波前處理機是自適應光學系統中實時信號處理和運算的核心,隨著自適應光學系統得發展,波前傳感器的采樣頻率越來越高,這就要求波前處理機必須有更強的數據處理能力以保證系統的實時性。在整個波前處理機的工作流程中,對CCD傳來的實時圖像數據進行實時處理是第一步,也是十分重要的一步。如果不能保證圖像處理的實時性,那么后續的處理過程都無從談起。因此,研制高性能的圖像處理平臺,對波前處理機性能的提高具有十分重要的意義。 論文介紹了本研究課題的背景以及國內外圖像處理技術的應用和發展狀況,接著介紹了傳統的專用和通用圖像處理系統的結構、特點和模型,并通過分析DSP芯片以及DSP系統的特點,提出了基于DSP和FPGA芯片的實時圖像處理系統。該系統不同于傳統基于PC機模式的圖像處理系統,發揮了DSP和FPGA兩者的優勢,能更好地提高圖像處理系統實時性能,同時也最大可能地降低成本。 論文根據圖像處理系統的設計目的、應用需求確定了器件的選型。介紹了主要的器件,接著從系統架構、邏輯結構、硬件各功能模塊組成等方面詳細介紹了DSP+FPGA圖像處理系統硬件設計,并分析了包括各種參數指標選擇、連接方式在內的具體設計方法以及應該注意的問題。 論文在闡述傳輸線理論的基礎上,在制作PCB電路板的過程中,針對高速電路設計中易出現的問題,詳細分析了高速PCB設計中的信號完整性問題,包括反射、串擾等,說明了高速PCB的信號完整性、電源完整性和電磁兼容性問題及其解決方法,進行了一定的理論和技術探討和研究。 論文還介紹了基于FPGA的邏輯設計,包括了圖像采集模塊的工作原理、設計方案和SDRAM控制器的設計,介紹了SDRAM的基本操作和工作時序,重點闡述系統中可編程器件內部模塊化SDRAM控制器的設計及仿真結果。 論文最后描述了硬件系統的測試及調試流程,并給出了部分的調試結果。 該系統主要優點有:實時性、高速性。硬件設計的執行速度,在高速DSP和FPGA中實現信號處理算法程序,保證了系統實時性的實現;性價比高。自行研究設計的電路及硬件系統比較好的解決了高速實時圖像處理的需求。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,在鋼鐵材質質量檢測的研究領域,電磁無損檢測方法以其非破壞性和簡便快速的優點取得了大量成果,然而對于鋼材及其制品的混料、硬度和裂紋質量檢測還存在許多難題.如用傳統檢測平臺檢測鋼鐵件硬度的檢測精度和速度都不夠理想。 基于上述情況,論文將先進的SOPC技術應用到鋼鐵件的電磁無損檢測中。SOPC技術將處理器、存儲器、IO接口、各種外圍設備等系統設計需要的部件集成到一個可編程邏輯器件上,構建成一個可編程的片上系統。 論文詳細論述了基于FPGA的電磁無損檢測試驗裝置的理論基礎,并在此基礎上給出了總體設計方案。全文著重敘述了系統的模擬部分,系統配置以及軟件部分的整個設計過程。利用QuartusⅡ自定義外設和Avalon總線多主并行處理的特點,采用Vefilog HDL,語言實現激勵信號發生器和高速數據采集器,使得信號激勵和信號采集在同一片芯片中實現,從而提高了信號及信號處理的精確度。由于電磁檢測對多種參數的敏感反應,必須抑制由此引入的多種因素的干擾,利用FIR數字濾波和相關方法從眾多的干擾信號中提取出有效信號的幅度和相位,同時利用NiosⅡC2H功能對濾波模塊進行硬件加速處理,大大提高了信號處理的速度。利用最小二乘法建立回歸方程模型進行無損檢測。最后運用此電磁無損檢測系統對軸承鋼的硬度進行了定性測試,取得了較好的檢測結果。 試驗結果表明,將SOPC技術應用到電磁無損檢測系統中,系統的檢測速度和檢測精度都有所提高,并使得整個系統在規模、可靠性、性能指標、開發成本、產品維護及硬件升級等多方面實現了優化。
