隨著科學技術的發展,指紋識別技術被廣泛應用到各種不同的領域。對于一般的指紋識別系統,其設計要求具有很高的實時性和易用性,因此識別算法應該具有較低的復雜度,較快的運算速度,從而滿足實時性的要求。所以有必要根據不同的識別算法采用不同的實現平臺,使得指紋識別系統具有較高的可靠性、實時性、有效性等性能要求。 SOPC片上可編程系統和嵌入式系統是當前電子設計領域中最熱門的概念。NiosⅡ是Altera.公司開發的一種采用流水線技術、單指令流的RISC嵌入式處理器軟核,可以將它嵌入到FPGA內部,與用戶自定義邏輯組建成一個基于FPGA的片上專用系統。 本文在綜合考慮各種應用情況的基礎上,以網絡技術、數據庫技術、指紋識別技術和嵌入式系統技術為理論基礎,提出了一種有效可行的系統架構方案。對指紋識別技術中各個環節的算法和原理進行了深入研究,合理的改進了部分指紋識別算法;同時為了提高系統的實時性,采用NiosⅡ嵌入式處理器和FPGA硬件模塊實現指紋圖像處理主要算法。論文主要包括以下幾個方面: 1、對指紋圖像預處理、特征提取和特征匹配算法原理進行闡述,同時改進了指紋圖像的細化算法,提高了算法的性能,并設計了一套實用的指紋特征數據結構; 2、針對指紋圖像預處理模塊,包括圖像的歸一化、頻率提取、方向提取以及方向濾波,采用基于FPGA的硬件電路的方式實現。實驗結果表明,在保證系統誤識率較低、可靠性高的基礎上,大大提高了系統的執行速度; 3、改變了傳統的單枚指紋識別方法,提出采用多枚指紋唯一標識身份,大大降低了識別系統的誤識率; 4、改進了傳統的基于三角形匹配中獲取基準點的方法,同時結合可變界限盒思想進行指紋特征匹配。 5、結合COM+技術、數據庫技術和網絡技術,開發了后臺指紋特征匹配服務系統,實現了嵌入式指紋識別系統同數據庫的實時信息交換。 實驗結果表明,本文所提出的系統構架方案有效可行,基于FPGA的自動指紋識別系統在速度、功耗、擴展性等方面具有獨特的優勢,擁有廣闊的發展前景。
上傳時間: 2013-04-24
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采用現場可編程門陣列(FPGA)可以快速實現數字電路,但是用于生成FPGA編程的比特流文件的CAD工具在編制大規模電路時常常需要數小時的時間,以至于許多設計者甚至通過在給定FPGA上采用更多的資源,或者以犧牲電路速度為代價來提高編制速度。電路編制過程中大部分時間花費在布線階段,因此有效的布線算法能極大地減少布線時間。 許多布線算法已經被開發并獲得應用,其中布爾可滿足性(SAT)布線算法及幾何查找布線算法是當前最為流行的兩種。然而它們各有缺點:基于SAT的布線算法在可擴展性上有很大缺陷;幾何查找布線算法雖然具有廣泛的拆線重布線能力,但當實際問題具有嚴格的布線約束條件時,它在布線方案的收斂方面存在很大困難。基于此,本文致力于探索一種能有效解決以上問題的新型算法,具體研究工作和結果可歸納如下。 1、在全面調查FPGA結構的最新研究動態的基礎上,確定了一種FPGA布線結構模型,即一個基于SRAM的對稱陣列(島狀)FPGA結構作為研究對象,該模型僅需3個適合的參數即能表示布線結構。為使所有布線算法可在相同平臺上運行,選擇了美國北卡羅來納州微電子中心的20個大規模電路作為基準,并在布線前采用VPR399對每個電路都生成30個布局,從而使所有的布線算法都能夠直接在這些預制電路上運行。 2、詳細研究了四種幾何查找布線算法,即一種基本迷宮布線算法Lee,一種基于協商的性能驅動的布線算法PathFinder,一種快速的時延驅動的布線算法VPR430和一種協商A
上傳時間: 2013-05-18
