語音識(shí)別技術(shù)是信息技術(shù)領(lǐng)域的重要發(fā)展方向之一,小詞匯量非特定人孤立詞語音識(shí)別是語音識(shí)別領(lǐng)域中一個(gè)具有廣泛應(yīng)用背景的分支,在家電遙控、智能玩具、人機(jī)交互等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價(jià)值.語音識(shí)別芯片從20世紀(jì)90年代開始出現(xiàn),目前的語音識(shí)別芯片都是以DSP為核心集成的語音識(shí)別系統(tǒng),算法主要通過軟件實(shí)現(xiàn),為了提高速度和降低成本,下一代語音識(shí)別芯片將設(shè)計(jì)成軟硬件協(xié)同實(shí)現(xiàn),本文的目的是使用全硬件方法實(shí)現(xiàn)語音識(shí)別算法,為軟硬件協(xié)同實(shí)現(xiàn)的方案提供參考.本論文主要完成了以下工作:(1)在選定的FPGA平臺(tái)上,完成了整個(gè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì).(2)對(duì)于硬件中難于實(shí)現(xiàn)而且占用較多資源的乘法器、求對(duì)數(shù)、求平方根以及快速傅立葉變換等關(guān)鍵模塊,本文都根據(jù)電路的具體特點(diǎn),給出了巧妙的實(shí)現(xiàn)方案,完成了算法需要的功能.(3)設(shè)計(jì)中使用了模塊復(fù)用和流水線技術(shù).(4)根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果,給出了各個(gè)模塊占用的硬件資源和運(yùn)行速度.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文所設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)能夠正常工作,在速度和面積方面都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求.
上傳時(shí)間： 2013-06-12
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隨著圖像處理和模式識(shí)別技術(shù)的進(jìn)步，基于生物特征的識(shí)別技術(shù)成為蓬勃發(fā)展的高技術(shù)之一，根據(jù)IBG(InternationalBiometricGroup)組織對(duì)生物特征市場(chǎng)的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)，該領(lǐng)域的收入的年增長(zhǎng)率30-50％，到2008年，全球總收入將達(dá)到46.39億美元。而基于指紋特征的識(shí)別技術(shù)由于其獨(dú)特的可靠性，穩(wěn)定性，方便快捷的特點(diǎn)，恰好符合了市場(chǎng)的需求。目前指紋識(shí)別技術(shù)是生物識(shí)別領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的識(shí)別技術(shù)，也是研究與應(yīng)用的一個(gè)熱點(diǎn)。 SOPC片上可編程系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)是當(dāng)前電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域中最熱門的概念。NiosⅡ是Altera公司開發(fā)的一種采用流水線技術(shù)、單指令流的RISC嵌入式處理器軟核，可以將它嵌入FPGA內(nèi)部，與用戶自定義邏輯結(jié)合構(gòu)成一個(gè)基于FPGA的片上系統(tǒng)。與嵌入式硬核相比較，嵌入式軟核具有更大的靈活性。而FPGA的高速性、恰恰滿足了指紋識(shí)別系統(tǒng)對(duì)速度的要求。 本文對(duì)指紋識(shí)別技術(shù)中各個(gè)環(huán)節(jié)的算法進(jìn)行了較為深入的研究，結(jié)合NiosⅡ嵌入式處理器的特點(diǎn)，對(duì)算法進(jìn)行了合理的選擇與優(yōu)化，形成了一套完整的指紋識(shí)別算法，并提出了一種基于FPGA的指紋識(shí)別系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案。 論文的內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面： 1、對(duì)指紋圖像預(yù)處理、后處理和匹配算法進(jìn)行了改進(jìn)，提高了算法的性能；設(shè)計(jì)了一種適用于快速匹配的指紋特征數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；提出了一套基于特征點(diǎn)匹配的指紋識(shí)別算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法速度快、誤識(shí)率較低、可靠性較高，可以滿足實(shí)用的要求。 2、本著增加系統(tǒng)集成度、減小系統(tǒng)體積、提高便攜性、降低功耗和成本，同時(shí)提升系統(tǒng)的性能的原則，使用Altera公司提供的外圍設(shè)備IP核配合NiosⅡ處理器軟核搭建了一個(gè)單片嵌入式系統(tǒng)，然后以內(nèi)嵌NiosⅡ軟核的FPGA和FPS200指紋采集器為核心芯片，外配片外RAM和Flash存儲(chǔ)器以及小鍵盤和LCD顯示屏等器件，設(shè)計(jì)了一個(gè)便攜式指紋識(shí)別系統(tǒng)，提出了一套基于FPGA的硬件設(shè)計(jì)方案。 3、利用NiosⅡ開發(fā)板對(duì)硬件設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了初步的驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了指紋采集芯片F(xiàn)PS200與FPGA的接口，并進(jìn)行了算法的移植。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文所提出的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案是可行的。基于FPGA的自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)在速度、功耗、體積、擴(kuò)展性方面有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，具有廣闊的發(fā)展空間。最后提出了對(duì)這一設(shè)計(jì)繼續(xù)改進(jìn)的思路和下一步研究的內(nèi)容。
