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片的設(shè)(shè)計

  • 基于FPGA的cPCI接口數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計.rar

    高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在信號檢測、雷達(dá)、圖像處理、網(wǎng)絡(luò)通信等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用,不同的應(yīng)用要求使用不同的總線和不同的設(shè)計,但是,無論基于何種應(yīng)用,其設(shè)計的關(guān)鍵在接口的實現(xiàn)上。 @@ 隨著cPCI總線技術(shù)的發(fā)展,cPCI總線逐漸代替了PCI總線、VME總線,成為測控領(lǐng)域中最受人們青睞的總線形式。 @@ 為滿足高速采集過程中數(shù)據(jù)傳輸速度的要求和采集卡與PC機連接的機械強度的要求,本論文提出設(shè)計基于cPCI總線接口的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。設(shè)計中利用單片F(xiàn)PGA芯片實現(xiàn)PCI協(xié)議,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的FIFO芯片和串并轉(zhuǎn)換芯片,并完成對模擬電路的控制功能;并提出將應(yīng)用程序中的一部分?jǐn)?shù)據(jù)讀寫操作放入動態(tài)鏈接庫中,減少因應(yīng)用程序反復(fù)調(diào)用驅(qū)動程序而造成的資源浪費和時間的延遲。 @@ 通過分析PCI總線協(xié)議,理解高頻數(shù)字電路設(shè)計方法和高速數(shù)據(jù)采集原理,本文開發(fā)了基于cPCI接口的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。經(jīng)過綜合測試和現(xiàn)場應(yīng)用驗證表明,采集系統(tǒng)已達(dá)到了要求的性能指標(biāo)。 @@關(guān)鍵詞:FPGA;數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);cPCI; PC

    標(biāo)簽: FPGA cPCI 接口

    上傳時間: 2013-07-08

    上傳用戶:ikemada

  • 基于FPGA的電力系統(tǒng)諧波檢測裝置的研制.rar

    隨著社會的發(fā)展,人們對電力需求特別是電能質(zhì)量的要求越來越高。但由于非線性負(fù)荷大量使用,卻帶來了嚴(yán)重的電力諧波污染,給電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效運行帶來嚴(yán)重影響,給供用電設(shè)備造成危害。如何最大限度的減少諧波造成的危害,是目前電力系統(tǒng)領(lǐng)域極為關(guān)注的問題。諧波檢測是諧波研究中重要分支,是解決其它相關(guān)諧波問題的基礎(chǔ)。因此,對諧波的檢測和研究,具有重要的理論意義和實用價值。 目前使用的電力系統(tǒng)諧波檢測裝置,大多基于微處理器設(shè)計。微處理器是作為整個系統(tǒng)的核心,它的性能高低直接決定了產(chǎn)品性能的好壞。而這種微處理器為主體構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng),存在效率低、資源利用率低、程序指針易受干擾等缺點。由于微電子技術(shù)的發(fā)展,特別是專用集成電路ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit)設(shè)計技術(shù)的發(fā)展,使得設(shè)計電力系統(tǒng)諧波檢測專用的集成電路成為可能,同時為諧波檢測裝置的硬件設(shè)計提供了一個新的發(fā)展途徑。本文目標(biāo)就是設(shè)計電力系統(tǒng)諧波檢測專用集成電路,從而可以實現(xiàn)對電力系統(tǒng)諧波的高精度檢測。采用專用集成電路進行諧波檢測裝置的硬件設(shè)計,具有體積小,速度快,可靠性高等優(yōu)點,由于應(yīng)用范圍廣,需求量大,電力系統(tǒng)諧波檢測專用集成電路具有很好的應(yīng)用前景。 本文首先介紹了國內(nèi)外現(xiàn)行諧波檢測標(biāo)準(zhǔn),調(diào)研了電力系統(tǒng)諧波檢測的發(fā)展趨勢;隨后根據(jù)裝置的功能需求,特別是依據(jù)其中諧波檢測國標(biāo)參數(shù)的測量算法,為系統(tǒng)選定了基于FPGA的SOPC設(shè)計方案。 本文分析了電力系統(tǒng)諧波檢測專用集成電路的功能模型,對專用集成電路進行了模塊劃分。定義了各模塊的功能,并研究了模塊間的連接方式,給出了諧波檢測專用集成電路的并行結(jié)構(gòu)。設(shè)計了基于FPGA的諧波檢測專用集成電路設(shè)計和驗證的硬件平臺。配合專用集成電路的電子設(shè)計自動化(EDA)工具構(gòu)建了智能監(jiān)控單元專用集成電路的開發(fā)環(huán)境。 在進行FPGA具體設(shè)計時,根據(jù)待實現(xiàn)功能的不同特點,分為用戶邏輯區(qū)域和Nios處理器模塊兩個部分。用戶邏輯區(qū)域控制A/D轉(zhuǎn)換器進行模擬信號的采樣,并對采樣得到的數(shù)字量進行諧波分析等運算。然后將結(jié)果存入片內(nèi)的雙口RAM中,等待Nios處理器的訪問。Nios處理器對數(shù)據(jù)處理模塊的結(jié)果進一步處理,得到其各自對應(yīng)的最終值,并將結(jié)果通過串行通信接口發(fā)送給上位機。 最后,對設(shè)計實體進行了整體的編譯、綜合與優(yōu)化工作,并通過邏輯分析儀對設(shè)計進行了驗證。在實驗室條件下,對監(jiān)測指標(biāo)的運算結(jié)果進行了實驗測量,實驗結(jié)果表明該監(jiān)測裝置滿足了電力系統(tǒng)諧波檢測的總體要求。

