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二進制

二維DCT/IDCT處理核的FPGA設(shè)計與實現(xiàn)

離散余弦變換(DCT)及其反變換(IDCT)在圖像編解碼方面應(yīng)用十分廣泛，至今已被JPEG、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4和H.26x等國際標準所采用。由于其計算量較大，軟件實現(xiàn)往往難以滿足實時處理的要求，因而在很多實際應(yīng)用中需要采用硬件設(shè)計的DCT/IDCT處理電路來滿足我們對處理速度的要求。本文所研究的內(nèi)容就是針對圖像處理應(yīng)用的8×8二維DCT/IDCT處理核的硬件實現(xiàn)。本文首先介紹了DCT和IDCT在圖像處理中的作用和原理，詳細說明了DCT變換實現(xiàn)圖像壓縮的過程，并與其它變換比較說明了用DCT變換實現(xiàn)圖像壓縮的優(yōu)勢。接著，分析研究了DCT的各種快速算法，總結(jié)了前人對DCT快速算法及其實現(xiàn)所做的研究。本文給出了兩種性能、資源上有一定差異的二維DCT/IDCT的FPGA設(shè)計方案。兩種方案均利用DCT的行列分離特性，采用流水線設(shè)計技術(shù)，將二維DCT/IDCT實現(xiàn)轉(zhuǎn)化為兩個一維DCT/IDCT實現(xiàn)。在一維DCT/IDCT設(shè)計中，根據(jù)圖像處理的特點對Loeffler算法的數(shù)據(jù)流進行了優(yōu)化，通過合理安排時鐘周期數(shù)和簡化各周期內(nèi)的操作，大大縮短了關(guān)鍵路徑的執(zhí)行時間，從而提高了流水線的執(zhí)行速度。最后，對所設(shè)計的DCT/IDCT處理核進行了綜合和時序仿真。結(jié)果表明，當(dāng)使用Altera公司的MERCURY系列FPGA器件時，本文設(shè)計的方案一能夠在116M時鐘頻率下正確完成8×8的二維DCT或IDCT的邏輯運算，消耗2827個邏輯單元；方案二能夠在74M時鐘頻率下正常工作，消耗1629個邏輯單元。

標簽： IDCT FPGA DCT 二維

上傳時間： 2013-07-14

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基于FPGA的工業(yè)X-CT二代掃描控制系統(tǒng)研究

工業(yè)X-CT（X-ray Computed Tomography）無損檢測技術(shù)是以不損傷或者破壞被檢測對象的一種高新檢測技術(shù)，被譽為最佳的無損檢測手段，在無損檢測領(lǐng)域日益受到人們的青睞。近年來，各國都在投入大量的人力、物力對其進行研究與開發(fā)。目前，工業(yè)CT主要采用第二代和第三代掃描方式。在工業(yè)CT第三代掃描方式中，掃描系統(tǒng)僅作“旋轉(zhuǎn)”運動，控制系統(tǒng)比較簡單。對此，我國已取得了可喜的成績。然而，對工業(yè)CT系統(tǒng)中的二代掃描運動控制系統(tǒng)，即針對“平移+旋轉(zhuǎn)”運動的控制系統(tǒng)的研究，我國已有采用，但與發(fā)達國家相比，還存在較大的差距。二代掃描方式與其它掃描方式相比，具有對被檢物的尺寸沒有要求，且能夠?qū)Ω信d趣的檢測區(qū)域進行局部掃描的獨特優(yōu)點。同時X光源的射線出束角較小（一般小于20°），因此在工業(yè)X-CT系統(tǒng)主要采用二代掃描運動控制。有鑒于此，本論文結(jié)合有關(guān)科研項目，開展了工業(yè)X-CT二代掃描控制系統(tǒng)的研究。論文首先介紹了工業(yè)X-CT系統(tǒng)的工作原理和各種掃描運動控制方式的特點，闡述了開展二代掃描控制的研究目的和意義。其次，根據(jù)二代掃描控制的特點，提出了“在優(yōu)先滿足工業(yè)X-CT二代掃描控制的基礎(chǔ)上，力求實現(xiàn)對工業(yè)X-CT掃描運動的通用控制，使其能同時支持一、三代掃描方式”的設(shè)計思想。據(jù)此，研究確立了基于單片機AT89LV52及FPGA芯片EP1C3T100C8的運動控制架構(gòu)，以實現(xiàn)二代掃描控制系統(tǒng)的設(shè)計方案。論文詳細介紹了可編程邏輯器件FPGA的工作原理和開發(fā)流程，并對其相關(guān)開發(fā)環(huán)境QuartusII4.1作了闡述。結(jié)合運動控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計，詳細介紹了各功能模塊的具體設(shè)計過程，給出了相關(guān)的設(shè)計原理框圖和實際運行波形。并制作了相應(yīng)的PCB板，調(diào)試了整個硬件控制系統(tǒng)。最后，論文還詳細研究了利用VisualC++6.0來完成上位機控制軟件的設(shè)計，給出了運動控制主界面及掃描運動控制功能軟件設(shè)計的流程圖。論文對整個運動控制系統(tǒng)采用的經(jīng)濟型的開環(huán)控制技術(shù)所帶來的不利影響，分析研究了增加步進電機的細分數(shù)以提高掃描精度的可能性，并對所研究的控制系統(tǒng)在調(diào)試過程中出現(xiàn)的一些問題及解決方案作了簡要的分析，提出了一些完善方法。

