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等離子切割系統(tǒng)

  • 基于FPGA的IDE固態(tài)硬盤控制器的設(shè)計與實現(xiàn).rar

    固態(tài)硬盤是一種以FLASH為存儲介質(zhì)的新型硬盤。由于它不像傳統(tǒng)硬盤一樣以高速旋轉(zhuǎn)的磁盤為存儲介質(zhì),不需要浪費大量的尋道時間,因此它有著傳統(tǒng)硬盤不可比擬的順序和隨機存儲速度。同時由于固態(tài)硬盤不存在機械存儲結(jié)構(gòu),因此還具有高抗震性、無工作噪音、可適應(yīng)惡劣工作環(huán)境等優(yōu)點。隨著計算機技術(shù)的高速發(fā)展,固態(tài)硬盤技術(shù)已經(jīng)成為未來存儲介質(zhì)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。 本文以設(shè)計固態(tài)硬盤控制芯片IDE接口部分為項目背景,通過可編程邏輯器件FPGA,基于ATA協(xié)議并使用硬件編程語言verilog,設(shè)計了一個位于設(shè)備端的IDE控制器。該IDE控制器的主要作用在于解析主機所發(fā)送的IDE指令并控制硬盤設(shè)備進行相應(yīng)的狀態(tài)遷移和指令操作,從而完成硬盤設(shè)備端與主機端之間基本的狀態(tài)通信以及數(shù)據(jù)通信。論文主要完成了幾個方面的內(nèi)容。第一:論文從固態(tài)硬盤的基本結(jié)構(gòu)出發(fā),分析了固態(tài)硬盤IDE控制器的功能性需求以及寄存器傳輸、PIO傳輸和UDMA傳輸三種ATA協(xié)議主要傳輸模式所必須遵循的時序要求,并概括了IDE控制器設(shè)計的要點和難點;第二:論文設(shè)計了IDE控制器的總體功能框架,將IDE控制器從功能上分為寄存器部分、頂層控制模塊、異步FIFO模塊、PIO控制模塊、UDMA控制模塊以及CRC校驗?zāi)K六大子功能模塊,并分析了各個子功能模塊的基本工作原理和具體功能設(shè)計;第三:論文以設(shè)計狀態(tài)機流程和主要控制信號的方式實現(xiàn)了各個具體子功能模塊并列舉了部分關(guān)鍵代碼,同時給出了主要子功能模塊的時序仿真圖;最后,論文給出了基于PIO傳輸模式和基于UDMA傳輸模式的具體指令操作流程實現(xiàn),并通過SAS邏輯分析儀和QuartusⅡ?qū)DE控制器進行了功能測試和分析,驗證了本論文設(shè)計的正確性。