    標(biāo)簽: FPGA 電力系統(tǒng) 諧波檢測

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:yw14205

  • 基于FPGA的對象存儲控制器原型的硬件設(shè)計與實現(xiàn).rar

    本文對基于FPGA的對象存儲控制器原型的硬件設(shè)計進行了研究。主要內(nèi)容如下: ⑴研究了對象存儲控制器的硬件設(shè)計,使其高效完成對象級接口的智能化管理和復(fù)雜存儲協(xié)議的解析,對對象存儲系統(tǒng)整體性能提升有重要意義。基于SoPC(片上可編程系統(tǒng))技術(shù),在FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)上實現(xiàn)的對象存儲控制器,具有功能配置靈活,調(diào)試方便,成本較低等優(yōu)點。 ⑵采用Cyclone II器件實現(xiàn)的對象存儲控制器的網(wǎng)絡(luò)接口,包含處理器模塊、內(nèi)存模塊、Flash模塊等核心組成部分,提供千兆以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)接口和PCI(周邊元件擴展接口)總線的主機接口,還具備電源模塊、時鐘模塊等以保證系統(tǒng)正常運行。在設(shè)計實現(xiàn)PCB(印制電路板)時,從疊層設(shè)計、布局、布線、阻抗匹配等多方面解決高達(dá)100MHz的全局時鐘帶來的信號完整性問題,并基于IBIS模型進行了信號完整性分析及仿真。針對各功能模塊提出了相應(yīng)的調(diào)試策略,并完成了部分模塊的調(diào)試工作。 ⑶提出了基于Virtex-4的對象存儲控制器系統(tǒng)設(shè)計方案,Virtex-4內(nèi)嵌PowerPC高性能處理器,可更好地完成對象存儲設(shè)備相關(guān)的控制和管理工作。實現(xiàn)了豐富的接口設(shè)計,包括千兆以太網(wǎng)、光纖通道、SATA(串行高級技術(shù)附件)等網(wǎng)絡(luò)存儲接口以及較PCI性能更優(yōu)異的PCI-X(并連的PCI總線)主機接口;提供多種FPGA配置方式。使用Cadence公司的Capture CIS工具完成了該系統(tǒng)硬件的原理圖繪制,通過了設(shè)計規(guī)則檢查,生成了網(wǎng)表用作下一步設(shè)計工作的交付文件。