標(biāo)簽： FPGA 指紋識(shí)別 法的研究 硬件實(shí)現(xiàn)
上傳時(shí)間： 2013-07-28
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隨著計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)的發(fā)展，生物特征識(shí)別技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注。指紋識(shí)別是生物特征識(shí)別中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，一直以來是國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。 嵌入式自動(dòng)指紋識(shí)別是指指紋識(shí)別技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)上的應(yīng)用。傳統(tǒng)的嵌入式自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)多采用單片DSP或MIPS處理器來完成算法，由于DSP或MIPS處理器只能根據(jù)程序順序執(zhí)行，在指紋匹配過程中只能和整個(gè)庫(kù)中的指紋進(jìn)行一一匹配，因此這類系統(tǒng)在處理較大指紋庫(kù)時(shí)下匹配時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，本文構(gòu)建了浮點(diǎn)DSP和FPGA協(xié)同處理構(gòu)架的硬件平臺(tái)，充分利用DSP在計(jì)算上的精確度和FPGA并行處理的特點(diǎn)，由DSP和FPGA共同處理匹配算法。 本文的主要工作如下： 1．設(shè)計(jì)了一個(gè)硬件系統(tǒng)，包括DSP處理器、FPGA、指紋傳感器、人機(jī)交互接口和USB1.1接口。同時(shí)，還設(shè)計(jì)了各硬件模塊的驅(qū)動(dòng)程序，為應(yīng)用程序提供控制接口。由于系統(tǒng)中DSP工作頻率為300MHz，其中某些器件的工作頻率達(dá)到了100MHz，因此本文還給出了一些信號(hào)完整性分析和PCB設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。 2．編寫了Verilog程序，在FPGA中實(shí)現(xiàn)了9路指紋的并行匹配。由于FPGA本身的局限性，實(shí)現(xiàn)原有匹配算法有很大困難。在簡(jiǎn)化原有匹配算法的基礎(chǔ)上本文提出了便于FPGA實(shí)現(xiàn)“粗匹配”算法。此外，還設(shè)計(jì)了用于和DSP通信的接口模塊設(shè)計(jì)。 3．完成了系統(tǒng)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。在使用uC/OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了各系統(tǒng)任務(wù)，通過調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序控制和協(xié)調(diào)各硬件模塊，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)指紋識(shí)別功能。為了便于存放指紋特征信息，設(shè)計(jì)了指紋庫(kù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了指紋庫(kù)添加、刪除、編輯的功能。 最終，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高效、快速的進(jìn)行指紋識(shí)別，各模塊工作穩(wěn)定。同時(shí)，模塊化的軟硬件設(shè)計(jì)使本系統(tǒng)便于進(jìn)行二次開發(fā)，快速應(yīng)用于各種場(chǎng)合。
標(biāo)簽： FPGA DSP 自動(dòng) 指紋識(shí)別系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-05
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隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。在當(dāng)今的工業(yè)控制領(lǐng)域，控制邏輯和功能變得越來越復(fù)雜，簡(jiǎn)單的嵌入式系統(tǒng)己經(jīng)不能滿足工業(yè)生產(chǎn)需求，而帶有高性能處理器以及完整操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)的引入將逐漸成為工業(yè)控制自動(dòng)化發(fā)展的方向。 本文對(duì)用于工業(yè)供水設(shè)備測(cè)控的工業(yè)供水測(cè)控系統(tǒng)展開研究。