    標(biāo)簽: FPGA IDE 固態(tài)硬盤

    上傳時間: 2013-07-31

    上傳用戶:liangrb

  • H264幀間預(yù)測算法研究與FPGA設(shè)計.rar

    隨著數(shù)字化技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)字視頻信號的傳輸技術(shù)更是受到人們的關(guān)注。相比較其它類型的信息傳輸如文本和數(shù)據(jù),視頻通信需要占用更多的帶寬資源,因此為了實現(xiàn)在帶寬受限的條件下的傳輸,視頻源必須經(jīng)過大量壓縮。盡管現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)狀況不斷地改善,但相對與快速增長的視頻業(yè)務(wù)而言,網(wǎng)絡(luò)帶寬資源仍然是遠遠不夠的。2003年3月,新一代視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)H.264/AVC的推出,使視頻壓縮研究進入了一個新的層次。H.264標(biāo)準(zhǔn)中包含了很多先進的視頻壓縮編碼方法,與以前的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)相比具有明顯的進步。在相同視覺感知質(zhì)量的情況下,H.264的編碼效率比H.263提高了一倍左右,并且有更好的網(wǎng)絡(luò)友好性。然而,高編碼壓縮率是以很高的計算復(fù)雜度為代價的,H.264標(biāo)準(zhǔn)的計算復(fù)雜度約為H.263的3倍,所以在實際應(yīng)用中必須對其算法進行優(yōu)化以減低其計算復(fù)雜度。 @@ 本文首先介紹了H.264標(biāo)準(zhǔn)的研究背景,分析了國內(nèi)外H.264硬件系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀,并介紹了本文的主要工作。 @@ 接著對H.264編碼標(biāo)準(zhǔn)的理論知識、關(guān)鍵技術(shù)分別進行了介紹。 @@ 對H.264塊匹配運動估計算法進行研究,對經(jīng)典的塊匹配運動估計算法通過對比分析,三步、二維等算法在搜索效率上優(yōu)于全搜索算法,而全搜索算法在數(shù)據(jù)流的規(guī)則性和均勻性有著自己的優(yōu)越性。 @@ 針對塊匹配運動估計全搜索算法的VLSI結(jié)構(gòu)的特點,提出改進的塊匹配運動估計全搜索算法。本文基于對數(shù)據(jù)流的分析,對硬件尋址進行了研究。通過一次完整的全搜索數(shù)據(jù)流分析,改進的塊匹配運動估計算法在時鐘周期、PE資源消耗方面得到優(yōu)化。 @@ 最后基于FPGA平臺對整像素運動估計模塊進行了研究。首先對運動估計模塊結(jié)構(gòu)進行了功能子模塊劃分;然后對每個子模塊進行設(shè)計和仿真和對整個運動估計模塊進行聯(lián)合仿真驗證。 @@關(guān)鍵詞:H.264;FPGA;QuartusⅡ;幀間預(yù)測;運動估計;塊匹配

    標(biāo)簽: H264 FPGA 幀間預(yù)測

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:zttztt2005

  • USB20設(shè)備控制器IP核的設(shè)計與FPGA驗證.rar

    隨著計算機及其外圍設(shè)備的發(fā)展,傳統(tǒng)的并行接口和串行接口在靈活性和接口擴展等方面存在的缺陷愈來愈不可回避,并逐漸成為計算機通信的瓶頸。在這種情況下,通用串行總線(Universal Serial Bus,USB)誕生了。USB由于具有傳輸速率高、價格便宜、使用方便、靈活性高、支持熱插拔、接口標(biāo)準(zhǔn)化和易于擴展等優(yōu)點,目前已經(jīng)成為計算機外設(shè)接口的主流技術(shù),在計算機外圍設(shè)備和消費類電子領(lǐng)域正獲得越來越多的應(yīng)用。 @@ 本文基于USB2.0協(xié)議規(guī)范,設(shè)計了一款支持高速和全速傳輸?shù)腢SB2.0設(shè)備控制器IP核。文中著重介紹了這款設(shè)備控制器IP核的設(shè)計和FPGA驗證工作,詳細研究并分析了USB2.0規(guī)范,根據(jù)規(guī)范提出了一種USB2.0設(shè)備控制器整體構(gòu)架方案,描述了各個功能子模塊硬件電路的功能及實現(xiàn)。從可重用的角度出發(fā),對設(shè)備控制器模塊進行優(yōu)化設(shè)計,增加多個靈活的配置選項,根據(jù)不同的應(yīng)用對硬件進行配置,使其在滿足要求的情況下去除冗余電路,以減少占用面積和功耗,從而使其靈活地應(yīng)用于各種USB系統(tǒng)。本文還研究了IP核的驗證方法,并對所設(shè)計的USB2.0設(shè)備控制器建立了功能完備的ModelSim仿真驗證環(huán)境,搭建了FPGA硬件驗證平臺,設(shè)計了具有AHB接口的設(shè)備控制器和帶有8051的設(shè)備控制器,并分別在FPGA平臺上進行了功能驗證。 @@ 本文所設(shè)計的USB2.0設(shè)備控制器IP核可配置性高,使用者可以自由配置所需端點的個數(shù)以及每個端點類型等,可以集成于多種USB系統(tǒng)中,適于各類USB設(shè)備的開發(fā)。本課題所取得的成果為USB2.0設(shè)備類的研究和開發(fā)積累了經(jīng)驗,并為后來實驗室某項目測試芯片的USB數(shù)據(jù)采集提供了參考方案,也為未來USB3.0接口IP核的開發(fā)和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。 @@關(guān)鍵詞USB2.0控制器;IP核;FPGA;驗證

