù)采集可靠性,本文研究并開(kāi)發(fā)了一種基于FPGA的PCI結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)采集卡系統(tǒng)。 論文對(duì)PCI對(duì)目標(biāo)設(shè)備數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)的原理和方法進(jìn)行了深入研究,設(shè)計(jì)了基于FPGA的PCI數(shù)據(jù)采集卡的硬件電路,通過(guò)在FPGA中嵌入了PCI目標(biāo)設(shè)備的IP核與用戶邏輯部分,構(gòu)成了SOPC系統(tǒng)。使用Verilog硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了FPGA內(nèi)部采集數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)管理寄存器和FIFO數(shù)據(jù)緩沖隊(duì)列等模塊電路。利用ModelSim對(duì)PCI系統(tǒng)進(jìn)行了仿真。完成了系統(tǒng)硬件電路PCB板的設(shè)計(jì),最終制作了PCI數(shù)據(jù)采集卡。 論文針對(duì)PCI結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)采集卡系統(tǒng)軟件需求,研究了WDM設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件、Windows環(huán)境的簡(jiǎn)易虛擬示波器以及簡(jiǎn)易虛擬邏輯儀實(shí)現(xiàn)原理和方法。利用DriverStudio+Windows DDK for XP+VC6的軟件平臺(tái),開(kāi)發(fā)了WDM設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。實(shí)現(xiàn)了Windows環(huán)境的簡(jiǎn)易虛擬示波器,和簡(jiǎn)易虛擬邏輯儀。系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果表明該系統(tǒng)設(shè)計(jì)正確,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,功能和指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
標(biāo)簽: FPGA PCI 數(shù)據(jù)采集卡
上傳時(shí)間: 2013-07-27
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隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn)以及移動(dòng)通訊技術(shù)在日常生活中的不斷深入,數(shù)據(jù)采集不斷地向多路、高速、智能化的方向發(fā)展。本文針對(duì)此需求,實(shí)現(xiàn)了一種應(yīng)用FPGA的多路、高速的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),從而為測(cè)量?jī)x器提供良好的采集數(shù)據(jù)。 本文設(shè)計(jì)了一種基于AD+FPGA+DSP的多路數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng),針對(duì)此系統(tǒng)設(shè)計(jì)了基于AD9446的模數(shù)轉(zhuǎn)換采集板,再將模數(shù)轉(zhuǎn)換采集板的數(shù)據(jù)傳送至基于FPGA的采集控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的壓縮以及緩沖存儲(chǔ),最后由DSP調(diào)入數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。本文的設(shè)計(jì)主要分為兩部分,一部分為模數(shù)轉(zhuǎn)換采集板的設(shè)計(jì)與調(diào)試,另一部分為采集控制模塊的設(shè)計(jì)與仿真。 經(jīng)設(shè)計(jì)與調(diào)試,模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊可為系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù),能穩(wěn)定工作在百兆的頻率下;采集控制模塊能實(shí)時(shí)地完成數(shù)據(jù)壓縮與數(shù)據(jù)緩沖,并能通過(guò)時(shí)鐘管理模塊來(lái)控制前端AD的采樣,該模塊也能穩(wěn)定工作在百兆的頻率下。該系統(tǒng)為多路、高速的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),并能穩(wěn)定工作,從而能滿足電子測(cè)量?jī)x器的要求。關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)采集;FPGA;AD9446
標(biāo)簽: FPGA 高速數(shù)據(jù) 采集
上傳時(shí)間: 2013-06-04
