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光譜數(shù)據(jù)<b>采集</b>

  • 基于FPGA的B型超聲成像系統的設計與實現.rar

    便攜式B型超聲診斷儀具有無創傷、簡便易行、相對價廉等優勢,在臨床中越來越得到廣泛的應用。它將超聲波技術、微電子技術、計算機技術、機械設計與制造及生物醫學工程等技術融合在一起。開展該課題的研究對提高臨床診斷能力和促進我國醫療事業的發展具有重要的意義。 便攜式B型超聲診斷儀由人機交互系統、探頭、成像系統、顯示系統構成。其基本工作過程是:首先人機交互系統接收到用戶通過鍵盤或鼠標發出的命令,然后成像系統根據命令控制探頭發射超聲波,并對回波信號處理、合成圖像,最后通過顯示系統完成圖像的顯示。 成像系統作為便攜式B型超聲診斷儀的核心對圖像質量有決定性影響,但以前研制的便攜式B型超聲診斷儀的成像系統在三個方面存在不足:第一、采用的是單片機控制步進電機,控制精度不高,導致成像系統采樣不精確;第二、采用的數字掃描變換算法太粗糙,影響超聲圖像的分辨率;第三、它的CPU多采用的是51系列單片機,測量速度太慢,同時也不便于系統升級和擴展。 針對以上不足,提出了基于FPGA的B型超聲成像系統解決方案,采用Altera公司的EP2C5Q208C8芯片實現了步進電機步距角的細分,使電機旋轉更勻速,提高了采樣精度;提出并采用DSTI-ULA算法(Uniform Ladder Algorithm based on Double Sample and Trilinear Interotation)在FPGA內實現數字掃描變換,提高了圖像分辨率;人機交互系統采用S3C2410-AL作為CPU,改善了測量速度和系統的擴展性。 通過對系統硬件電路的設計、制作,軟件的編寫、調試,結果表明,本文所設計的便攜式B型超聲成像系統圖像分辨率高、測量速度快、體積小、操作方便。本文所設計的便攜式B型超聲診斷儀可在野外作業和搶險(諸如地震、抗洪)中發揮作用,同時也可在鄉村診所中完成對相關疾病的診斷工作。

    標簽: FPGA 超聲成像

    上傳時間: 2013-05-18

    上傳用戶:helmos

  • 基于FPGA的實時圖像采集與處理系統研究.rar

    隨著數碼技術的不斷發展,數字圖像處理的應用領域不斷擴大,其實時處理技術成為研究的熱點。VLSI技術的迅猛發展為數字圖像實時處理技術提供了硬件基礎。其中FPGA(現場可編程門陣列)的特點使其非常適用于進行一些基于像素級的圖像處理。 傳統的圖像顯示系統必須連接到PC才能觀察圖像視頻,存在著高速實時性、穩定性問題。本設計脫離高清晰工業相機必須與PC連接才可以觀看到高清晰圖像的束縛,實現系統的小型化。針對130萬像素彩色1/2英寸鎂光CMOS圖像傳感器,提出用硬件實現Bayer格式到RGB格式轉換的設計方案,完成由黑白圖像到高清彩色圖像的轉換,用SDRAM作緩存,輸出標準VGA信號,可直接連接VGA顯示器、投影儀等設備進行實時的視頻圖像觀看,與模擬相機740X576分辨率(480線)圖像相比,設計圖像畫質相當于1280X1024分辨率(750線),最高幀率25fps,整個結構應用FPGA作為主控制器,用少量的緩存代替傳統的大容量存儲,加快了運算速率,減小了電路規模,滿足圖像實時處理的要求,使展現出來的視頻圖像得到質的飛躍。可以廣泛應用于工業控制和遠程監控等領域。 論文研究的重點是采用altera公司EP2C芯片前端驅動CMOS圖像傳感器,實時采集Bayer圖像象素,分析研究CFA圖像插值算法,實現了基于FPGA的實時線性插值算法,能夠對輸入是每像素8bit、分辨率為1280×1204的Bayer模式圖像數據進行實時重構,輸出彩色RGB圖像。由端口FIFO作為數據緩沖,存儲一幀圖像到高速SDRAM,構建VGA顯示控制器,實現對輸入是每像素24bit(RGB101010)、分辨率為640×480、幀頻25HZ彩色圖像進行實時顯示。 整個模塊結構包括電源模塊單元等、CMOS成像單元、FPGA數據處理單元、SDRAM控制單元、VGA顯示接口單元。 最后,對系統進行了調試。經實驗驗證,系統達到了實時性,能正確和可靠的工作。整個設計模塊能夠滿足高幀率和高清晰的實時圖像處理,占用系統資源很少,用較少的時間完成了圖像數據的轉換,提高了效率。