    標(biāo)簽: FPGA USB 20

    上傳時間: 2013-06-30

    上傳用戶:nanfeicui

  • OFDM系統(tǒng)同步及解調(diào)的FPGA實現(xiàn).rar

    自20世紀(jì)80年代以來,正交頻分復(fù)用技術(shù)不但在廣播式數(shù)字音頻和視頻領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,而且已經(jīng)成為無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)(例如IEEE802.11a和HiperLAN/2等)的一部分。OFDM由于其頻譜利用率高,成本低等原因越來越受到人們的關(guān)注。隨著人們對通信數(shù)據(jù)化、寬帶化、個人化和移動化需求的增強,OFDM技術(shù)在綜合無線接入領(lǐng)域?qū)@得越來越廣泛的應(yīng)用。人們開始集中越來越多的精力開發(fā)OFDM技術(shù)在移動通信領(lǐng)域的應(yīng)用,本文也是基于無線通信平臺上的OFDM技術(shù)的運用。 本文的所有內(nèi)容都是建立在空地數(shù)據(jù)無線通信系統(tǒng)下行鏈路FPGA實現(xiàn)基礎(chǔ)上的。本文作者的主要工作集中在鏈路接收端的FPGA實現(xiàn)和調(diào)試上。主要包括幀同步(時間同步)算法的研究與設(shè)計、OFDM頻率同步算法的研究與設(shè)計以及同步模塊、OFDM解調(diào)模塊、QAM解調(diào)模塊的FPGA實現(xiàn)。最終實現(xiàn)高速數(shù)字圖像傳輸系統(tǒng)下行鏈路在無線環(huán)境中連通。 對于無線移動通信系統(tǒng)而言,多普勒頻移、收發(fā)設(shè)備的本地載頻偏差均可能破壞OFDM系統(tǒng)子載波之間的正交性,從而導(dǎo)致ICI,影響系統(tǒng)性能。另外,由于OFDM系統(tǒng)大多采用IFFT/FFT實現(xiàn)調(diào)制解調(diào),因此在接收方確定FFT的起點對數(shù)據(jù)的正確解調(diào)也至關(guān)重要。同步技術(shù)即是針對系統(tǒng)中存在的定時偏差、頻率偏差進行定時、頻偏的估計與補償,來減少各種同步偏差對系統(tǒng)性能的影響。在OFDM實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)中,同步技術(shù)是十分重要的一部分。本文花費了三個章節(jié)闡述了同步技術(shù)的原理、算法和實現(xiàn)方法。 目前OFDM系統(tǒng)的載波同步方案,可以歸納為三大類:輔助數(shù)據(jù)類,盲估計類和基于循環(huán)前綴的半盲估計類。本文首先分析了各種載波同步方案的優(yōu)缺點,并舉例說明了各個載波同步方式的實現(xiàn)方法。然后具體闡述了本文在FPGA平臺上實現(xiàn)的OFDM接收端同步的同步方式,包括其具體算法和FPGA實現(xiàn)結(jié)構(gòu)。本文所采用的幀同步和頻率同步方案都是采用輔助數(shù)據(jù)類的,在闡述其具體算法的同時對算法在不同參數(shù)和不同形式下的性能做出了仿真對比分析。 OFDM的解調(diào)采用FFT算法,在FPGA上的實現(xiàn)是十分方便的。本文主要闡述其實現(xiàn)結(jié)構(gòu),重點放在提取有效數(shù)據(jù)部分有效數(shù)據(jù)位置的推導(dǎo)過程。最后介紹了本文實現(xiàn)QAM軟解調(diào)的解調(diào)方法。 本文闡述算法采用先提出原理,然后給出具體公式,再根據(jù)公式中的系數(shù)和變量分析算法性能的方式。在闡述實現(xiàn)方式時首先給出實現(xiàn)框圖,然后對框圖中比較重要或者復(fù)雜的部分進行詳細闡述。在介紹完每個模塊實現(xiàn)方式之后給出了仿真或者上板結(jié)果,最后再給出整體測試結(jié)果。

