隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)字圖像處理技術(shù)正在各個(gè)行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，而FPGA技術(shù)的不斷成熟改變了通常采用并行計(jì)算機(jī)或數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)等作為嵌入式處理器的慣例。可編程邏輯器件(FPGA)憑借其較低的開發(fā)成本、較高的并行處理速度、較大的靈活性及其較短的開發(fā)周期等特點(diǎn)，在圖像處理系統(tǒng)中有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。 本文提出了一種基于FPGA的圖像采集處理系統(tǒng)解決方案，并選用低成本高性能的Altera公司的CycloneIII系列FPGA EP3C40F324為核心，設(shè)計(jì)開發(fā)了圖像采集處理的軟硬件綜合系統(tǒng)。文章闡述了如何在FPGA中嵌入NiosII軟核處理器并完成圖像采集處理系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)方案。硬件電路上，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了三塊電路板：FPGA核心處理板、圖像采集卡、圖像顯示卡，其中通過I2C總線對(duì)采集卡的工作模式進(jìn)行配置，在采集模塊控制下，將采集到的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到SDRAM；根據(jù)VGA顯示原理及其時(shí)序關(guān)系，設(shè)計(jì)了VGA顯示輸出控制模塊，合成了VGA工作的控制信號(hào)，又根據(jù)VGA顯示器的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，合成VGA接口的水平和幀同步信號(hào)。邏輯硬件上，應(yīng)用SOPCBuilder工具生成了FPGA內(nèi)部的邏輯硬件功能模塊，定制了NiosII IP core、CMOS圖像采集模塊、VGA Controller及其I2C總線接口，系統(tǒng)各模塊間通過Avalon總線連接起來。軟件部分，在NiosII內(nèi)核處理器上實(shí)現(xiàn)了彩色圖像顏色空間轉(zhuǎn)換、二值化、形態(tài)學(xué)腐蝕處理及其目標(biāo)定位等算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了本文提出的方案及算法的正確性，可行性。
標(biāo)簽： FPGA 圖像采集 處理系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-08-05
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本文提出了一種基于USB和FPGA的高性能數(shù)據(jù)采集模塊USB12016(USB總線，A/D垂直分辨率為12位，存儲(chǔ)容量為16兆)的軟硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。該數(shù)據(jù)采集卡包括模擬輸入、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)緩存、FPGA控制電路和USB總線接口等，在一張卡上實(shí)現(xiàn)了8通道模擬信號(hào)調(diào)理、采集、處理，并可實(shí)現(xiàn)多卡同步觸發(fā)采集，具有高精度，低噪聲，低失真和測(cè)試信號(hào)范圍寬的特點(diǎn)。USB12016配有系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制程序軟件，在Windows9X/2000版本的操作平臺(tái)下運(yùn)行，控制面板完全是虛擬儀器軟面板，圖形化界面十分友好。USB12016是USB接口技術(shù)、FPGA技術(shù)和嵌入式技術(shù)融為一體的結(jié)晶，已成功應(yīng)用于軍事測(cè)控領(lǐng)域。
標(biāo)簽： FPGA USB 性能
上傳時(shí)間： 2013-06-12
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高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在信號(hào)檢測(cè)、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(jì)，但是，無論基于何種應(yīng)用，其設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在接口的實(shí)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(cè)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(jī)連接的機(jī)械強(qiáng)度的要求，本論文提出設(shè)計(jì)基于cPCI總線接口的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。設(shè)計(jì)中利用單片F(xiàn)PGA芯片實(shí)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(duì)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(dòng)態(tài)鏈接庫中，減少因應(yīng)用程序反復(fù)調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序而造成的資源浪費(fèi)和時(shí)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(jì)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(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用驗(yàn)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(shí)間： 2013-07-08
