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FPGA技術在全數(shù)字化超聲診斷儀中的應用研究

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，但是我們可以說現(xiàn)代VLSI 和EDA 技術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的領域都得到了較好的應用，例如數(shù)字通信和相控雷達領域。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構和模塊功能，同時也介紹了現(xiàn)代FPGA 和EDA 技術。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鍵技術和實現(xiàn)手段。我們設計實現(xiàn)了片內高速異步FIFO 以降低采樣率，仿真結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。

標簽： FPGA 全數(shù)字中的應用超聲診斷儀

上傳時間： 2013-06-18

上傳用戶：hfmm633
基于DSP和FPGA的四關節(jié)實驗室機器人控制器的研制

在機器人學的研究領域中，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注的一個重要內容。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節(jié)實驗室機器人特有的機械結構和數(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節(jié)實驗室機器人的本體結構，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控制的控制體系結構：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)了對機器人多個關節(jié)的高速并行驅動；第三級CPU為交流伺服驅動處理器，它實現(xiàn)了機器人關節(jié)伺服電機的精確三閉環(huán)誤差驅動控制，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)對機器人的實時驅動，同時還能夠實時的向上位監(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。

標簽： FPGA DSP 實驗室機器人控制器

上傳時間： 2013-06-11

上傳用戶：edisonfather
單片機最新書籍－從基礎到高級

還可以，不是死板的教，在應用中編程，是一本非常通俗易懂的教材。高手可以忽略。

標簽： 單片機書籍

上傳時間： 2013-06-11

上傳用戶：MATAIYES
ARM及在Linux在高精度測溫系統(tǒng)中的應用

溫度的測量在工業(yè)領域最為常見，隨著電子技術、計算機技術的飛速發(fā)展，對現(xiàn)場溫度的測量也由過去的模擬刻度溫度計、指針溫度計向數(shù)字顯示的智能溫度計發(fā)展，而且，對測量的精度要求也越來越高。目前，盡管市場上也有高精度的溫度測量儀，但一般價格都很昂貴。傳統(tǒng)的8位單片機已經(jīng)越來越不能適應日漸復雜的應用需求。友好的交互界面、網(wǎng)絡互聯(lián)功能、智能化的軟件、高效的數(shù)據(jù)處理幾乎成了智能化系統(tǒng)的共同需求。隨著嵌入式系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，這種應用系統(tǒng)正逐步取代傳統(tǒng)的以PC為中心的應用，成為未來智能化儀表中的主力軍。本文立足于設計一種通用性強的測溫系統(tǒng)，可以在軟硬件兩方面適應多種測溫元件，為系統(tǒng)日后升級帶來方便。本論文以對通用Linux操作系統(tǒng)在32位ARM微處理器上進行移植并對其實時性進行了改造。研制了鉑熱電阻高精度溫度監(jiān)測系統(tǒng)，闡述了其具體技術指標及相關實現(xiàn)方法。系統(tǒng)以S3C2410為硬件核心，開發(fā)了主板及數(shù)據(jù)采集調理電路。構建了以微處理器S3C2410、閃存FLASH、存儲器SRAM、A/D、鍵盤、顯示器為一體的溫度監(jiān)測的硬件平臺。在此硬件平臺上嵌入RT—Linux嵌入式實時操作系統(tǒng)，構建系統(tǒng)的多任務管理，最終完成了本課題的設計開發(fā)。

標簽： Linux ARM 高精度測溫系統(tǒng)

上傳時間： 2013-06-07

上傳用戶：ghostparker
H.264解碼算法優(yōu)化及在ARM上的移植

在信息化發(fā)展的當前，音視頻等多媒體作為信息的載體，在社會生活的各個領域，起著越來越重要的作用。數(shù)字視頻的海量性成為阻礙其應用的的瓶頸之一。在這種情況下，H．264作為新一代的視頻壓縮標準，以其高性能的壓縮效率，成為備受關注的焦點和研究問題。H．264通過運動估計/運動補償（MP/MC）消除視頻時間冗余，對差值圖像進行離散余弦變換（DCT）消除空間冗余，對量化后的系數(shù)進行可變長編碼（VLC）消除統(tǒng)計冗余，獲得了極高的壓縮效率。隨著嵌入式處理器性能的逐漸提升和3G網(wǎng)絡即將商用的推動，H．264以其優(yōu)秀的壓縮性能，無論是無線信道傳輸方面，還是存儲容量有限的嵌入式設備都具有廣闊的應用前景。但H．264在提升壓縮性能的同時付出的代價是算法復雜度的成倍增加，實際應用中人們對視頻解碼的實時性要求嚴格，已出現(xiàn)的對應算法代碼多基于PC通用處理器實現(xiàn)，而嵌入式設備的主頻和處理能力仍然相對有限，存儲容量相對較小，總線速率相對偏低，因此必須對標準對應算法進行優(yōu)化移植，才能滿足實際應用的需求。本文在對H．264標準及其新特性進行詳細介紹后，重點研究了在解碼端如何針對解碼耗時較多的模塊進行改進，然后將算法移植到ARM平臺，并針對平臺特點作出相應優(yōu)化，最后完成解碼圖象顯示，并給出了測試結果。本文主要完成的工作如下：詳細分析了H．264的參考軟件JM中解碼流程，并利用測試工具分析了各模塊耗時，針對耗時較多的模塊如插值運算及去塊濾波模塊，提出了對應的改進算法并在H．264的參考軟件JM86上進行了實現(xiàn)，PC測試實驗證明了算法改進的優(yōu)越性和運算優(yōu)化的可行性。最后針對ARM平臺，在對程序結構和對應代碼進行優(yōu)化之后，將其移植到WINCE系統(tǒng)之下，同時給出了WINCE平臺解碼后圖象加速顯示方法，并對最終測試結果與性能做出了評價。