    標(biāo)簽: OFDM FPGA

    上傳時間: 2013-06-26

    上傳用戶:希醬大魔王

  • MP3音頻解碼器的FPGA原型芯片設(shè)計與實現(xiàn).rar

    MP3音樂是目前最為流行的音樂格式,因其音質(zhì)、復(fù)雜度與壓縮比的完美折中,占據(jù)著廣闊的市場,不僅在互聯(lián)網(wǎng)上廣為流傳,而且在便攜式設(shè)備領(lǐng)域深受人們喜愛。本文以MPEG-1的MP3音頻解碼器為研究對象,在實時性、面積等約束條件下,研究MP3解碼電路的設(shè)計方法,實現(xiàn)FPGA原型芯片,研究MP3原型芯片的驗證方法。 論文的主要貢獻如下: (1)使用算法融合方法合并MP3解碼過程的相關(guān)步驟,以減少緩沖區(qū)存儲單元的容量和訪存次數(shù)。如把重排序步驟融合到反量化模塊,可以減少一半的讀寫RAM操作;把IMDCT模塊內(nèi)部的三個算法步驟融合在一起進行設(shè)計,可以省去存儲中間計算結(jié)果的緩存區(qū)單元。 (2)反量化、立體聲處理等模塊中,采用流水線設(shè)計技術(shù),設(shè)置寄存器把較長的組合邏輯路徑隔開,提高了電路的性能和可靠性;使用連續(xù)訪問公共緩存技術(shù),合理規(guī)劃各計算子模塊的工作時序,將數(shù)據(jù)計算的時間隱藏在訪存過程中;充分利用頻率線的零值區(qū)特性,有效地減少數(shù)據(jù)計算量,加快了數(shù)據(jù)處理的速度。 (3)設(shè)計了MP3硬件解碼器的FPGA原型芯片。采用Verilog HDL硬件描述語言設(shè)計RTL級電路,完成功能仿真,以Altera公司Stratix II系列的EP2S180 FPGA開發(fā)板為平臺,實現(xiàn)MP3解碼器的FPGA原型芯片。MP3硬件解碼器在Stratix II EP2S180器件內(nèi)的資源利用率約為5%,其中組合邏輯查找表ALUT為7189個,寄存器共有4024個,系統(tǒng)頻率可達69.6MHz,充分滿足了MP3解碼過程的實時性要求。實驗結(jié)果表明,MP3音頻解碼FPGA原型芯片可正常播放聲音,解碼音質(zhì)良好。

    標(biāo)簽: FPGA MP3 音頻解碼器

    上傳時間: 2013-07-01

    上傳用戶:xymbian

  • 基于FPGA的視頻圖像處理器.rar

    隨著數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展,圖像處理系統(tǒng)在日常生活、工業(yè)、軍事和醫(yī)療方面等許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 本論文圍繞視頻圖像處理器的設(shè)計以及圖像增強算法的研究,開展了以下方面的研究: 1.對基于拉普拉斯算子的灰度圖像增強算法、基于飽和度分量反饋的自適應(yīng)亮度增強算法及其改進算法進行了仿真,并分別對增強前后的灰度圖像和彩色圖像進行了比較。 2.提出了一個視頻圖像處理器的硬件實現(xiàn)方案。該方案以FPGA為核心,具有較強的圖像實時處理能力,具有1路視頻輸入端口和1路視頻輸出端口,以及PCI接口和2個UART串行接口。 3.完成了視頻圖像處理器的原理圖設(shè)計、印制板圖設(shè)計。在印制板圖設(shè)計中,應(yīng)用信號完整新分析的理論,對高速電路的布局和布線進行了優(yōu)化設(shè)計,保證了硬件電路的性能。

