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在超聲波探頭上施加一電脈沖信號，探頭發(fā)出超聲波，在遇到不同介質(zhì)界面時被反射，超聲波探頭接收回波并將之變?yōu)殡娒}沖信號。利用P89LPC935 的捕捉功能測量發(fā)射波和回波之間的時間間隔，通過環(huán)境溫
上傳時間： 2013-06-06
上傳用戶：cee16
雷達信號處理是雷達系統(tǒng)的重要組成部分。在數(shù)字信號處理技術(shù)飛速發(fā)展的今天，雷達信號處理中也普遍使用數(shù)字信號處理技術(shù)。而現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）在數(shù)字信號處理中的廣泛應用，使得FPGA在雷達信號處理中也占據(jù)了重要地位。 針對脈壓雷達信號處理的FPGA實現(xiàn)，本文在以下幾個方面展開研究： 首先對幾種主要的脈沖壓縮信號進行了詳細的分析，得出了各種信號的特點及其處理方式；并比較了各種方式的優(yōu)缺點。 其次對幾種基本的雷達信號處理如脈沖壓縮、動目標檢測（MTD）、恒虛警（CFAR）等詳細地闡述了其原理；列舉了各種信號處理經(jīng)常采用的實現(xiàn)方法，對各種方法進行了比較研究；并針對線性調(diào)頻信號在MATLAB環(huán)境中對雷達回波信號處理進行仿真。 接下來，在Xilinx ISE6.3i軟件集成環(huán)境下，通過對Xilinx提供的免費IP核的調(diào)用，并與VHDL語言相結(jié)合，進行雷達信號處理的FPGA實現(xiàn)。
標簽： FPGA 雷達信號處理 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-06-24
上傳用戶：lingzhichao
在合成孔徑雷達的研究和研制工作中，合成孔徑雷達模擬技術(shù)具有十分重要的作用。本文以440MHz帶寬線性調(diào)頻信號，采樣頻率500MHz高分辨合成孔徑雷達視頻模擬器為研究對象。首先對模擬器的幾項主要技術(shù)進行分析，在對點目標回波信號模型分析研究的基礎上，對點目標原始回波數(shù)據(jù)進行模擬并做了成像驗證，從而為硬件實現(xiàn)提供了正確的信號模型；針對傳統(tǒng)的“波形存儲直讀法”方案，即在計算機平臺上用模擬軟件產(chǎn)生原始回波數(shù)據(jù)并存儲，再通過計算機接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，最后完成數(shù)模轉(zhuǎn)換產(chǎn)生視頻信號這一過程，分析指出該方案在實現(xiàn)高分辨率時的速度和容量瓶頸。 針對具體的設計要求，圍繞速度和容量問題，本文著眼于高分辨率SAR模擬器的FPGA實現(xiàn)研究，指出FPGA實時生成點目標原始回波數(shù)據(jù)是其實現(xiàn)的核心；針對這一核心問題，充分利用現(xiàn)代VLSI設計中的流水線技術(shù)與并行陣列技術(shù)以及FPGA的優(yōu)良性能和豐富資源，在時間上采用同步流水結(jié)構(gòu)、空間上采用并行陣列形式，將速度和容量問題統(tǒng)一為數(shù)據(jù)的高速生成問題；給出了系統(tǒng)總體設計思想，該方案不需要大容量存儲器單元，大大減少模擬器復雜度；對原始回波數(shù)據(jù)實時生成模塊的各主要單元給出了結(jié)構(gòu)并進行了仿真，結(jié)果表明FPGA可以滿足課題設計要求；同時，對該模擬器片上系統(tǒng)的實現(xiàn)、增強人機交互性，給出了人機界面的設計思路。 分析指出了點目標原始回波數(shù)據(jù)實時生成模塊通過并行擴展即可實現(xiàn)多點目標的原始回波數(shù)據(jù)實時生成；最后對復雜場景目標模擬器的實現(xiàn)進行了構(gòu)思，指出了傳統(tǒng)方案在改進的基礎上實現(xiàn)高分辨率視頻模擬器的可行性。本文首次提出以FPGA實現(xiàn)高分辨率合成孔徑雷達原始回波數(shù)據(jù)實時生成的思想，為國內(nèi)業(yè)界在此方向做了一些理論和實踐上的有益探索，對于國內(nèi)高分辨率合成孔徑雷達的研制具有一定的實際意義。
