隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,指紋識別技術(shù)被廣泛應(yīng)用到各種不同的領(lǐng)域。對于一般的指紋識別系統(tǒng),其設(shè)計要求具有很高的實時性和易用性,因此識別算法應(yīng)該具有較低的復(fù)雜度,較快的運算速度,從而滿足實時性的要求。所以有必要根據(jù)不同的識別算法采用不同的實現(xiàn)平臺,使得指紋識別系統(tǒng)具有較高的可靠性、實時性、有效性等性能要求。 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,可以將它嵌入到FPGA內(nèi)部,與用戶自定義邏輯組建成一個基于FPGA的片上專用系統(tǒng)。 本文在綜合考慮各種應(yīng)用情況的基礎(chǔ)上,以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、指紋識別技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)為理論基礎(chǔ),提出了一種有效可行的系統(tǒng)架構(gòu)方案。對指紋識別技術(shù)中各個環(huán)節(jié)的算法和原理進(jìn)行了深入研究,合理的改進(jìn)了部分指紋識別算法;同時為了提高系統(tǒng)的實時性,采用NiosⅡ嵌入式處理器和FPGA硬件模塊實現(xiàn)指紋圖像處理主要算法。論文主要包括以下幾個方面: 1、對指紋圖像預(yù)處理、特征提取和特征匹配算法原理進(jìn)行闡述,同時改進(jìn)了指紋圖像的細(xì)化算法,提高了算法的性能,并設(shè)計了一套實用的指紋特征數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu); 2、針對指紋圖像預(yù)處理模塊,包括圖像的歸一化、頻率提取、方向提取以及方向濾波,采用基于FPGA的硬件電路的方式實現(xiàn)。實驗結(jié)果表明,在保證系統(tǒng)誤識率較低、可靠性高的基礎(chǔ)上,大大提高了系統(tǒng)的執(zhí)行速度; 3、改變了傳統(tǒng)的單枚指紋識別方法,提出采用多枚指紋唯一標(biāo)識身份,大大降低了識別系統(tǒng)的誤識率; 4、改進(jìn)了傳統(tǒng)的基于三角形匹配中獲取基準(zhǔn)點的方法,同時結(jié)合可變界限盒思想進(jìn)行指紋特征匹配。 5、結(jié)合COM+技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),開發(fā)了后臺指紋特征匹配服務(wù)系統(tǒng),實現(xiàn)了嵌入式指紋識別系統(tǒng)同數(shù)據(jù)庫的實時信息交換。 實驗結(jié)果表明,本文所提出的系統(tǒng)構(gòu)架方案有效可行,基于FPGA的自動指紋識別系統(tǒng)在速度、功耗、擴(kuò)展性等方面具有獨特的優(yōu)勢,擁有廣闊的發(fā)展前景。
上傳時間: 2013-08-04
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在仿真環(huán)境下實現(xiàn)TMS320C6000系列DSP的程序自引導(dǎo)
上傳時間: 2013-08-03
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multisim10漢化與注冊機方便初學(xué)者進(jìn)行電路仿真,希望大家喜歡
上傳時間: 2013-06-05
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正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)是一種多載波數(shù)字調(diào)制技術(shù),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(tǒng)(4G)的核心調(diào)制傳輸技術(shù)。 本文首先描述了OFDM技術(shù)的基本原理。對OFDM的調(diào)制解調(diào)以及其中涉及的特性和關(guān)鍵技術(shù)等做了理論上的分析,指出了OFDM區(qū)別于其他調(diào)制技術(shù)的巨大優(yōu)勢;然后針對OFDM中的信道估計技術(shù),深入分析了基于FFT級聯(lián)的信道估計理論和基于聯(lián)合最大似然函數(shù)的半盲分組估計理論,在此基礎(chǔ)上詳細(xì)研究描述了用于OFDM系統(tǒng)的迭代的最大似然估計算法,并利用Matlab做了相應(yīng)的仿真比較,驗證了它們的有效性。 