    標(biāo)簽: FPGA 對象存儲 原型

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:lijinchuan

  • TDSCDMA頻點拉遠(yuǎn)系統(tǒng)的FPGA設(shè)計與實現(xiàn).rar

    隨著TD—SCDMA技術(shù)的不斷發(fā)展,TD—SCDMA系統(tǒng)產(chǎn)品也逐步成熟并隨之完善。產(chǎn)品家族日益豐富,室內(nèi)型宏基站、室外型宏基站、分布式基站(BBU+RRU)、微基站等系列化基站產(chǎn)品逐步問世,可以滿足不同場景的建網(wǎng)需求。而分布式基站(BBU+RRU)越來越多地受到業(yè)界的關(guān)注和重視。 本文主要從TD—SCDMA頻點拉遠(yuǎn)系統(tǒng)(RRU)和軟件無線電技術(shù)的發(fā)展入手,重點研究TD—SCDMA頻點拉遠(yuǎn)系統(tǒng)的FPGA設(shè)計與實現(xiàn)。TD—SCDMA通信系統(tǒng)通過靈活分配不同的上下行時隙,實現(xiàn)業(yè)務(wù)的不對稱性,但是多路數(shù)字中頻所構(gòu)成的系統(tǒng)成本高和控制的復(fù)雜性,以及TDD雙工模式下,系統(tǒng)的峰均比隨時隙數(shù)增加而增加,對整個頻點拉遠(yuǎn)系統(tǒng)的前端放大器線性輸入提出了很高的要求。TD—SCDMA系統(tǒng)使用軟件無線電平臺,一方面軟件算法可以有效保證時隙分配的準(zhǔn)確性,保證對前端控制器的開關(guān)控制,以及對上下行功率讀取計算和子幀的靈活提取,另一方面靈活的DUC/CFR算法可以有效的提高頻帶利用率和抗干擾能力,有效的控制TDD系統(tǒng)的峰均比,有效降低系統(tǒng)對前端放大器線性輸出能力的要求。 本文主要研究軟件無線電中DUC和CFR的關(guān)鍵技術(shù)以及FPGA實現(xiàn),DUC主要由3倍FIR內(nèi)插成型濾波器、2倍插值補償濾波器以及5級CIC濾波器級聯(lián)組成;而CFR主要采用類似基帶削峰的加窗濾波的中頻削峰算法,可以降低相鄰信道的溢出,更有效的降低CF值。將DUC/CFR以單片F(xiàn)PGA實現(xiàn),能很好提高RRU性能,減少其硬件結(jié)構(gòu),降低成本,降低功耗,增加外部環(huán)境的穩(wěn)定性。

    標(biāo)簽: TDSCDMA FPGA 頻點

    上傳時間: 2013-07-20

    上傳用戶:rishian

  • 基于USB2.0的FPGA配置接口及實驗開發(fā)評估板設(shè)計與實現(xiàn).rar

    信號與信息處理是信息科學(xué)中近幾年來發(fā)展最為迅速的學(xué)科之一,隨著片上系統(tǒng)(SOC,System On Chip)時代的到來,FPGA正處于革命性數(shù)字信號處理的前沿。基于FPGA的設(shè)計可以在系統(tǒng)可再編程及在系統(tǒng)調(diào)試,具有吞吐量高,能夠更好地防止授權(quán)復(fù)制、元器件和開發(fā)成本進一步降低、開發(fā)時間也大大縮短等優(yōu)點。然而,FPGA器件是基于SRAM結(jié)構(gòu)的編程工藝,掉電后編程信息立即丟失,每次加電時,配置數(shù)據(jù)都必須重新下載,并且器件支持多種配置方式,所以研究FPGA器件的配置方案在FPGA系統(tǒng)設(shè)計中具有極其重要的價值,這也給用于可編程邏輯器件編程的配置接口電路和實驗開發(fā)設(shè)備提出了更高的要求。 本論文基于IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)和USB2.0技術(shù),完成了FPGA配置接口電路及實驗開發(fā)板的設(shè)計與實現(xiàn)。作者在充分理解IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)和USB技術(shù)原理的基礎(chǔ)上,針對Altcra公司專用的USB數(shù)據(jù)配置電纜USB-Blaster,對其內(nèi)部工作原理及工作時序進行測試與詳細(xì)分析,完成了基于USB配置接口的FPGA芯片開發(fā)實驗電路的完整軟硬件設(shè)計及功能時序仿真。作者最后進行了軟硬件調(diào)試,完成測試與驗證,實現(xiàn)了對Altera系列PLD的配置功能及實驗開發(fā)板的功能。 本文討論的USB下載接口電路被驗證能在Altera的QuartusII開發(fā)環(huán)境下直接使用,無須在主機端另行設(shè)計通信軟件,其兼容性較現(xiàn)有設(shè)計有所提高。由于PLD(Programmable Logic Device)廠商對其知識產(chǎn)權(quán)嚴(yán)格保密,使得基于USB接口的配置電路應(yīng)用受到很大限制,同時也加大了自行對其進行開發(fā)設(shè)計的難度。 與傳統(tǒng)的基于PC并口的下載接口電路相比,本設(shè)計的基于USB下載接口電路及FPGA實驗開發(fā)板具有更高的編程下載速率、支持熱插拔、體積小、便于攜帶、降低對PC硬件傷害,且具備其它下載接口電路不具備的SignalTapII嵌入式邏輯分析儀和調(diào)試NiosII嵌入式軟核處理器等明顯優(yōu)勢。從成本來看,本設(shè)計的USB配置接口電路及FPGA實驗開發(fā)板與其同類產(chǎn)品相比有較強的競爭力。