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：阿四AIR
在合成孔徑雷達的研究和研制工作中，合成孔徑雷達模擬技術(shù)具有十分重要的作用。本文以440MHz帶寬線性調(diào)頻信號，采樣頻率500MHz高分辨合成孔徑雷達視頻模擬器為研究對象。首先對模擬器的幾項主要技術(shù)進行分析，在對點目標回波信號模型分析研究的基礎上，對點目標原始回波數(shù)據(jù)進行模擬并做了成像驗證，從而為硬件實現(xiàn)提供了正確的信號模型；針對傳統(tǒng)的“波形存儲直讀法”方案，即在計算機平臺上用模擬軟件產(chǎn)生原始回波數(shù)據(jù)并存儲，再通過計算機接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，最后完成數(shù)模轉(zhuǎn)換產(chǎn)生視頻信號這一過程，分析指出該方案在實現(xiàn)高分辨率時的速度和容量瓶頸。 針對具體的設計要求，圍繞速度和容量問題，本文著眼于高分辨率SAR模擬器的FPGA實現(xiàn)研究，指出FPGA實時生成點目標原始回波數(shù)據(jù)是其實現(xiàn)的核心；針對這一核心問題，充分利用現(xiàn)代VLSI設計中的流水線技術(shù)與并行陣列技術(shù)以及FPGA的優(yōu)良性能和豐富資源，在時間上采用同步流水結(jié)構(gòu)、空間上采用并行陣列形式，將速度和容量問題統(tǒng)一為數(shù)據(jù)的高速生成問題；給出了系統(tǒng)總體設計思想，該方案不需要大容量存儲器單元，大大減少模擬器復雜度；對原始回波數(shù)據(jù)實時生成模塊的各主要單元給出了結(jié)構(gòu)并進行了仿真，結(jié)果表明FPGA可以滿足課題設計要求；同時，對該模擬器片上系統(tǒng)的實現(xiàn)、增強人機交互性，給出了人機界面的設計思路。 分析指出了點目標原始回波數(shù)據(jù)實時生成模塊通過并行擴展即可實現(xiàn)多點目標的原始回波數(shù)據(jù)實時生成；最后對復雜場景目標模擬器的實現(xiàn)進行了構(gòu)思，指出了傳統(tǒng)方案在改進的基礎上實現(xiàn)高分辨率視頻模擬器的可行性。本文首次提出以FPGA實現(xiàn)高分辨率合成孔徑雷達原始回波數(shù)據(jù)實時生成的思想，為國內(nèi)業(yè)界在此方向做了一些理論和實踐上的有益探索，對于國內(nèi)高分辨率合成孔徑雷達的研制具有一定的實際意義。
標簽： FPGA USB 性能 數(shù)據(jù)采集模塊
上傳時間： 2013-05-26
上傳用戶：alia
數(shù)字超聲診斷設備在臨床診斷中應用十分廣泛，研制全數(shù)字化的醫(yī)療儀器已成為趨勢。盡管很多超聲成像儀器設計制造中使用了數(shù)字化技術(shù)，但是我們可以說現(xiàn)代VLSI 和EDA 技術(shù)在其中并沒有得到充分有效的應用。隨著現(xiàn)代電子信息技術(shù)的發(fā)展，PLD 在很多與B 型超聲成像或多普勒超聲成像有關(guān)的領(lǐng)域都得到了較好的應用，例如數(shù)字通信和相控雷達領(lǐng)域。 