上傳時間: 2013-06-04
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正交頻分復用(OFDM)技術是一種多載波數字調制技術,具有頻譜利用率高、抗多徑干擾能力強、成本低等特點,適合無線通信的高速化、寬帶化及移動化的需求,將成為下一代無線通信系統(4G)的核心調制傳輸技術。 本文首先描述了OFDM技術的基本原理。對OFDM的調制解調以及其中涉及的特性和關鍵技術等做了理論上的分析,指出了OFDM區別于其他調制技術的巨大優勢;然后針對OFDM中的信道估計技術,深入分析了基于FFT級聯的信道估計理論和基于聯合最大似然函數的半盲分組估計理論,在此基礎上詳細研究描述了用于OFDM系統的迭代的最大似然估計算法,并利用Matlab做了相應的仿真比較,驗證了它們的有效性。 而后,在Matlab中應用Simulink工具構建OFDM系統仿真平臺。在此平臺上,對OFDM系統在多徑衰落、高斯白噪聲等多種不同的模型參數下進行了仿真,并給出了數據曲線,通過分析結果可正確評價OFDM系統在多個方面的性能。 在綜合了OFDM的系統架構和仿真分析之后,設計并實現了基于FPGA的OFDM調制解調系統。首先根據802.16協議和OFDM系統的具體要求,設定了合理的參數;然后從調制器和解調器的具體組成模塊入手,對串/并轉換,QPSK映射,過采樣處理,插入導頻,添加循環前綴,IFFT/FFT,幀同步檢測等各個模塊進行硬件設計,詳細介紹了各個模塊的設計和實現過程,并給出了相應的仿真波形和參數說明。其中,針對定點運算的局限性,為系統設計并自定義了24位的浮點運算格式,參與傅立葉反變換和傅立葉變換的運算,在系統參數允許的范圍內,充分利用了有限資源,提高了系統運算精度;然后重點描述了基于FPGA的快速傅立葉變換算法的改進、優化和設計實現,針對原始快速傅立葉變換FPGA實現算法運算空閑時間過多,資源占用較大的問題,提出了帶有流水作業功能、資源占用較少的快速傅立葉變換優化算法設計方案,使之運用于OFDM基帶處理系統當中并加以實現,結果滿足系統參數的需求。最后以理論分析為依據,對整個OFDM的基帶處理系統進行了系統調試與性能分析,證明了設計的可行性。 綜上所述,本文完成了一個基于FPGA的OFDM基帶處理系統的設計、仿真和實現。本設計為OFDM通信系統的進一步改進提供了大量有用的數據。
上傳時間: 2013-04-24
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一種可用于超小型模型的舵機,只有0.5cm*0.5cm大小,希望對于想動手的人有些幫助
上傳時間: 2013-07-07
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現場可編程門陣列(FPGA)是一種現場可編程專用集成電路,它將門陣列的通用結構與現場可編程的特性結合于一體,如今,FPGA系列器件已成為最受歡迎的器件之一。隨著FPGA器件的廣泛應用,它在數字系統中的作用日益變得重要,它所要求的準確性也變得更高。因此,對FPGA器件的故障測試和故障診斷方法進行更全面的研究具有重要意義。隨著FPGA器件的迅速發展,FPGA的密度和復雜程度也越來越高,使大量的故障難以使用傳統方法進行測試,所以人們把視線轉向了可測性設計(DFT)問題。可測性設計的提出為解決測試問題開辟了新的有效途徑,而邊界掃描測試方法是其中一個重要的技術。 本文對FPGA的故障模型及其測試技術和邊界掃描測試的相關理論與方法進行了詳細的探討,給出了利用布爾矩陣理論建立的邊界掃描測試過程的數學描述和數學模型。