圖像采集和處理技術(shù)在機器視覺和圖像分析等諸多領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，大部分情況下，采集卡只需將前端相機捕獲的圖像信息正確地傳回計算機即可。但是在要求較高的應(yīng)用場合需要采集卡能準確控制外部光源和相機，完成圖像采集，預處理，數(shù)據(jù)傳輸。只有這樣，用戶才可以根據(jù)不同的興趣和需求對特定的某些圖像進行采集、傳輸以及處理，以達到某種分析目的。 本文根據(jù)國家985二期項目“三維粒子圖像測速系統(tǒng)”的圖像采集與處理需要，設(shè)計開發(fā)了一款以FPGA為核心控制芯片的嵌入式圖像采集卡。采集卡以FPGA為邏輯和算法實現(xiàn)的核心器件，不僅實現(xiàn)了傳統(tǒng)意義上的圖像采集，而且實現(xiàn)了CCD相機控制和激光器同步曝光功能，打破了以往單純靠增加硬件設(shè)備實現(xiàn)同步控制的方法，簡化了系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)并節(jié)約系統(tǒng)成本。此外，在系統(tǒng)中嵌入了圖像增強算法和采用PCI接口與計算機連接滿足了高速采集的要求。同時，采用市場上廣泛應(yīng)用的Camera Link作為采集卡的圖像輸入接口，提高了系統(tǒng)的通用性、傳輸速率和抗干擾能力，簡化圖像獲取設(shè)備和模擬攝像頭之間需要視頻解碼等連接。具有嵌入式處理功能，光源同步和相機控制的采集卡將使機器視覺系統(tǒng)，圖像測速等諸多領(lǐng)域的圖像采集應(yīng)用變得更為便捷。 論文首先對圖像采集卡系統(tǒng)的組成、整體方案和可行性進行了論證。然后給出了圖像采集卡的硬件設(shè)計。在此部分結(jié)合整體設(shè)計方案，討論芯片的選型問題。根據(jù)所選芯片的本身特點，分模塊地對圖像采集卡的硬件設(shè)計原理進行了詳細的闡述。接下來是圖像采集卡的軟件設(shè)計部分。用VHDL和原理圖結(jié)合的方法對FPGA進行編程，實現(xiàn)了圖像采集系統(tǒng)的各個功能模塊。根據(jù)圖像采集系統(tǒng)的要求用DriverWorks軟件設(shè)計了圖像采集卡的WDM底層驅(qū)動程序和上層應(yīng)用程序。最后是用FPGA實現(xiàn)了帶修改參數(shù)的硬件嵌入式圖像處理算法——圖像增強。論文中使用QUARTUS軟件嵌入的邏輯分析儀SignalTap對FPGA設(shè)計的模塊進行了硬件調(diào)試，給出了調(diào)試的時序圖和調(diào)試結(jié)果，經(jīng)測試分析該采集卡滿足“三維粒子圖像測速系統(tǒng)”的要求，達到了預期目標。
上傳時間： 2013-04-24
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實時紅外圖像處理是紅外成像制導的關(guān)鍵技術(shù)。本課題來源于兵器工業(yè)部第209研究所承擔研制的紅外成像制導技術(shù)背景下的紅外圖像信息處理機項目。 本文在總結(jié)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，做了大量紅外圖像信息處理系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計工作。主要有以下幾點： 1．系統(tǒng)方案和總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 在分析比較目前幾種主流系統(tǒng)方案后，將紅外圖像處理機設(shè)計成“雙FPGA+雙DSP+CPCI”結(jié)構(gòu)。選用ADI公司TigerSHARK系列的DSP芯片ADSP-TS201作為系統(tǒng)高層算法處理的核心處理器，選用Altera公司的FPGA芯片StratixⅡ EP2S60F67214作為底層算法處理和接口控制的核心，選用高速CPCI總線作為紅外圖像信息處理機與主機的通訊橋梁。 2．FPGA部分的設(shè)計是本課題的核心，對FPGA部分進行了設(shè)計和調(diào)試 (1)圖像預處理模塊：FPGA負責系統(tǒng)的底層預處理算法和相應(yīng)控制。首先對采集來的圖像數(shù)據(jù)進行中值濾波和直方圖統(tǒng)計，然后按照鏈路口(Linkport)的通信協(xié)議，將預處理后的圖像數(shù)據(jù)實時地從FPGA傳給DSP。 (2)DSP-CPCI橋接模塊：FPGA負責DSP與CPCI的接口，將DSP處理后的結(jié)果通過DSP-CPCI橋接模塊傳給主機。 聯(lián)調(diào)實驗測試表明，實時紅外圖像信息處理成功實現(xiàn)了對典型紅外目標的檢測、識別和跟蹤，從而驗證系統(tǒng)核心FPGA部分的設(shè)計是成功的。