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由于其很強的糾錯性能和適合硬件實現的編譯碼算法,卷積編碼和軟判決維特比譯碼目前已經廣泛應用于衛星通信系統。然而隨著航天事業的發展,衛星有效載荷種類的增多和分辨率的不斷提高,信息量越來越大。如何在低信噪比的功率受限信道條件下提高傳輸速率成為目前亟待解決的問題。本論文結合在研項目,在編譯碼算法、編譯碼器的設計與實現、編譯碼器性能提高三個方面對卷積編碼和維特比譯碼進行了深入研究,并進一步介紹了使用VHDL語言和原理圖混合輸入的方式,實現一種(7,3/4)增信刪余方式的高速卷積編碼器和維特比譯碼器的詳細過程;然后將設計下載到XILINX的Virtex2 FPGA內部進行功能和時序確認,最終在整個數據傳輸系統中測試其性能。本文所實現的維特比譯碼器速率達160Mbps,遠遠高于目前國內此領域內的相關產品速率。 首先,論文具體介紹了卷積編碼和維特比譯碼的算法,研究卷積碼的各種參數(約束長度、生成多項式、碼率以及增信刪余等)對其譯碼性能的影響;針對項目需求,確定卷積編碼器的約束長度、生成多項式格式、碼率和相應的維特比譯碼器的回歸長度。 其次,論文介紹了編解碼器的軟、硬件設計和調試一根據已知條件,使用VHDL語言和原理圖混合輸入的方式設計卷積編碼和維特比譯碼的源代碼和原理圖,分別采用功能和電路級仿真,確定卷積編碼和維特比譯碼分別需要占用的資源,考慮卷積編碼器和維特比譯碼器的具體設計問題,包括編譯碼的基本結構,各個模塊的功能及實現策略,編譯碼器的時序、邏輯綜合等;根據軟件仿真結果,分別確定卷積編碼器和維特比譯碼器的接口、所需的FPGA器件選型和進行各自的印制板設計。利用卷積碼本身的特點,結合FPGA內部結構,采用并行卷積編碼和譯碼運算,設計出高速編譯碼器;對軟、硬件分別進行驗證和調試,并將驗證后的軟件下載到FPGA進行電路級調試。 最后,論文討論了卷積編碼和維特比譯碼的性能:利用已有的測試設備在整個數據傳輸系統中測試其性能(與沒有采用糾錯編碼的數傳系統進行比對);在信道中加入高斯白噪聲,模擬高斯信道,進行誤碼率和信噪比測試。
上傳時間: 2013-04-24
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軟件無線電(Software Radio)具有高度靈活性、開放性,很容易實現與現有和未來多種電臺的兼容,能最大限度的滿足了互聯互通的要求。而基于多相濾波器組的信道化軟件無線電接收技術以其固有的全概率接收、降采樣速率以及其大幅提高運算速率的能力越來越受到重視。本文主要研究了基于現場可編程門陣列(FPGA)的軟件無線電信道化中頻接收技術設計與實現。 首先介紹了軟件無線電的基本概念以及其發展狀況,深入討論了軟件無線電的基本理論,主要介紹了設計中所用到的帶通采樣技術、信號的抽取技術與多相濾波技術。 然后簡要介紹了信道化中頻接收機的射頻(Radio Frequency,RF)前端接收技術,設置寬中頻超外差接收機射頻前端的設計指標,給出了改進的實信號濾波器組低通型實現結構,并依此推導和建立了實信號多相濾波器組信道化中頻接收機的數學模型。 最后基于EP1S80開發平臺實現了實信號多相濾波器組信道化的中頻接收機。給出了多相濾波器、抽取運算、FFT運算、信道劃分以及復乘運算的設計方案。仿真結果表明,該接收機能夠實現對中頻信號的正確接收,驗證了系統設計的可行性。
上傳時間: 2013-06-12
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目前,H.264是圖像編碼研究領域的一個熱點。它在語言結構、預測算法、數據變換等方面做了很大的改進,在低碼率傳輸、高清晰度顯示及網絡接入等性能上相比以往標準有了顯著提高,使得H.264在視頻會議、視頻點播、數字電視和手...