在研究現(xiàn)代超聲成像原理的基礎上，我們首先介紹了常見的數(shù)字超聲成像儀器的基本結(jié)構(gòu)和模塊功能，同時也介紹了現(xiàn)代FPGA 和EDA 技術(shù)。隨后我們詳細分析討論了B 超中，全數(shù)字化波束合成器的關(guān)鍵技術(shù)和實現(xiàn)手段。我們設計實現(xiàn)了片內(nèi)高速異步FIFO 以降低采樣率，仿真結(jié)果表明資源使用合理且訪問時間很小。正交檢波方法既能給出灰度超聲成像所需要的回波的幅值信息，也能給出多普勒超聲成像所需要的回波的相移信息。我們設計實現(xiàn)了基于直接數(shù)字頻率合成原理的數(shù)控振蕩器，能夠給出一對幅值和相位較平衡的正交信號，且在FPGA 片內(nèi)實現(xiàn)方案簡單廉價。數(shù)控振蕩器輸出波形的頻率可動態(tài)控制且精度較高，對于隨著超聲在人體組織深度上的穿透衰減，導致回波中心頻率下移的聲學物理現(xiàn)象，可視作將回波接收機的中心頻率同步動態(tài)變化進行補償。 還設計實現(xiàn)了B 型數(shù)字超聲診斷儀前端發(fā)射波束聚焦和掃描控制子系統(tǒng)。在單片F(xiàn)PGA 芯片內(nèi)部設計實現(xiàn)了聚焦延時、脈寬和重復頻率可動態(tài)控制的發(fā)射驅(qū)動脈沖產(chǎn)生器、線掃控制、探頭激勵控制、功能碼存儲等功能模塊，功能仿真和時序分析結(jié)果表明該子系統(tǒng)為設計實現(xiàn)高速度、高精度、高集成度的全數(shù)字化超聲診斷設備打下了良好的基礎，將加快其研發(fā)和制造進程，為生物醫(yī)學電子、醫(yī)療設備和超聲診斷等方面帶來新思路。
上傳時間： 2013-06-18
上傳用戶：hfmm633
在機器人學的研究領(lǐng)域中，如何有效地提高機器人控制系統(tǒng)的控制性能始終是研究學者十分關(guān)注的一個重要內(nèi)容。在分析了工業(yè)機器人的發(fā)展歷程和機器人控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀后，本論文的主要目標是針對四關(guān)節(jié)實驗室機器人特有的機械結(jié)構(gòu)和數(shù)學模型，建立一個新型全數(shù)字的基于DSP和FPGA的機器人位置伺服控制系統(tǒng)的軟、硬件平臺，實現(xiàn)對四關(guān)節(jié)實驗室機器人的精確控制。 本論文從實際情況出發(fā)，首先分析了所研究的四關(guān)節(jié)實驗室機器人的本體結(jié)構(gòu)，并對其抽象簡化得到了它的運動學數(shù)學模型。在明確了實現(xiàn)機器人精確位置伺服控制的控制原理后，我們對機器人控制系統(tǒng)的諸多可行性方案進行了充分論證，并最終決定采用了三級CPU控制的控制體系結(jié)構(gòu)：第一級CPU為上位計算機，它實現(xiàn)對機器人的系統(tǒng)管理、協(xié)調(diào)控制以及完成機器人實時軌跡規(guī)劃等控制算法的運算；第二級CPU為高性能的DSP處理器，它輔之以具有高速并行處理能力的FPGA芯片，實現(xiàn)了對機器人多個關(guān)節(jié)的高速并行驅(qū)動；第三級CPU為交流伺服驅(qū)動處理器，它實現(xiàn)了機器人關(guān)節(jié)伺服電機的精確三閉環(huán)誤差驅(qū)動控制，以及電機的故障診斷和自動保護等功能。此外，我們采用比普通UART速度快得多的USB來實現(xiàn)上位計算機．與下位控制器之間的數(shù)據(jù)通信，這樣既保證了兩者之間連接方便，又有效的提高了控制系統(tǒng)的通信速度和可靠性。 