上傳時間： 2013-07-13
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BGA布線指南 BGA CHIP PLACEMENT AND ROUTING RULE BGA是PCB上常用的組件，通常CPU、NORTH BRIDGE、SOUTH BRIDGE、AGP CHIP、CARD BUS CHIP…等，大多是以bga的型式包裝，簡言之，80﹪的高頻信號及特殊信號將會由這類型的package內(nèi)拉出。因此，如何處理BGA package的走線，對重要信號會有很大的影響。 通常環(huán)繞在BGA附近的小零件，依重要性為優(yōu)先級可分為幾類： 1. by pass。 2. clock終端RC電路。 3. damping（以串接電阻、排組型式出現(xiàn)；例如memory BUS信號） 4. EMI RC電路（以dampin、C、pull height型式出現(xiàn)；例如USB信號）。 5. 其它特殊電路（依不同的CHIP所加的特殊電路；例如CPU的感溫電路）。 6. 40mil以下小電源電路組（以C、L、R等型式出現(xiàn)；此種電路常出現(xiàn)在AGP CHIP or含AGP功能之CHIP附近，透過R、L分隔出不同的電源組）。 7. pull low R、C。 8. 一般小電路組（以R、C、Q、U等型式出現(xiàn)；無走線要求）。 9. pull height R、RP。 中文DOC，共5頁，圖文并茂
上傳時間： 2013-04-24
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計算機有關(guān)的接插件的引腳說明,hlp格式。比如串口，并口，PS/2，VGA，PC2，SCSI,IDE，ATA等，均有詳細的引腳定義，還附送了幾個濾波器電路，十分值得收藏。
上傳時間： 2013-04-24
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論文研究了基于Bayer格式的CCD原始圖像的顏色插值算法，并將設(shè)計的改進算法應(yīng)用到以FPGA為核心的圖像采集前端。出于對成本和體積的考慮，一般的數(shù)字圖像采集系統(tǒng)采用單片CCD或CMOS圖像傳感器，然后在感光表面覆蓋一層顏色濾波陣列(CFA)，經(jīng)過CFA后每個像素點只能獲得物理三基色(紅、綠、藍)其中一種分量，形成馬賽克圖像。為了獲得全彩色圖像，就要利用周圍像素點的值近似地計算出被濾掉的顏色分量，稱這個過程為顏色插值。由于當前對圖像采集系統(tǒng)的實時性要求越來越高，業(yè)內(nèi)已經(jīng)開始廣泛采用FPGA來進行圖像處理，充分發(fā)揮硬件并行運算的速度優(yōu)勢，以求在處理速度和成像質(zhì)量兩方面均達到滿意的效果。。主要的工作內(nèi)容如下: 本文首先介紹了彩色濾波陣列、圖像色彩恢復和插值算法的概念，然后分析和研究了當下常用的顏色插值算法，如雙線性插值算法、加權(quán)系數(shù)法等等，指出了各個算法的特點和不足；接下來針對硬件系統(tǒng)并行運算的特性和實時性處理的要求，結(jié)合其中兩種算法的思路設(shè)計了適用于硬件的改進算法，該算法主要引入了方向標志位的概念以及平滑的邊界仲裁法則來檢測邊界，借鑒利用梯度的三角函數(shù)關(guān)系來判斷邊界方向，通過簡化且適用于硬件的方法計算加權(quán)系數(shù)，從而選擇合適的方向進行插值。 在介紹了FPGA用于圖像處理的優(yōu)勢后，針對FPGA的特點采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，詳細闡述了本文算法的軟件實現(xiàn)過程及所使用到的關(guān)鍵技術(shù)；文章設(shè)計了一個以FPGA為核心的前端圖像采集平臺，并將改進插值算法應(yīng)用到整個系統(tǒng)當中。詳細分析了采集前端的硬件需求，討論了核心芯片的選型和硬件平臺設(shè)計中的注意事項，完成了印制電路板的制作。 文章通過MATLAB仿真得到了量化的性能評估數(shù)據(jù)，并選取幾種算法在硬件平臺上運行，得到了實驗圖片。最后結(jié)合圖片的視覺效果和仿真數(shù)據(jù)對幾種不同算法的效果進行了評估和比較，證明改進的算法對圖像質(zhì)量有所增強，取得了良好的效果。
