本文以“機(jī)車車輛輪對(duì)動(dòng)態(tài)檢測(cè)裝置”為研究背景，以改進(jìn)提升裝置性能為目標(biāo)，研究在Altera公司的FPGA(Field Programmable Gate Array)芯片Cyclone上實(shí)現(xiàn)圖像采集控制、圖像處理算法、JPEG(Joint Photographic Expert Group)壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)的基本系統(tǒng)。本文使用硬件描述語(yǔ)言Verilog，以RedLogic的RVDK開(kāi)發(fā)板作為硬件平臺(tái)，在開(kāi)發(fā)工具OUARTUS2 6.0和MODELSIM SE 6.1B環(huán)境中完成軟核的設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證。 數(shù)據(jù)采集部分完成的功能是將由模擬攝像機(jī)拍攝到的圖像信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，然后從數(shù)據(jù)流中提取有效數(shù)據(jù)，加以適當(dāng)裁剪，最后將奇偶場(chǎng)圖像數(shù)據(jù)合并成幀，存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中。數(shù)字化及碼流產(chǎn)生的功能由SAA7113芯片完成，由FPGA對(duì)SAA7113芯片初始化設(shè)置、控制，并對(duì)數(shù)字化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。 圖像處理算法部分考慮到實(shí)時(shí)性與算法復(fù)雜度等因素，從裝置的圖像處理流程中有選擇性地實(shí)現(xiàn)了直方圖均衡化、中值濾波與邊緣檢測(cè)三種圖像處理算法。 壓縮編碼部分依據(jù)JPEG標(biāo)準(zhǔn)基本系統(tǒng)順序編碼模式，在FPGA上實(shí)現(xiàn)了DCT(Discrete Cosine Transform)變換、量化、Zig-Zag掃描、直流系數(shù)DPCM(Differential Pulse Code Modulation)編碼、交流系數(shù)RLC(Run Length code)編碼、霍夫曼編碼等主要步驟，最后用實(shí)際的圖像數(shù)據(jù)塊對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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指紋識(shí)別作為生物特征識(shí)別的一種，在身份識(shí)別上有著其他手段不可比擬的優(yōu)越性：人的指紋具有唯一性和穩(wěn)定性；隨著指紋傳感器性能的提高和價(jià)格的降低．指紋的采集相對(duì)容易；指紋識(shí)別算法已經(jīng)比較成熟
標(biāo)簽： 指紋識(shí)別 算法 硬件實(shí)現(xiàn)
上傳時(shí)間： 2013-07-28
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在船舶交管系統(tǒng)中，雷達(dá)信息處理是最重要的組成部分。視頻回波處理中的雜波處理要求實(shí)時(shí)性很高，大約要在一個(gè)距離單元的時(shí)間(0.05-0.1us)內(nèi)完成。雜波處理如恒虛警處理本身比較復(fù)雜，這類處理過(guò)程又要求快速，圖像顯示系統(tǒng)要求及時(shí)的把接收到的雷達(dá)方位數(shù)據(jù)從極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成直角坐標(biāo)。在軟件上實(shí)現(xiàn)這些算法雖然精度可以達(dá)到，但是實(shí)時(shí)性問(wèn)題不能滿足。因此這類問(wèn)題多采用高速專用數(shù)字設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。FPGA在數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域有非常廣闊的應(yīng)用前景，以其優(yōu)良的性能在數(shù)字信號(hào)處理中發(fā)揮了重大的作用。CORDIC算法可以在硬件上以很高的精度實(shí)現(xiàn)一些函數(shù)和運(yùn)算。針對(duì)以上幾點(diǎn)，本文提出了利用CORDIC算法，基于FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)雷達(dá)信號(hào)處理和圖像顯示的算法研究，用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)正弦、余弦、正切、乘法、除法、指數(shù)和對(duì)數(shù)等基本函數(shù)和運(yùn)算，把他們?cè)O(shè)計(jì)成為可重用的IP core，這樣可以滿足實(shí)時(shí)性和精度的問(wèn)題。從而在將來(lái)的算法研究中方便的調(diào)用，這樣在算法研究中可以節(jié)約大量的時(shí)間，在一定程度上降低研究的難度。 圍繞雷達(dá)信號(hào)處理和圖像顯示，本次課題設(shè)計(jì)主要做了如下工作： 1．