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圖像采集卡

碩士論文：基于FPGA的PCIE數(shù)據(jù)采集卡設計

廣東工業(yè)大學碩士學位論文 (工學碩士) 基于FPGA的PCIE數(shù)據(jù)采集卡設計數(shù)據(jù)采集處理技術與傳感器技術、信號處理技術和PC機技術共同構成檢測技術的基礎，其中數(shù)據(jù)采集處理技術作為實現(xiàn)自動化檢測的前提，在整個數(shù)字化系統(tǒng)中處于尤為重要的地位。對于核磁共振這樣復雜的系統(tǒng)設備，實現(xiàn)自動化測試顯得尤為必要，又因為核磁共振成像系統(tǒng)的特殊性，對數(shù)據(jù)的采集有特殊要求，需要根據(jù)各種脈沖序列的不同要求設置采樣點數(shù)和采樣間隔，根據(jù)待采信號的不同帶寬來設置采樣率，將系統(tǒng)成像的數(shù)據(jù)采集下來進行處理，最后重建圖像和顯示。因此本文基于現(xiàn)有的采集技術開發(fā)專門應用于核磁共振成像的數(shù)據(jù)采集卡。該采集卡從軟件與硬件兩個方面對基于FPGA的PCIE數(shù)據(jù)采集卡進行了研究，并完成了實物設計。軟件方面以FPGA為核心芯片完成數(shù)據(jù)采集卡的接口控制以及數(shù)據(jù)處理。通過Altera的GXB IP核對數(shù)據(jù)進行捕捉，同時根據(jù)實際需要設計了傳輸協(xié)議，由數(shù)據(jù)處理模塊將捕捉到的數(shù)據(jù)通過CIC濾波器進行抽取濾波，然后將信號存入DDR2 SDRAM存儲芯片中。在傳輸接口設計上采用PCIE 總線接口的數(shù)據(jù)傳輸模式，并利用FPGA的IP核資源完成接口的邏輯控制。硬件部分分為FPGA外圍配置電路、DDR2接口電路、PCIE接口電路等模塊。該采集卡硬件系統(tǒng)由Flash對FPGA進行初始化，通過FPGA配置PCIE總線，根據(jù)FPGA中PCIE通道引腳的要求進行布局布線。DDR2接口電路模塊依據(jù)DDR2芯片驅動和接收端的電平標準、端接方式確定DDR2與FPGA之間通信的各信號走線。針對各個模塊接口電路的特點分別進行眼圖測試，分析了板卡的通信質量，對整個原理圖布局進行了設計優(yōu)化。通過測試，該數(shù)據(jù)采集卡實現(xiàn)了通過CPLD對FPGA進行加載，并在FPGA 內(nèi)部實現(xiàn)了抽取濾波等高速數(shù)字信號處理，各種接IsI和控制邏輯以及通過大容量的DDR2 SDRAM緩存各種數(shù)據(jù)處理結果正確。經(jīng)系統(tǒng)成像，該采集卡采集下來的數(shù)字信息可通過圖像重建準確成像，為核磁共振成像系統(tǒng)的工程實現(xiàn)打下了良好的成像基礎。

標簽： 核磁共振信號處理 FPGA PCIE DDR2

上傳時間： 2022-06-21

上傳用戶：fliang
基于FPGA的PCI數(shù)據(jù)采集卡的研究與開發(fā).rar

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

標簽： FPGA PCI 數(shù)據(jù)采集卡

上傳時間： 2013-07-27

上傳用戶：yzy6007
研華PCL_818L 數(shù)據(jù)采集卡的DMA 驅動模塊開發(fā)

采用NUMEGA Software 公司出品的VxD(virtual device driver)開發(fā)軟件包VtoolsD，開發(fā)出了DMA 方式下的PCL_818L 數(shù)據(jù)采集卡虛擬設備驅