    標(biāo)簽: FPGA USB 2.0

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:lingduhanya

  • 基于FPGA的GPIB控制器的IP核設(shè)計.rar

    當(dāng)前,片上系統(tǒng)(SOC)已成為系統(tǒng)實現(xiàn)的主流技術(shù)。流片風(fēng)險與費用增加、上市時間壓力加大、產(chǎn)品功能愈加復(fù)雜等因素使得SOC產(chǎn)業(yè)逐漸劃分為IP提供者、SOC設(shè)計服務(wù)者和芯片集成者三個層次。SOC設(shè)計已走向基于IP集成的平臺設(shè)計階段,經(jīng)過嚴(yán)格驗證質(zhì)量可靠的IP核成為SOC產(chǎn)業(yè)中的重要一環(huán)。 GPIB控制器芯片是組建自動測試系統(tǒng)的核心,在測試領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。本人通過查閱大量的技術(shù)資料,分析了集成電路在國內(nèi)外發(fā)展的最新動態(tài),提出了基于FPGA的自主知識產(chǎn)權(quán)的GPIB控制器IP核的設(shè)計和實現(xiàn)。 本文首先討論了基于FPGA的GPIB控制器的背景意義,接著對FPGA開發(fā)所具備的基本知識作了簡要介紹。文中對GPIB總線進行了簡單的描述,根據(jù)芯片設(shè)計的主要思想,重點在于論述怎樣用FPGA來實現(xiàn)IEEE-488.2協(xié)議,并詳細(xì)闡述了GPIB控制器的十種接口功能及其狀態(tài)機的IP核實現(xiàn)。同時,對數(shù)據(jù)通路也進行了較為細(xì)致的說明。在設(shè)計的時候采用基于模塊化設(shè)計思想,用VerilogHDL語言完成各模塊功能描述,通過Synplifv軟件的綜合,用Modelsim對設(shè)計進行了前、后仿真。最后利用生成的模塊符號采取類似畫電路圖的方法完成整個系統(tǒng)芯片的lP軟核設(shè)計,并用EDA工具下載到了FPGA上。 為了更好地驗證設(shè)計思想,借助EDA工具對GPIB控制器的工作狀態(tài)進行了軟件仿真,給出仿真結(jié)果,仿真波形驗證了GPIB控制器的工作符合預(yù)想。最后,本文對基于FPGA的GPIB控制器的IP核設(shè)計過程進行了總結(jié),展望了當(dāng)前GPIB控制器設(shè)計的發(fā)展趨勢,指出了開展進一步研究需要做的工作。

    標(biāo)簽: FPGA GPIB 控制器

    上傳時間: 2013-06-12

    上傳用戶:mqien

  • 基于FPGA的數(shù)字信號發(fā)生器.rar

    數(shù)字信號發(fā)生器是數(shù)字信號處理中不可缺少的調(diào)試設(shè)備。在某工程項目中,為了提供特殊信號,比如雷達(dá)信號,就需要設(shè)計專用的數(shù)字信號發(fā)生器,用以達(dá)到發(fā)送雷達(dá)信號的要求。在本文中提出了使用PCI接口的專用數(shù)字信號發(fā)生器方案。 該方案的目標(biāo)是能夠采錄雷達(dá)信號,把信號發(fā)送到主機作為信號文件存儲起來,然后對這個信號文件進行航跡分離,得到需要的航跡信號文件。同時,信號發(fā)生器具有發(fā)送信號的功能,可以把不同形式的信號文件發(fā)送到檢測端口,用于設(shè)備調(diào)試。 在本文中系統(tǒng)設(shè)計主要分為硬件和軟件兩個方面來介紹: 硬件部分采用了FPGA邏輯設(shè)計加上外圍電路來實現(xiàn)的。在硬件設(shè)計中,最主要的是FPGA邏輯設(shè)計,包括9路主從SPI接口信號的邏輯控制,片外SDRAM的邏輯控制,PCI9054的邏輯控制,以及這些邏輯模塊間信號的同步、發(fā)送和接收。在這個過程中信號的方向是雙向的,所選用的芯片都具有雙向數(shù)據(jù)的功能。 在本文中軟件部分包括驅(qū)動軟件和應(yīng)用軟件。驅(qū)動軟件采用PLXSDK驅(qū)動開發(fā),通過控制PCI總線完成數(shù)據(jù)的采錄和發(fā)送。應(yīng)用軟件中包括數(shù)據(jù)提取和數(shù)據(jù)發(fā)送,采用卡爾曼濾波器等方法。 通過實驗證明該方案完全滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅_(dá)到SPI傳輸?shù)乃俣纫螅軌蛲瓿珊桔E提取,以及數(shù)據(jù)傳輸。