    標簽: FPGA 實時圖像采集 與處理系統

    上傳時間: 2013-06-08

    上傳用戶:zhengjian

  • 基于FPGA的數據采集系統研究.rar

    數據采集是信號與信息系統中一個重要的組成部分,也是數字信號處理的關鍵環節。本論文主要介紹一種基于FPGA的數據采集系統,提出一種由高速A/D轉換芯片、高性能FPGA和PCI總線接口組成的數據采集系統方案及其的硬件電路實現方法。該系統利用AD器件對信號進行放大、差分轉換和模數轉換,利用FPGA設計內部模塊和時鐘信號來進行電路控制及實現數據緩存、數據傳遞等功能,最后通過PCI邏輯接口把暫存在FPGA的數據傳送到PC主機。FPGA作為采集系統的核心部件,完成了內部數字電路設計,使系統具有很高的可適應性、可擴展性和可調試性。 本論文從研究數據采集的理論出發,重點研究了A/D模數轉換、FPGA芯片設計及PCI總結接口設計,完成了系統的各級電路硬件設計,并通過系統仿真驗證了系統的可行性。

    標簽: FPGA 數據采集 系統研究

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:小楊高1

  • 基于FPGA的cPCI接口數據采集系統設計.rar

    高速數據采集系統在信號檢測、雷達、圖像處理、網絡通信等領域有廣泛應用,不同的應用要求使用不同的總線和不同的設計,但是,無論基于何種應用,其設計的關鍵在接口的實現上。 @@ 隨著cPCI總線技術的發展,cPCI總線逐漸代替了PCI總線、VME總線,成為測控領域中最受人們青睞的總線形式。 @@ 為滿足高速采集過程中數據傳輸速度的要求和采集卡與PC機連接的機械強度的要求,本論文提出設計基于cPCI總線接口的數據采集系統。設計中利用單片FPGA芯片實現PCI協議,代替傳統的FIFO芯片和串并轉換芯片,并完成對模擬電路的控制功能;并提出將應用程序中的一部分數據讀寫操作放入動態鏈接庫中,減少因應用程序反復調用驅動程序而造成的資源浪費和時間的延遲。 @@ 通過分析PCI總線協議,理解高頻數字電路設計方法和高速數據采集原理,本文開發了基于cPCI接口的高速數據采集系統。經過綜合測試和現場應用驗證表明,采集系統已達到了要求的性能指標。 @@關鍵詞:FPGA;數據采集系統;cPCI; PC

    標簽: FPGA cPCI 接口

    上傳時間: 2013-07-08

    上傳用戶:ikemada

  • 基于FPGA的高速數據采集存儲系統設計.rar

    高速大容量數據采集存儲技術在通信、航天、氣象、雷達等多個領域中擁有著廣泛應用。各領域科技與信息技術不斷發展,對數據的采集和傳輸速率要求越來越高,對數據存儲的速度和容量要求也越來越高。高速數據存儲主要包括存儲介質選取、存儲器控制、數據存儲和總線應用等,如何實時、高速、連續大量地采集存儲數據是一個關鍵性問題。 本文設計了一種基于FPGA控制的高速數據采集存儲系統。該系統選用符合ATA-6規范的IDE硬盤作為數據存儲介質,采用RAID0配置的磁盤陣列形式,并配合板載的128MB內存實現對數據的高速大容量穩定存儲。 該磁盤陣列同時管理五個IDE硬盤,平均數據流達到250MB/s,峰值傳輸速率達到500MB/s,也可以擴展更多硬盤構成大容量的磁盤陣列。系統采用PCI-9054橋芯片與計算機連接,可同時存儲四路AD數據,可以通過人機交互界面實時監控數據采集情況,在計算機上實現整個磁盤陣列的實時控制。

