對弓網(wǎng)故障的檢測在列車提速的今天顯得尤其重要，原始故障圖像數(shù)據(jù)量的巨大使實時存儲和傳輸故障圖像極其困難。JPEG作為一種低復(fù)雜度、高壓縮比的圖像壓縮標準在多媒體、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)阮I(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。和相同圖像質(zhì)量的其它常用文件格式(如GIF，TIFF，PCX)相比，JPEG是目前靜態(tài)圖像中壓縮比最高的。 FPGA以其設(shè)計靈活、高速的卓越特性，逐漸成為許多應(yīng)用中首先器件，尤其是與Verilog和VHDL等語言的結(jié)合，大大變革了電子系統(tǒng)的設(shè)計方法，加速了系統(tǒng)的設(shè)計進程。 本文旨在研究并實現(xiàn)一種實時采集并對特定幀進行壓縮傳輸?shù)姆椒āＭㄟ^采用可編程邏輯器件FPGA來實現(xiàn)整個采集、顯示、壓縮和傳輸，使系統(tǒng)具有可定制、高速度等優(yōu)點。 本文首先介紹了開發(fā)硬件可編程邏輯門陣列FPGA及其開發(fā)語言Veridlog，并介紹了FPGA的設(shè)計方法及開發(fā)流程；接著介紹了PAL制視頻采集的相關(guān)知識及設(shè)計，其中主要包括基于I2C總線的模擬視頻解碼控制、視頻的數(shù)字化ITU-R BT.601標準介紹及視頻同步信號的獲取、基于SDRAM的視頻幀存儲、VGA顯示控制設(shè)計；隨后介紹了JPEG標準，并根據(jù)故障檢測的特點，設(shè)計了針對灰度圖像壓縮的JPEG編碼器，設(shè)計中先分別對組成JPEG編碼器的二維DCT變換模塊、量化模塊、Z字掃描模塊、變換直流系數(shù)的差分脈沖編碼模塊、交流系數(shù)的游程編碼模塊、哈夫曼編碼模塊及打包模塊進行了仿真測試，然后再對整個JPEG編碼器進行了測試；最后設(shè)計了單幀視頻的SRAM緩存，并將緩存的源圖像采用本文設(shè)計的JPEG編碼器進行壓縮，再設(shè)計一個僅包含發(fā)送功能的UART 將壓縮后的碼流傳輸?shù)絇C機，在PC機上通過將接收的碼流以ASCⅡ碼的形式還原為采集圖片。 本文實現(xiàn)了整個采集壓縮系統(tǒng)，同時也進一步驗證了本文設(shè)計的灰度圖像JPEG編碼器的正確性。相信本文無論是對弓網(wǎng)故障的圖像檢測，還是對于JPEG編碼器的芯片設(shè)計都有一定的參考價值。
標簽： FPGA JPEG 壓縮系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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本文的設(shè)計采用FPGA來實現(xiàn)π/4DQPSK調(diào)制解調(diào)。采用π/4DQPSK的調(diào)制解調(diào)方式是基于頻帶利用率、誤比特率(即抗噪性)和實現(xiàn)復(fù)雜性等綜合因素的考慮；采用FPGA進行實現(xiàn)是考慮到高速的數(shù)據(jù)處理以及AD和DA的高速采樣。 本課題主要包含以下幾個方面的研究： 首先對π/4DQPSK技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展情況做簡單介紹，并對其調(diào)制解調(diào)原理進行了詳細的闡述。在理解原理的基礎(chǔ)上，將調(diào)制解調(diào)進行模塊化劃分，提出了實現(xiàn)的思路和方法。其中包括串并轉(zhuǎn)換，差分相位編碼，內(nèi)插，成形濾波器，正交調(diào)制，帶通濾波器及希爾伯特變換，解調(diào)，位同步，載波同步，差分相位解碼。 其次在FPGA上實現(xiàn)了π/4DQPSK的大部分模塊。其中調(diào)制端的各個模塊的功能都已經(jīng)實現(xiàn)，并綜合在一起，下載到開發(fā)板上進行了在線仿真。其中成形濾波器的設(shè)計大大降低了FPGA的資源開銷，是本次設(shè)計的創(chuàng)新；解調(diào)端對載波同步和位同步提出了設(shè)計思路，具體的實現(xiàn)還需要進一步的研究；接口電路的測試和在線仿真已經(jīng)完成。 最后提出了硬件實現(xiàn)的方案以及三種芯片的選型與設(shè)計，給出了簡要的電路圖和時序圖。