上傳時間： 2013-06-11
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隨著科學技術(shù)水平的不斷提高，數(shù)字集成電路被廣泛應(yīng)用。通用串行總線USB(Universal Serial Bus)是計算機與外圍設(shè)備互連的標準接口之一，是一種點對點的通信接口，可同時支持多個外圍設(shè)備。USB2.0規(guī)范的通信速率非常高，其峰值可達480Mbit/s，使得它已經(jīng)成為目前最流行的外設(shè)接口標準。FPGA芯片是今后電子產(chǎn)品發(fā)展的趨勢，帶有USB接口的FPGA系統(tǒng)將有很好的市場需求和發(fā)展前景。 論文主要從研究FPGA的結(jié)構(gòu)、Xilinx公司Spartan3F系列中的XC3S400的引腳功能、了解FPGA開發(fā)流程、熟悉USB2.0的通信協(xié)議以及驅(qū)動的一些基本知識入手，目的是完成帶有USB接口的FPGA的PCB板的制作和FPGA內(nèi)部程序的編寫以及USB固件的開發(fā)。結(jié)合了Cypress公司的上位機，開發(fā)了基于USB接口的FPGA和PC機通信系統(tǒng)，能夠進行數(shù)據(jù)傳輸。論文研究了Xilinx的3S400芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和各個引腳的功能，設(shè)計了關(guān)于Xilinx的3S400最小系統(tǒng)電路圖，在Xilinx的FPGA的開發(fā)環(huán)境，編寫了FPGA的代碼。由于FPGA內(nèi)嵌的USB2.0的內(nèi)核價格昂貴，需要向生產(chǎn)FPGA的芯片廠商購買，因此論文選擇了外接USB芯片，雖然增加了PCB板的面積，但其開發(fā)成本較低，且技術(shù)成熟，大多數(shù)USB通信研究者進行廣泛研究。論文在詳細介紹了USB2.0的通信協(xié)議，Cypress公司生產(chǎn)的CY7C68013芯片的結(jié)構(gòu)，以及其固件的開發(fā)基礎(chǔ)上，開發(fā)了基于FPGA的USB與PC機的通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)可以和上位機進行點對點的數(shù)據(jù)傳輸，為大批量的數(shù)據(jù)通信產(chǎn)品的開發(fā)提供了研究和生產(chǎn)的基礎(chǔ)。
標簽： FPGA USB 通信系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-26
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軟件通信體系架構(gòu)(SCA)可以實現(xiàn)一個具有開放性、標準化、模塊化的通用軟件無線電平臺，從而使軟件無線電平臺的成本得到顯著降低，應(yīng)用靈活性得到極大增強。雖然SCA通過CORBA機制很好地解決了通用處理器設(shè)備波形組件的互連互通和可移植問題，但是這種機制不能很好地適用于FPGA這種專用處理器。隨著FPGA處理性能的不斷提升，它在SCA系統(tǒng)中的作用越來越突出。因此，如何在SCA系統(tǒng)中很好地集成FPGA波形，如何提高FPGA波形的可移植性就成為當前軟件無線電研究領(lǐng)域中一個非常重要的研究課題。 論文首先通過對現(xiàn)有的旨在解決FPGA波形可移植性的協(xié)議和規(guī)范進行了研究，深入分析了它們的優(yōu)缺點。接下來對MHAL規(guī)范、CP289協(xié)議、OCP接口規(guī)范中的方法加以融合和優(yōu)化，提出了新的FPGA可移植波形結(jié)構(gòu)。