標簽： FPGA X-CT 工業(yè) 掃描控制

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：stella2015
JPEG2000二維離散小波變換快速算法研究和FPGA實現(xiàn)

相對于JPEG中二維離散余弦變換(2DDCT)來說，在JPEG2000標準中，二維離散小波變換(2DDWT)是其圖像壓縮系統(tǒng)的核心變換。在很多需要進行實時處理圖像的系統(tǒng)中，如數(shù)碼相機、遙感遙測、衛(wèi)星通信、多媒體通信、便攜式攝像機、移動通信等系統(tǒng)，需要用芯片實現(xiàn)圖像的編解碼壓縮過程。雖然有許多研究工作者對圖像處理的小波變換進行了研究，但大都只偏重算法研究，對算法硬件實現(xiàn)時的復(fù)雜性考慮較少，對圖像處理的小波變換硬件實現(xiàn)的研究也較少?！　”疚尼槍D像處理的小波變換算法及其硬件實現(xiàn)進行了研究。對文獻[13]提出的“內(nèi)嵌延拓提升小波變換”(Combiningthedata-extensionprocedureintothelifting-basedDWTcore)快速算法進行仔細分析，提出一種基于提升方式的5/3小波變換適合硬件實現(xiàn)的算法，在MATLAB中仿真驗證了該算法，證明其是正確的。并設(shè)計了該算法的硬件結(jié)構(gòu)，在MATLAT的Simulink中進行仿真，對該結(jié)構(gòu)進行VHDL語言的寄存器傳輸級(RTL)描述與仿真，成功綜合到Altera公司的FPGA器件中進行驗證通過。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程內(nèi)嵌于小波變換模塊中，使該硬件結(jié)構(gòu)無需額外的邊界延拓過程，減少小波變換過程中對內(nèi)存的讀寫量，從而達到減少內(nèi)存使用量，降低功耗，提高硬件利用率和運算速度的特點。本算法與文獻[13]提出的算法相比較：無需增加額外的硬件計算模塊，又具有在硬件實現(xiàn)時不改變原來的提升小波算法的規(guī)則性結(jié)構(gòu)的特點。這種小波變換硬件芯片的實現(xiàn)不僅適用于JPEG2000的5/3無損小波變換，當(dāng)然也可用于其它各種實時圖像壓縮處理硬件系統(tǒng)。