首先，在ARM嵌入式最小系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立通用的硬件平臺(tái)，對(duì)平臺(tái)的硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，特別是對(duì)于關(guān)鍵的接口電路進(jìn)行了比較深入的研究，針對(duì)供水設(shè)備測(cè)控的不同要求，集成了多種接口電路。其次，在實(shí)現(xiàn)嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ在ARM上可移植的基礎(chǔ)上，建立了測(cè)控系統(tǒng)的軟件平臺(tái)，對(duì)接口電路驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。最后，在研制出的測(cè)控平臺(tái)上，加入了電力參數(shù)與傳感器數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)電路以及開關(guān)量輸入/輸出電路，特別是對(duì)工頻交流信號(hào)有效值的測(cè)量進(jìn)行了較深入的硬件設(shè)計(jì)以及軟件算法研究，并對(duì)測(cè)控系統(tǒng)的無線通訊部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 在上述工作的基礎(chǔ)上，開發(fā)出嵌入式無線工業(yè)供水測(cè)控系統(tǒng)樣機(jī)。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)近半年來試運(yùn)行的結(jié)果表明：該基于ARM的嵌入式無線工業(yè)供水測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，性能穩(wěn)定可靠，達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式無線 工業(yè) 測(cè)控系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-23
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生物識(shí)別技術(shù)代表了未來身份驗(yàn)證技術(shù)的發(fā)展方向，而指紋識(shí)別技術(shù)又是最可靠、最有效的生物識(shí)別技術(shù)之一。目前，指紋識(shí)別技術(shù)是優(yōu)于其它生物識(shí)別技術(shù)的身份鑒別方法。這是因?yàn)槿说闹讣y各不相同、終生基本不變的特點(diǎn)已經(jīng)得到公認(rèn)，特別是現(xiàn)有的指紋識(shí)別算法已達(dá)到識(shí)別迅速、準(zhǔn)確可靠的水平，是完全可以商業(yè)化的生物識(shí)別技術(shù)。 傳統(tǒng)的指紋識(shí)別系統(tǒng)多是基于PC平臺(tái)，這種系統(tǒng)將指紋圖像處理和指紋匹配甚至指紋采集控制都放在PC平臺(tái)上，在獲得了較高速度和開發(fā)效率的同時(shí)，缺點(diǎn)也是顯而易見的，其體積龐大，成本較高。而已有的嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)多是基于單片機(jī)和DSP的，不是在運(yùn)算速度上受到硬件限制，就是在系統(tǒng)的擴(kuò)展性、可維護(hù)性及用戶交互上有諸多不足。 近年來指紋識(shí)別應(yīng)用的普及對(duì)自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)的便攜性和易用性提出了更高的要求，指紋識(shí)別技術(shù)正向著小型化和嵌入式的方向發(fā)展。在微電子領(lǐng)域，以ARM、DSP、FPGA為代表的嵌入式微處理器的性能飛速提高，為構(gòu)建嵌入式系統(tǒng)提供了硬件保證。 ARM是當(dāng)前最為流行的32位RISC處理器架構(gòu)，目前ARM占RISC處理器市場(chǎng)的七成左右。三星公司的S3C2410是基于ARM920T內(nèi)核的通用32位微處理器，它具有高性能和低功耗的特性，被設(shè)計(jì)用于手持設(shè)備和通用嵌入式系統(tǒng)。 嵌入式系統(tǒng)對(duì)操作系統(tǒng)和其上運(yùn)行的軟件有特別的要求。針對(duì)本課題所采用的ARM硬件平臺(tái)，詳細(xì)介紹了嵌入式操作系統(tǒng)Arm-Linux的移植。分別說明了交叉編譯工具鏈的安裝、引導(dǎo)裝載器的移植和Linux內(nèi)核的裁減和交叉編譯過程。為了運(yùn)行應(yīng)用程序，還介紹了文件系統(tǒng)的構(gòu)建。 指紋識(shí)別系統(tǒng)需要指紋采集設(shè)備。FPS200是Veridicom公司推出的第三代半導(dǎo)體指紋傳感器，是一款專為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的高性能、低成本、低功耗的電容式固態(tài)指紋傳感器。本文詳細(xì)闡述了基于FPS200的USB接口指紋采集卡的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 指紋圖像處理與匹配是整個(gè)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，論文介紹了圖像處理與匹配的一般概念，并提出了新的指紋匹配方法。指紋匹配是自動(dòng)指紋識(shí)別中的一個(gè)難點(diǎn)。現(xiàn)有的指紋匹配方法大致可以歸結(jié)為圖形匹配和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)匹配兩大類，本文提出的基于線段的特征點(diǎn)匹配算法屬于圖形匹配。 嵌入式系統(tǒng)需要完善的軟件支持。隨著嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，用戶交互界面也由傳統(tǒng)的字符界面向圖形界面轉(zhuǎn)變，圖形用戶界面系統(tǒng)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。