而后,在Matlab中應(yīng)用Simulink工具構(gòu)建OFDM系統(tǒng)仿真平臺。在此平臺上,對OFDM系統(tǒng)在多徑衰落、高斯白噪聲等多種不同的模型參數(shù)下進(jìn)行了仿真,并給出了數(shù)據(jù)曲線,通過分析結(jié)果可正確評價OFDM系統(tǒng)在多個方面的性能。 在綜合了OFDM的系統(tǒng)架構(gòu)和仿真分析之后,設(shè)計并實現(xiàn)了基于FPGA的OFDM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)。首先根據(jù)802.16協(xié)議和OFDM系統(tǒng)的具體要求,設(shè)定了合理的參數(shù);然后從調(diào)制器和解調(diào)器的具體組成模塊入手,對串/并轉(zhuǎn)換,QPSK映射,過采樣處理,插入導(dǎo)頻,添加循環(huán)前綴,IFFT/FFT,幀同步檢測等各個模塊進(jìn)行硬件設(shè)計,詳細(xì)介紹了各個模塊的設(shè)計和實現(xiàn)過程,并給出了相應(yīng)的仿真波形和參數(shù)說明。其中,針對定點運算的局限性,為系統(tǒng)設(shè)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(tǒng)參數(shù)允許的范圍內(nèi),充分利用了有限資源,提高了系統(tǒng)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(jìn)、優(yōu)化和設(shè)計實現(xiàn),針對原始快速傅立葉變換FPGA實現(xiàn)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(yè)功能、資源占用較少的快速傅立葉變換優(yōu)化算法設(shè)計方案,使之運用于OFDM基帶處理系統(tǒng)當(dāng)中并加以實現(xiàn),結(jié)果滿足系統(tǒng)參數(shù)的需求。最后以理論分析為依據(jù),對整個OFDM的基帶處理系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)試與性能分析,證明了設(shè)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(tǒng)的設(shè)計、仿真和實現(xiàn)。本設(shè)計為OFDM通信系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)提供了大量有用的數(shù)據(jù)。
標(biāo)簽: FPGA OFDM 調(diào)制解調(diào)器
上傳時間: 2013-07-25
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近年來,圖像處理與識別技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。人們已經(jīng)充分認(rèn)識到圖像處理和識別技術(shù)是認(rèn)識世界、改造世界的重要手段。目前,圖像識別技術(shù)已應(yīng)用到很多領(lǐng)域,滲入到各行各業(yè),在醫(yī)學(xué)、公安、交通、工業(yè)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。 這篇論文介紹了一種基于DSP+FPGA構(gòu)架的實時圖像識別系統(tǒng)。DSP作為圖像識別模塊的核心,負(fù)責(zé)圖像識別算法的實現(xiàn);FPGA作為圖像采集模塊的核心,負(fù)責(zé)圖像的采集,并且完成預(yù)處理工作。圖像識別算法的運算量大,并且控制復(fù)雜,對系統(tǒng)的性能要求很高。DSP的特殊結(jié)構(gòu)和優(yōu)良性能很好地滿足了系統(tǒng)的需要,而FPGA的高速性和靈活性也保證了系統(tǒng)實時性,并且簡化了外圍電路,減少了系統(tǒng)設(shè)計難度。 系統(tǒng)使用模板匹配和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對數(shù)字0~9進(jìn)行識別。模板匹配一般適用于識別規(guī)范化的數(shù)字、字符等小型字符集(特別是同一字體的字符集)。由于結(jié)構(gòu)比較簡單,系統(tǒng)處理能力強,模板匹配的識別速度快并且識別率高,取得很好的效果。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所具有的分布式存儲、高容錯性、自組織和自學(xué)習(xí)功能,使其對圖像識別問題顯示出極大的優(yōu)越性。 研究表明,在DSP+FPGA的構(gòu)架上實現(xiàn)的圖像識別系統(tǒng),具有結(jié)構(gòu)靈活、通用性強的特點,適用于模塊化設(shè)計,有利于提高算法的效率。系統(tǒng)可以充分發(fā)揮和結(jié)合DSP和FPGA的優(yōu)勢,準(zhǔn)確快速地實現(xiàn)圖像識別。通過軟、硬件的靈活組合,系統(tǒng)可以實現(xiàn)圖像處理大部分的相關(guān)功能,使之能夠運用到工業(yè)視覺檢測、汽車牌照識別等系統(tǒng)中。