標簽： PCL 818 DMA 研華

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：s363994250
USB接口的數(shù)據(jù)采集卡原理圖(電路圖)

USB接口的數(shù)據(jù)采集卡原理圖,USB接口的數(shù)據(jù)采集卡電路圖

標簽： USB 接口原理圖數(shù)據(jù)采集卡

上傳時間： 2013-08-02

上傳用戶：zhaiyanzhong
基于ARM的數(shù)據(jù)采集卡研制

根據(jù)機械電子工程類專業(yè)測控實驗教學平臺數(shù)據(jù)采集的需要，在綜合考慮成本和性能基礎上，提出以為主處理芯片的數(shù)據(jù)采集卡設計方案。該方案的主要特點是，使用基于ARM7TDMI內(nèi)核的，工作主頻最高可達44MHz；內(nèi)置高性能的ADC和DAC模塊，采樣速度最高可達1MSPS，采樣精度為12位；模擬信號輸入通道最多可達16路，模擬信號輸出通道最高可達4路；具有豐富的外設資源可以使用，GPIO口數(shù)目最高可達40個。在設計中采用了模塊化思想，將系統(tǒng)分為四個功能模塊：主模塊的功能是控制ADC進行信號采集和DAC進行模擬信號輸出；模擬信號模塊的作用是對傳感器輸入信號和DAC輸出波形進行簡單的調(diào)理；數(shù)字信號模塊引出32路數(shù)字I/O口，可用于需要采集數(shù)字量的場合；JTAG模塊可進行程序的調(diào)試和下載，對于數(shù)據(jù)采集卡的二次開發(fā)有很大的作用。在本數(shù)據(jù)采集卡上，嘗試進行了μC/OSⅡ操作系統(tǒng)的移植，成功實現(xiàn)了四個任務的管理。在實際應用中，工作數(shù)小時仍可保持正常的運行。為檢驗數(shù)據(jù)采集卡的串口通訊能力，利用LabVIEW程序讀取下位機串口發(fā)送的已采集到的數(shù)據(jù)，進行波形圖繪制。為檢驗本數(shù)據(jù)采集卡的ADC和DAC精度，設計實驗利用DAC輸出波形，并利用ADC將采集到的波形通過LabVIEW顯示，測量結果顯示兩者電壓值誤差均在可允許的3LSB（Least Significant Bit）范圍內(nèi)，表明本數(shù)據(jù)采集卡已基本實現(xiàn)預期設計指標。

標簽： ARM 數(shù)據(jù)采集卡

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：bruce
基于FPGA和PCI總線的WCDMA信號采集卡的研制

　　本論文利用FPGA可編程邏輯器件和硬件描述語言Verilog，采用自頂向下的設計方法，開發(fā)了一款基于PCI總線的高速數(shù)據(jù)采集卡。本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，采用PLX公司生產(chǎn)的PLX9080作為PCI總線接口芯片。用4片每片容量為8MB的SDRAM作為數(shù)據(jù)采集的前端和PCI總線的數(shù)據(jù)緩沖。用ALTERA公司生產(chǎn)的Cyclone系列FPGA實現(xiàn)PCI接口芯片PLX9080的時序邏輯、對數(shù)據(jù)采集通道的前端控制以及對SDRAM的讀寫控制。　　在本論文將重點放在了用硬件描述語言Verilog進行FPGA硬件邏輯編程上。本論文按照自頂向下的設計方法，詳細論述了PCI接口轉化電路模塊、SDRAM存儲片子讀寫控制電路模塊、FPGA內(nèi)部寄存器讀寫控制電路模塊以及用于RF端的自動增益控制電路AGC模塊的設計。　　

標簽： WCDMA FPGA PCI 總線

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：yhm_all
基于FPGA的PCI數(shù)據(jù)采集卡的研究與開發(fā)