MiniGUI 是一個(gè)非常適合于工業(yè)控制實(shí)時(shí)系統(tǒng)以及嵌入式系統(tǒng)的可定制的、小巧的圖形用戶界面支持系統(tǒng)。本文介紹了基于MiniGUI的可視化指紋識(shí)別軟件設(shè)計(jì)。 綜上所述，本文針對(duì)特定硬件條件，構(gòu)建了定制的嵌入式操作系統(tǒng)；設(shè)計(jì)了支持USB數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹讣y采集卡；指紋圖像的濾波、提取特征和指紋特征匹配均針對(duì)嵌入式系統(tǒng)的實(shí)際情況進(jìn)行了優(yōu)化；利用MiniGUI圖形支持庫(kù)完成了界面美觀友好的可視化指紋識(shí)別程序。系統(tǒng)具有安全可靠、易于擴(kuò)展、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 指紋識(shí)別系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-08-02
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當(dāng)代科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，極大促進(jìn)了自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的發(fā)展——條形碼、光學(xué)字符識(shí)別、磁條(卡)、工C卡、語音識(shí)別、視覺識(shí)別、RFID等，其中，RFID無疑是最為前沿的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，是一種非接觸式的識(shí)別技術(shù)；同時(shí)，隨著另外一項(xiàng)技術(shù)——嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)構(gòu)小巧、性能優(yōu)越、價(jià)格便宜、操作簡(jiǎn)便的手持式數(shù)據(jù)自動(dòng)讀寫設(shè)備發(fā)展尤為迅速。具體說來，一款好的手持式RFID讀寫器適用于工作現(xiàn)場(chǎng)，可以供工作人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)物品信息進(jìn)行自動(dòng)收集，而隨著嵌入式操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，使讀寫器不僅有數(shù)據(jù)采集功能，而且可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以供管理決策。在這其中，操作系統(tǒng)、芯片、總線、接口技術(shù)成為讀寫器的內(nèi)核，嵌入式系統(tǒng)成為技術(shù)的代表。 隨著嵌入式操作系統(tǒng)(如linux、wirice.net)的出現(xiàn)，使得軟件開發(fā)人員在嵌入式系統(tǒng)和普通pc機(jī)上進(jìn)行應(yīng)用軟件開發(fā)不會(huì)感到太大的差別(借助于交叉開發(fā)環(huán)境，即在pc機(jī)上編譯連接，但生成的是目標(biāo)機(jī)代碼)。但是，對(duì)于那些應(yīng)用軟件開發(fā)者，往往對(duì)某一行業(yè)軟件開發(fā)比較熟悉卻對(duì)硬件有些陌生，熟悉硬件原理(嵌入式處理器架構(gòu)、部件工作原理等)恰恰是構(gòu)建一個(gè)嵌入式系統(tǒng)所必須的。因此，構(gòu)建一個(gè)性能穩(wěn)定、持續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)、完善數(shù)據(jù)接口、方便讀寫器接口的手持式設(shè)備成為了當(dāng)今一個(gè)比較熱門的技術(shù)領(lǐng)域。本項(xiàng)目就是根據(jù)以上事實(shí)，先分析了國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，再根據(jù)項(xiàng)目需求、生產(chǎn)成本以及RFID應(yīng)用開發(fā)者的要求，決定采用以ARM920T為內(nèi)核的$3C2410為嵌入式處理器、微軟公司力推的wiIice.net為嵌入式操作系統(tǒng)，設(shè)計(jì)開發(fā)了供RFID應(yīng)用軟件開發(fā)者使用的手持式RFID讀寫器。針對(duì)手持式設(shè)備的特點(diǎn)和實(shí)際要求，對(duì)讀寫器軟硬件系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了規(guī)劃，完成了時(shí)鐘電路、nand flash存儲(chǔ)器接口電路、SDRAM電路、串行接口電路、RFID讀寫模塊接口電路、USB接口電路、無線通信模塊接口電路、LCD/觸摸屏接口電路的設(shè)計(jì)，并開發(fā)了讀寫器的二次發(fā)API;在wince.net平臺(tái)下，利用platform builder工具定制了適于讀寫器的操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了嵌入式操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，最后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。
上傳時(shí)間： 2013-06-21