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圖像采集系統(tǒng)是數(shù)字圖像信號(hào)處理過程中不可缺少的重要部分，它將前端相機(jī)所捕獲的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，或者直接從數(shù)字相機(jī)中獲取數(shù)字信號(hào)，然后通過高速的計(jì)算機(jī)總線傳回計(jì)算機(jī)，憑借計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大的運(yùn)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理等操作能力，可以方便快捷地對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析處理，具有人機(jī)友好、功能靈活、可移植性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。隨著對(duì)數(shù)據(jù)傳送速度要求的提高，PCI總線以其高的數(shù)據(jù)傳輸率，即插即用，低功耗等眾多優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛的應(yīng)用。本文針對(duì)PCI總線接口電路使用的廣泛性，介紹了PLX公司橋接芯片PCI9054主模式的工作原理和中斷機(jī)制，采用可編程邏輯器件FPGA實(shí)現(xiàn)與PCI9054的本地接口的信號(hào)轉(zhuǎn)換，給出了邏輯實(shí)現(xiàn)方案和仿真圖。本文針對(duì)FPGA中各功能模塊的邏輯設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)分析，并對(duì)每個(gè)模塊都給出了精確的仿真結(jié)果。同時(shí)，文中還在其它章節(jié)詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)、并行接口設(shè)計(jì)、PCI接口設(shè)計(jì)、PC端控制軟件設(shè)計(jì)以及用于調(diào)試過程中的SignalTapⅡ嵌入式邏輯分析儀的使用方法，并且也對(duì)系統(tǒng)的仿真結(jié)果和測(cè)試結(jié)果給出了分析及討論。最后還附上了系統(tǒng)的PCB版圖、FPGA邏輯設(shè)計(jì)圖、實(shí)物圖及注釋詳細(xì)的相關(guān)源程序清單。在文章的軟件設(shè)計(jì)部分介紹了WinDriver驅(qū)動(dòng)開發(fā)工具，利用WinDriver工具，在WindowsXP系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)，完成主模式數(shù)據(jù)傳輸和設(shè)備中斷的功能。
標(biāo)簽： FPGA PCI 總線
上傳時(shí)間： 2013-06-09
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在現(xiàn)代工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域，人們對(duì)數(shù)據(jù)采集的要求越來越高；不僅要求高速、高精度還要求采集設(shè)備便攜化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化，此外還需要友好的人機(jī)界面。傳統(tǒng)的8/16位單片機(jī)因資源極度受限，難以滿足上述要求；而PCI或ISA數(shù)據(jù)采集卡，則存在著安裝麻煩、價(jià)格昂貴且電磁兼容性差等缺點(diǎn)。32位嵌入式微處理器的出現(xiàn)很好地解決了上述矛盾，本文的研究正是基于ARM的嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 本文以齒輪箱或機(jī)械轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)信號(hào)為采集對(duì)象設(shè)計(jì)了基于ARM處理器和嵌入式Linux的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)硬件平臺(tái)以S3C2410主控板和自行研制的振動(dòng)信號(hào)調(diào)理板為核心，在此基礎(chǔ)上擴(kuò)展了UART、RS485、USB、TCP/IP以及單總線通信接口，適應(yīng)多種條件下的數(shù)據(jù)傳輸。同時(shí)系統(tǒng)提供了LCD顯示和觸摸屏輸入模塊，具備良好的人機(jī)交互功能。軟件方面，搭建Linux交叉開發(fā)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了基于Linux操作系統(tǒng)的Bootloader的移植。最后，根據(jù)課題需要，完成了A/D采樣和單總線驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)。 本嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)存儲(chǔ)容量大，硬件接口豐富，軟件資源配置靈活，設(shè)計(jì)方案具有很好的通用性和可擴(kuò)展性。
標(biāo)簽： ARM 處理器 數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-05-28
