隨著圖像分辨率的越來越高，軟件實(shí)現(xiàn)的圖像處理無法滿足實(shí)時(shí)性的需求；同時(shí)FPGA等可編程器件的快速發(fā)展使得硬件實(shí)現(xiàn)圖像處理變得可行。如今基于FPGA的圖像處理研究成為了國內(nèi)外的一個(gè)熱門領(lǐng)域。 本文在FPGA平臺(tái)上，用Verilog HDL實(shí)現(xiàn)了一個(gè)研究圖像處理算法的可重復(fù)配置的硬件模塊架構(gòu)，架構(gòu)包括PC機(jī)預(yù)處理和通信軟件，控制模塊，計(jì)算單元，存儲(chǔ)器模塊和通信適配模塊五個(gè)部分。其中的計(jì)算模塊負(fù)責(zé)具體算法的實(shí)現(xiàn)，根據(jù)不同的圖像處理算法可以獨(dú)立實(shí)現(xiàn)。架構(gòu)為計(jì)算模塊實(shí)現(xiàn)了一個(gè)可添加、移出接口，不同的算法設(shè)計(jì)只要符合該接口就可以方便的加入到模塊架構(gòu)中來進(jìn)行調(diào)試和運(yùn)行。 在硬件架構(gòu)的基礎(chǔ)上本文實(shí)現(xiàn)了排序?yàn)V波，中值濾波，卷積運(yùn)算及高斯濾波，形態(tài)學(xué)算子運(yùn)算等經(jīng)典的圖像處理算法。討論了FPGA的圖像處理算法的設(shè)計(jì)方法及優(yōu)化策略，通過性能分析，F(xiàn)PGA實(shí)現(xiàn)圖像處理在時(shí)間上比軟件處理有了很大的提高；通過結(jié)果的比較，發(fā)現(xiàn)FPGA的處理結(jié)果達(dá)到了軟件處理幾乎同等的效果水平。最后本文在實(shí)現(xiàn)較大圖片處理和圖像處理窗口的大小可配置性方面做了一定程度的討論和改進(jìn)，提高了算法的可用性，同時(shí)為進(jìn)一步的研究提供了更加便利的平臺(tái)。 整個(gè)設(shè)計(jì)都是在ISE8.2和ModelSim第三方仿真軟件環(huán)境下開發(fā)的，在xilinx的Spartan-3E XC3S500E硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。在軟件仿真過程中利用了ISE8.2自帶仿真工具和ModelSim結(jié)合使用。 本課題為制造FPGA的專用圖像處理芯片做了有益的探索性研究，為實(shí)現(xiàn)FPGA為核心處理芯片的實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)有著積極的作用。
標(biāo)簽： FPGA 圖像處理 算法研究
上傳時(shí)間： 2013-07-29
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轉(zhuǎn)矩的測量對各種機(jī)械產(chǎn)品的研究開發(fā)、測試分析、質(zhì)量檢驗(yàn)、安全和優(yōu)化控制等工作有重要的意義。現(xiàn)有的轉(zhuǎn)矩傳感器一般結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造安裝困難。本文介紹了一種結(jié)構(gòu)簡單，測量精度高的新型轉(zhuǎn)矩傳感器——基于FPGA和單片機(jī)的光柵轉(zhuǎn)矩傳感器。 本文主要工作包括： 1、介紹了當(dāng)前轉(zhuǎn)矩傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了各種類型轉(zhuǎn)矩傳感器的特點(diǎn)和存在的不足。 2、介紹了光柵轉(zhuǎn)矩傳感器的工作原理，將光柵輸出的光電信號(hào)轉(zhuǎn)換成矩形波信號(hào)，通過分析旋轉(zhuǎn)軸的各種運(yùn)動(dòng)對光電輸出信號(hào)的影響，得知兩路矩形波信號(hào)的相位與扭轉(zhuǎn)角的關(guān)系，從而得到系統(tǒng)測量方案，并推導(dǎo)出具體的測量計(jì)算公式。 3、構(gòu)建了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，主要由被測量主軸、光柵對機(jī)構(gòu)、光電裝置座三個(gè)部分構(gòu)成。 4、基于現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)和單片機(jī)，完成系統(tǒng)硬件電路及軟件設(shè)計(jì)。 5、根據(jù)動(dòng)態(tài)測量數(shù)據(jù)的時(shí)變性、隨機(jī)性、相關(guān)性和動(dòng)態(tài)性等，研究了動(dòng)態(tài)測量數(shù)據(jù)的處理方法。 6、對系統(tǒng)調(diào)試和實(shí)驗(yàn)。采取先對各個(gè)單元模塊獨(dú)立調(diào)試與實(shí)驗(yàn)的方法，對每個(gè)單元電路的性能進(jìn)行分析處理，然后進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試與實(shí)驗(yàn)，并對傳感器進(jìn)行標(biāo)定。 7、對系統(tǒng)誤差進(jìn)行分析，并提出了改進(jìn)措施。
標(biāo)簽： FPGA 單片機(jī) 光柵
上傳時(shí)間： 2013-06-19
