快速傅立葉變換(FFT)是數(shù)字信號(hào)處理中的重要內(nèi)容之一，是很多信號(hào)處理過(guò)程中的核心算法。本文先總結(jié)了快速傅立葉變換的一些常用算法，并綜合種種因素，采用了基2按頻率抽取算法作為實(shí)現(xiàn)算法，然后將以現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)和以DSP處理器這兩種實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理的方式進(jìn)行了比較，指出了各自的優(yōu)點(diǎn)和不足之處。最后以FPGA芯片XCS200為硬件平臺(tái)，以ISE6為軟件平臺(tái)，利用VHDL語(yǔ)言描述的方式實(shí)現(xiàn)了512點(diǎn)16Bit復(fù)數(shù)的快速傅立葉變換系統(tǒng)，并進(jìn)行了仿真、綜合等工作。仿真結(jié)果表明其計(jì)算結(jié)果達(dá)到了一定的精度，運(yùn)行速度可以滿(mǎn)足一般實(shí)時(shí)信號(hào)處理的要求。
標(biāo)簽： FPGA 傅立葉 變換實(shí)現(xiàn)
上傳時(shí)間： 2013-06-08
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本文主要闡述基于FPGA對(duì)IEEE802.3快速以太網(wǎng)MAC層功能的實(shí)現(xiàn).首先介紹了以太網(wǎng)協(xié)議以及快速以太網(wǎng)接入無(wú)源光網(wǎng)EPON的原理,然后重點(diǎn)闡述了MAC層的FPGA設(shè)計(jì)、仿真及測(cè)試.先總體介紹了對(duì)整個(gè)MAC系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、模塊劃分,再對(duì)各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的描述,接著介紹了開(kāi)發(fā)環(huán)境和驗(yàn)證工具,之后給出了測(cè)試方案,驗(yàn)證數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)結(jié)果及時(shí)序仿真波形圖.最后是對(duì)下一步將設(shè)計(jì)的MAC IP應(yīng)用于EPON的MAC層協(xié)議進(jìn)行了研究分析,通過(guò)數(shù)學(xué)推導(dǎo)和實(shí)例給出了MPCP的DBA算法,并討論了在MAC核中添加MPCP協(xié)議的實(shí)現(xiàn)方法.
標(biāo)簽： 802.3 FPGA MAC 快速以太網(wǎng)
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相對(duì)于JPEG中二維離散余弦變換(2DDCT)來(lái)說(shuō)，在JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)中，二維離散小波變換(2DDWT)是其圖像壓縮系統(tǒng)的核心變換。在很多需要進(jìn)行實(shí)時(shí)處理圖像的系統(tǒng)中，如數(shù)碼相機(jī)、遙感遙測(cè)、衛(wèi)星通信、多媒體通信、便攜式攝像機(jī)、移動(dòng)通信等系統(tǒng)，需要用芯片實(shí)現(xiàn)圖像的編解碼壓縮過(guò)程。雖然有許多研究工作者對(duì)圖像處理的小波變換進(jìn)行了研究，但大都只偏重算法研究，對(duì)算法硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)的復(fù)雜性考慮較少，對(duì)圖像處理的小波變換硬件實(shí)現(xiàn)的研究也較少。 本文針對(duì)圖像處理的小波變換算法及其硬件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究。對(duì)文獻(xiàn)[13]提出的“內(nèi)嵌延拓提升小波變換”(Combiningthedata-extensionprocedureintothelifting-basedDWTcore)快速算法進(jìn)行仔細(xì)分析，提出一種基于提升方式的5/3小波變換適合硬件實(shí)現(xiàn)的算法，在MATLAB中仿真驗(yàn)證了該算法，證明其是正確的。并設(shè)計(jì)了該算法的硬件結(jié)構(gòu)，在MATLAT的Simulink中進(jìn)行仿真，對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行VHDL語(yǔ)言的寄存器傳輸級(jí)(RTL)描述與仿真，成功綜合到Altera公司的FPGA器件中進(jìn)行驗(yàn)證通過(guò)。本算法與傳統(tǒng)的小波變換的邊界處理方法比較：由于將其邊界延拓過(guò)程內(nèi)嵌于小波變換模塊中，使該硬件結(jié)構(gòu)無(wú)需額外的邊界延拓過(guò)程，減少小波變換過(guò)程中對(duì)內(nèi)存的讀寫(xiě)量，從而達(dá)到減少內(nèi)存使用量，降低功耗，提高硬件利用率和運(yùn)算速度的特點(diǎn)。本算法與文獻(xiàn)[13]提出的算法相比較：無(wú)需增加額外的硬件計(jì)算模塊，又具有在硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)不改變?cè)瓉?lái)的提升小波算法的規(guī)則性結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。這種小波變換硬件芯片的實(shí)現(xiàn)不僅適用于JPEG2000的5/3無(wú)損小波變換，當(dāng)然也可用于其它各種實(shí)時(shí)圖像壓縮處理硬件系統(tǒng)。