標簽： 4DQPSK FPGA 調(diào)制 解調(diào)技術(shù)
上傳時間： 2013-08-03
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在圖像處理及檢測系統(tǒng)中，實時性要求往往影響著系統(tǒng)處理速度的性能。本文在分析研究視頻檢測技術(shù)及方法的基礎(chǔ)上，應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)設(shè)計和圖像處理技術(shù)，以交通信息視頻檢測系統(tǒng)為研究背景，展開了基于FPGA視頻圖像檢測技術(shù)的研究與應(yīng)用，通過系統(tǒng)仿真驗證了基于FPGA架構(gòu)的圖像并行處理和檢測系統(tǒng)具有較高的實時處理能力，能夠準確并穩(wěn)定地檢測出運動目標的信息。可見FPGA對提高視頻檢測及處理的實時性是一個較好的選擇。 本文主要研究的內(nèi)容有： 1．分析研究了視頻圖像檢測技術(shù)，針對傳統(tǒng)基于PC構(gòu)架和DSP處理器的視頻檢測系統(tǒng)的弊端，并從可靠性、穩(wěn)定性、實時性和開發(fā)成本等因素考慮，提出了以FPGA芯片作為中央處理器的嵌入式并行數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的設(shè)計方案。 2．應(yīng)用模塊化的硬件設(shè)計方法，構(gòu)建了新一代嵌入式視頻檢測系統(tǒng)的硬件平臺。該系統(tǒng)由異步FIFO模塊、圖像空間轉(zhuǎn)換模塊、SRAM幀存控制模塊、圖像預(yù)處理模塊和圖像檢測模塊等組成，較好地解決了圖像采樣存儲、處理和傳輸?shù)膯栴}，并為以后系統(tǒng)功能的擴展奠定了良好的基礎(chǔ)。 3．在深入研究了線性與非線性濾波幾種圖像處理算法，分析比較了各自的優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，本文提出一種適合于FPGA的快速圖像中值濾波算法，并給出該算法的硬件實現(xiàn)結(jié)構(gòu)圖，應(yīng)用VHDL硬件描述語言編程、實現(xiàn)，仿真結(jié)果表明，快速中值濾波算法的處理速度較傳統(tǒng)算法提高了50％，更有效地降低了系統(tǒng)資源占用率和提高了系統(tǒng)運算速度，增強了檢測系統(tǒng)的實時性能。 4．研究了基于視頻的交通車流量檢測算法，重點討論背景差分法，圖像二值化以及利用直方圖分析方法確定二值化的閾值，并對圖像進行了直方圖均衡處理，提高圖像檢測精度。并結(jié)合嵌入式系統(tǒng)處理技術(shù)，在FPGA系統(tǒng)上研究設(shè)計了這些算法的硬件實現(xiàn)結(jié)構(gòu)，用VHDL語言實現(xiàn)，并對各個模塊及相應(yīng)算法做出了功能仿真和性能分析。 5．系統(tǒng)仿真與驗證是整個FPGA設(shè)計流程中最重要的步驟，針對現(xiàn)有仿真工具用手動設(shè)置輸入波形工作量大等弊病，本文提出了一種VHDL測試基準(TestBench)方法解決系統(tǒng)輸入源仿真問題，用TEXTIO程序包設(shè)計了MATLAB與FPGA仿真軟件的接口，很好地解決了仿真測試中因測試向量龐大而難以手動輸入的問題。并將系統(tǒng)的仿真結(jié)果數(shù)據(jù)在MATLAB上還原為圖像，方便了系統(tǒng)測試結(jié)果的分析與調(diào)試。系統(tǒng)測試的結(jié)果表明，運動目標的檢測基本符合要求，可以排除行走路人等移動物體(除車輛外)的噪聲干擾，有效地檢測出正確的目標。 本文主要研究了基于FPGA片上系統(tǒng)的圖像處理及檢測技術(shù)，針對FPGA技術(shù)的特點對某些算法提出了改進，并在MATLAB、QuartusⅡ和ModelSim軟件開發(fā)平臺上仿真實現(xiàn)，仿真結(jié)果達到預(yù)期目標。本文的研究對智能化交通監(jiān)控系統(tǒng)的車流量檢測做了有益探索，對其他場合的圖像高速處理及檢測也具有一定的參考價值。
上傳時間： 2013-07-13