上傳用戶：D&L37
隨著多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，嵌入式圖像采集系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)越來越受到人們的重視。傳統(tǒng)的圖像采集系統(tǒng)一般采用基于PC機(jī)平臺(tái)和視頻采集卡的形式，該方案系統(tǒng)體積大、成本高，在遠(yuǎn)距離、多點(diǎn)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)困難。在這種背景下，設(shè)計(jì)一種輕便小巧的采集系統(tǒng)來采集、存儲(chǔ)并顯示所需的圖像成為市場(chǎng)所需。 本論文研究設(shè)計(jì)了一種基于嵌入式的圖像采集與傳輸系統(tǒng)，具有體積小、成本低、穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)硬件平臺(tái)采用基于ARM920T核的S3C2410X處理器，軟件采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)，利用USB攝像頭采集圖像并在目標(biāo)板的LCD上進(jìn)行顯示，通過網(wǎng)絡(luò)還可將采集到的圖像傳輸?shù)絇C機(jī)上顯示。該方案大大降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性，同時(shí)提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和圖像質(zhì)量，可以擴(kuò)展應(yīng)用在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域，具有廣闊的市場(chǎng)和應(yīng)用前景。 本論文首先介紹了課題研究的時(shí)代背景、實(shí)踐意義和研究現(xiàn)狀，并對(duì)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)理論知識(shí)作了介紹，在此基礎(chǔ)上給出了嵌入式圖像采集與傳輸系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；接著詳細(xì)分析了嵌入式Linux操作系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)，包括嵌入式開發(fā)環(huán)境的建立、Bootloader移植、Linux內(nèi)核移植和根文件系統(tǒng)的制作，并介紹了嵌入式Linux下的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，實(shí)現(xiàn)了USB攝像頭驅(qū)動(dòng)的移植，完成了利用攝像頭采集圖像的功能；然后完成了MiniGUI圖形用戶界面的移植和圖像在LCD上的顯示；最后實(shí)現(xiàn)了基于socket的網(wǎng)絡(luò)通信，完成了視頻采集和傳輸系統(tǒng)的整體功能，并給出了最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 論文的最后是對(duì)全文的一個(gè)總結(jié)，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)所完成的工作進(jìn)行了概括，指出所存在的不足，對(duì)后續(xù)的研究工作做了進(jìn)一步的展望，并給出了改進(jìn)方法。
標(biāo)簽： Linuz ARM 圖像采集 傳輸系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：1966640071
瞬變電磁法作為一種重要的地球物理探測(cè)方法，由于它在時(shí)間和空間上的可分性，使得這種方法簡(jiǎn)單易行，信息豐富，精度較高，低成本，見效快，從而在礦藏勘探、鉆井和海洋勘探等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。隨著接收儀器的數(shù)字化和智能化，發(fā)射功率的增大，數(shù)字模型計(jì)算正反演的應(yīng)用，解釋水平的提高，瞬變電磁法可解決的地質(zhì)問題不斷擴(kuò)大，幾乎涉及了物探工作的各個(gè)領(lǐng)域：礦產(chǎn)勘探，構(gòu)造探測(cè)，水文與工程、地質(zhì)調(diào)查，環(huán)境調(diào)查與監(jiān)測(cè)以及考古等。近年來，在找水、市政工程、土壤鹽堿化和污染調(diào)查、淺層石油構(gòu)造填圖，以及礦井突水預(yù)測(cè)等領(lǐng)域都取得了良好效果。 瞬變電磁法探測(cè)系統(tǒng)包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)兩部分。接收機(jī)用作在噪聲中提取由發(fā)射機(jī)發(fā)射的一次場(chǎng)信號(hào)在地下導(dǎo)體中感應(yīng)出的二次場(chǎng)信息，其信息反映了地下導(dǎo)體的電阻率差異，通過對(duì)該信息數(shù)據(jù)的處理了解探測(cè)目標(biāo)的特性從而達(dá)到探測(cè)的目的。 瞬變電磁信號(hào)具有早期信號(hào)幅度大、衰減快，而中晚期信號(hào)幅度小、衰減慢的大動(dòng)態(tài)范圍的特點(diǎn)。因此，必須設(shè)計(jì)出能適應(yīng)這種瞬時(shí)變化快、動(dòng)態(tài)范圍大數(shù)據(jù)信號(hào)要求的高性能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。同時(shí)，瞬變電磁探測(cè)系統(tǒng)的工作環(huán)境大都是在野外，因此，為適應(yīng)野外工作的需要，數(shù)據(jù)采集卡尤其要有較低的功耗。 