機器人系統(tǒng)的軟件設計包括兩個部分：一是采用VC++實現(xiàn)的上位監(jiān)控軟件系統(tǒng)，它主要負責機器人實時軌跡規(guī)劃等控制算法的運算，同時完成用戶與機器人系統(tǒng)之間的信息交互；二是采用C語言實現(xiàn)的下位DSP控制程序，它主要負責接收上位監(jiān)控系統(tǒng)或者下位控制箱發(fā)送的控制信號，實現(xiàn)對機器人的實時驅(qū)動，同時還能夠?qū)崟r的向上位監(jiān)控系統(tǒng)或者下位控制箱反饋機器人的當前狀態(tài)信息。 研究開發(fā)出來的四關(guān)節(jié)實驗室機器人控制器具有控制實時性好、定位精度高、運行穩(wěn)定可靠的特點，它允許用戶通過上位控制計算機實現(xiàn)對機器人的各種設定作業(yè)的控制，也可以讓用戶通過機器人控制箱現(xiàn)場對機器人進行回零、示教等各項操作。
上傳時間： 2013-06-11
上傳用戶：edisonfather
隨著生物工程及醫(yī)學影像學的發(fā)展，磁共振成像在醫(yī)學診斷學方面發(fā)揮著越來越重要的角色。磁場的均勻性是大型醫(yī)療設備——核磁共振(MRI)成像的理論基礎，是評價該設備的一個重要的技術(shù)參數(shù)，磁場的均勻性分析也是電磁場理論分析的一個重要方向。良好、穩(wěn)定的磁場均勻性對核磁共振圖像的信噪比(SNR)的提高有重要的意義，同時也是飽和壓脂序列實現(xiàn)的唯一條件。 該課題的主要內(nèi)容是在介紹磁共振成像原理與磁共振超導磁體的超導勻場線圈的形狀及位置的基礎上，分析各個線圈中電流的大小與空間某點磁場強度的關(guān)系。同時借鑒磁共振成像原理，設計輔助測量水膜，對空間某一特定半徑的球體腔內(nèi)各點的磁場強度進行自動化測量。在當前使用的被動式勻場的基礎上，利用分析軟件，對線圈的選擇及電流的大小進行計算與優(yōu)化。實驗結(jié)果表明效果良好，磁場均勻度有很大的改善。 采用的主要方法是利用磁共振成像原理及傅里葉轉(zhuǎn)化技術(shù)去設計一種精確、方便、快捷的勻場方法。通過計算機模擬及有限元分析的方法進行計算、優(yōu)化，最終得到理想的磁場均勻度。 良好的磁場均勻性是磁共振成像的基礎，是飽和壓脂序列(FATSAT)、平面回波成像(EPI)、彌散成像、頻譜分析等一系列近幾年新出現(xiàn)的先進序列實現(xiàn)的前提條件。從而為臨床醫(yī)學提供了一種先進的檢查手段，為疾病診治的及時性、準確性、可靠性及病灶確切位置的判斷都提供了基礎。 該文所介紹的磁場均勻性測量、分析方法以及在此基礎上設計的勻場計算分析軟件已在多臺磁共振安裝調(diào)試過程中得到應用，達到了預期的目的，能夠滿足現(xiàn)場調(diào)試的要求。該方法對于今后超導磁體磁共振的磁場均勻性調(diào)試，及在醫(yī)學影像學方面的發(fā)展有很好的應用價值。該項技術(shù)在該領(lǐng)域的推廣必然會提高磁場均勻性的精度，推動醫(yī)學影像學及臨床診斷學的發(fā)展。并能帶來良好的社會效益及經(jīng)濟效益，具有關(guān)闊的應用前景。
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：tianjinfan
玻璃是一種重要的建筑和裝飾材料,被廣泛應用于樓房搭建、汽車生產(chǎn)、家具制造等各個領(lǐng)域,而玻璃切割是形成玻璃成品的一個重要工序.目前,國產(chǎn)的切割系統(tǒng)在精度、速度、可靠性方面與國外同類產(chǎn)品相比都還要有一定的差距,因此國內(nèi)玻璃切割廠家的切割設備大多依賴于進口.同時,隨著以計算機技術(shù)為代表的信息技術(shù)的發(fā)展,計算機集成制造(CIM)被逐漸應用于制造行業(yè),企業(yè)的生產(chǎn)模式從生產(chǎn)過程的單一自動化到產(chǎn)品設計、加工制造、經(jīng)營管理等全過程的綜合自動化.