這個結(jié)構(gòu)既為FPGA波形設(shè)計了標準的通信接口，又實現(xiàn)了波形應(yīng)用的分離，同時還通過OCP接口實現(xiàn)了波形組件運行環(huán)境的標準化，真正實現(xiàn)了波形的可移植。 其次，論文根據(jù)提出的波形結(jié)構(gòu)，結(jié)合CP289協(xié)議中的操作要求，在原本過于簡單的MHAL消息格式的基礎(chǔ)上進行了細化，同時具體給出了MHAL消息封裝結(jié)構(gòu)和MHAL消息解析結(jié)構(gòu)的處理流程，實現(xiàn)了FPGA波形在SCA系統(tǒng)中的標準通信。論文通過對CP289協(xié)議的深入研究，結(jié)合實際工程應(yīng)用，提出了具體化的容器結(jié)構(gòu)，并進一步進行了容器中組件控制模塊、互連模塊和本地服務(wù)模塊的設(shè)計，實現(xiàn)了波形應(yīng)用的分離。論文以O(shè)CP規(guī)范為基礎(chǔ)，依據(jù)CP289協(xié)議中對組件接口的約束，設(shè)計了幾種典型的組件OCP接口，使得波形組件設(shè)計與系統(tǒng)實現(xiàn)相分離，并真正實現(xiàn)了波形運行環(huán)境的標準化。 最后，論文根據(jù)所設(shè)計的波形結(jié)構(gòu)和組件接口設(shè)計了一個FPGA驗證波形，通過波形的實現(xiàn)，證明FPGA波形組件可以像GPP波形組件一樣可加載、可裝配、可部署、可裝配，驗證了論文所設(shè)計的FPGA波形是與SCA兼容的。另外，通過對波形組件移植試驗，驗證了所設(shè)計的波形結(jié)構(gòu)和組件接口能夠為波形組件提供很好的可移植性。
上傳時間： 2013-04-24
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作者：華清遠見嵌入式學院。《Linux設(shè)備驅(qū)動開發(fā)詳解》第16章、Linux網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是完成用戶數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)媒介上發(fā)送和接收的設(shè)備，它將上層協(xié)議傳遞下來的數(shù)據(jù)包以特定的媒介訪問控制方式進行發(fā)送，并將接收到的數(shù)據(jù)包傳遞給上層協(xié)議。 與字符設(shè)備和塊設(shè)備不同，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備并不對應(yīng)于/dev目錄下的文件，應(yīng)用程序最終使用套接字（socket）完成與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接口。因而在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備身上并不能體現(xiàn)出“一切都是文件”的思想。 Linux系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動定義了4個層次，這4個層次為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議接口層、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口層、提供實際功能的設(shè)備驅(qū)動功能層和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與媒介層。
標簽： Linux 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 驅(qū)動
上傳時間： 2013-05-17
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LM3S系列UART例程：以FIFO中斷方式發(fā)送
上傳時間： 2013-04-24
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LM3S系列UART例程：以FIFO中斷方式接收
上傳時間： 2013-05-20
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