    標(biāo)簽: FPGA 視頻圖像 處理器

    上傳時間: 2013-06-13

    上傳用戶:lanjisu111

  • TDSCDMA頻點拉遠系統(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FPGA的HDMI顯示系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).rar

    伴隨著多媒體顯示和傳輸技術(shù)的發(fā)展,人們獲得了越來越高的視聽享受。從傳統(tǒng)的模擬電視,到標(biāo)清、高清、全高清。與顯示技術(shù)發(fā)展結(jié)伴而行的是顯示接口技術(shù)的發(fā)展,從模擬的AV端子,S-Video和VGA接口,到數(shù)字顯示的DVI接口,技術(shù)上經(jīng)歷了一個從模擬到數(shù)字,從并行到串行,從低速到高速的發(fā)展過程。 HDMI是最新的高清晰度多媒體接口,它的規(guī)范由Silicon Image等七家公司提出,具有帶寬大,尺寸小,傳輸距離長和支持正版保護等功能,符合當(dāng)今技術(shù)的發(fā)展潮流,一經(jīng)推出,就獲得了巨大的成功。成為平板顯示器、高清電視等設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)接口之一,并獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。 從上世紀(jì)80年代XILINX發(fā)明第一款FPGA芯片以來,FPGA就以其體系結(jié)構(gòu)和邏輯單元靈活,運算速度快,編程方便等優(yōu)點廣泛應(yīng)用與IC設(shè)計、系統(tǒng)控制、視頻處理、通信系統(tǒng)、航空航天等諸多方面。 本文利用ALTERA的一款高端FPGA芯片EP2S180F1508C3為核心,配合Silicon Image的專用HDMI接收芯片搭建了一個HDMI的接收顯示平臺。針對HDMI帶寬寬,數(shù)據(jù)量大的特點,使用了新型的DDR2 SDRAM作為視頻信號的輸入和輸出緩沖。在硬件板級設(shè)計上,針對HDMI和DDR2的相關(guān)高速電路,采用了一系列的高速電路設(shè)計方法,有效的避免了信號的反射,串?dāng)_等不良現(xiàn)象。同時在對HDMI規(guī)范和DDR2 SDRAM時序規(guī)范的深入研究的基礎(chǔ)上,在ALTERA的開發(fā)平臺QUARTUSII上編寫了系統(tǒng)的頂層模塊和相關(guān)各功能子模塊,并仿真通過。 論文的主要工作和創(chuàng)新點表現(xiàn)在以下幾個方面: 1、論文研究了最新的HDMI接口規(guī)范和新型存儲器件DDR2的時序規(guī)范。 2、論文搭建的整個系統(tǒng)相當(dāng)龐大,涉及到相關(guān)的規(guī)范、多種芯片的資料、各種工具軟件的使用、原理圖的繪制和PCB板的布局布線,直至后期的編程仿真,花費了作者大量的時間和精力。 3、論文首次使用FPGA來處理HDMI信號且直接驅(qū)動顯示器件,區(qū)別于-般的ASIC方案。 4、論文對高速電路特別是的DDR2布局布線,采用了一系列的專門措施,具有一定的借鑒價值。

    標(biāo)簽: FPGA HDMI 顯示系統(tǒng)