    標簽: FPGA 高速數據 采集

    上傳時間: 2013-06-14

    上傳用戶:2404

  • 基于線陣CCD和FPGA干涉型甲烷測量儀的研究.rar

    近年來,瓦斯事故在煤礦生產事故中所占比例越來越高,給礦工的生產生活帶來了極大的災難,必須加強對瓦斯的監測監控,避免瓦斯爆炸事故。因此對瓦斯氣體進行快速、實時檢測對于煤礦安全生產及環境保護有特別重要的意義。便攜式甲烷檢測報警儀是各國應用最早最普遍的一種甲烷濃度檢測儀表,可隨時檢測作業場所的甲烷濃度,也可使用甲烷傳感器對甲烷濃度進行連續實時地監測。大體上當前應用的便攜式甲烷檢測儀器,按檢測原理分為光學甲烷檢測儀、熱導型甲烷檢測儀、熱催化型甲烷檢測報警儀、氣敏半導體式甲烷檢測儀等幾種。 光干涉甲烷檢測儀性能穩定、使用壽命長,測量準確,是我國煤礦主要的便攜式甲烷檢測儀器。但現有的光干涉甲烷檢測儀存在自動化程度低、測量方法繁瑣、讀數不直觀,人為誤差較大、不能存儲數據等缺點。為此本文在干涉型甲烷檢測儀實現的原理上提出利用線陣型電荷耦合器件(CCD)對干涉條紋進行非接觸式的自動測量,獲得條紋信息,通過CCD驅動、高速模數轉換、數據采集等關鍵技術,實現了干涉條紋位移的精確測量,由單片機對量化后的測量信號進行智能處理,數字化顯示甲烷含量的測量結果。 光干涉甲烷檢測的關鍵是對干涉條紋中白基線以及黑色條紋位置的檢測,本設計采用線陣CCD成像獲取條紋信息判別其位置。CCD是一種性能獨特的半導體光電器件,近年來在攝像、工業檢測等科技領域里得到了廣泛的應用。將CCD技術應用于位置測量可以實現高精度和非接觸測量的要求;運用FPGA實現CCD芯片的驅動具有速度快、穩定高等優點:模數轉換之后的數據沒有采用專用存儲芯片進行存儲,而采用FPGA硬件開發平臺和Verilog HDL硬件描述語言編寫代碼實現數據采集模塊系統,同時提高數據采集精準度,既降低成本又提高了存儲效率。 本文設計的新系統使用方便、精度高、數據可儲存,克服了傳統光干涉甲烷檢測儀的缺點,技術指標和功能都得到較大改善。

    標簽: FPGA CCD 線陣

    上傳時間: 2013-06-08

    上傳用戶:jogger_ding

  • 基于FPGA的PCI總線圖像采集卡的設計與實現.rar

    圖像采集系統是數字圖像信號處理過程中不可缺少的重要部分,它將前端相機所捕獲的模擬信號轉化為數字信號,或者直接從數字相機中獲取數字信號,然后通過高速的計算機總線傳回計算機,憑借計算機的強大的運算、數據存儲與處理等操作能力,可以方便快捷地對信號進行分析處理,具有人機友好、功能靈活、可移植性強等優點。隨著對數據傳送速度要求的提高,PCI總線以其高的數據傳輸率,即插即用,低功耗等眾多優點,得到廣泛的應用。本文針對PCI總線接口電路使用的廣泛性,介紹了PLX公司橋接芯片PCI9054主模式的工作原理和中斷機制,采用可編程邏輯器件FPGA實現與PCI9054的本地接口的信號轉換,給出了邏輯實現方案和仿真圖。本文針對FPGA中各功能模塊的邏輯設計進行了詳細分析,并對每個模塊都給出了精確的仿真結果。同時,文中還在其它章節詳細介紹了系統的硬件電路設計、并行接口設計、PCI接口設計、PC端控制軟件設計以及用于調試過程中的SignalTapⅡ嵌入式邏輯分析儀的使用方法,并且也對系統的仿真結果和測試結果給出了分析及討論。最后還附上了系統的PCB版圖、FPGA邏輯設計圖、實物圖及注釋詳細的相關源程序清單。在文章的軟件設計部分介紹了WinDriver驅動開發工具,利用WinDriver工具,在WindowsXP系統下實現設備的驅動程序開發,完成主模式數據傳輸和設備中斷的功能。

    標簽: FPGA PCI 總線

    上傳時間: 2013-06-09

    上傳用戶:

