極值型中值濾波算法在高噪聲率下的濾波效果不是很好,主要原因有以下兩個:首先,濾波窗口中過多的噪聲點會使窗口中的點在排序時產生中值偏移;其次是高噪聲率環境下,可能序列中值本身就是是噪聲點。對此,本文提出
上傳時間: 2013-06-26
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現代通信系統對帶寬和數據速率的要求越來越高,超寬帶(ultra-wideband,UWB)通信以其傳輸速率高、空間容量大、成本低、功耗低的優點,成為解決企業、家庭、公共場所等高速因特網接入的需求與越來越擁擠的頻率資源分配之間的矛盾的技術手段。 論文主要圍繞兩方面展開分析:一是介紹用于UWB無載波脈沖調制及直接序列碼分多址調制(DS-CDMA)的新型脈沖,即Hermite正交脈沖,并且分析了這種構建UWB多元通信和多用戶通信的系統性能。二是分析了UWB的多帶頻分復用物理層提案(MBOA)的調制技術,并在FPGA上實現了調制模塊。正交Hermite脈沖集被提出用于UWB的M元雙正交調制系統,獲得高數據速率。調整脈沖的脈寬因子和中心頻率能使脈沖滿足FCC的頻譜要求。M元雙正交調制的接收機需要M/2個相關器,遠比M元正交調制所需的相關器數量少。誤碼率一定時,維數M的增加可獲得高的比特率和低的信噪比。雖然高階的Hermite脈沖易受抖動時延的影響,但當抖動時延范圍小于0.02ns時,其影響較為不明顯。本文認為1~8階的Hermite脈沖皆可用,可構成16元雙正交系統。 正交Hermite脈沖集也可以構造UWB多用戶系統。各用戶的信息用不同的Hermite脈沖同時傳輸,其多用戶的誤比特率上限低于高斯單脈沖構成的PPM多用戶系統的誤比特率,所以其系統性能更優。正交Hermite脈沖還可以用于UWB的DS-CDMA調制,在8個脈沖可用的情況下,最多可容64個用戶同時通信。 基于MBOA提出的UWB物理層協議,本文用Verilog硬件語言實現了調制與解調結構,并用Modelsim做了時序驗證。用Verilog編程實現的輸出數據與Matlab生成的UWB建模的輸出結果一致。為了達到UWBMB-OFDM系統的FFT處理器的要求,一個混和基多通道流水線的FFT算法結構被提出。其有效的實現方法也被提出。這種結構采用多通道以獲得高的數據吞吐量。此外,它用于存儲和復數乘法器的硬件損耗相比其他的FFT處理器是最少的。高基的FFT蝶算減少了復數乘法器的數量。在132MHz的工作頻率下,整個128點FFT變換在此結構模式下只需要242.4ns,滿足了MBOA的要求。
上傳時間: 2013-07-29
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Reed-Solomon碼(簡稱RS碼)是一種具有很強糾正突發和隨機錯誤能力的信道編碼方式,在深空通信、移動通信、磁盤陣列以及數字視頻廣播(DVB)等系統中具有廣泛的應用。 本文簡要介紹了有限域基本運算的算法和常用的RS編碼算法,分析了改進后的Euclid算法和改進后的BM算法,針對改進后的BM算法提出了一種流水線結構的譯碼器實現方案并改進了該算法的實現結構,在譯碼器復雜度和譯碼延時上作了折衷,降低了譯碼器的復雜度并提高了譯碼器的最高工作頻率。在Xilinx公司的Virtex-Ⅱ系列FPGA上設計實現了RS(255,239)編譯碼器,證明了該方案的可行性。
上傳時間: 2013-06-11
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可編程邏輯器件FPGA(現場可編程門陣列)和CPLD(復雜可編程邏輯器件)越來越多的應用于數字信號處理領域,與傳統的ASIC(專用集成電路)和DSP(數字信號處理器)相比,基于FPGA和CPLD實現的數字信號處理系統具有更高的實時性和可嵌入性,能夠方便地實現系統的集成與功能擴展。 FFT的硬件結構主要包括蝶形處理器、存儲單元、地址生成單元與控制單元。本文提出的算法在蝶形處理器內引入流水線結構,提高了FFT的運算速度。同時,流水線寄存器能夠寄存蝶形運算中的公共項,這樣在設計蝶形處理器時只用到了一個乘法器和兩個加法器,降低了硬件電路的復雜度。 為了進一步提高FFT的運算速度,本文在深入研究各種乘法器算法的基礎上,為蝶形處理器設計了一個并行乘法器。在實現該乘法器時,本文采用改進的布斯算法,用以減少部分積的個數。同時,使用華萊士樹結構和4-2壓縮器對部分積并行相加。 本文以32點復數FFT為例進行設計與邏輯綜合。通過設計相應的存儲單元,地址生成單元和控制單元完成FFT電路。電路的仿真結果與軟件計算結果相符,證明了本文所提出的算法的正確性。 另外,本文還對設計結果提出了進一步的改進方案,在乘法器內加入一級流水線寄存器,使FFT的速度能夠提高到當前速度的兩倍,這在實時性要求較高的場合具有極高的實用價值。
上傳時間: 2013-07-18