上傳時(shí)間： 2013-06-13
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隨著圖像處理和模式識(shí)別技術(shù)的進(jìn)步，基于生物特征的識(shí)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(duì)生物特征市場(chǎng)的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)，該領(lǐng)域的收入的年增長(zhǎng)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(shí)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(chǎng)的需求。目前指紋識(shí)別技術(shù)是生物識(shí)別領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的識(shí)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(mén)的概念。NiosⅡ是Altera公司開(kāi)發(fā)的一種采用流水線(xiàn)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(hù)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(mǎn)足了指紋識(shí)別系統(tǒng)對(duì)速度的要求。 本文對(duì)指紋識(shí)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(duì)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(shí)別算法，并提出了一種基于FPGA的指紋識(shí)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(duì)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(shí)別算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法速度快、誤識(shí)率較低、可靠性較高，可以滿(mǎn)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?xún)?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(chǔ)器以及小鍵盤(pán)和LCD顯示屏等器件，設(shè)計(jì)了一個(gè)便攜式指紋識(shí)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(kāi)發(fā)板對(duì)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(dòng)指紋識(shí)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(shì)，具有廣闊的發(fā)展空間。最后提出了對(duì)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(shí)別 法的研究 硬件實(shí)現(xiàn)
上傳時(shí)間： 2013-06-07
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網(wǎng)絡(luò)帶寬依然在不斷增長(zhǎng)（尤其是在本地網(wǎng)），最后一公里的高速接入日益普及;另一方面的情況是大容量的磁盤(pán)、FLASH移動(dòng)存儲(chǔ)盤(pán)和激光盤(pán)的容量不斷增大，使得傳送和儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的成本不斷地下降。不僅使人發(fā)問(wèn)：我們孜孜不倦的搞視頻壓縮高級(jí)算法還有多少意義？我們可以看到，算法的復(fù)雜性日益增加，但性能的提高卻接近邊緣。 是什么還在要求更高的壓縮速率？還有被我們遺忘的地方嗎？還有什么應(yīng)用讓我們繼續(xù)追求更精妙的壓縮算法？ 在作者看來(lái)，這個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域就是移動(dòng)視頻服務(wù)。無(wú)線(xiàn)頻譜這種稀缺資源的有限性決定了我們必須繼續(xù)對(duì)視頻壓縮技術(shù)進(jìn)行研究。即使伴隨UMTS/IMT2000的到來(lái)，移動(dòng)終端可以獲得的數(shù)據(jù)速率也限制在144Kbit/s，在微蜂窩的時(shí)候最高能達(dá)到的速率上限也在2Mbit/s。144Kbit/s的速率對(duì)于較高質(zhì)量的視頻傳輸來(lái)講，仍然是有限的。因此，可以預(yù)見(jiàn)，移動(dòng)終端的空中接口這個(gè)瓶頸使得我們必須繼續(xù)進(jìn)行視頻壓縮。 另一方面，移動(dòng)終端領(lǐng)域開(kāi)發(fā)視頻壓縮算法，在其低功耗和實(shí)時(shí)性要求下，也是異常困難的。為了減少計(jì)算的復(fù)雜性和運(yùn)動(dòng)估計(jì)的功耗，業(yè)界提出了許多快速算法，例如2-D的對(duì)數(shù)搜索，三步搜索，聯(lián)合搜索。盡管這些方法減少了功耗，其結(jié)果是視頻壓縮性能的降低，因?yàn)檫@些算法的本質(zhì)是減少了運(yùn)動(dòng)搜索的空間。