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FPGA技術(shù)在全數(shù)字化超聲診斷儀中的應(yīng)用研究

數(shù)字超聲診斷設(shè)備在臨床診斷中應(yīng)用十分廣泛，研制全數(shù)字化的醫(yī)療儀器已成為趨勢(shì)。盡管很多超聲成像儀器設(shè)計(jì)制造中使用了數(shù)字化技術(shù)，但是我們可以說(shuō)現(xiàn)代VLSI 和EDA 技術(shù)在其中并沒(méi)有得到充分有效的應(yīng)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(yīng)用，例如數(shù)字通信和相控雷達(dá)領(lǐng)域。在研究現(xiàn)代超聲成像原理的基礎(chǔ)上，我們首先介紹了常見(jiàn)的數(shù)字超聲成像儀器的基本結(jié)構(gòu)和模塊功能，同時(shí)也介紹了現(xiàn)代FPGA 和EDA 技術(shù)。隨后我們?cè)敿?xì)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(shí)現(xiàn)手段。我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)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(wèn)時(shí)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?cè)O(shè)計(jì)實(shí)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(duì)幅值和相位較平衡的正交信號(hào)，且在FPGA 片內(nèi)實(shí)現(xiàn)方案簡(jiǎn)單廉價(jià)。數(shù)控振蕩器輸出波形的頻率可動(dòng)態(tài)控制且精度較高，對(duì)于隨著超聲在人體組織深度上的穿透衰減，導(dǎo)致回波中心頻率下移的聲學(xué)物理現(xiàn)象，可視作將回波接收機(jī)的中心頻率同步動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行補(bǔ)償。還設(shè)計(jì)實(shí)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(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了聚焦延時(shí)、脈寬和重復(fù)頻率可動(dòng)態(tài)控制的發(fā)射驅(qū)動(dòng)脈沖產(chǎn)生器、線掃控制、探頭激勵(lì)控制、功能碼存儲(chǔ)等功能模塊，功能仿真和時(shí)序分析結(jié)果表明該子系統(tǒng)為設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)高速度、高精度、高集成度的全數(shù)字化超聲診斷設(shè)備打下了良好的基礎(chǔ)，將加快其研發(fā)和制造進(jìn)程，為生物醫(yī)學(xué)電子、醫(yī)療設(shè)備和超聲診斷等方面帶來(lái)新思路。

標(biāo)簽： FPGA 全數(shù)字中的應(yīng)用超聲診斷儀

上傳時(shí)間： 2013-06-18

上傳用戶：hfmm633
基于DSP和FPGA的四關(guān)節(jié)實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人控制器的研制

在機(jī)器人學(xué)的研究領(lǐng)域中，如何有效地提高機(jī)器人控制系統(tǒng)的控制性能始終是研究學(xué)者十分關(guān)注的一個(gè)重要內(nèi)容。在分析了工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷程和機(jī)器人控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀后，本論文的主要目標(biāo)是針對(duì)四關(guān)節(jié)實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人特有的機(jī)械結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型，建立一個(gè)新型全數(shù)字的基于DSP和FPGA的機(jī)器人位置伺服控制系統(tǒng)的軟、硬件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)四關(guān)節(jié)實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人的精確控制。本論文從實(shí)際情況出發(fā)，首先分析了所研究的四關(guān)節(jié)實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)，并對(duì)其抽象簡(jiǎn)化得到了它的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)模型。在明確了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人精確位置伺服控制的控制原理后，我們對(duì)機(jī)器人控制系統(tǒng)的諸多可行性方案進(jìn)行了充分論證，并最終決定采用了三級(jí)CPU控制的控制體系結(jié)構(gòu)：第一級(jí)CPU為上位計(jì)算機(jī)，它實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的系統(tǒng)管理、協(xié)調(diào)控制以及完成機(jī)器人實(shí)時(shí)軌跡規(guī)劃等控制算法的運(yùn)算；第二級(jí)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(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)器人多個(gè)關(guān)節(jié)的高速并行驅(qū)動(dòng)；第三級(jí)CPU為交流伺服驅(qū)動(dòng)處理器，它實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人關(guān)節(jié)伺服電機(jī)的精確三閉環(huán)誤差驅(qū)動(dòng)控制，以及電機(jī)的故障診斷和自動(dòng)保護(hù)等功能。此外，我們采用比普通UART速度快得多的USB來(lái)實(shí)現(xiàn)上位計(jì)算機(jī)．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(jī)器人系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括兩個(gè)部分：一是采用VC++實(shí)現(xiàn)的上位監(jiān)控軟件系統(tǒng)，它主要負(fù)責(zé)機(jī)器人實(shí)時(shí)軌跡規(guī)劃等控制算法的運(yùn)算，同時(shí)完成用戶與機(jī)器人系統(tǒng)之間的信息交互；二是采用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的下位DSP控制程序，它主要負(fù)責(zé)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(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)還能夠?qū)崟r(shí)的向上位監(jiān)控系統(tǒng)或者下位控制箱反饋機(jī)器人的當(dāng)前狀態(tài)信息。研究開(kāi)發(fā)出來(lái)的四關(guān)節(jié)實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人控制器具有控制實(shí)時(shí)性好、定位精度高、運(yùn)行穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，它允許用戶通過(guò)上位控制計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的各種設(shè)定作業(yè)的控制，也可以讓用戶通過(guò)機(jī)器人控制箱現(xiàn)場(chǎng)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行回零、示教等各項(xiàng)操作。