  • 基于FPGA的PCI數據采集卡的研究與開發.rar

    隨著信息技術和電子技術的進步和日益成熟,計算機數據采集技術得到了廣泛應用。由于ISA數據采集卡的固有缺陷,PCI接口的數據采集卡將逐漸取代ISA數據采集卡,成為數據采集的主流。為了簡化PCI數據采集卡結構,提高數據采集可靠性,本文研究并開發了一種基于FPGA的PCI結構的數據采集卡系統。 論文對PCI對目標設備數據采集卡實現的原理和方法進行了深入研究,設計了基于FPGA的PCI數據采集卡的硬件電路,通過在FPGA中嵌入了PCI目標設備的IP核與用戶邏輯部分,構成了SOPC系統。使用Verilog硬件描述語言設計并實現了FPGA內部采集數據管理、數據管理寄存器和FIFO數據緩沖隊列等模塊電路。利用ModelSim對PCI系統進行了仿真。完成了系統硬件電路PCB板的設計,最終制作了PCI數據采集卡。 論文針對PCI結構的數據采集卡系統軟件需求,研究了WDM設備驅動軟件、Windows環境的簡易虛擬示波器以及簡易虛擬邏輯儀實現原理和方法。利用DriverStudio+Windows DDK for XP+VC6的軟件平臺,開發了WDM設備驅動程序。實現了Windows環境的簡易虛擬示波器,和簡易虛擬邏輯儀。系統測試結果表明該系統設計正確,系統運行穩定,功能和指標達到了設計要求。

    標簽: FPGA PCI 數據采集卡

    上傳時間: 2013-07-27

    上傳用戶:yzy6007

  • 應用FPGA的高速數據采集的設計與實現.rar

    隨著計算機技術的突飛猛進以及移動通訊技術在日常生活中的不斷深入,數據采集不斷地向多路、高速、智能化的方向發展。本文針對此需求,實現了一種應用FPGA的多路、高速的數據采集系統,從而為測量儀器提供良好的采集數據。 本文設計了一種基于AD+FPGA+DSP的多路數據采集處理系統,針對此系統設計了基于AD9446的模數轉換采集板,再將模數轉換采集板的數據傳送至基于FPGA的采集控制模塊進行數據的壓縮以及緩沖存儲,最后由DSP調入數據進行數據的處理。本文的設計主要分為兩部分,一部分為模數轉換采集板的設計與調試,另一部分為采集控制模塊的設計與仿真。 經設計與調試,模數轉換模塊可為系統提供穩定可靠的數據,能穩定工作在百兆的頻率下;采集控制模塊能實時地完成數據壓縮與數據緩沖,并能通過時鐘管理模塊來控制前端AD的采樣,該模塊也能穩定工作在百兆的頻率下。該系統為多路、高速的數據采集系統,并能穩定工作,從而能滿足電子測量儀器的要求。關鍵詞:數據采集;FPGA;AD9446

    標簽: FPGA 高速數據 采集

    上傳時間: 2013-06-04

    上傳用戶:zzy7826

  • 視頻圖像采集和預處理系統的FPGA實現.rar

    本文研究的視頻處理系統是上海市科委技術攻關基金項目“計算機視覺及其芯片化實現”的一部分,主要完成計算機視覺系統的一些基本工作,即視頻圖像的采集、預處理和顯示等。 視頻圖像采集和預處理系統以Xilinx公司Virtex-ⅡPro系列的FPGA為核心控制器件,結合視頻模數轉換芯片和VGA顯示器,完成視頻圖像的實時采集、預處理和顯示。采集和顯示部分作為同外界交流信息的渠道,是構成計算機視覺系統必不可少的一部分;圖像預處理則是計算機視覺系統進行高層處理的基礎,優秀的預處理算法能有效改善圖像質量,提高系統分析判斷的準確性。 本文在介紹基于FPGA的視頻采集、預處理系統整體架構的基礎上,圍繞以下四個方面展開了工作: 1.研究并給出了兩種基于FPGA的設計方案用于實現YCrCb色度空間到RGB色度空間的轉換; 2.針對采集的視頻圖像,根據VGA顯示的要求,給出了一種實現圖像去隔行的方案; 3.分析了一系列圖像濾波的預處理算法,如均值濾波、中值濾波和自適應濾波等,在比較和總結各算法特點的基礎上,提出了一種新的適用于處理混合噪聲的濾波算法:混合自適應濾波法; 4.根據算法特點設計了多種采用FPGA實現的圖像濾波算法,并對硬件算法進行RTL級的功能仿真和驗證,還給出了各種濾波算法的實驗結果,在此基礎上對各種算法的效果進行直觀的比較。 文中,預處理算法的實現充分利用了FPGA的片內資源,體現了FPGA在圖像處理方面的特點及優勢。同時,視頻采集和顯示的控制模塊也由同一FPGA芯片實現,從而簡化了系統整體結構。視頻采集和預處理系統在FPGA上的成功實現為“計算機視覺及其芯片化實現”奠定了必要的基礎、提供了一定理論依據。

    標簽: FPGA 視頻圖像

    上傳時間: 2013-07-26

    上傳用戶:alia

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