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溫度是生活中最基本的環(huán)境參數(shù)。溫度的監(jiān)測與控制，對于生物生存生長，工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展都有著非同一般的意義。溫度傳感器的應(yīng)用涉及機(jī)械制造、工業(yè)過程控制、汽車電子產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品和專用設(shè)備等各個(gè)領(lǐng)域。傳統(tǒng)的常用溫度傳感器有熱電偶、電阻溫度計(jì)RTD和NTC熱敏電阻等。但信號(hào)調(diào)理，模數(shù)轉(zhuǎn)換及恒溫器等功能全都會(huì)增加成本。現(xiàn)代集成溫度傳感器通常包含這些功能，并以其低廉的價(jià)格迅速地占據(jù)了市場。Dallas Semiconductor公司推出的數(shù)字式溫度傳感器DS1820采用數(shù)字化一線總線技術(shù)具有許多優(yōu)異特性。其一，它將控制線、地址線、數(shù)據(jù)線合為一根導(dǎo)線，允許在同一根導(dǎo)線上掛接多個(gè)控制對象，形成多點(diǎn)一線總線測控系統(tǒng)。布線施工方便，成本低廉。其二，線路上傳送的是數(shù)字信號(hào)，所受干擾和損耗小，性能好。本課題旨在分析和設(shè)計(jì)基于數(shù)字化一線總線技術(shù)的溫度測控系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用FPGA實(shí)現(xiàn)一個(gè)溫度采集控制器，用于傳感器和上位機(jī)的連接，并采用Microsoft公司的Visual C++作為開發(fā)平臺(tái)，運(yùn)用MSComm控件進(jìn)行串口通信，進(jìn)行命令的發(fā)送和接收。
標(biāo)簽： FPGA 溫度采集 控制器
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)的進(jìn)一步結(jié)合和發(fā)展，可編程邏輯技術(shù)已成為當(dāng)前電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域中最具活力和發(fā)展前途的技術(shù)。通過采用FPGA/EDA技術(shù)，對通信卡的PCI接口、E1接口、外部邏輯電路進(jìn)行集成，并利用目前通用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)字信息處理能力，可大大簡化CTI硬件的設(shè)計(jì)，降低制造成本，提高系統(tǒng)可靠性。 據(jù)此，本論文提出了基于FPGA/EDA技術(shù)的PCI-E1接口設(shè)計(jì)方法，文中對PCI總線接口、E1接口及兩接口的互連等相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了深入分析，對各功能模塊和系統(tǒng)進(jìn)行了VHDL建模與仿真。 同時(shí)，論文還介紹了基于ALTERACyclone系列FPGA芯片的PCI-E1接口硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)原理和基于DriverWorks的WDM驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)方法。 本論文涉及的軟件、硬件系統(tǒng)已經(jīng)開發(fā)、調(diào)試完成。測試結(jié)果表明：1、論文所研究的PCI接口(主/從設(shè)備)在進(jìn)行配置讀/寫、I/O讀寫、存儲(chǔ)器讀寫及總線的猝發(fā)數(shù)據(jù)傳送等操作中，各項(xiàng)性能符合PCI2.3規(guī)范的要求。 2、論文所研究的E1接口支持成幀和不成幀兩種傳輸方式：在成幀模式下，信息的有效傳送速率為31×64Kbit/s；在不成幀的模式下，信息的有效傳送速率為2.048Mbit/s。E1輸出口各項(xiàng)參數(shù)符合CCITT相關(guān)規(guī)范要求。 3、論文所研究的PCI-E1接口在與現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備、模塊的對接測試中，性能穩(wěn)定。基于本論文的產(chǎn)品已經(jīng)正式發(fā)布。國內(nèi)部分廠家已對該產(chǎn)品進(jìn)行了多方面的綜合測試，并計(jì)劃將其應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)和研究中。 本論文對于CTI硬件的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)嘗試和革新。測試和應(yīng)用證明該方法行之有效，符合設(shè)計(jì)目標(biāo)，具有較廣闊的應(yīng)用前景。
標(biāo)簽： PCIE1 FPGA 接口設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-06-02