    標(biāo)簽: FPGA 數(shù)字信號發(fā)生器

    上傳時間: 2013-07-14

    上傳用戶:腳趾頭

  • 基于FPGA的10M100M以太網(wǎng)控制器的設(shè)計.rar

    隨著以太網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度已經(jīng)由最初的10M發(fā)展到現(xiàn)在的10,000M。用可編程邏輯器件(FPGA)實現(xiàn)以太網(wǎng)控制器與其它SOC系統(tǒng)的互連成為當(dāng)前的研究熱點。本文闡述了MAC層的FPGA設(shè)計、仿真及測試;介紹了整個系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、模塊劃分,并對各個模塊的設(shè)計過程進行了詳細(xì)闡述,接著介紹了開發(fā)環(huán)境和驗證工具,同時給出測試方案、驗證數(shù)據(jù)、實現(xiàn)結(jié)果及時序仿真波形圖。 對MAC層的主要功能模塊如:發(fā)送模塊、接收模塊、MAC流程控制模塊、寄存器模塊、MⅡ接口模塊和主機接口模塊以及CRC,CSMA/CD,HASH表等算法給出了基于FPGA及硬件描述語言的解決方法。 本課題針對以下三個方面進行了研究并取得一定的成果: 1)FPGA開發(fā)平臺的硬件實現(xiàn)。選用Xilinx公司的XC3S1000-FT256-4-C和ATMEL公司的ARM9200作為測試的核心器件,采用LXT971芯片作為物理層芯片,AT91RM9200作為數(shù)據(jù)輸入源和雙blockram作為幀緩存搭建FPGA硬件驗證開發(fā)平臺。 2)基于FPGA實現(xiàn)以太網(wǎng)控制器。用VerilogHDL語言構(gòu)建以太網(wǎng)控制器,實現(xiàn)CSMA/CD協(xié)議、10M/100M自適應(yīng)以及與物理層MⅡ接口等。 3)采用片上系統(tǒng)通用的WS接口。目的是便于與具有通用接口的片上系統(tǒng)互連,也為構(gòu)建SOC上處理器提供條件。 本論文實現(xiàn)了一個基于WS總線接口可裁減的以太網(wǎng)MAC控制器IP軟核,為設(shè)計具有自主知識產(chǎn)權(quán)的以太網(wǎng)MAC控制器積累了經(jīng)驗。同時,為與其它WS接口的控制器實現(xiàn)直接互連創(chuàng)造了條件,對高層次設(shè)計這一先進ASIC設(shè)計方法也有了較為深入的認(rèn)識。