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

標簽： FPGA PCI 數(shù)據(jù)采集卡

上傳時間： 2013-07-22

上傳用戶：z754970244
基于FPGA的高分辨率圖像采集卡

隨著計算機科學和視頻技術的廣泛發(fā)展,數(shù)字圖像采集在電子通信與信息處理領域得到了廣泛的應用,例如廣播電視的數(shù)字化、網(wǎng)絡視頻、監(jiān)視監(jiān)控系統(tǒng)等. 視頻圖像采集卡作為計算機視頻應用的前端設備,承擔著模擬視頻信號向數(shù)字視頻信號轉換的任務,在多媒體時代占據(jù)著重要的位置.設計一種功能靈活,使用方便,便于嵌入到系統(tǒng)中的視頻信號采集電路具有重要的實用意義. 本文首先介紹數(shù)字圖像采集系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景,提出了本次設計的目標: 完成基于PCI總線的高分辨率圖像采集卡設計.然后簡單介紹了本次設計用到的基本理論:數(shù)據(jù)采集理論,特別說明了采樣和量化的定義與區(qū)別,以及量化的幾種方式和量化與AD技術之間的關系. 圖像采集系統(tǒng)的基本構成,是以數(shù)字信號處理器為核心,控制外圍的A/D、D/A轉換器和外圍存儲器.本文對比了當下流行的DSP芯片和IFPGA芯片作為數(shù)字處理核心的優(yōu)缺點,并根據(jù)系統(tǒng)實際需要,選用FPGA作為數(shù)字信號處理器.然后列舉了幾款常用A/D視頻芯片,還介紹了SDRAM控制的基本流程,最后提出了系統(tǒng)的整體設計方案. 圖像采集卡的硬件設計分為A/D前端模擬通道設計和FPGA數(shù)字信號傳輸及外圍電路設計.本文重點介紹了A/D芯片外圍電路連接和使用方法,對PCI總線和它的控制電路也做了詳細闡述.對圖像采集卡的PCB布局布線也有詳細說明. 圖像采集卡FPGA內(nèi)部程序構成也是本文的一個重點.本次的程序設計主要分為數(shù)據(jù)采集模塊,即與A/D接口模塊,數(shù)據(jù)暫存模塊,即SDRAM讀寫控制模塊,數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊,即PCI控制模塊.重點在于對的SDRAM的連續(xù)讀寫控制和各個模塊間的協(xié)調(diào)工作.說明了.A/D采集數(shù)據(jù)從接收到存儲詳細過程,以及對SDRAM讀寫狀態(tài)機和PCI總線的操控. 最后介紹了硬件調(diào)試和FPGA程序驗證結果.詳細說明了以Modelsim為平臺的前端功能仿真和后端時序仿真,以及以SignalTapⅡ為平臺,程序下載到FPGA中進行的實時驗證.結果表明整個圖像采集系統(tǒng)基本達到了系統(tǒng)設計中所給出的性能指標,證明了整個系統(tǒng)設計的正確性和合理性.

標簽： FPGA 高分辨率圖像采集卡

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：amandacool
基于FPGA的嵌入式圖像采集卡的研究

圖像采集和處理技術在機器視覺和圖像分析等諸多領域應用十分廣泛，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備實現(xiàn)同步控制的方法，簡化了系統(tǒng)硬件結構并節(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)，圖像測速等諸多領域的圖像采集應用變得更為便捷。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計。在此部分結合整體設計方案，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計原理進行了詳細的闡述。接下來是圖像采集卡的軟件設計部分。用VHDL和原理圖結合的方法對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軟件設計了圖像采集卡的WDM底層驅動程序和上層應用程序。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。

標簽： FPGA 嵌入式圖像采集卡

上傳時間： 2013-04-24

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一種基于CPLD和PC I總線的視頻采集卡的設計方案

一種基于CPLD和PC I總線的視頻采集卡的設計方案

標簽： CPLD 總線卡的設計視頻采集

上傳時間： 2013-08-24

上傳用戶：123啊