為了實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)搜索的低功耗，在電路領(lǐng)域又提出了搜索窗口和時(shí)鐘管理的措施。但這些方法都是在犧牲視頻壓縮比性能的基礎(chǔ)進(jìn)行的折中，并沒(méi)有強(qiáng)調(diào)算法映射結(jié)構(gòu)上做出處理。 本論文提出了一種新的解決MPEG-4運(yùn)動(dòng)估計(jì)運(yùn)算的低功耗實(shí)時(shí)處理器架構(gòu)。其基礎(chǔ)是采用了心肌陣列并行處理技術(shù)和低功耗控制電路。運(yùn)動(dòng)估計(jì)的繁復(fù)運(yùn)算通過(guò)心肌陣列分布式運(yùn)算得到有效處理。從理論上看，心肌陣列有其簡(jiǎn)單易理解性，然后，由于FPGA的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)有限性，設(shè)計(jì)這樣一個(gè)陣列仍有許多值得注意的問(wèn)題。論文提出使用保守近似處理在全局運(yùn)動(dòng)估計(jì)中減少功耗，其本質(zhì)是消除不必要的冗余運(yùn)算。宏塊的最小誤差匹配是一個(gè)典型的串行操作過(guò)程。論文新提出的方法是在進(jìn)行絕對(duì)匹配前使用保守計(jì)算，如果保守誤差值與最小誤差差別過(guò)大，則不進(jìn)行絕對(duì)誤差計(jì)算。 總的說(shuō)來(lái)，論文實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)目標(biāo)：通過(guò)心肌陣列實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)的運(yùn)動(dòng)估計(jì)編碼，通過(guò)在算法層次引入控制電路，降低運(yùn)動(dòng)估計(jì)電路的功耗。
上傳時(shí)間： 2013-06-23
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DDS（Direct Digital Synthesis直接數(shù)字頻率合成技術(shù)）是廣泛應(yīng)用的信號(hào)生成方法，其優(yōu)點(diǎn)是易于程控，輸出頻率分辨率高，同時(shí)芯片的集成度高，適合于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)。針對(duì)現(xiàn)有的壓電陶瓷電源輸出波形頻率、相位等不能程控、電路集成度不高、體積和功耗較大等問(wèn)題，本文以ARM作為控制電路核心，引入DDS技術(shù)產(chǎn)生輸出的波形信號(hào)，并由集成高壓運(yùn)放將波形信號(hào)提高至輸出級(jí)的電壓和功率。 在壓電陶瓷電源硬件電路中采用了模塊化設(shè)計(jì)，主要分為ARM控制電路、DDS系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電路和波形調(diào)理電路、高壓運(yùn)放電路等幾個(gè)部分。電源控制電路以三星公司的S3C2440控制器為核心，以觸摸屏作為人機(jī)輸入界面；DDS芯片選用ADI公司的AD9851，設(shè)計(jì)了DDS系統(tǒng)外圍驅(qū)動(dòng)電路，濾波和信號(hào)調(diào)理電路，并應(yīng)用了將DDS與鎖相環(huán)技術(shù)相結(jié)合的雜散問(wèn)題解決方案；高壓運(yùn)放電路由兩級(jí)運(yùn)放電路組成，采用了電壓控制型驅(qū)動(dòng)原理，放大電路的核心是PA92集成高壓運(yùn)放，加入了補(bǔ)償電路以提高系統(tǒng)的響應(yīng)帶寬，并在電源輸出設(shè)置了過(guò)電流保護(hù)和快速放電的放電回路。 電源軟件部分采用WINCE嵌入式系統(tǒng)，根據(jù)WINCE系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)架構(gòu)設(shè)計(jì)DDS芯片的流接口程序，編寫(xiě)了流接口函數(shù)和配置文件，并將流驅(qū)動(dòng)程序集成入WINCE系統(tǒng)；編寫(xiě)了基于EVC的觸摸屏人機(jī)界面主程序，由主程序?qū)⒂脩?hù)輸入?yún)?shù)轉(zhuǎn)換為DDS芯片的控制字，并采用動(dòng)態(tài)加載流驅(qū)動(dòng)方式將控制字送入DDS芯片實(shí)現(xiàn)了對(duì)其輸出的控制。 對(duì)電源進(jìn)行了不同典型波形輸出的測(cè)試實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中，測(cè)試了DDS信號(hào)波形輸出的精度和分辨率、電源動(dòng)態(tài)輸出精度和對(duì)信號(hào)波形的跟隨性和響應(yīng)性能。實(shí)驗(yàn)表明，壓電陶瓷電源輸出信號(hào)波形精度較高，對(duì)波形、頻率等參數(shù)改變的響應(yīng)速度快，達(dá)到電源輸出穩(wěn)定性要求。
標(biāo)簽： ARM DDS 壓電陶瓷 驅(qū)動(dòng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶(hù)：haoxiyizhong