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視頻運動目標檢測是數(shù)字視頻信號處理、分析應(yīng)用的一個重要領(lǐng)域，在民用和軍事上有著廣泛的應(yīng)用，實現(xiàn)可靠、快速的運動目標檢測系統(tǒng)有著非常重要的意義。 本文詳細介紹了基于FPGA的視頻運動目標檢測系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計方法及其實現(xiàn)方案。首先介紹了視頻信號的分類和性質(zhì)，在此基礎(chǔ)上，討論分析了當前三種主要的運動目標檢測算法的基本原理和優(yōu)缺點；然后對運動目標檢測系統(tǒng)的硬件設(shè)計制定了詳細的方案，為系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了穩(wěn)定良好的硬件平臺；最后，在前面分析研究的基礎(chǔ)上，詳細介紹了系統(tǒng)的FPGA硬件實現(xiàn)過程。 本文通過對視頻運動目標檢測算法的分析研究，采用了一種改進的幀間差分算法，并結(jié)合系統(tǒng)任務(wù)，最終開發(fā)了一種基于Altera公司CYCLONE系列FPGA芯片的實時視頻運動目標檢測系統(tǒng)。采用FPGA實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計，可提高系統(tǒng)的處理速度，同時具有良好的靈活性和適應(yīng)性。實際應(yīng)用表明，本文所設(shè)計的運動目標檢測系統(tǒng)能很好地檢測出運動目標，并具有較好的抗干擾能力。
上傳時間： 2013-04-24
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基于布里淵散射的分布式光纖傳感器是當前國內(nèi)外研究的熱點。本文介紹了基于布里淵散射的分布式光纖傳感器的的原理、應(yīng)用；布里淵時域反射技術(shù)(BOTDR)和布里淵時域分析技術(shù)(BOTDA)的原理。 受激布里淵散射(SBS)的過程中，入射光和散射光滿足耦合振幅方程組。我們對該方程組采用有限差分法進行數(shù)值計算，并用Matlab模擬計算過程，對布里淵散射信號進行分析。 根據(jù)布里淵散射信號的特點，我們采用基于Morlet小波變換的DSP信號算法來處理 BOTDR傳感信號。通過對該算法的核心單元——快速傅立葉變換(FFT)的硬件實現(xiàn)，我們在Stratix FPGA上實現(xiàn)了基于Morlet小波變換的DSP算法的硬件電路設(shè)計。 最后，在此基礎(chǔ)上，我們對電路功能進行實際的仿真和驗證，并和Matlab得到結(jié)果進行比較和分析。
上傳時間： 2013-07-22
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一、應(yīng)用可靠性概念 1、可靠性概念 2、固有可靠性與應(yīng)用可靠性 3、易產(chǎn)生應(yīng)用可靠性問題的器件 4、使用應(yīng)力對可靠性的影響 二、電子元器件的選用 1、電子元器件的質(zhì)量等級 2、電子元器件的選擇要點 3、電子元器件的最大額定值 4、電子元器件的降額應(yīng)用 三、電子元器件的可靠性應(yīng)用 1、電子元器件的防浪涌應(yīng)用 2、電子元器件的防靜電應(yīng)用 3、電子元器件的防干擾應(yīng)用 4、CMOS群件的防閂鎖應(yīng)用 四、電子元器件的EMC應(yīng)用 1、干擾來源及傳播路徑 2、接地與屏蔽 3、濾波 4、電纜及終端 5、差分 6、軟件抗干擾 五、可靠性防護元件 1、TVS二極管 2、壓敏電阻 3、PTC與NTC熱敏電阻 4、專用防護元件 六、電子線路的可靠性設(shè)計 1、簡化設(shè)計 2、容差與漂移設(shè)計 3、冗余設(shè)計 4、低功耗設(shè)計 5、潛在通路分析 6、電磁兼容設(shè)計 7、均衡設(shè)計 七、印制電路版的可靠性設(shè)計 1、PCB的布局設(shè)計 2、PCB的布線設(shè)計 3、PCB的熱設(shè)計 4、PCB的裝配 八、噪聲測試作為應(yīng)用可靠性保證手段 1、噪聲與可靠性的關(guān)系 2、噪聲用于壽命評估 3、噪聲用于可靠性篩選 4、噪聲用于應(yīng)力損傷的早期預(yù)測