參考國外切割系統(tǒng)的一些先進技術(shù)并遵循CIM中信息自動化的基本思想,該文針對開發(fā)一套基于PC管理和CNC控制的自動玻璃切割系統(tǒng)展開論述.論文首先簡述了數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢和CIM的思想,在此基礎上分析了系統(tǒng)的上位機管理軟件的功能以及下位機硬件配置,并形成系統(tǒng)總體框架.接著就軟件實現(xiàn)的幾個主要部分——系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理、任意形狀產(chǎn)品圖形信息的導入、產(chǎn)品排樣優(yōu)化以及上位機與下位機通信接口的實現(xiàn)分別作了詳細的論述.而對下位機部分則主要介紹其電控系統(tǒng)設備的組成、強弱電控制系統(tǒng)的設計、控制過程中數(shù)據(jù)的相互傳遞等,并就系統(tǒng)運行時PC機、CNC及PLC三者如何相互配合實現(xiàn)回原點動作、手動操作、自動切割等關(guān)鍵過程作了完整的解釋.同時,該文就玻璃切割系統(tǒng)的核心技術(shù)——型材的優(yōu)化問題作了專門的研究,分別提出了一種基于直觀啟發(fā)式思維的實用算法和基于降維數(shù)學模型的近似算法,并對幾種典型的現(xiàn)代化算法在本優(yōu)化問題中的應用前景作了簡要介紹.最后,該文簡要介紹了系統(tǒng)調(diào)試過程,以及投入運行的主要操作界面及操作流程,并提出了一些針對系統(tǒng)改進和擴展的建議和方案.
上傳時間： 2013-06-17
上傳用戶：關(guān)外河山
基于PC、圖像采集卡和存儲設備的傳統(tǒng)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，體積龐大、功耗高、價格昂貴，只局限于特定范圍的應用。而嵌入式網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)以其價格低、便攜式等特點在安防、智能家居等場所得到了越來越廣泛的應用。 本文基于S3C2440＼Windows CE5.0平臺設計了一款具有網(wǎng)絡傳輸查看功能的嵌入式網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)。重點研究了OV9650 CMOS攝像頭芯片流接口驅(qū)動的實現(xiàn)過程和開發(fā)方法，設計了基于TCP/IP網(wǎng)絡傳輸協(xié)議的網(wǎng)絡視頻通信系統(tǒng)。并應用H.263壓縮編解碼算法對采集到的視頻數(shù)據(jù)進行壓縮，提高了視頻傳輸效率。同時，針對H.263視頻解碼算法設計了一款簡易視頻回放軟件，對H.263視頻進行回放。為進一步滿足小型化、便攜式、低成本需求，開發(fā)定制了一款基于S3C2440＼Windows CE5.0平臺的手持式接收終端。 本系統(tǒng)整合了圖像采集、網(wǎng)絡通信、H.263編解碼、視頻回放等多項技術(shù)，實現(xiàn)了嵌入式技術(shù)、以太網(wǎng)絡、視頻監(jiān)控三大前沿領(lǐng)域的有機結(jié)合。由于采用了ARM9單芯片控制方案，系統(tǒng)具有集成度高、可靠性高、功耗低、成本低、體積小、穩(wěn)定性好等特點，可應用在遠程監(jiān)控、工業(yè)控制、視頻會議、智能家居等諸多領(lǐng)域。該系統(tǒng)架構(gòu)也為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展提供了一種新思路。關(guān)鍵詞：ARM；WinCE；S3C2440；嵌入式；網(wǎng)絡視頻監(jiān)控