標簽： JPEG 2000 FPGA 二維

上傳時間： 2013-06-13

上傳用戶：jhksyghr
基于提升機構(gòu)的二維離散小波的FPGA設(shè)計

在衛(wèi)星遙感設(shè)備中，隨著遙感技術(shù)的發(fā)展和對傳輸式觀測衛(wèi)星遙感圖像質(zhì)量要求的不斷提高，航天遙感圖像的分辨率和采樣率也越來越高，由此引起高分辨率遙感圖像數(shù)據(jù)存儲量和傳輸數(shù)據(jù)量的急劇增長，然而衛(wèi)星信道帶寬有限。為了盡量保持高分辨率遙感圖像所具有的信息，必須解決輸入數(shù)據(jù)碼率和傳輸信道帶寬之間的矛盾。所以星載高分辨率遙感圖像數(shù)據(jù)的高保真、實時、大壓縮比壓縮技術(shù)就成了解決這一矛盾的關(guān)鍵技術(shù)。FPGA器件為實現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮提供了一種壓縮算法的硬件實現(xiàn)的一個理想的平臺。FPGA器件集成度高，體積小，通過用戶編程實現(xiàn)專門應(yīng)用的功能。它允許電路設(shè)計者利用基于計算機的開發(fā)平臺，經(jīng)過設(shè)計輸入，仿真，測試和校驗，直到達到預(yù)期的結(jié)果，減少了開發(fā)周期。小波變換能夠適應(yīng)現(xiàn)代圖像壓縮所需要的如多分辨率、多層質(zhì)量控制等要求，在較大壓縮比下，小波圖像壓縮質(zhì)量明顯好于DCT變換，因此小波變換成為新一代壓縮標準JPEG2000的核心算法。同時，小波變換的提升算法結(jié)構(gòu)簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)快速算法，有利于硬件實現(xiàn)，因此提升小波變換對于采用FPGA或ASIC來實現(xiàn)圖像變換來說是很好的選擇。本文針對衛(wèi)星遙感圖像的數(shù)據(jù)流，主要研究可以對衛(wèi)星圖像進行實時二維小波變換的方案。針對提升小波變換的VLSI結(jié)構(gòu)和FPGA設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)，從邊界延拓、濾波器結(jié)構(gòu)、整數(shù)小波、定點運算、原位運算等方面進行了研究和討論，并且完成了針對衛(wèi)星遙感圖像的分塊二維9/7提升小波變換的FPGA實現(xiàn)。采用VerIlog語言對設(shè)計進行了仿真驗證，并將仿真結(jié)果同matlab仿真結(jié)果進行了比較，比較結(jié)果表明該方案能實現(xiàn)對衛(wèi)星遙感圖像數(shù)據(jù)流的二維提升小波變換的功能。同時QuartusII綜合結(jié)果也表明，系統(tǒng)時鐘能夠工作在很高的頻率，可以滿足高速實時對衛(wèi)星圖像的小波變換處理。

標簽： FPGA 提升機二維離散小波

上傳時間： 2013-06-15

上傳用戶：00.00
制絨工藝

填補了制絨工藝數(shù)據(jù)的空白，為今后設(shè)計研發(fā)出更有利于大規(guī)模生產(chǎn)線上應(yīng)用的清洗設(shè)備奠定了堅實的基礎(chǔ)。