標(biāo)簽: DSPFPGA 圖像識別 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間: 2013-06-18
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本文講述了一種運用于功率型MOSFET 和IGBT 設(shè)計性能自舉式柵極驅(qū)動電路的系統(tǒng)方法,適用于高頻率,大功率及高效率的開關(guān)應(yīng)用場合。不同經(jīng)驗的電力電子工程師們都能從中獲益。在大多數(shù)開關(guān)應(yīng)用中
標(biāo)簽: 6076 AN 高電壓 柵極驅(qū)動器IC
上傳時間: 2013-04-24
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伴隨高速DSP技術(shù)的廣泛應(yīng)用,實時快速可靠地進(jìn)行數(shù)字信號處理成為用戶追求的目標(biāo)。同時,由于可編程器件在速度和集成度方面的飛速提高,使得利用硬件實現(xiàn)數(shù)字信號實時快速可靠處理有了新的途徑。 FIR濾波器是數(shù)字信號處理中常用部件,它的最大優(yōu)點在于:設(shè)計任何幅頻特性時,可以具有嚴(yán)格的線性相位,這一點對數(shù)字信號的實時處理非常關(guān)鍵。 FPGA是常用的可編程器件,它所具有的查找表結(jié)構(gòu)非常適用于實現(xiàn)實時快速可靠的FIR濾波器,在加上VHDL語言靈活的描述方法以及與硬件無關(guān)的特點,使得使用VHDL語言基于FPGA芯片實現(xiàn)FIR濾波器成為研究的方向。 本文對基于FPGA的FIR數(shù)字濾波器實現(xiàn)進(jìn)行了研究,并設(shè)計了一個16階的FIR低通濾波器。所做的主要工作為: 1.以FIR數(shù)字濾波器的基本理論為依據(jù),使用分布式算法作為濾波器的硬件實現(xiàn)算法,并對其進(jìn)行了詳細(xì)的討論。針對分布式算法中查找表規(guī)模過大的缺點,采用多塊查找表的方式減小硬件規(guī)模。 2.在設(shè)計中采用了自頂向下的層次化、模塊化的設(shè)計思想,將整個濾波器劃分為多個模塊,利用VHDL語言的描述方法進(jìn)行了各個功能模塊的設(shè)計,最終完成了FIR數(shù)字濾波器的系統(tǒng)設(shè)計。 3.采用FLEX10K系列器件實現(xiàn)一個16階的FIR低通濾波器的設(shè)計實例,用MAX+PLUSII軟件進(jìn)行了仿真,并用MATLAB對仿真結(jié)果進(jìn)行了分析,證明所設(shè)計的FIR數(shù)字濾波器功能正確。 仿真結(jié)果表明,本論文所設(shè)計的FIR濾波器硬件規(guī)模較小,采樣率達(dá)到了17.73MHz。同時只要將查找表進(jìn)行相應(yīng)的改動,就能分別實現(xiàn)低通、高通、帶通FIR濾波器,體現(xiàn)了設(shè)計的靈活性。
上傳時間: 2013-04-24
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自適應(yīng)濾波器是統(tǒng)計信號處理的一個重要組成部分。在實際應(yīng)用中,由于沒有充足的信息來設(shè)計固定系數(shù)的數(shù)字濾波器,或者設(shè)計規(guī)則會在濾波器正常運行時改變,因此我們需要研究自適應(yīng)濾波器。凡是需要處理未知統(tǒng)計環(huán)境下運算結(jié)果所產(chǎn)生的信號或需要處理非平穩(wěn)信號時,自適應(yīng)濾波器可以提供一種吸引人的解決方法,而且其性能通常遠(yuǎn)優(yōu)于用常規(guī)方法設(shè)計的固定濾波器。此外,自適應(yīng)濾波器還能提供非自適應(yīng)方法所不可能提供的新的信號處理能力。 本論文從自適應(yīng)濾波器研究的重要意義入手,介紹了線性自適應(yīng)濾波器的基本原理、算法及設(shè)計方法,對幾種基于最小均方誤差準(zhǔn)則或最小平方誤差準(zhǔn)則的自適應(yīng)濾波器算法進(jìn)行研究,最終基于一改近的LMS算法設(shè)計復(fù)數(shù)自適應(yīng)濾波器,并以VHDL語言編寫在maxplus平臺上進(jìn)行仿真測試。