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數(shù)據(jù)采集處理技術(shù)是現(xiàn)代信號(hào)處理的基礎(chǔ),廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、聲納、軟件無(wú)線電、瞬態(tài)信號(hào)測(cè)試等領(lǐng)域。隨著信息科學(xué)的飛速發(fā)展,人們面臨的信號(hào)處理任務(wù)越來(lái)越繁重,對(duì)數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高。近年來(lái)FPGA由于其設(shè)計(jì)靈活性、更強(qiáng)的適應(yīng)性及可重構(gòu)性,結(jié)合SDRAM的高速、大容量、價(jià)格優(yōu)勢(shì),在設(shè)計(jì)高速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時(shí)受到了廣泛的關(guān)注。 本課題重點(diǎn)研究了基于FPGA與DDR2-SDRAM的高速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)技術(shù),為需要大容量存儲(chǔ)器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了新的思路。在深入研究了DDR2-SDRAM器件的基本構(gòu)造與工作原理的基礎(chǔ)上,結(jié)合成熟的商業(yè)化IP核,提出了基于FPGA與DDR2-SDRAM的高速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,并從總體設(shè)計(jì)構(gòu)想到各邏輯細(xì)節(jié)實(shí)現(xiàn)都進(jìn)行了詳細(xì)描述。根據(jù)DDR2-SDRAM的特點(diǎn),選擇合適的內(nèi)存調(diào)度方案,采用Verilog HDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了該高速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),并對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行驗(yàn)證與分析,結(jié)果表明本設(shè)計(jì)完全能夠滿足系統(tǒng)的性能指標(biāo)。
上傳時(shí)間: 2013-06-24
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數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是信號(hào)與信息處理系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分,同時(shí)也是軟件無(wú)線電系統(tǒng)中的核心模塊,在現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)以及無(wú)線基站系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。為了能夠滿足目前對(duì)軟件無(wú)線電接收機(jī)自適應(yīng)性及靈活性的要求,并充分體現(xiàn)在高性能FPGA平臺(tái)上設(shè)計(jì)SOC系統(tǒng)的思路,本文提出了由高速高精度A/D轉(zhuǎn)換芯片、高性能FPGA、PCI總線接口、DB25并行接口組成的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案及實(shí)現(xiàn)方法。其中FPGA作為本系統(tǒng)的控制核心和傳輸橋梁,發(fā)揮了極其重要的作用。通過(guò)FPGA不僅完成了系統(tǒng)中全部數(shù)字電路部分的設(shè)計(jì),并且使系統(tǒng)具有了較高的可適應(yīng)性、可擴(kuò)展性和可調(diào)試性。 在時(shí)序數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)上,充分利用FPGA中豐富的時(shí)序資源,如鎖相環(huán)PLL、觸發(fā)器,緩沖器FIFO、計(jì)數(shù)器等,能夠方便的完成對(duì)系統(tǒng)輸入輸出時(shí)鐘的精確控制以及根據(jù)系統(tǒng)需要對(duì)各處時(shí)序延時(shí)進(jìn)行修正。 在存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)上,采用FPGA片內(nèi)存儲(chǔ)器。可根據(jù)系統(tǒng)需要隨時(shí)進(jìn)行設(shè)置,并且能夠方便的完成數(shù)據(jù)格式的合并、拆分以及數(shù)據(jù)傳輸率的調(diào)整。 在傳輸接口設(shè)計(jì)上,采用并行接口和PCI總線接口的兩種數(shù)據(jù)傳輸模式。通過(guò)FPGA中的宏功能模塊和IP資源實(shí)現(xiàn)了對(duì)這兩種接口的邏輯控制,可使系統(tǒng)方便的在兩種傳輸模式下進(jìn)行切換。 在系統(tǒng)工作過(guò)程控制上,通過(guò)VB程序編寫(xiě)了應(yīng)用于PC端的上層控制軟件。