標簽： 應(yīng)用可靠性 線路設(shè)計
上傳時間： 2013-07-28
上傳用戶：mh_zhaohy
一、應(yīng)用可靠性概念 1、可靠性概念 2、固有可靠性與應(yīng)用可靠性 3、易產(chǎn)生應(yīng)用可靠性問題的器件 4、使用應(yīng)力對可靠性的影響 二、電子元器件的選用 1、電子元器件的質(zhì)量等級 2、電子元器件的選擇要點 3、電子元器件的最大額定值 4、電子元器件的降額應(yīng)用 三、電子元器件的可靠性應(yīng)用 1、電子元器件的防浪涌應(yīng)用 2、電子元器件的防靜電應(yīng)用 3、電子元器件的防干擾應(yīng)用 4、CMOS群件的防閂鎖應(yīng)用 四、電子元器件的EMC應(yīng)用 1、干擾來源及傳播路徑 2、接地與屏蔽 3、濾波 4、電纜及終端 5、差分 6、軟件抗干擾 五、可靠性防護元件 1、TVS二極管 2、壓敏電阻 3、PTC與NTC熱敏電阻 4、專用防護元件 六、電子線路的可靠性設(shè)計 1、簡化設(shè)計 2、容差與漂移設(shè)計 3、冗余設(shè)計 4、低功耗設(shè)計 5、潛在通路分析 6、電磁兼容設(shè)計 7、均衡設(shè)計 七、印制電路版的可靠性設(shè)計 1、PCB的布局設(shè)計 2、PCB的布線設(shè)計 3、PCB的熱設(shè)計 4、PCB的裝配 八、噪聲測試作為應(yīng)用可靠性保證手段 1、噪聲與可靠性的關(guān)系 2、噪聲用于壽命評估 3、噪聲用于可靠性篩選 4、噪聲用于應(yīng)力損傷的早期預(yù)測
標簽： 應(yīng)用可靠性
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：刺猬大王子
本論文介紹了幾種編碼和調(diào)制技術(shù)的基本原理和課題的總體實現(xiàn)結(jié)構(gòu)，重點分析和討論了滾降系數(shù)可調(diào)的成形濾波、內(nèi)插技術(shù)以及濾波器中乘法器、加法器的實現(xiàn)方法。通過外部控制器可對FPGA內(nèi)部設(shè)計的多項參數(shù)進行設(shè)置，可支持32.000kbps～4.096Mbps范圍內(nèi)的多速率數(shù)據(jù)傳輸，適用于各種信道限帶性能要求的傳輸系統(tǒng)。本論文使用一片F(xiàn)PGA芯片實現(xiàn)了信道編碼(包括數(shù)據(jù)加擾、差分編碼、卷積碼、RS碼、交織等)、多種調(diào)制方式(BPSK、QPSK、π/4-QPSK、TC8PSK、16QAM)、成形濾波器、多級內(nèi)插、上變頻器、具有連續(xù)/突發(fā)信號模式的數(shù)據(jù)源。將本論文的成果移植到某單位的信號源研制平臺，基本上可以滿足現(xiàn)階段研制和維修解調(diào)設(shè)備對信號源的需求，因此具有較高的使用價值。
標簽： 編碼 調(diào)制技術(shù)
上傳時間： 2013-07-27
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QPSK是一種線性窄帶數(shù)字調(diào)制技術(shù)，具有頻譜利用率高、頻譜特性好、抗衰落性能強和可用非相干解調(diào)等特點。擴頻通信是從軍事通信中發(fā)展起來的一種高性能通信技術(shù)，具有抗干擾、抗多徑能力強和保密性好等優(yōu)點，在移動通信和衛(wèi)星通信中得到廣泛應(yīng)用。所以將QPSK技術(shù)應(yīng)用亍擴頻通信具有重要的工程意義。 本文對QPSK調(diào)制的擴頻系統(tǒng)的FPGA實現(xiàn)進行了研究。本文介紹了擴頻通信的原理及發(fā)展現(xiàn)狀，并對QPSK調(diào)制的原理進行了詳細闡述。本文設(shè)計的擴頻通信系統(tǒng)主要包括串并/并串轉(zhuǎn)換、差分編/解碼、DDS、擴頻/解擴、QPSK調(diào)制/解調(diào)等模塊，基于Altera公司的Quartus Ⅱ 4.1開發(fā)平臺對以上各模塊進行了設(shè)計和時序仿真.仿真結(jié)果證明：該系統(tǒng)能正確工作，完成了預(yù)定的目標。 本文設(shè)計的基于FPGA的擴頻通信系統(tǒng)具有集成度高、可軟件升級等優(yōu)點，這為設(shè)計更高集成度和靈活性的通信系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)。