標(biāo)簽： FPGA DSP 實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人控制器

上傳時(shí)間： 2013-06-11

上傳用戶：edisonfather
單片機(jī)最新書(shū)籍－從基礎(chǔ)到高級(jí)

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

標(biāo)簽： 單片機(jī) 書(shū)籍

上傳時(shí)間： 2013-06-11

上傳用戶：MATAIYES
ARM及在Linux在高精度測(cè)溫系統(tǒng)中的應(yīng)用

溫度的測(cè)量在工業(yè)領(lǐng)域最為常見(jiàn)，隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)溫度的測(cè)量也由過(guò)去的模擬刻度溫度計(jì)、指針溫度計(jì)向數(shù)字顯示的智能溫度計(jì)發(fā)展，而且，對(duì)測(cè)量的精度要求也越來(lái)越高。目前，盡管市場(chǎng)上也有高精度的溫度測(cè)量?jī)x，但一般價(jià)格都很昂貴。傳統(tǒng)的8位單片機(jī)已經(jīng)越來(lái)越不能適應(yīng)日漸復(fù)雜的應(yīng)用需求。友好的交互界面、網(wǎng)絡(luò)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(yīng)用系統(tǒng)正逐步取代傳統(tǒng)的以PC為中心的應(yīng)用，成為未來(lái)智能化儀表中的主力軍。本文立足于設(shè)計(jì)一種通用性強(qiáng)的測(cè)溫系統(tǒng)，可以在軟硬件兩方面適應(yīng)多種測(cè)溫元件，為系統(tǒng)日后升級(jí)帶來(lái)方便。本論文以對(duì)通用Linux操作系統(tǒng)在32位ARM微處理器上進(jìn)行移植并對(duì)其實(shí)時(shí)性進(jìn)行了改造。研制了鉑熱電阻高精度溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，闡述了其具體技術(shù)指標(biāo)及相關(guān)實(shí)現(xiàn)方法。系統(tǒng)以S3C2410為硬件核心，開(kāi)發(fā)了主板及數(shù)據(jù)采集調(diào)理電路。構(gòu)建了以微處理器S3C2410、閃存FLASH、存儲(chǔ)器SRAM、A/D、鍵盤(pán)、顯示器為一體的溫度監(jiān)測(cè)的硬件平臺(tái)。在此硬件平臺(tái)上嵌入RT—Linux嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，構(gòu)建系統(tǒng)的多任務(wù)管理，最終完成了本課題的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。

標(biāo)簽： Linux ARM 高精度測(cè)溫系統(tǒng)

上傳時(shí)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(dāng)前，音視頻等多媒體作為信息的載體，在社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，起著越來(lái)越重要的作用。數(shù)字視頻的海量性成為阻礙其應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)，以其高性能的壓縮效率，成為備受關(guān)注的焦點(diǎn)和研究問(wèn)題。H．264通過(guò)運(yùn)動(dòng)估計(jì)/運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償（MP/MC）消除視頻時(shí)間冗余，對(duì)差值圖像進(jìn)行離散余弦變換（DCT）消除空間冗余，對(duì)量化后的系數(shù)進(jìn)行可變長(zhǎng)編碼（VLC）消除統(tǒng)計(jì)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(luò)即將商用的推動(dòng)，H．264以其優(yōu)秀的壓縮性能，無(wú)論是無(wú)線信道傳輸方面，還是存儲(chǔ)容量有限的嵌入式設(shè)備都具有廣闊的應(yīng)用前景。但H．264在提升壓縮性能的同時(shí)付出的代價(jià)是算法復(fù)雜度的成倍增加，實(shí)際應(yīng)用中人們對(duì)視頻解碼的實(shí)時(shí)性要求嚴(yán)格，已出現(xiàn)的對(duì)應(yīng)算法代碼多基于PC通用處理器實(shí)現(xiàn)，而嵌入式設(shè)備的主頻和處理能力仍然相對(duì)有限，存儲(chǔ)容量相對(duì)較小，總線速率相對(duì)偏低，因此必須對(duì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)算法進(jìn)行優(yōu)化移植，才能滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。本文在對(duì)H．264標(biāo)準(zhǔn)及其新特性進(jìn)行詳細(xì)介紹后，重點(diǎn)研究了在解碼端如何針對(duì)解碼耗時(shí)較多的模塊進(jìn)行改進(jìn)，然后將算法移植到ARM平臺(tái)，并針對(duì)平臺(tái)特點(diǎn)作出相應(yīng)優(yōu)化，最后完成解碼圖象顯示，并給出了測(cè)試結(jié)果。本文主要完成的工作如下：詳細(xì)分析了H．264的參考軟件JM中解碼流程，并利用測(cè)試工具分析了各模塊耗時(shí)，針對(duì)耗時(shí)較多的模塊如插值運(yùn)算及去塊濾波模塊，提出了對(duì)應(yīng)的改進(jìn)算法并在H．264的參考軟件JM86上進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，PC測(cè)試實(shí)驗(yàn)證明了算法改進(jìn)的優(yōu)越性和運(yùn)算優(yōu)化的可行性。最后針對(duì)ARM平臺(tái)，在對(duì)程序結(jié)構(gòu)和對(duì)應(yīng)代碼進(jìn)行優(yōu)化之后，將其移植到WINCE系統(tǒng)之下，同時(shí)給出了WINCE平臺(tái)解碼后圖象加速顯示方法，并對(duì)最終測(cè)試結(jié)果與性能做出了評(píng)價(jià)。