標簽： 264 ARM 解碼算法優(yōu)化

上傳時間： 2013-06-04

上傳用戶：shijiang
FPGA在相位激光測距信號處理技術中的應用

本文簡單介紹了脈沖式激光測距原理、相位式激光測距的原理及相位測量技術。根據(jù)課題的要求，給出了電路系統(tǒng)設計方案，選擇了合適測相系統(tǒng)電路參數(shù)，分析了調制波的噪聲對系統(tǒng)的影響，計算出能滿足系統(tǒng)精度要求的最低信噪比，對偶然誤差、信號變化幅度大小、零點漂移和電路的相位延遲等原因引起的測量誤差，提出了具體的解決措施，這些措施提高了數(shù)字檢相電路的測相精度和穩(wěn)定性。　　根據(jù)電路系統(tǒng)設計方案，著重對混頻電路、整形電路和自動數(shù)字檢相電路進行了較為深入的分析與討論，其中自動數(shù)字檢相電路采用大規(guī)模可編程邏輯器件FPGA實現(xiàn)。　　文中述敘了利用FPGA實現(xiàn)自動數(shù)字檢相的原理及方法步驟，分析了FPGA實現(xiàn)鑒相功能的可靠性。根據(jù)設計要求，選擇合適的FPGA邏輯器件和配置器件，使用QuartusⅡ軟件開發(fā)可編程邏輯器件及VHDL編程，給出了用QuartusⅡ軟件進行數(shù)字檢相測量的系統(tǒng)仿真結果和混頻電路、比較電路、數(shù)字檢相電路的實驗結果，對在沒有零角度位置標志信號和沒有允許計數(shù)標志信號條件下的實驗結果的精度進行了分析。根據(jù)誤差結果分析，提出了下一步研究改進的措施和思路。　　

標簽： FPGA 相位激光測距信號處理技術

上傳時間： 2013-07-25

上傳用戶：天涯
多線程同步機制在應用程序與驅動程序通信中的應用

本文對Windows NT 操作系統(tǒng)的多線程同步機制和同步對象進行了分析，以其在檢測儀和經(jīng)緯儀同步通信程序開發(fā)中的應用為例，論述了如何通過共享事件來實現(xiàn)應用程序和設備驅動程序的同步通信，并給出了

標簽： 多線程同步機制中的應用應用程序

上傳時間： 2013-06-30

上傳用戶：小楓殘月
三菱PLC及變頻器在水廠的應用

本文通過分析自來水廠對控制系統(tǒng)的功能要求，主要介紹了三菱自動化的PLC及變頻器在自來水廠的應用，以及與FIX組態(tài)軟件構成的自控系統(tǒng)。關鍵詞：PLC，變頻器，組態(tài)軟件Abstract:

標簽： PLC 三菱變頻器

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：sssl
模糊PID混合控制系統(tǒng)在加熱爐中的應用

本文主要介紹了`加熱爐混合模糊控制的方案。該方案采用了“短周期”預測爐溫的模糊控制策略，將模糊控制和PID 控制結合在一起，利用協(xié)調因子的在線自整定來確定重油流量，實現(xiàn)了空燃比的自尋優(yōu)模糊控制。該系統(tǒng)

標簽： PID 模糊加熱爐中的應用

上傳時間： 2013-06-25

上傳用戶：牧羊人8920
智能PID算法在液位控制系統(tǒng)中的應用

針對自己開發(fā)的液位控制系統(tǒng)參數(shù)難以調整的問題，本文提出了一種智能PID 的液位控制方法。智能PID 控制算法是在常規(guī)PID 控制算法的基礎上，根據(jù)前人和專家的經(jīng)驗以及操作人員的實際經(jīng)驗，針對具有大滯后

標簽： PID 算法液位控制系統(tǒng) 中的應用

上傳時間： 2013-07-31

上傳用戶：windwolf2000