標簽： QPSK FPGA 調(diào)制 擴頻系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-19
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隨著GPS(Global Positioning System)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，其全球性、全天候、低成本等特點使得GPS接收機的用戶數(shù)量大幅度增加，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣。但由于定位過程中各種誤差源的存在，單機定位精度受到影響。目前常從兩個方面考慮減小誤差提高精度：①用高精度相位天線、差分技術(shù)等通過提高硬件成本獲取高精度；②針對誤差源用濾波算法從軟件方面實現(xiàn)精度提高。兩種方法中，后者相對于前者在滿足精度要求的前提下節(jié)約成本，而且便于系統(tǒng)融合，是應(yīng)用于GPS定位的系統(tǒng)中更有前景的方法。但由于在系統(tǒng)中實現(xiàn)定位濾波算法需要時間，傳統(tǒng)CPU往往不能滿足實時性的要求，而FPGA以其快速并行計算越來越受到青睞。 本文在FPGA平臺上，根據(jù)“先時序后電路”的設(shè)計思想，由同步?jīng)]計方法以及自頂向下和自下而上的混合設(shè)計方法實現(xiàn)系統(tǒng)的總體設(shè)計。從GPS-OEM板輸出的定位信息的接收到定位結(jié)果的坐標變換，最終到kalman濾波遞推計算減小定位誤差，實現(xiàn)實時、快速、高精度的GPS定位信息采集處理系統(tǒng)，為GPS定位數(shù)據(jù)的處理方法做了新的嘗試，為基于FPGA的GPS嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。具體工作如下： 基于FPGA設(shè)計了GPS定位數(shù)據(jù)的正確接收和顯示，以及經(jīng)緯度到平面坐標的投影變換。根掘GPS輸出信息標準和格式，通過串口接收模塊實現(xiàn)串口數(shù)掘的接收和經(jīng)緯度信息提取，并通過LCD實時顯示。在提取信息的同時將數(shù)據(jù)格式由ASCⅡ碼轉(zhuǎn)變?yōu)槭M制整數(shù)型，實現(xiàn)利用移位和加法運算達到代替乘法運算的效果，從而減少資源的利用率。在坐標轉(zhuǎn)換過程中，利用查找表的方法查找轉(zhuǎn)化時需要的各個參數(shù)值，并將該參數(shù)先轉(zhuǎn)為雙精度浮點小數(shù)，再進行坐標轉(zhuǎn)換。根據(jù)高斯轉(zhuǎn)化公式的規(guī)律將公式簡化成只涉及加法和乘法運算，以此簡化公式運算量，達到節(jié)省資源的目的。 卡爾曼濾波器的實現(xiàn)。首先分析了影響定位精度的各種誤差因素，將各種誤差因素視為一階馬爾科夫過程的總誤差，建立了系統(tǒng)狀態(tài)方程、觀測方程和濾波方程，并基于分散濾波的思想進行卡爾曼濾波設(shè)計，并通過Matlab進行仿真。結(jié)果表明，本文設(shè)計的卡爾曼濾波器收斂性好，定位精度高、估計誤差小。在仿真基礎(chǔ)上，實現(xiàn)基于FPGA的卡爾曼濾波計算。在滿足實時性的基礎(chǔ)上，通過IP核、模塊的分時復(fù)用和樹狀結(jié)構(gòu)節(jié)省資源，實現(xiàn)數(shù)據(jù)卡爾曼濾波，達到提高數(shù)據(jù)精度的效果。 設(shè)計中以Xilinx公司的Virtex-5系列的XC5VLX110-FF676為硬件平臺，采用Verilog HDL硬件描述語言實現(xiàn)，利用Xilinx公司的ISE10.1工具布局布線，一共使用44438個邏輯資源，時鐘頻率達到100MHZ以上，滿足實時性信號處理要求，在保證精度的前提下達到資源最優(yōu)。Modelsim仿真驗證了該設(shè)計的正確性。
上傳時間： 2013-04-24
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