論文中首先討論邊界掃描測試中的測試優化問題,總結解決兩類優化問題的現有算法,分別對它們的優缺點進行了對比,進而提出對兩種現有算法的改進思想,并且比較了改進前后優化算法的性能。另外,本文還對FPGA連線資源中基于邊界掃描測試技術的自適應完備診斷算法進行了深入研究。在研究過程中,本文基于自適應完備診斷的思想對原有自適應診斷算法的性能進行了分析,并將獨立測試集和測試矩陣的概念引入原有自適應診斷算法中,使改進后的優化算法能夠簡化原算法的實現過程,并實現完備診斷的目標。最后利用測試仿真模型證明了優化算法能夠更有效地實現完備診斷的目標,在緊湊性指標與測試復雜性方面比現在算法均有所改進,實現了算法的優化。
上傳時間: 2013-06-30
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光電子器件模型與OEIC模擬 作者:陳維友;楊樹人;劉式墉 本書是作者多年來在光電子器件電路模型和光電集成回路計算機輔助分析研究方面的工作總結。
上傳時間: 2013-04-24
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本論文來自于863項目基于光互連自組織內存服務體系(簡稱MemoryBox)。本文主要研究Memory Box系統中基于可重配置計算架構,軟硬件攜同設計方法,在XILINX VIRTEX 2 Pro FPGA上設計實現嵌入式系統。由于嵌入式系統是Memory Box工作的平臺,所以硬件應具有良好的擴展性、靈活性,軟件應具有優良的穩定性。在硬件平臺選型時,我們選擇的是基于高性能Xilinx VIRTEX2 Pro的自制開發板。嵌入式系統軟硬件開發平臺選用的是Xilinx EDK、ISE。內核移植所用的交叉開發工具鏈為powerpc-405-linux-gnu。該交叉開發工具鏈工作在Red Hat Enterprise LINUX.AS 4平臺下。 本論文主要包括三部分工作:首先是硬件設計,其核心是EDK和ISE設計的SOPC工程;然后是嵌入式LINUX內核移植與調試;最后完成存儲管理軟件的設計。完全用硬件實現系統要求的各種存儲管理功能極其困難。而通過移植內核,存儲管理軟件以運行在Linux內核上的應用軟件的形式實現了其功能。存儲管理軟件要解決共享沖突,負載均衡,遠程內存與本地內存的地址一致性以及對海量內存陣列的重新編址等問題,設計出較完善的Memory Box的存儲管理模型。
上傳時間: 2013-06-11
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隨著多媒體編碼技術的發展,視頻壓縮標準在很多領域都得到了成功應用,如視頻會議(H.263)、DVD(MPEG-2)、機頂盒(MPEG-2)等等,而網絡帶寬的不斷提升和高效視頻壓縮技術的發展使人們逐漸把關注的焦點轉移到了寬帶網絡數字電視(IPTV)、流媒體等基于傳輸的業務上來。帶寬的增加為流式媒體的發展鋪平了道路,而高效的視頻壓縮標準的出臺則是流媒體技術發展的關鍵。H.264/AVC是由國際電信聯合會和國際標準化組織共同發展的下一代視頻壓縮標準之一。新標準中采用了新的視頻壓縮技術,如多模式幀間預測、1/4像素精度預測、整數DCT變換、變塊尺寸運動補償、基于上下文的二元算術編碼(CABAC)、基于上下文的變長編碼(CAVLC)等等,這些技術的采用大大提高了視頻壓縮的效率,更有利于寬帶網絡數字電視(IPTV)、流媒體等基于傳輸的業務的實現。 本文主要根據視頻會議應用的需要對JM8.6代碼進行優化,目標是實現基于Baseline的低復雜度的CIF編碼器,并對部分功能模塊進行電路設計。