標(biāo)簽: FPGA 自適應(yīng)濾波器
上傳時間: 2013-07-11
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自適應(yīng)濾波器的硬件實現(xiàn)一直是自適應(yīng)信號處理領(lǐng)域研究的熱點。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字系統(tǒng)功能越來越強大,對器件的響應(yīng)速度也提出更高的要求。 本文針對用通用DSP 芯片實現(xiàn)的自適應(yīng)濾波器處理速度低和用HDL語言編寫底層代碼用FPGA實現(xiàn)的自適應(yīng)濾波器開發(fā)效率低的缺點,提出了一種基于DSP Builder系統(tǒng)建模的設(shè)計方法。以隨機2FSK信號作為研究對象,首先在matlab上編寫了LMS去噪自適應(yīng)濾波器的點M文件,改變自適應(yīng)參數(shù),進(jìn)行了一系列的仿真,對算法迭代步長、濾波器的階數(shù)與收斂速度和濾波精度進(jìn)行了研究,得出了最佳自適應(yīng)參數(shù),即迭代步長μ=0.0057,濾波器階數(shù)m=8,為硬件實現(xiàn)提供了參考。 然后,利用最新DSP Builder工具建立了基于LMS算法的8階2FSK信號去噪自適應(yīng)濾波器的模型,結(jié)合多種EDA工具,在EPFlOKl00EQC208-1器件上設(shè)計出了最高數(shù)據(jù)處理速度為36.63MHz的8階LMS自適應(yīng)濾波器,其速度是文獻(xiàn)[3]通過編寫底層VHDL代碼設(shè)計的8階自適應(yīng)濾波器數(shù)據(jù)處理速度7倍多,是文獻(xiàn)[50]采用DSP通用處理器TMS320C54X設(shè)計的8階自適應(yīng)濾波器處理速度25倍多,開發(fā)效率和器件性能都得到了大大地提高,這種全新的設(shè)計理念與設(shè)計方法是EDA技術(shù)的前沿與發(fā)展方向。 最后,采用異步FIFO技術(shù),設(shè)計了高速采樣自適應(yīng)濾波系統(tǒng),完成了對雙通道AD器件AD9238與自適應(yīng)濾波器的高速匹配控制,在QuartusⅡ上進(jìn)行了仿真,給出了系統(tǒng)硬件實現(xiàn)的原理框圖,并將采樣濾波控制器與異步FIF0集成到同一芯片上,既能有效降低高頻可能引起的干擾又降低了系統(tǒng)的成本。
標(biāo)簽: FPGA 高速采樣 自適應(yīng)濾波
上傳時間: 2013-06-01
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本文研究了在復(fù)雜背景下紅外圖像的背景和噪聲抑制算法,并且完成了硬件實現(xiàn),主要包括以下內(nèi)容: 1.通過對實際紅外圖像的背景和噪聲特性的研究分析,設(shè)計改進(jìn)了一種基于加權(quán)廣義次序統(tǒng)計濾波器的背景抑制的算法。紅外圖像的噪聲通常為脈沖噪聲,具有高頻特性;而紅外圖像的背景變換比較緩慢,其頻譜成分多集中在低頻區(qū)域,所以本文在對圖像特性分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計改進(jìn)了基于加權(quán)廣義次序統(tǒng)計濾波器的背景抑制的算法。在對采集的起伏背景紅外圖像進(jìn)行背景抑制后,用全局門限可以有效的分割出目標(biāo)信息,輸出包含目標(biāo)信息的二值化圖像,為后續(xù)處理提供數(shù)據(jù)。但是出于更復(fù)雜背景條件下算法有效性的目的,深入討論了局部自適應(yīng)門限分割算法的設(shè)計。 2.在實時信號處理系統(tǒng)中,底層的圖像預(yù)處理算法目前難以用軟件實現(xiàn);但是其運算結(jié)構(gòu)相對比較簡單,適于用FPGA進(jìn)行硬件實現(xiàn)。本文對算法的FPGA設(shè)計作了較為深入地研究,同時介紹了算法的VHDL實現(xiàn),利用模塊化的優(yōu)點對算法分模塊設(shè)計,對各個模塊的實現(xiàn)作了詳細(xì)介紹。 3.完成了紅外成像制導(dǎo)系統(tǒng)的預(yù)處理部分硬件電路設(shè)計,對FPGA中預(yù)處理算法的處理結(jié)果進(jìn)行了驗證。通過算法在硬件上的實現(xiàn),證明了算法的有效性。
標(biāo)簽: FPGA 紅外成像 制導(dǎo) 數(shù)據(jù)
上傳時間: 2013-07-02
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