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運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)是機(jī)電一體化的核心部分，提高運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)水平對于提高我國的機(jī)電一體化技術(shù)具有至關(guān)重要的作用。運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展是制造自動(dòng)化前進(jìn)的旋律，是推動(dòng)新的產(chǎn)業(yè)革命的關(guān)鍵技術(shù)。對于數(shù)控系統(tǒng)來說，最重要的是控制各個(gè)電機(jī)軸的運(yùn)動(dòng)，這是運(yùn)動(dòng)控制器接收并依照數(shù)控裝置的指令來控制各個(gè)電機(jī)軸運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工的，數(shù)據(jù)加工中的定位控制精度、速度調(diào)節(jié)的性能等重要指標(biāo)都與運(yùn)動(dòng)控制器直接相關(guān)。目前對數(shù)控系統(tǒng)的研究都集中在插入PC的NC控制器的研究上，而其核心部分就是對步進(jìn)、伺服電機(jī)進(jìn)行控制的運(yùn)動(dòng)控制卡的研究。對PC-NC來說，運(yùn)動(dòng)控制卡的性能很大程度上決定了整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)的性能，而微電子和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用，使運(yùn)動(dòng)控制卡的性能得到了不斷改進(jìn)，集成度和可靠性大大提高。 本課題通過對運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的深入研究，并針對國內(nèi)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的研究起步較晚的現(xiàn)狀，結(jié)合當(dāng)前運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的具體需要，緊跟當(dāng)前運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)研究的發(fā)展趨勢，吸收了數(shù)控技術(shù)和相關(guān)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的最新成果，提出了基于PCI和FPGA的方案，研制了一款比較新穎的、功能強(qiáng)大的、具有很大柔性的四軸多功能運(yùn)動(dòng)控制卡。 本課題的具體研究主要有以下幾方面： 首先，通過對運(yùn)動(dòng)控制卡及運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)等行業(yè)現(xiàn)狀的全面調(diào)研，和對運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的深入學(xué)習(xí)，在比較了幾種常用的運(yùn)動(dòng)控制方案的基礎(chǔ)上，提出了基于FPGA的運(yùn)動(dòng)控制設(shè)計(jì)方案，并規(guī)劃了板卡的總體設(shè)計(jì)。 其次，根據(jù)總體設(shè)計(jì)，規(guī)劃了板卡的結(jié)構(gòu)，詳細(xì)劃分并實(shí)現(xiàn)了FPGA各部分的功能；利用光電隔離原理設(shè)計(jì)了數(shù)字輸入/輸出電路。 再次，利用FPGA的資源實(shí)現(xiàn)了PCI從設(shè)備接口，達(dá)到跟控制卡通信的目的，針對運(yùn)動(dòng)控制中的一些具體問題，如運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、實(shí)時(shí)控制以及多軸聯(lián)動(dòng)等，在FPGA上設(shè)計(jì)了四軸運(yùn)動(dòng)控制電路，定義了各個(gè)寄存器的具體功能，設(shè)計(jì)了功能齊全的加／減速控制電路、變頻分配電路、倍頻分頻電路和三個(gè)功能各異的計(jì)數(shù)器電路等，自動(dòng)降速點(diǎn)運(yùn)動(dòng)、A／B相編碼器倍頻計(jì)數(shù)電路等特殊功能。最后，進(jìn)行了本運(yùn)動(dòng)控制卡的測試，從測試和應(yīng)用結(jié)果來看，該卡達(dá)到預(yù)期的要求。
標(biāo)簽： FPGA PCI 接口
上傳時(shí)間： 2013-07-27
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電子制造業(yè)的入門培訓(xùn)內(nèi)容，包括PCB，元器件，靜電防護(hù)，操作工具等，對新入門的同學(xué)是很好的參考資料；
標(biāo)簽： 電子產(chǎn)品 制造 培訓(xùn)教材
上傳時(shí)間： 2013-05-28
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MCS51系列單片機(jī)在工程數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用:隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)已深入應(yīng)用到社會(huì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域，如家電制造業(yè)、工程數(shù)據(jù)采集、智能儀表等。因而各芯片制造廠商紛紛推出不同系列的單片機(jī)，以滿足不同
標(biāo)簽： MCS 51 單片機(jī) 中的應(yīng)用