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嵌入式系統(tǒng)是一種將底層硬件、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件相結(jié)合的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)和人們的日常生活中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。嵌入式系統(tǒng)的研究與開發(fā)已成為現(xiàn)代電子領(lǐng)域的重要研究方向之一。嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用軟件開發(fā)的支撐平臺(tái)，網(wǎng)絡(luò)化是主要趨勢(shì)之一。 μC/OS-Ⅱ作為一種新興的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，以其免費(fèi)公開源碼、面向中小型應(yīng)用、可搶占、多任務(wù)以及較好的移植性等突出特點(diǎn)，在各類嵌入式設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。然而，μC/OS-Ⅱ內(nèi)核中不支持TCP/IP協(xié)議棧，因而無法適應(yīng)嵌入式設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的需要。本文的主要目標(biāo)是：在計(jì)算資源嚴(yán)重受限的條件下，研究使嵌入式系統(tǒng)支持TCP/IP協(xié)議的策略及其實(shí)現(xiàn)方法。 本課題以實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的Samsung S3C44BOX芯片為核心的ARM開發(fā)板作為硬件平臺(tái)，分析了ARM7TDM[內(nèi)核的特點(diǎn)及S3C44BOX的結(jié)構(gòu)。在詳細(xì)分析實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ及其內(nèi)核原理的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)并成功移植到ARM硬件平臺(tái)上。針對(duì)μC/OS-Ⅱ內(nèi)核不支持TCP/IP協(xié)議棧的問題，引進(jìn)了嵌入式TCP/IP協(xié)議uIP，將其應(yīng)用到μC/OS-Ⅱ上，成為μC/OS-Ⅱ的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模塊，實(shí)現(xiàn)了對(duì)μC/OS-Ⅱ的網(wǎng)絡(luò)功能的擴(kuò)充，并在uIP基礎(chǔ)上編寫了相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序。最后，本課題設(shè)計(jì)了基于HTTP協(xié)議的嵌入式Web服務(wù)器和基于TFTP協(xié)議的遠(yuǎn)程文件傳輸，從而使網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控測(cè)量和在線程序的更新下載成為現(xiàn)實(shí)。 本課題經(jīng)過數(shù)月的軟硬件的設(shè)計(jì)和調(diào)試，已實(shí)現(xiàn)了最初的設(shè)計(jì)目標(biāo)。測(cè)試結(jié)果表明：移植到ARM處理器上的μC/OS-Ⅱ內(nèi)核可以成功實(shí)現(xiàn)對(duì)任務(wù)的調(diào)度；對(duì)μC/OS-Ⅱ內(nèi)核擴(kuò)充的TCP/IP協(xié)議——uIP可正常運(yùn)行：嵌入式Web服務(wù)器和遠(yuǎn)、程文件傳輸在實(shí)驗(yàn)室局域網(wǎng)中的穩(wěn)定運(yùn)行，更加證明了本課題的成功性。
標(biāo)簽： TCPIP ARM 協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)測(cè)控
上傳時(shí)間： 2013-05-17
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DFT(Discrete Fourier Transformation)是數(shù)字信號(hào)分析與處理如圖形、語音及圖像等領(lǐng)域的重要變換工具,直接計(jì)算DFT的計(jì)算量與變換區(qū)間長(zhǎng)度N的平方成正比.當(dāng)N較大時(shí),因計(jì)算量太大,直接用DFT算法進(jìn)行譜分析和喜好的實(shí)時(shí)處理是不切實(shí)際的.快速傅里葉變換(Fast Fourier Transformation,簡(jiǎn)稱FFT)使DFT運(yùn)算效率提高1~2個(gè)數(shù)量級(jí).本文的目的就是研究如何應(yīng)用FPGA這種大規(guī)模可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)FFT的算法.本設(shè)計(jì)主要采用先進(jìn)的基-4DIT算法研制一個(gè)具有實(shí)用價(jià)值的FFT實(shí)時(shí)硬件處理器.在FFT實(shí)時(shí)硬件處理器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過程中,利用遞歸結(jié)構(gòu)以及成組浮點(diǎn)制運(yùn)算方式,解決了蝶形計(jì)算、數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)操作協(xié)調(diào)一致問題.合理地解決了位增長(zhǎng)問題.同時(shí),采用并行高密度乘法器和流水線(pipeline)工作方式,并將雙端口RAM、只讀ROM全部?jī)?nèi)置在FPGA芯片內(nèi)部,使整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和處理速度得以很大提高,實(shí)際合理地解決了資源和速度之間相互制約的問題.本設(shè)計(jì)采用Verilog HDL硬件描述語言進(jìn)行設(shè)計(jì),由于在設(shè)計(jì)中采用Xilinx公司提供的稱為Core的IP功能塊極大地提高了設(shè)計(jì)效率.