標簽： 工藝

上傳時間： 2013-07-03

上傳用戶：qilin
基于ARM的PDF417二維條碼識別

條碼技術(shù)是隨通信技術(shù)，計算機技術(shù)的發(fā)展應(yīng)運而生的自動識別技術(shù)的一種。根據(jù)二進制編碼規(guī)則對應(yīng)形成的由對光反映率不同的條、空組成的圖形，經(jīng)光電掃描識讀器掃描，將采集的信息經(jīng)處理器進行處理，從而達到自動識別的目的。條碼技術(shù)自出現(xiàn)以來，得到了人們的普遍關(guān)注，發(fā)展十分迅速，已廣泛用于交通運輸、商業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、制造業(yè)、倉儲業(yè)、郵電業(yè)等領(lǐng)域，極大的提高了數(shù)據(jù)采集和信息處理的速度，提高了工作效率，并為管理的科學(xué)化、信息化和現(xiàn)代化作出了貢獻。目前常用的是一維條碼，但一維條碼最大的弱點就是表征的信息量是有限的，需要依賴外部數(shù)據(jù)庫支持，離開這個數(shù)據(jù)庫條碼本身就沒有意義了。二維條碼克服了這一弱點，它是在一維條碼基礎(chǔ)上形成的高密度、高信息量的條碼，可以將大量信息在小區(qū)域內(nèi)編碼，它本身就是一個完整的數(shù)據(jù)文件，是實現(xiàn)證件、卡片等信息存儲、攜帶并可以通過機器自動識讀的理想方法。本課題采用流行的嵌入式技術(shù)，采用S3C44BOX作為二維條碼PDF417識別器的數(shù)據(jù)采集終端，該終端內(nèi)嵌μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)，將應(yīng)用分解成多任務(wù)，簡化了應(yīng)用系統(tǒng)軟件設(shè)計；使控制系統(tǒng)的實時性得到了保證，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性；同時也增強了系統(tǒng)的可擴展性和產(chǎn)品開發(fā)的可延續(xù)性。本課題的主要任務(wù)是PDF417(Portable Data File)二維條碼圖像的識別。先由掃描儀或照相機獲取二維條碼的原始圖像，再由PC(Personal Computer)計算機中的圖象處理程序?qū)D象數(shù)據(jù)進行處理，然后在條碼中定位單個碼字符號的圖像，利用算法識別出單個碼字符號。本文在條碼圖像的預(yù)處理方面進行了算法改進，取得了較好的成果，能夠有效的去掉干擾噪聲和圖像定位。通過實驗結(jié)果表明：本課題研究的二維條碼識別系統(tǒng)是比較令人滿意的。

標簽： ARM 417 二維條碼

上傳時間： 2013-08-01

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空間矢量PWM算法的理解.pdf

三相spwm信號是由高頻載波和三相調(diào) 制波比較而得的，三相svpwm信號也可理解為由高頻載波和三相調(diào)制波比較而得，區(qū)別是前者的三相調(diào)制波是三相對稱的正弦波，后者的三相調(diào)制波是三相對稱的馬鞍形波，馬鞍形波由正弦波和一定幅值的三次諧波復(fù)合而成。但令人回味的是，svpwm的最初出現(xiàn)和發(fā)展卻和以上思路大相徑庭，其完全從空間矢量的角度出發(fā)，后來人們才發(fā)現(xiàn)svpwm和spwm的以上淵源[1]。至今svpwm已在三相或多相逆變器中得以廣泛應(yīng)用，其原因有兩個，一是采用svpwm的逆變器輸出相電壓中的基波含量高于采用spwm的逆變器[2][3]，二是dsp的快速運算能力可以實時計算開關(guān)時間。但在實際應(yīng)用svpwm時，往往對以下問題感到疑惑：svpwm算法的推導(dǎo)、開關(guān)向量的選擇、dsp的實現(xiàn)、逆變器輸出相電壓有效值的大小。本文的內(nèi)容將有助這些疑惑的解決，更靈活地應(yīng)用svpwm算法。

標簽： PWM 空間矢量算法

上傳時間： 2013-06-05

上傳用戶：851197153
基于最小二乘法的永磁同步電機在線參數(shù)辨識的仿真研究.pdf

較高性能的永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)需要實時更新電機參數(shù)，文章中采用一種在線辨識永磁同步電機參數(shù)的方法。這種基于最小二乘法參數(shù)辨識方法是在轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)坐標系下進行的，通過MATLAB/SIMULINK對基于最小二乘法的永磁同步電機參數(shù)辨識進行了仿真，仿真結(jié)果表明這種電機參數(shù)辨識方法能夠?qū)崟r、準確地更新電機控制參數(shù)。關(guān)鍵詞：永磁同步電機;參數(shù)辨識;最小二乘法