對(duì)CORDIC算法進(jìn)行分析和研究，以及它在雷達(dá)信號(hào)處理和圖像顯示中的影響。 2．成功用硬件描述語(yǔ)言在Xilinx公司軟件ISE的環(huán)境下編寫(xiě)代碼，在Synplify和Modelsim上做了綜合和仿真。 3．對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行精度和速度分析。 4．對(duì)雷達(dá)信號(hào)處理和圖像顯示的相關(guān)算法進(jìn)行分析和研究。 5．從實(shí)例分析IP core的特點(diǎn)，對(duì)算法研究的影響和IP core在雷達(dá)信號(hào)處理和圖像顯示中的應(yīng)用。 最終在實(shí)踐環(huán)節(jié)，成功利用CORDIC算法，在FPGA上實(shí)現(xiàn)可重用的IP core，這些IP core能夠以很高的精度實(shí)現(xiàn)一些基本函數(shù)和運(yùn)算，在雷達(dá)信號(hào)處理與圖像顯示中起到很大的作用。
標(biāo)簽： FPGA 雷達(dá)信號(hào)處理 圖像顯示
上傳時(shí)間： 2013-07-16
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軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境：ISE 7.1i 硬件開(kāi)發(fā)環(huán)境：紅色颶風(fēng)II代－Xilinx版 1. 本實(shí)例用于控制開(kāi)發(fā)板上面的SDRAM完成讀寫(xiě)功能； 先向SDRAM里面寫(xiě)數(shù)據(jù)，然后再將數(shù)據(jù)讀出來(lái)做比較，如果不匹配就通過(guò)LED變亮顯示出來(lái)，如果一致，LED就不亮。 2. part1目錄是使用Modelsim仿真的工程； 3. part2目錄是在開(kāi)發(fā)版上面驗(yàn)證的工程； 2.1. part1_32目錄是4m32SDRAM的仿真工程； 2.2. part1_16目錄是4m16SDRAM的仿真工程； \model文件夾里面是仿真模型； \rtl文件夾里面是源文件； \sim文件夾里面是仿真工程； \test_bench文件夾里面是測(cè)試文件； \wave文件夾里面是仿真波形。 3.1. 工程在\project文件夾里面; 3.2. 源文件和管腳分配在\rtl文件夾里面; 3.3. 下載文件在\download文件夾里面,.mcs為PROM模式下載文件,.bit為JTAG調(diào)試下載文件。
標(biāo)簽： Modelsim SDRAM 讀寫(xiě) 控制
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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心血管疾病是當(dāng)今危害人類健康的主要疾病之一，心電圖檢查是臨床上診斷心血管疾病的重要方法。心電圖準(zhǔn)確的自動(dòng)分析與診斷對(duì)于心血管疾病的診斷起著關(guān)鍵的作用，也是國(guó)內(nèi)外學(xué)者所熱衷的研究課題。QRS復(fù)合波的檢測(cè)是心電自動(dòng)分析的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，檢出的位置精度關(guān)系到后續(xù)處理和分析的正確性和準(zhǔn)確性。 本文在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上，對(duì)基于小波變換的QRS復(fù)合波檢測(cè)算法做了深入研究;并針對(duì)小波變換算法與心電檢測(cè)算法的結(jié)構(gòu)提出了一種硬件實(shí)現(xiàn)方法。本文的主要內(nèi)容包括基于小波變換的心電信號(hào)檢測(cè)算法設(shè)計(jì)和該算法在FPGA系統(tǒng)上的實(shí)現(xiàn)兩個(gè)部分。 對(duì)國(guó)內(nèi)外近年內(nèi)發(fā)展起來(lái)的各種心電檢測(cè)方法進(jìn)行了總結(jié)，并綜合考慮檢出率和硬件實(shí)現(xiàn)的實(shí)時(shí)性等問(wèn)題，采用小波變換方法對(duì)QRS復(fù)合波進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)QRs復(fù)合波經(jīng)小波變換后，心電特征波在某些尺度上對(duì)應(yīng)有相對(duì)明顯的模極值對(duì)，通過(guò)在對(duì)應(yīng)尺度上判斷模極值對(duì)，進(jìn)而檢測(cè)出對(duì)應(yīng)的特征波。 設(shè)計(jì)了基于小波變換的心電信號(hào)檢測(cè)算法的FPGA實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)。系統(tǒng)主要包含三個(gè)模塊：心電信號(hào)預(yù)處理模塊、小波分解模塊和檢測(cè)模塊。心電信號(hào)預(yù)處理模塊對(duì)輸入的心電信號(hào)進(jìn)行濾波預(yù)處理，以消除工頻干擾和基線漂移。小波分解模塊采用流水線設(shè)計(jì)，即把各層小波分解分成各個(gè)模塊獨(dú)立實(shí)現(xiàn)，以提高運(yùn)算效率。檢測(cè)模塊的功能是利用小波分解模塊的輸出結(jié)果在各尺度上尋找模極值對(duì)，并根據(jù)檢測(cè)策略檢測(cè)QRS復(fù)合波。 