標(biāo)簽： FPGA FFT 數(shù)字處理器 硬件實(shí)現(xiàn)
上傳時(shí)間： 2013-06-20
上傳用戶：小碼農(nóng)lz
波前處理機(jī)是自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)中實(shí)時(shí)信號(hào)處理和運(yùn)算的核心，隨著自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)得發(fā)展，波前傳感器的采樣頻率越來越高，這就要求波前處理機(jī)必須有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力以保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。在整個(gè)波前處理機(jī)的工作流程中，對(duì)CCD傳來的實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)性，那么后續(xù)的處理過程都無從談起。因此，研制高性能的圖像處理平臺(tái)，對(duì)波前處理機(jī)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(guó)內(nèi)外圖像處理技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展?fàn)顩r，接著介紹了傳統(tǒng)的專用和通用圖像處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和模型，并通過分析DSP芯片以及DSP系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出了基于DSP和FPGA芯片的實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)基于PC機(jī)模式的圖像處理系統(tǒng)，發(fā)揮了DSP和FPGA兩者的優(yōu)勢(shì)，能更好地提高圖像處理系統(tǒng)實(shí)時(shí)性能，同時(shí)也最大可能地降低成本。 論文根據(jù)圖像處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的、應(yīng)用需求確定了器件的選型。介紹了主要的器件，接著從系統(tǒng)架構(gòu)、邏輯結(jié)構(gòu)、硬件各功能模塊組成等方面詳細(xì)介紹了DSP+FPGA圖像處理系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，并分析了包括各種參數(shù)指標(biāo)選擇、連接方式在內(nèi)的具體設(shè)計(jì)方法以及應(yīng)該注意的問題。 論文在闡述傳輸線理論的基礎(chǔ)上，在制作PCB電路板的過程中，針對(duì)高速電路設(shè)計(jì)中易出現(xiàn)的問題，詳細(xì)分析了高速PCB設(shè)計(jì)中的信號(hào)完整性問題，包括反射、串?dāng)_等，說明了高速PCB的信號(hào)完整性、電源完整性和電磁兼容性問題及其解決方法，進(jìn)行了一定的理論和技術(shù)探討和研究。 論文還介紹了基于FPGA的邏輯設(shè)計(jì)，包括了圖像采集模塊的工作原理、設(shè)計(jì)方案和SDRAM控制器的設(shè)計(jì)，介紹了SDRAM的基本操作和工作時(shí)序，重點(diǎn)闡述系統(tǒng)中可編程器件內(nèi)部模塊化SDRAM控制器的設(shè)計(jì)及仿真結(jié)果。 論文最后描述了硬件系統(tǒng)的測(cè)試及調(diào)試流程，并給出了部分的調(diào)試結(jié)果。 該系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)有：實(shí)時(shí)性、高速性。硬件設(shè)計(jì)的執(zhí)行速度，在高速DSP和FPGA中實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理算法程序，保證了系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的實(shí)現(xiàn)；性價(jià)比高。自行研究設(shè)計(jì)的電路及硬件系統(tǒng)比較好的解決了高速實(shí)時(shí)圖像處理的需求。
標(biāo)簽： DSPFPGA 圖像處理 電路板 硬件設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：firstbyte
這份應(yīng)用筆記描述了stm32硬件實(shí)現(xiàn)特性如電源提供，時(shí)鐘管理，重置控制，啟動(dòng)模式的設(shè)置和調(diào)試管理。
上傳時(shí)間： 2013-06-29
上傳用戶：mhp0114
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