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本文主要對基于FPGA芯片的橢圓曲線密碼算法的實現及優化設計進行了研究。由于點乘運算極大影響了橢圓曲線密碼系統的加/解密速度,本文對點乘運算的FPGA設計進行了重點優化。首先比較分析了三種點乘算法,從運算復雜度的角度確定了蒙哥馬里算法是最利于FPGA芯片實現的。然后根據蒙哥馬里算法,用VerilogHDL語言實現了基于FPGA芯片的橢圓域中的基本運算(模加、模乘、模平方和模逆)。通過三種模乘算法在FPGA上的實現,設計出一種串并混合的乘法器,達到了面積與速度的最佳匹配。 本文利用Modelsim對本課題設計的硬件系統進行了仿真實驗,驗證了所設計的硬件系統完成了橢圓曲線密碼算法在FPGA上的實現。最后使用SynplifyPro進行綜合及布局布線,綜合報告文件證明了本課題所設計的ECC加密系統達到了優化芯片速度和面積的目的。
上傳時間: 2013-04-24
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本課題首先研究了常規的RS譯碼器的算法,確定在關鍵方程的計算中采用一種新改進的BM算法,然后提出了基于復數基的有限域快速并行乘法器和利用冪指數相減進行除法計算的有限域除法器,通過這些優化方法提高了RS譯碼器的速度,減少了譯碼延時和硬件資源使用,最后利用VHDL硬件描述語言在FPGA上實現了流水線處理的RS(255,223)譯碼器。 本課題實現的RS(255,223)硬件譯碼器的性能在國內具有領先水平,對我國以后航天項目高速數據傳輸系統的設計有著很大的意義。
上傳時間: 2013-06-29
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本文提出了一種基于FPGA的細胞圖像識別系統方案,該系統中FPGA處于核心地位,FPGA采用Altera公司的EP1K100QC208-1芯片,構造專用處理功能,實現彩色圖像灰度化、灰度變換、中值濾波、低通濾波、灰度圖像二值化等算法。這部分處理的數據量非常大,由于采用FPGA處理,產生的時延變得很小;最后系統機進行識別處理的是二值圖像,數據量也很小。所進行的仿真實驗取得了良好的效果,給出了部分源代碼和實驗結果。設計采用VHDL語言描述,并使用電子設計自動化(EDA)工具進行了模擬和驗證。
上傳時間: 2013-04-24
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作者研究了當前流行的縮放算法,對圖像紋理相關性大小和邊緣方向的判斷上提出了一種新的方法,并在此基礎上發展了一套適用于數字視頻芯片的圖像縮放算法。仿真結果表明此算法由優于目前流行的圖像縮放算法。 介紹了FPGA的開發工作大致可以分為設計和驗證兩大部分,在具體開發流程上可以根據要求靈活控制。縮放芯片的開發可以分為:芯片結構設計、時鐘系統設計、存儲器讀寫控制、IP核復用設計、計算精度控制等方面的電路設計。在設計完成各級子模塊以后拼接各子模快完成整個縮放模塊的設計。通過測試發現設計中存在的缺陷,修改再測試,最終完成整個模塊的設計。
上傳時間: 2013-05-31
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本文對G.729語音編碼算法的基本原理和實現系統開發方面進行了深入研究。針對G.729語音編碼算法在實際應用中存在的一些問題,在大量分析和實驗的基礎上,提出了新的改進算法。G.729語音編碼算法硬件實現方面,國內外現在主要以DSP為實現平臺,這是由于DSP以其卓越的運算能力為數字語音信號處理領域的研究及開發提供了有力的工具。但G.729語音編碼算法具有計算復雜和數據存儲量大的固有缺陷,隨著通信量的不斷增加和服務的擴展,對G.729語音編碼實時性的要求也越來越高。隨著微電子制造工藝的發展,越來越多的語音編碼平臺采用DSP與FPGA或MCU相互結合的系統,通過進行軟硬件協同設計提高編碼效率。
上傳時間: 2013-06-30
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本文結合中國科技大學大規模集成電路實驗室和中國科學院上海技術物理研究所合作的星載紅外相機項目,為了解決紅外相機上的不同波段的紅外探測元陣列存在的非均勻性問題,對紅外焦平面探測元陣列存在的非均勻性問題展開了深入的分析和研究。 主要研究和分析了兩類算法的基本原理,重點研究和實現了定標校正算法,通過對積分球定標數據進行深入的分析,將探測元分成線性探測元和非線性探測元,對線性探測元采用兩點校正法,對非線性探測元采用多點分段校正算法,在利用FPGA硬件實現非均勻校正時,分析設計了基于乘法運算和加法運算的FPGA實現,在基于乘加器運算的FPGA實現中。設計出了乘法和加法整體運算的乘加器,內部采用流水線wallace樹壓縮結構,大大加快乘法和加法的速度。
上傳時間: 2013-04-24
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