并通過(guò)并行接口實(shí)現(xiàn)了PC和FPGA之間的交互,從而能夠方便的在PC機(jī)上完成對(duì)系統(tǒng)工作過(guò)程的控制和工作模式的選擇。 在系統(tǒng)調(diào)試方面,充分利用QuartuslI軟件中自帶的嵌入式邏輯分析儀SignalTaplI,實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的驗(yàn)證了在系統(tǒng)整個(gè)傳輸過(guò)程中數(shù)據(jù)的正確性和時(shí)序性,并極大的降低了用常規(guī)儀器觀測(cè)FPGA中眾多待測(cè)引腳的難度。 本文第四章針對(duì)FPGA中各功能模塊的邏輯設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)分析,并對(duì)每個(gè)模塊都給出了精確的仿真結(jié)果。同時(shí),文中還在其它章節(jié)詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)、并行接口設(shè)計(jì)、PCI接口設(shè)計(jì)、PC端控制軟件設(shè)計(jì)以及用于調(diào)試過(guò)程中的SignalTapⅡ嵌入式邏輯分析儀的使用方法,并且也對(duì)系統(tǒng)的仿真結(jié)果和測(cè)試結(jié)果給出了分析及討論。最后還附上了系統(tǒng)的PCB版圖、FPGA邏輯設(shè)計(jì)圖、實(shí)物圖及注釋詳細(xì)的相關(guān)源程序清單。
標(biāo)簽: FPGA 控制 高速數(shù)據(jù)
上傳時(shí)間: 2013-07-09
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本文研究特種LCD的圖像處理方法和FPGA實(shí)現(xiàn)方案,并研制出基于FPGA的若干實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng),有效地解決目前存在的問(wèn)題。本文主要研究?jī)?nèi)容為: (1)給出一種基于彩色空間變換的色彩調(diào)整方法,在YCrCb空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)亮度和色度分離,避免了RGB空間兩者同時(shí)變化造成偏色和失真的現(xiàn)象,并在FPGA內(nèi)采用流水線結(jié)構(gòu)改進(jìn)3階矩陣運(yùn)算的邏輯結(jié)構(gòu),節(jié)省出2/3的邏輯資源,提高了模塊的最高運(yùn)行速度。 (2)研究利用FPGA實(shí)現(xiàn)圖像實(shí)時(shí)縮放處理的方法,選擇能夠滿足特種LCD要求的雙線性插值法作為研究對(duì)象,實(shí)時(shí)計(jì)算插值系數(shù)dx和dy,并采用流水線結(jié)構(gòu)進(jìn)行插值計(jì)算,僅使用FPGA中的3個(gè)雙端口RAM來(lái)緩沖圖像數(shù)據(jù),沒(méi)有外擴(kuò)大容量幀存儲(chǔ)器,降低了成本,提高特種LCD的系統(tǒng)兼容性。 (3)設(shè)計(jì)一種針對(duì)特種LCD更為簡(jiǎn)捷、有效的隔行轉(zhuǎn)逐行掃描的實(shí)現(xiàn)方案,即利用圖像實(shí)時(shí)縮放的方法,把一場(chǎng)圖像縮放到LCD的分辨率,實(shí)現(xiàn)復(fù)合視頻圖像在LCD的“滿屏”顯示,改善現(xiàn)有特種LCD在顯示隔行掃描的復(fù)合視頻信號(hào)時(shí),遇到圖像信息丟失或顯示效果不佳的問(wèn)題。 (4)設(shè)計(jì)出一種基于字符和位圖的數(shù)字OSD控制核,合理使用分布式RAM和塊RAM兩種邏輯資源來(lái)存儲(chǔ)字符和位圖信息,OSD圖像由數(shù)字邏輯自動(dòng)合成,編程簡(jiǎn)單靈活,使特種LCD的參數(shù)調(diào)整更加方便。 (5)研制成功基于FPGA的特種LCD顯示控制板,能顯示三種分辨率640×480,800×600,1024×768的圖像信號(hào);支持寬范圍的亮度、對(duì)比度、顯示位置等參數(shù)的實(shí)時(shí)調(diào)整,并提供全功能的透明OSD菜單進(jìn)行指示。 (6)研制成功基于FPGA的特種LCD圖像調(diào)節(jié)板,用于對(duì)某型號(hào)機(jī)載特種LCD進(jìn)行改造,增加寬范圍的亮度、對(duì)比度、圖像顯示位置的實(shí)時(shí)調(diào)整功能,提供無(wú)信號(hào)輸入檢測(cè)與OSD指示功能,提高圖像顯示的性能,通過(guò)了環(huán)境溫度試驗(yàn)與性能測(cè)試,并已裝機(jī)。 (7)研制成功基于DSP和FPGA的圖像采集顯示板,實(shí)現(xiàn)了對(duì)全分辨率復(fù)合視頻信號(hào)進(jìn)行25幀/秒的實(shí)時(shí)采集和顯示,在DSP內(nèi)使用“三幀”輪換的圖像數(shù)據(jù)緩沖方法提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)處理能力,使之能夠完成一定復(fù)雜度的實(shí)時(shí)圖像處理。
上傳時(shí)間: 2013-06-12
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