上傳時(shí)間： 2013-08-06
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隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的電機(jī)已無法滿足當(dāng)前工程的要求，其作用也由過去簡單的起停控制、提供動(dòng)力上升到要求對其速度、位置、轉(zhuǎn)矩等進(jìn)行精確的控制，并能實(shí)現(xiàn)快速加速、減速、反轉(zhuǎn)以及準(zhǔn)確停止等，使被驅(qū)動(dòng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)符合于集的要求。在集成電路、現(xiàn)代電子技術(shù)及控制理論飛速發(fā)展的今天，電機(jī)控制技術(shù)也得到了飛快的發(fā)展，電機(jī)控制器也由模擬分立元件構(gòu)成的電路向數(shù)模混合、全數(shù)字方向發(fā)展。本論文主要研究了FPGA芯片在電機(jī)控制器中的應(yīng)用。 論文首先對無刷直流電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了綜合性論述。對系統(tǒng)的組成、及系統(tǒng)中主要部分：如位置傳感器、逆變器和功率器件、供電直流電源進(jìn)行了較詳細(xì)的說明；并且提出了與本研究相關(guān)的控制機(jī)理和實(shí)施方案。 其次，論文對FPGA芯片的特點(diǎn)及配置電路、以及以FPGA-FLEX10K10為核心的控制器電路的組成進(jìn)行了較詳細(xì)的論述；同時(shí)對超高速集成電路硬件描述語言(VHDL)的特點(diǎn)和應(yīng)用進(jìn)行了研究；并提出了應(yīng)用FPGA芯片對電機(jī)速度進(jìn)行控制的系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理。 論文還對FPGA芯片與DSP芯片共同完成電機(jī)控制的方案進(jìn)行了論述，利用ALTERA公司的FPGA芯片完成了電機(jī)控制器的設(shè)計(jì)、制造和調(diào)試，并在此基礎(chǔ)上分析研究了利用此控制器對無刷直流電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制的方法；兩種控制器共同工作，組合方便、功能強(qiáng)大，適合在高精度、高效、寬變速控制的應(yīng)用場合下，可對電機(jī)實(shí)現(xiàn)精度更高、策略更復(fù)雜的控制。 論文最后還對在具體產(chǎn)品中的應(yīng)用效果及行了簡單分析。
標(biāo)簽： FPGA 電機(jī)控制器 中的應(yīng)用
上傳時(shí)間： 2013-08-04
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本文對G.729語音編碼算法的基本原理和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)開發(fā)方面進(jìn)行了深入研究。針對G.729語音編碼算法在實(shí)際應(yīng)用中存在的一些問題，在大量分析和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了新的改進(jìn)算法。G.729語音編碼算法硬件實(shí)現(xiàn)方面，國內(nèi)外現(xiàn)在主要以DSP為實(shí)現(xiàn)平臺(tái)，這是由于DSP以其卓越的運(yùn)算能力為數(shù)字語音信號(hào)處理領(lǐng)域的研究及開發(fā)提供了有力的工具。但G.729語音編碼算法具有計(jì)算復(fù)雜和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大的固有缺陷，隨著通信量的不斷增加和服務(wù)的擴(kuò)展，對G.729語音編碼實(shí)時(shí)性的要求也越來越高。隨著微電子制造工藝的發(fā)展，越來越多的語音編碼平臺(tái)采用DSP與FPGA或MCU相互結(jié)合的系統(tǒng)，通過進(jìn)行軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)提高編碼效率。
標(biāo)簽： FPGA 729 語音編碼 算法
上傳時(shí)間： 2013-06-30
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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。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)，但是我們可以說現(xiàn)代VLSI 和EDA 技術(shù)在其中并沒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)。隨后我們詳細(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。我們設(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。我們設(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
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