    上傳時間: 2013-07-28

    上傳用戶:xiaoxiang

  • 基于FPGA的視頻圖像處理系統(tǒng).rar

    隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,視頻圖像處理技術(shù)近年來得到極大的重視和長足的發(fā)展,其應(yīng)用范圍主要包括數(shù)字廣播、消費類電子、視頻監(jiān)控、醫(yī)學(xué)成像及文檔影像處理等領(lǐng)域。當(dāng)前視頻圖像處理主要問題是當(dāng)處理的數(shù)據(jù)量很大時,處理速度慢,執(zhí)行效率低。而且視頻算法的軟件和硬件仿真和驗證的靈活性低。 本論文首先根據(jù)視頻信號的處理過程和典型視頻圖像處理系統(tǒng)的構(gòu)成提出了基于FPGA的視頻圖像處理系統(tǒng)總體框圖;其次選擇視頻轉(zhuǎn)換芯片SAA7113,完成視頻圖像采集模塊的設(shè)計,主要分三步完成:1)配置視頻轉(zhuǎn)換芯片的工作模式,完成視頻轉(zhuǎn)化芯片SAA7113的初始化:2)通過分析輸出數(shù)據(jù)流的格式標(biāo)準(zhǔn),來識別奇偶場信號、場消隱信號和有效行數(shù)據(jù)的開始和結(jié)束信號三種控制信號,并根據(jù)控制信號,用Verilog硬件描述語言編程實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的采集;3)分析SRAM的讀寫控制時序,采用兩塊SRAM完成圖像數(shù)據(jù)的存儲。然后編寫軟件測試文件,在ISE Simulator仿真環(huán)境進行程序測試與運行,并分析仿真結(jié)果,驗證了數(shù)據(jù)采集和存儲的正確性;最后,對常用視頻圖像算法的MATLAB仿真,選擇適當(dāng)?shù)乃阕樱捎霉ぞ進ATLAB、System Generator for DSP和ISE,利用模塊構(gòu)建方式,搭建視頻算法平臺,實現(xiàn)圖像平滑濾波、銳化濾波算法,在Simulink中仿真并自動生成硬件描述語言和網(wǎng)表,對資源的消耗做簡要分析。 本論文的創(chuàng)新點是采用新的開發(fā)環(huán)境System Generator for DSP實現(xiàn)視頻圖像算法。這種開發(fā)視頻圖像算法的方式靈活性強、設(shè)計周期短、驗證方便、是視頻圖像處理發(fā)展的必然趨勢。

    標(biāo)簽: FPGA 視頻圖像 處理系統(tǒng)

    上傳時間: 2013-05-20

    上傳用戶:fudong911

  • 基于FPGA的圖像處理算法研究及硬件設(shè)計.rar

    隨著圖像分辨率的越來越高,軟件實現(xiàn)的圖像處理無法滿足實時性的需求;同時FPGA等可編程器件的快速發(fā)展使得硬件實現(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)外的一個熱門領(lǐng)域。 本文在FPGA平臺上,用Verilog HDL實現(xiàn)了一個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機預(yù)處理和通信軟件,控制模塊,計算單元,存儲器模塊和通信適配模塊五個部分。其中的計算模塊負責(zé)具體算法的實現(xiàn),根據(jù)不同的圖像處理算法可以獨立實現(xiàn)。架構(gòu)為計算模塊實現(xiàn)了一個可添加、移出接口,不同的算法設(shè)計只要符合該接口就可以方便的加入到模塊架構(gòu)中來進行調(diào)試和運行。 在硬件架構(gòu)的基礎(chǔ)上本文實現(xiàn)了排序濾波,中值濾波,卷積運算及高斯濾波,形態(tài)學(xué)算子運算等經(jīng)典的圖像處理算法。討論了FPGA的圖像處理算法的設(shè)計方法及優(yōu)化策略,通過性能分析,F(xiàn)PGA實現(xiàn)圖像處理在時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)果達到了軟件處理幾乎同等的效果水平。最后本文在實現(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,提高了算法的可用性,同時為進一步的研究提供了更加便利的平臺。 整個設(shè)計都是在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硬件平臺上實現(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,為實現(xiàn)FPGA為核心處理芯片的實時圖像處理系統(tǒng)有著積極的作用。

    標(biāo)簽: FPGA 圖像處理 算法研究

    上傳時間: 2013-07-29

    上傳用戶:愛順不順

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