標簽： 最小二乘法參數(shù)辨識仿真研究

上傳時間： 2013-06-06

上傳用戶：685
基于FPGA的機載二次雷達硬件系統(tǒng)

二次雷達(Secondary Surveillance Radar)是民航空中管制(Air Traffic Control)和軍事敵我識別(Identification Friend or Foe)系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分,由于這兩個應(yīng)用領(lǐng)域都要求很高的可靠性和穩(wěn)定性,因此,二次雷達一直是國內(nèi)外雷達信號處理領(lǐng)域的研究熱點.傳統(tǒng)的機載二次雷達應(yīng)答器普遍采用中小規(guī)模集成電路和分立元件設(shè)計,其穩(wěn)定性和可靠性差,實時處理能力也很有限,無法完成高密度、大容量的應(yīng)答.針對這些缺陷,本論文提出一種全新的應(yīng)答數(shù)字信號處理器硬件結(jié)構(gòu),即FPGA+DSP的混合結(jié)構(gòu).這種硬件體系結(jié)構(gòu)的特點是可靠性高,集成度高,通用性強,適于模塊化設(shè)計,處理速度快,能實時處理多個應(yīng)答信號,以及進行置信度分析和生成報表.此項目中,本文作者主要負責(zé)FPGA部分硬件設(shè)計.FPGA主要完成雙通道數(shù)據(jù)采集、產(chǎn)生視頻信號和旁瓣抑制信號、計算當(dāng)前飛機相對本地接收天線的方位和距離、與DSP實時交換數(shù)據(jù)、上傳報表等功能.論文詳細分析了接收機信號處理算法在FPGA中的硬件實現(xiàn)方案,在提高系統(tǒng)可靠性、堅固性以及FPGA資源的合理利用方面做了深入的探討.同時給出不同層次關(guān)鍵模塊的HDL實現(xiàn)及其時序仿真結(jié)果.

標簽： FPGA 機載二次雷達硬件系統(tǒng)

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：西伯利亞狼
基于FPGA和DSP技術(shù)的二次雷達應(yīng)答處理器

該論文介紹二次雷達的基本概念、發(fā)展歷史、工作流程和運作機理以及單脈沖二次雷達的系統(tǒng)原理,并且對傳統(tǒng)的單脈沖二次雷達應(yīng)答信號處理器的硬件結(jié)構(gòu)進行改進,提出一種全新的應(yīng)答處理器硬件結(jié)構(gòu),即FPGA+DSP的混合結(jié)構(gòu).這種硬件結(jié)構(gòu)的特點是結(jié)構(gòu)靈活,有較強的通用性.該論文圍繞FPGA+DSP這種數(shù)字信號處理的硬件結(jié)構(gòu),闡述了它在單脈沖二次雷達應(yīng)答數(shù)字信號處理器中的應(yīng)用,使用VHDL語言設(shè)計FPGA程序,并且給出主要模塊的仿真結(jié)果.FPGA主要完成距離計數(shù)、方位計數(shù)、脈沖分解、產(chǎn)生應(yīng)答數(shù)據(jù)送給DSP、與PC104交換報表等功能.長時間的成功試驗表明,基于FPGA和DSP技術(shù)的二次雷達應(yīng)答信號處理器在3毫秒內(nèi)可以同時處理四個重疊應(yīng)答,計算所接收的每一個脈沖的到達方向,得到真實脈沖并且給出脈沖置信度.系統(tǒng)達到了預(yù)期的目的.該課題的另外一個重要意義是對傳統(tǒng)的二次監(jiān)視雷達應(yīng)答信號處理器進行了改進,使單脈沖二次雷達系統(tǒng)的應(yīng)答處理能力在可靠性、穩(wěn)定性和系統(tǒng)精度三個方面有質(zhì)的飛躍.

標簽： FPGA DSP 二次雷達處理器

上傳時間： 2013-04-24

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