智能繡花機(jī)是當(dāng)代最先進(jìn)的繡花機(jī)械，廣泛應(yīng)用于刺繡行業(yè)，國(guó)產(chǎn)繡花機(jī)著重于中低端產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，而隨著電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，用戶(hù)對(duì)高性能繡花機(jī)的需求日益增大。本文在詳細(xì)分析智能繡花機(jī)工作原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合智能繡花機(jī)的功能需求與當(dāng)前嵌入式領(lǐng)域的最新技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種基于ARM和DSP為處理器的控制系統(tǒng)解決方案，主要研究工作和成果如下： (1)制定了系統(tǒng)總體方案和具體實(shí)驗(yàn)方案，設(shè)計(jì)了信息處理和機(jī)電控制分離的結(jié)構(gòu)。 (2)研制了基于S3C2410X為核心的主控制模塊，設(shè)計(jì)了用于外圍擴(kuò)展的FLASH、SDRAM、USB數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、以太網(wǎng)通信、UART接口、LCD觸摸屏顯示器等硬件電路。 (3)研制了基于TMS320LF2407A為核心的機(jī)電控制模塊，設(shè)計(jì)了繡框電機(jī)和主軸電機(jī)等硬件控制模塊。 (4)設(shè)計(jì)了基于CY7C027的雙口RAM通信模塊，實(shí)現(xiàn)ARM和DSP之間的高速數(shù)據(jù)通信。 (5)采用虛擬機(jī)技術(shù)建立了ARM的Linux交叉編譯環(huán)境和DSP的CCS共存的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境，節(jié)約了使用資源。 (6)研究了DST繡花花樣文件存儲(chǔ)格式以及解碼方法，采用MiniGUI編程實(shí)現(xiàn)了一個(gè)友好的圖形用戶(hù)界面，簡(jiǎn)要介紹SVPWM技術(shù)的DSP實(shí)現(xiàn)。
上傳時(shí)間： 2013-06-24
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ATMEL公司生產(chǎn)的串行Flash AT45系列存儲(chǔ)器的容量已達(dá)到了16Mb,常用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng).文中以AT45D041為例,詳細(xì)介紹了該系列Flash存儲(chǔ)器的命令集以及串行SPI接口的應(yīng)用方法,并給
標(biāo)簽： Flash SPI 串行 中的應(yīng)用
上傳時(shí)間： 2013-05-28
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以神東煤炭公司補(bǔ)連塔裝車(chē)站的研制和使用為例, 介紹了快速定量裝車(chē)系統(tǒng)的原理、功能設(shè)計(jì)和技術(shù)參數(shù), 總結(jié)了其國(guó)產(chǎn)化研制中解決的主要問(wèn)題。關(guān)鍵詞: 自動(dòng)裝車(chē); 稱(chēng)重傳感器; 成套技術(shù)
上傳時(shí)間： 2013-06-01
上傳用戶(hù)：哈哈hah
生物識(shí)別技術(shù)是根據(jù)人體自身所固有的生理特征或行為特征來(lái)進(jìn)行身份識(shí)別。與傳統(tǒng)識(shí)別方法相比，生物特征的身份識(shí)別技術(shù)不存在攜帶不便、丟失、遺忘等問(wèn)題。虹膜識(shí)別以其精確度高、穩(wěn)定性好、高獨(dú)特性、非接觸等特點(diǎn)作為一種新興的生物識(shí)別技術(shù)使它受到國(guó)內(nèi)外研究人員的重視。 近年虹膜識(shí)別理論的發(fā)展十分迅速，到目前為止已經(jīng)有虹膜識(shí)別系統(tǒng)投入了商業(yè)應(yīng)用，但大多數(shù)此類(lèi)系統(tǒng)都需要PC作為運(yùn)行平臺(tái)而缺乏靈活性。但是嵌入式應(yīng)用是虹膜識(shí)別技術(shù)走向?qū)嶋H應(yīng)用的必然趨勢(shì)。因此本文提出了一個(gè)利用DSP+ARM實(shí)現(xiàn)虹膜識(shí)別嵌入式應(yīng)用的一個(gè)方案。本系統(tǒng)由6個(gè)模塊組成：電源管理和監(jiān)控、虹膜圖像采集、虹膜圖像處理(DSP)、存儲(chǔ)器(SDRAM和FLASH)、人機(jī)交互(ARM)以及數(shù)據(jù)傳輸部分。 在硬件設(shè)計(jì)方面介紹了DSP的有關(guān)知識(shí)和DSP系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的過(guò)程，講解了DSP系統(tǒng)各硬件模塊的設(shè)計(jì)與調(diào)試。在軟件設(shè)計(jì)方面介紹了利用CCS開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)流程和調(diào)試經(jīng)驗(yàn)并且對(duì)于如何固化代碼使系統(tǒng)硬件自舉進(jìn)行詳細(xì)闡述，另外還介紹了如何基于WINCE利用ARM系統(tǒng)進(jìn)行人機(jī)界面快速開(kāi)發(fā)。 最后，文章對(duì)未來(lái)工作方向進(jìn)行了簡(jiǎn)要的說(shuō)明。
標(biāo)簽： DSP ARM 虹膜識(shí)別 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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