在設計方法上采用自頂向下的設計方法,首先對H.264編碼器的C代碼和算法進行優化,并對優化后的結果進行測試比較,結果顯示在圖像質量沒有明顯降低的情況下,H.264編碼器編碼CIF格式視頻每秒達到15幀以上,滿足了視頻會議應用的實時性要求。然后,以C模型為參考對H.264編碼器的部分功能模塊電路進行設計。采用Verilog HDL實現了這些模塊,并在Quartus Ⅱ中進行了綜合、仿真、驗證。主要完成了Zig-zag掃描和CAVLC模塊的設計,詳細說明模塊的工作原理和過程,然后進行多組的仿真測試,結果與C模型相應部分的結果一致,證明了設計的正確性。
上傳時間: 2013-06-11
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多相濾波器主要應用于脈沖多普勒雷達、通信寬帶數字接收機、雷達自適應波束形成等信號處理領域。在多普勒雷達信號處理中國內外關于FIR濾波器設計研究的報道較多,而對于IIR濾波器的設計研究相對較少,原因是IIR多相濾波器的設計復雜性,使得IIR濾波器在多普勒雷達數字信號處理中難以發揮重要作用。本文以脈沖多普勒雷達信號處理為背景,主要研究數字多相濾波器的特點和設計方法;進而研究數字多相濾波器的數字仿真方法與FPGA實現技術。對于自主研究、設計和實現雷達信號處理的各種結構的濾波器具有重要的意義。 本文討論了FIR數字濾波器和IIR數字濾波器的特點和區別。對IIR濾波器的多相結構進行了理論分析,重點研究了IIR多相濾波器的設計原理。根據此原理進行IIR濾波器的多相設計并擴展到多通道和多級結構。在此基礎上,根據本文研究的多普勒雷達回波信號需要四通道處理的要求搭建軟件仿真模型,對所設計的2級4通道IIR多相濾波器組進行了仿真實驗,給出仿真結果,并進行了討論。 在完成2級4通道IIR多相濾波器組的軟件仿真后,利用FPGA設計平臺,對該IIR多相濾波器組進行了設計仿真和綜合實現。在實現過程中進行了功能仿真和時序仿真兩級仿真驗證,結果表明在模擬硬件環境中所設計的2級4通道IIR多相濾波器組能夠較好地實現多普勒雷達回波信號多通道的劃分和濾波功能要求,驗證了設計思路和方法的正確性和可行性。
上傳時間: 2013-04-24
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使用Java語言有非常多的好處,如安全的對象引用、語言級支持多線程和跨平臺等特性。但是嵌入式系統中Java語言的應用卻很少見,這是由于Java如下兩方面的不足: (1)Java虛擬機實現需要大量的硬件資源;(2)Java語言的運行時間不可預測。 為此,本論文將實現一個能夠應用在低端FPGA器件的實時Java虛擬機。論文的主要創新點如下: 1.使用基于堆棧的RISC模型處理器實現CISC模型的JVM; 2.處理器微指令無任何相關性; 3.所設計的JVM能使Java程序擁有足夠的底層訪問能力。 論文的主要內容和工作如下: 1.制定基于堆棧的RISC結構處理器各級結構。 2.設計簡潔高效的處理器微指令,并且微指令能夠滿足字節碼的需要。 3.制定Java字節碼到處理器代碼的轉換關系和快速轉換結構。 4.設計中使用高速緩存,提高運行速度。 5.優化堆棧的硬件結構,使得出棧入棧操作更加簡潔快速。 6.設計一系列的本地方法,使得Java程序能夠直接訪問底層資源。 7.將Java類庫使用本地方法實現。 8.自定義程序在內存中的結構,并使用裝載工具實現。 9.制定處理外圍數據處理機制,如IO和內存接口10.制定中斷處理方式,并且實現軟中斷的機制。
上傳時間: 2013-06-11
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