標(biāo)簽： 264 ARM 解碼算法優(yōu)化

上傳時(shí)間： 2013-06-04

上傳用戶：shijiang
FPGA在相位激光測(cè)距信號(hào)處理技術(shù)中的應(yīng)用

本文簡(jiǎn)單介紹了脈沖式激光測(cè)距原理、相位式激光測(cè)距的原理及相位測(cè)量技術(shù)。根據(jù)課題的要求，給出了電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，選擇了合適測(cè)相系統(tǒng)電路參數(shù)，分析了調(diào)制波的噪聲對(duì)系統(tǒng)的影響，計(jì)算出能滿足系統(tǒng)精度要求的最低信噪比，對(duì)偶然誤差、信號(hào)變化幅度大小、零點(diǎn)漂移和電路的相位延遲等原因引起的測(cè)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(cè)相精度和穩(wěn)定性。　　根據(jù)電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，著重對(duì)混頻電路、整形電路和自動(dòng)數(shù)字檢相電路進(jìn)行了較為深入的分析與討論，其中自動(dòng)數(shù)字檢相電路采用大規(guī)模可編程邏輯器件FPGA實(shí)現(xiàn)。　　文中述敘了利用FPGA實(shí)現(xiàn)自動(dòng)數(shù)字檢相的原理及方法步驟，分析了FPGA實(shí)現(xiàn)鑒相功能的可靠性。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇合適的FPGA邏輯器件和配置器件，使用QuartusⅡ軟件開(kāi)發(fā)可編程邏輯器件及VHDL編程，給出了用QuartusⅡ軟件進(jìn)行數(shù)字檢相測(cè)量的系統(tǒng)仿真結(jié)果和混頻電路、比較電路、數(shù)字檢相電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)在沒(méi)有零角度位置標(biāo)志信號(hào)和沒(méi)有允許計(jì)數(shù)標(biāo)志信號(hào)條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精度進(jìn)行了分析。根據(jù)誤差結(jié)果分析，提出了下一步研究改進(jìn)的措施和思路。　　

標(biāo)簽： FPGA 相位激光測(cè)距信號(hào)處理技術(shù)

上傳時(shí)間： 2013-07-25

上傳用戶：天涯
多線程同步機(jī)制在應(yīng)用程序與驅(qū)動(dòng)程序通信中的應(yīng)用

本文對(duì)Windows NT 操作系統(tǒng)的多線程同步機(jī)制和同步對(duì)象進(jìn)行了分析，以其在檢測(cè)儀和經(jīng)緯儀同步通信程序開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用為例，論述了如何通過(guò)共享事件來(lái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的同步通信，并給出了

標(biāo)簽： 多線程同步機(jī)制中的應(yīng)用應(yīng)用程序

上傳時(shí)間： 2013-06-30

上傳用戶：小楓殘?jiān)?/p>
三菱PLC及變頻器在水廠的應(yīng)用

本文通過(guò)分析自來(lái)水廠對(duì)控制系統(tǒng)的功能要求，主要介紹了三菱自動(dòng)化的PLC及變頻器在自來(lái)水廠的應(yīng)用，以及與FIX組態(tài)軟件構(gòu)成的自控系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：PLC，變頻器，組態(tài)軟件Abstract:

標(biāo)簽： PLC 三菱變頻器

上傳時(shí)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(yīng)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(yù)測(cè)爐溫的模糊控制策略，將模糊控制和PID 控制結(jié)合在一起，利用協(xié)調(diào)因子的在線自整定來(lái)確定重油流量，實(shí)現(xiàn)了空燃比的自尋優(yōu)模糊控制。該系統(tǒng)

標(biāo)簽： PID 模糊加熱爐中的應(yīng)用

上傳時(shí)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(yīng)用

針對(duì)自己開(kāi)發(fā)的液位控制系統(tǒng)參數(shù)難以調(diào)整的問(wèn)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(chǔ)上，根據(jù)前人和專家的經(jīng)驗(yàn)以及操作人員的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)具有大滯后

標(biāo)簽： PID 算法液位控制系統(tǒng) 中的應(yīng)用

上傳時(shí)間： 2013-07-31

上傳用戶：windwolf2000