    標(biāo)簽: 10M100M FPGA 以太網(wǎng)控制器

    上傳時間: 2013-07-17

    上傳用戶:bruce

  • 基于FPGA的視頻圖像畫面分割器的設(shè)計.rar

    視頻監(jiān)控一直是人們關(guān)注的應(yīng)用技術(shù)熱點之一,它以其直觀、方便、信息內(nèi)容豐富而被廣泛用于在電視臺、銀行、商場等場合。在視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)中,經(jīng)常需要對多路視頻信號進行實時監(jiān)控,如果每一路視頻信號都占用一個監(jiān)視器屏幕,則會大大增加系統(tǒng)成本。視頻圖像畫面分割器主要功能是完成多路視頻信號合成一路在監(jiān)視器顯示,是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分。 傳統(tǒng)的基于分立數(shù)字邏輯電路甚至DSP芯片設(shè)計的畫面分割器的體積較大且成本較高。為此,本文介紹了一種基于FPGA技術(shù)的視頻圖像畫面分割器的設(shè)計與實現(xiàn)。 本文對視頻圖像畫面分割技術(shù)進行了分析,完成了基于ITU-RBT.656視頻數(shù)據(jù)格式的畫面分割方法設(shè)計;系統(tǒng)采用Xilinx公司的FPGA作為核心控制器,設(shè)計了視頻圖像畫面分割器的硬件電路,該電路在FPGA中,將數(shù)字電路集成在一起,電路結(jié)構(gòu)簡潔,具有較好的穩(wěn)定性和靈活性;在硬件電路平臺基礎(chǔ)上,以四路視頻圖像分割為例,完成了I2C總線接口模塊,異步FIFO模塊,有效視頻圖像數(shù)據(jù)提取模塊,圖像存儲控制模塊和圖像合成模塊的設(shè)計,首先,由攝像頭采集四路模擬視頻信號,經(jīng)視頻解碼芯片轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻圖像信號后送入異步FIFO緩沖。然后,根據(jù)畫面分割需要進行視頻圖像數(shù)據(jù)抽取,并將抽取的視頻圖像數(shù)據(jù)按照一定的規(guī)則存儲到圖像存儲器。最后,按照數(shù)字視頻圖像的數(shù)據(jù)格式,將四路視頻圖像合成一路編碼輸出,實現(xiàn)了四路視頻圖像分割的功能。從而驗證了電路設(shè)計和分割方法的正確性。 本文通過由FPGA實現(xiàn)多路視頻圖像的采集、存儲和合成等邏輯控制功能,I2C總線對兩片視頻解碼器進行動態(tài)配置等方法,實現(xiàn)四路視頻圖像的輪流采集、存儲和圖像的合成,提高了系統(tǒng)集成度,并可根據(jù)系統(tǒng)需要修改設(shè)計和進一步擴展功能,同時提高了系統(tǒng)的靈活性。

    標(biāo)簽: FPGA 視頻圖像 畫面分割器

    上傳時間: 2013-04-24

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  • 視頻圖像采集和預(yù)處理系統(tǒng)的FPGA實現(xiàn).rar

    本文研究的視頻處理系統(tǒng)是上海市科委技術(shù)攻關(guān)基金項目“計算機視覺及其芯片化實現(xiàn)”的一部分,主要完成計算機視覺系統(tǒng)的一些基本工作,即視頻圖像的采集、預(yù)處理和顯示等。 視頻圖像采集和預(yù)處理系統(tǒng)以Xilinx公司Virtex-ⅡPro系列的FPGA為核心控制器件,結(jié)合視頻模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片和VGA顯示器,完成視頻圖像的實時采集、預(yù)處理和顯示。采集和顯示部分作為同外界交流信息的渠道,是構(gòu)成計算機視覺系統(tǒng)必不可少的一部分;圖像預(yù)處理則是計算機視覺系統(tǒng)進行高層處理的基礎(chǔ),優(yōu)秀的預(yù)處理算法能有效改善圖像質(zhì)量,提高系統(tǒng)分析判斷的準(zhǔn)確性。 本文在介紹基于FPGA的視頻采集、預(yù)處理系統(tǒng)整體架構(gòu)的基礎(chǔ)上,圍繞以下四個方面展開了工作: 1.研究并給出了兩種基于FPGA的設(shè)計方案用于實現(xiàn)YCrCb色度空間到RGB色度空間的轉(zhuǎn)換; 2.針對采集的視頻圖像,根據(jù)VGA顯示的要求,給出了一種實現(xiàn)圖像去隔行的方案; 3.分析了一系列圖像濾波的預(yù)處理算法,如均值濾波、中值濾波和自適應(yīng)濾波等,在比較和總結(jié)各算法特點的基礎(chǔ)上,提出了一種新的適用于處理混合噪聲的濾波算法:混合自適應(yīng)濾波法; 4.根據(jù)算法特點設(shè)計了多種采用FPGA實現(xiàn)的圖像濾波算法,并對硬件算法進行RTL級的功能仿真和驗證,還給出了各種濾波算法的實驗結(jié)果,在此基礎(chǔ)上對各種算法的效果進行直觀的比較。 文中,預(yù)處理算法的實現(xiàn)充分利用了FPGA的片內(nèi)資源,體現(xiàn)了FPGA在圖像處理方面的特點及優(yōu)勢。同時,視頻采集和顯示的控制模塊也由同一FPGA芯片實現(xiàn),從而簡化了系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)。視頻采集和預(yù)處理系統(tǒng)在FPGA上的成功實現(xiàn)為“計算機視覺及其芯片化實現(xiàn)”奠定了必要的基礎(chǔ)、提供了一定理論依據(jù)。

    標(biāo)簽: FPGA 視頻圖像

    上傳時間: 2013-07-26

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