本文采用Veillog語(yǔ)言對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，并通過(guò)MIT-BIH心律失常標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)本文的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行性能評(píng)估，獲得了較好的檢出率。同時(shí)，綜合結(jié)果也表明系統(tǒng)時(shí)鐘能夠工作在較高的頻率，足以滿足高速實(shí)時(shí)對(duì)心電信號(hào)的處理與檢測(cè)。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本文主要研究了數(shù)字聲音廣播系統(tǒng)(DAB)內(nèi)交織器與解交織器的算法及硬件實(shí)現(xiàn)方法。時(shí)間交織器與解交織器的硬件實(shí)現(xiàn)可以有幾種實(shí)現(xiàn)方案，本文對(duì)其性能進(jìn)行了分析比較，選擇了一種工程中實(shí)用的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，并將設(shè)計(jì)結(jié)果以FPGA設(shè)計(jì)驗(yàn)證。時(shí)間解交織器的交織速度、電路面積、占用內(nèi)存、是設(shè)計(jì)中主要因素，文中采用了單口SRAM實(shí)現(xiàn)，減少了對(duì)存儲(chǔ)器的使用，利用lC設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法來(lái)改善電路的面積。硬件實(shí)現(xiàn)是采用工業(yè)EDA標(biāo)準(zhǔn)Top-to-Down設(shè)計(jì)思想來(lái)設(shè)計(jì)時(shí)間解交織，使用verilogHDL硬件描述語(yǔ)言來(lái)描述解交織器，用Cadence Nc-verilog進(jìn)行仿真，Debussy進(jìn)行debug，在Altera公司的FPGA開(kāi)發(fā)板上進(jìn)行測(cè)試，然后用ASIC實(shí)現(xiàn)。測(cè)試結(jié)果證明：時(shí)間解交織器的輸出正確，實(shí)現(xiàn)速度較快，占用面積較小。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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擴(kuò)頻通信是現(xiàn)代通信系統(tǒng)中的一種重要的通信方式，具有較強(qiáng)的抗干擾、抗多徑性能以及頻譜利用率高、多址通信等諸多優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。FPGA以其功能強(qiáng)大，開(kāi)發(fā)過(guò)程投資少、周期短，可反復(fù)修改，保密性能好，開(kāi)發(fā)工具智能化等特點(diǎn)成為當(dāng)今硬件設(shè)計(jì)的重要方式。本文研究了直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)，重點(diǎn)研究了擴(kuò)頻部分和解擴(kuò)部分，對(duì)擴(kuò)頻碼的性能、匹配濾波器以及頻差相差的估計(jì)和修正等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析和說(shuō)明。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用VHDL語(yǔ)言進(jìn)行了FPGA部分的功能實(shí)現(xiàn)，給出了一些相關(guān)的仿真及測(cè)試結(jié)果。最后對(duì)該系統(tǒng)還需進(jìn)一步研究的問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹，對(duì)調(diào)試過(guò)程中的出現(xiàn)的一些問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析和小結(jié)。
標(biāo)簽： FPGA 擴(kuò)頻 關(guān)鍵技術(shù)
上傳時(shí)間： 2013-05-26
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本文主要研究了近年來(lái)發(fā)展很快的一種高效的調(diào)制技術(shù)——連續(xù)相位調(diào)制(CPM)。與其它調(diào)制技術(shù)相比，它具有較高的帶寬和功率利用率，這也令它在通信資源日益緊張的今天得到了越來(lái)越多的關(guān)注。CPM信號(hào)包含大量的信號(hào)形式，它們的共同特點(diǎn)是信號(hào)包絡(luò)恒定、相位連續(xù)，尤其適合于無(wú)線通信。 本文首先介紹了CPM信號(hào)的一般表達(dá)式及其功率譜密度公式，在此基礎(chǔ)上對(duì)CPM信號(hào)特性做了分析研究，并對(duì)其功率譜密度進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真，分析得出了CPM信號(hào)各調(diào)制參數(shù)的取值對(duì)其譜特性的影響；然后對(duì)CPM信號(hào)的各種解調(diào)方法進(jìn)行了深入研究，對(duì)不同方法的解調(diào)性能作了仿真，通過(guò)比較分析得出解調(diào)性能、調(diào)制參數(shù)與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度之間相互制約的關(guān)系；最后，在前面分析研究的基礎(chǔ)上，完成了一個(gè)實(shí)際通信系統(tǒng)中信號(hào)檢測(cè)算法的。FPGA實(shí)現(xiàn)。