上傳時間: 2013-05-27
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德州儀器(TI)通過多種不同的處理工藝提供了寬范圍的運算放大器產品,其類型包括了高精度、微功耗、低電壓、高電壓、高速以及軌至軌。TI還開發了業界最大的低功耗及低電壓運算放大器產品選集,其設計特性可滿足寬范圍的多種應用
上傳時間: 2013-06-16
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這篇論文以數字電視條件接收系統為研究對象,系統硬件設計以DSP和FPGA為實現平臺,采用以DSP實現其加密算法、以FPGA實現其外圍電路,對數字電視條件接收系統進行設計。首先根據數字電視條件接收系統的原理及其軟硬分離的發展趨勢,提出采用 DSP+FPGA結構的設計方式,將ECC與AES加密算法應用于SK與CW的加密;根據其原理對系統進行總體設計,同時對系統各部分的硬件原理圖進行詳細設計,并進行 PCB設計。其次采用從上而下的設計方式,對FPGA實現的邏輯功能劃分為各個功能模塊,然后再對各個模塊進行設計、仿真。采用Quartus Ⅱ7.2軟件對FPGA實現的邏輯功能進行設計、仿真。仿真結果表明:基于通用加擾算法(CSA)的加擾器模塊,滿足TS流加擾要求;塊加密模塊的最高時鐘頻率達到229.89MHz,流加密模塊的最高時鐘頻率達到331.27MHz,對于實際的碼流來說,具有比較大的時序裕量;DSP接口模塊滿足 ADSP BF-535的讀寫時序;包處理模塊實現對加密后數據的包處理。最后對條件接收系統中加密算法程序采用結構化、模塊化的編程方式進行設計。 ECC設計時采用C語言與匯編語言混合編程,充分利用兩種編程語言的優勢。將ECC 與AES加密算法在VisualDSP++3.0開發環境下進行驗證,并下載至ADSP BF-535評估板上運行。輸出結果表明:有限域運算匯編語言編程的實現方式,其運行速度明顯提高, 192位加法提高380個時鐘周期,32位乘法提高92個時鐘周期;ECC與AES達到加密要求。上述工作對數字電視條件接收系統的設計具有實際的應用價值。關鍵詞:條件接收,DSP,FPGA,ECC,AEs
上傳時間: 2013-07-03
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本文將高效數字調制方式QAM和軟件無線電技術相結合,在大規模可編程邏輯器件FPGA上對16QAM算法實現。在當今頻譜資源日趨緊缺的情況下有很大現實意義。 論文對16QAM軟件實現的基礎理論,帶通采樣理論、變速率數字信號處理相關抽取內插技術做了推導和分析;深入研究了軟件無線電核心技術數字下變頻原理和其實現結構;對CIC、半帶等高效數字濾波器原理結構和性能作了研究;16QAM調制和解調系統設計采用自項向下設計思想;采用硬件描述語言VerilogHDL在EDA工具QuartusII環境下實現代碼輸入;對系統調試采用了算法仿真和在系統實測調試相結合方法。 論文首先對16QAM調制解調算法進行系統級仿真,并對實現的各模塊的可行性仿真驗證,在此基礎上,完成了調制端16QAM信號的時鐘分頻模塊、串并轉換模塊、星座映射、8倍零值內插、低通濾波以及FPGA和AD9857接口等模塊;解調器主要完成帶通采樣、16倍CIC抽取濾波,升余弦滾降濾波,以及16QAM解碼等模塊,實現了16QAM調制器;給出了中頻信號時域測試波形和頻譜圖。本系統在200KHz帶寬下實現了512Kbps的高速數據數率傳輸。論文還對增強型數字鎖相環EPLL的實現結構進行了研究和性能分析。
上傳時間: 2013-07-29
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隨著Internet的不斷發展,人們希望日常生活中所用到的嵌入式設備都能夠很方便地實現Intemet接入,這對嵌入式系統設計提出了新的挑戰,要求低成本、多功能、高性能。這些是目前嵌入式系統設計的熱點。 可編程邏輯器件FPGA在過去的幾十年中取得了飛速發展,從最初的幾千門到現在的幾百萬門,可靠性與集成度不斷提高,而功耗和成本卻在不斷降低,具有很高的性價比。再加上開發周期短、對開發人員的要求相對較低的優點,因此被大量應用于嵌入式系統設計中。 本文是基于FPGA高性價比、可靈活配置的特點,也是當前流行的“微控制器+FPGA”的嵌入式系統設計方式,所以我們提出了基于FPGA的實現方案。本文通過在FPGA中硬件實現嵌入式TCP/IP協議(包括UDP、IP、ARP、TCP等網絡協議)以及以太網MAC協議,并提供標準MII接口,通過外接PHY實現網絡連接。最終成功地通過了驗證。 基于FPGA的實現可以有效地降低成本,同時可以在其中集成其他功能模塊,提高整個系統的集成度,減小PCB版圖面積和布線復雜度,有利于提高系統可靠性。因此,本研究課題對嵌入式系統設計有很大的實用價值。
上傳時間: 2013-07-08
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此電路為05年參加全國大學生電子賽數控恒流源中壓控電流源部分的電路圖,輸出電流可在0-2000mA之間可調.
標簽: 壓控恒流源
上傳時間: 2013-06-10
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