標簽： ARM 嵌入式 網(wǎng)絡視頻監(jiān)控 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：sardinescn
近年來，嵌入式技術(shù)發(fā)展迅速，已經(jīng)滲透到工業(yè)控制、智能設備以及電子消費品等人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€領(lǐng)域，而Internet技術(shù)也取得了巨大的發(fā)展，為人們所廣為接受，于是嵌入式技術(shù)和Internet技術(shù)相結(jié)合形成的嵌入式Internet技術(shù)適時地出現(xiàn)了，并且成為實現(xiàn)遠程控制、信息共享的關(guān)鍵技術(shù)。 本文首先闡述了課題研究的背景、目的和意義，以及嵌入式TCP/IP協(xié)議棧研究的現(xiàn)狀，然后分析了嵌入式操作系統(tǒng)μ C/OS-Ⅱ的工作原理并描述了把它移植到LPC2210上的過程，為嵌入式TCP/IP協(xié)議棧實現(xiàn)提供了操作系統(tǒng)支持。接著，針對嵌入式協(xié)議棧的特殊需求，詳細分析并采用了零拷貝技術(shù)、跨層技術(shù)等對LwIP協(xié)議棧進行了有效的裁剪和優(yōu)化，結(jié)合μ C/PS-Ⅱ設計了一種緊湊的協(xié)議棧工作模型和內(nèi)存管理機制。并且結(jié)合μ C/OS-Ⅱ設計了協(xié)議棧的工作模型和內(nèi)存管理機制。在驅(qū)動程序的基礎上實現(xiàn)了對LwIP中的IP協(xié)議、ARP協(xié)議、ICMP協(xié)議、UDP協(xié)議和TCP協(xié)議等幾個協(xié)議棧的裁剪和優(yōu)化。并分析了它們的安全漏洞及基于這些漏洞的攻擊方式，在這個基礎上提出了如攻擊檢測算法等填補漏洞和抵抗攻擊的一些技術(shù)和措施。最后在目標板上成功移植了優(yōu)化后的LwIP。 本文同時還設計了一種能夠提供足夠多軟定時器資源的算法。在不需要操作系統(tǒng)支持的情況下，軟定時器可以給多任務的系統(tǒng)提供足夠的定時服務，而且不影響中斷處理時間。并且具有自動回調(diào)功能，啟動一次以后就可自動調(diào)用定時器。此軟定時器使用方便且易移植，大大方便了本課題多次使用定時器的需要。課題結(jié)合具體項目“蓄電池狀態(tài)記錄儀的設計”，分析了它的各個功能模塊，設計了其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。對各個功能模塊的設計與實現(xiàn)進行了代碼編寫和測試，借助于TFTP服務器實現(xiàn)了基于協(xié)議的嵌入式目標板和PC機間的網(wǎng)絡通信。 本課題經(jīng)過幾個月的軟硬件設計和現(xiàn)場測試，已實現(xiàn)了最初的設計目標。構(gòu)建出了實驗硬件平臺和一個多任務多協(xié)議的基本實時系統(tǒng)框架。以后的開發(fā)者可以不必深入了解μ C/OS-Ⅱ?qū)崟r操作系統(tǒng)和嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的情況下就可以方便的創(chuàng)建一個嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，并能在平臺上開發(fā)其它的應用任務，為以后的研究提供了參考并奠定了基礎。
上傳時間： 2013-04-24
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