標(biāo)簽： 相位調(diào)制 解調(diào)算法
上傳時(shí)間： 2013-05-29
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在傳統(tǒng)的數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，糾錯(cuò)編碼與調(diào)制是各自獨(dú)立設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)的，譯碼與解調(diào)也是如此。80年代初，Ungerboeck根據(jù)調(diào)制解調(diào)與糾錯(cuò)編碼的特點(diǎn)，提出了一種新的思想，稱作網(wǎng)格編碼調(diào)制，記為T(mén)CM。它是將調(diào)制解調(diào)與糾錯(cuò)編碼當(dāng)成一個(gè)整體來(lái)設(shè)計(jì)。它的中心思想是：采用編碼方法將信號(hào)空間做最佳分割，使已調(diào)信號(hào)矢量端點(diǎn)間有最大的距離。這樣就可以在相同發(fā)射功率、相同有效性的條件下提高信息傳輸?shù)目煽啃裕貏e適用于頻帶受限和功率受限信道。它在衛(wèi)星通信和移動(dòng)通信中的應(yīng)用又使它成為研究熱點(diǎn)。 本文介紹了TCM編碼調(diào)制的基本原理，在此基礎(chǔ)上提出了一種新的TCM編碼的方法；介紹了卷積碼Viterbi譯碼的基本原理和步驟，在此基礎(chǔ)上分析了TCM的Viterbi譯碼的特點(diǎn)；研究了TCM在高斯白噪聲條件下的誤碼性能及其編碼增益，并在MATLAB上仿真來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證；介紹了數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)的基本方法和流程，在此基礎(chǔ)上介紹了基于FPGA的TCM系統(tǒng)的各個(gè)模塊。
標(biāo)簽： FPGA 網(wǎng)格編碼 調(diào)制技術(shù)
上傳時(shí)間： 2013-07-26
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研制發(fā)射微小衛(wèi)星，是我國(guó)利用空間技術(shù)服務(wù)經(jīng)濟(jì)建設(shè)、造福人類的重要途徑。現(xiàn)代微小衛(wèi)星在短短20年里能取得長(zhǎng)足的發(fā)展，主要取決于微小衛(wèi)星自身的一系列特點(diǎn)：重量輕，體積小，成本低，性能高，安全可靠，發(fā)射方便、快捷靈活等。在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，由于傳輸信道的多徑和各種噪聲的影響，信號(hào)在接收端會(huì)引起差錯(cuò)，通過(guò)信道編碼環(huán)節(jié)，可對(duì)這些不可避免的差錯(cuò)進(jìn)行檢測(cè)和糾正。 在微小衛(wèi)星通信鏈路中，信道編碼器的任務(wù)是差錯(cuò)控制。本文采用符合空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會(huì)CCSDS標(biāo)準(zhǔn)的鏈接碼進(jìn)行信道編碼，即內(nèi)碼為（2，1，6）的卷積碼，外碼為（255，223）的RS碼，中間進(jìn)行交織操作。其中，里德-索羅蒙碼(簡(jiǎn)稱RS碼)是一種重要的非二進(jìn)制BCH碼，是分組碼中糾錯(cuò)能力最強(qiáng)的糾錯(cuò)碼，一次可以糾正多個(gè)突發(fā)錯(cuò)誤，廣泛地用于空間通信中。 本文針對(duì)南京航空航天大學(xué)自行研制的微小衛(wèi)星通信分系統(tǒng)的技術(shù)要求，在用SystemView和C語(yǔ)言仿真的基礎(chǔ)上，用硬件描述語(yǔ)言Verilog設(shè)計(jì)了RS（255，223）編碼器和譯碼器，使用Modelsim軟件進(jìn)行了功能仿真，并通過(guò)Xilinx公司的軟件ISE對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合、布局布線，最后生成可下載的比特流文件下載到Xilinx公司的型號(hào)為XC3S2000的FPGA芯片中，完成了電路的設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了編碼譯碼的功能，表明本文設(shè)計(jì)的信道編解碼器的正確性和實(shí)用性，滿足了微小衛(wèi)星通信分系統(tǒng)的技術(shù)要求。
上傳時(shí)間： 2013-08-01
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