本論文在總結(jié)其他數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，提高采樣速率和采樣精度、采用分段放大技術(shù)避免放大飽和和實(shí)現(xiàn)對(duì)小信號(hào)的有效識(shí)別、改用ARM作為核心處理器實(shí)現(xiàn)對(duì)接收機(jī)的有效控制、改進(jìn)USB2.0的實(shí)際傳輸速度、改用自適應(yīng)濾波法等噪聲抑制方法組合實(shí)現(xiàn)抗干擾和噪聲濾除設(shè)計(jì)，成功設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一套基于ARM和USB2.0的瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有高性能，低功耗，抗干擾能力強(qiáng)，低成本的特點(diǎn)，已成功應(yīng)用于瞬變電磁探測(cè)實(shí)踐，并取得良好效果，極大的滿足了瞬變電磁探測(cè)系統(tǒng)的需要。同時(shí)，該系統(tǒng)對(duì)于其他數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有一定的借鑒意義。
標(biāo)簽： ARM 2.0 USB 瞬變電磁
上傳時(shí)間： 2013-06-21
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隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)到了所謂的后PC時(shí)代。在傳統(tǒng)的視頻采集中，系統(tǒng)一般由CCD攝像頭，采集卡組成，功能齊全，但價(jià)格高，體積大。嵌入式系統(tǒng)在各行業(yè)的應(yīng)用，特別是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)、信息家電、機(jī)頂盒等方面的廣泛使用，使嵌入式系統(tǒng)的研究開發(fā)成為計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。嵌入式圖像采集則彌補(bǔ)了上述的缺點(diǎn)，并且可以復(fù)雜環(huán)境下的圖像采集嵌入式Linux操作系統(tǒng)是從Linux衍生出來的一種操作系統(tǒng)，它支持眾多嵌入式處理器，并具有Unix的很多優(yōu)點(diǎn)，而成為當(dāng)前主流的嵌入式操作系統(tǒng)。本文選擇三星系列的嵌入式處理器S3C2440，高速清晰攝像頭和一塊觸摸LCD組成，軟件則用嵌入式Linux為操作系統(tǒng)，在嵌入式開發(fā)板上先進(jìn)行Linux的移植后完成，其次對(duì)攝像頭在ARM下的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行修改和更新使其適應(yīng)所采用的ARM開發(fā)板，再者完成驅(qū)動(dòng)的加載和交叉編譯應(yīng)用程序來完成對(duì)圖像的采集，最后從濾波算法和優(yōu)化所采集的圖片，使圖片完成各種場(chǎng)合實(shí)驗(yàn)的要求。本系統(tǒng)體積小，占用內(nèi)存低，模塊化的系統(tǒng)通過協(xié)調(diào)的工作，形成了一套完整的圖像采集系統(tǒng)，本文所用的ARM9系列的開發(fā)板完全是從底層開發(fā)開始，成本低，加上Linux并不是商業(yè)的軟件，以至有很好的擴(kuò)展空間和廣泛的前景。
標(biāo)簽： ARMLinux C2440 2440
上傳時(shí)間： 2013-06-29
上傳用戶：372825274
本文的目的就是研究如何應(yīng)用FPGA這種大規(guī)模的可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)CCD（Charge Coupled Device，電荷耦合器件）數(shù)字圖像的實(shí)時(shí)采集及預(yù)處理。基于對(duì)實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)，本文主要研究工作及成果如下： 1.本論文詳細(xì)的介紹了圖像采集卡的結(jié)構(gòu)和基本工作原理。同時(shí)，針對(duì)高分辨率的CCD攝像機(jī)，探討了有關(guān)點(diǎn)目標(biāo)與CCD像元一一對(duì)應(yīng)的圖像采集及其硬件和軟件設(shè)計(jì)方法。 2.本文分析了星圖中弱小目標(biāo)、噪聲以及背景的特點(diǎn)，給出了點(diǎn)目標(biāo)的場(chǎng)景圖像的數(shù)學(xué)模型及復(fù)雜背景下點(diǎn)目標(biāo)檢測(cè)的預(yù)處理方法。針對(duì)星圖灰度分布的特點(diǎn)，采用高斯低通濾波算法和高通濾波算法對(duì)星圖進(jìn)行預(yù)處理，同時(shí)還對(duì)圖像掃描聚類算法進(jìn)行了研究與分析。 3.數(shù)字信號(hào)處理器常常因?yàn)樵趶?fù)雜性、運(yùn)算速度等方面的限制，難以實(shí)時(shí)的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的檢測(cè)算法。本文采用FPGA技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜背景下弱點(diǎn)目標(biāo)的預(yù)處理算法，解決了計(jì)算、數(shù)據(jù)緩沖和存儲(chǔ)操作協(xié)調(diào)一致的問題，同時(shí)采用并行高密度加法器和流水線的工作方式，使整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和處理速度得以很大的提高，合理的解決了資源和速度之間的相互制約問題，并在實(shí)際中取得滿意的結(jié)果。
標(biāo)簽： FPGA 采集 預(yù)處理算法
上傳時(shí)間： 2013-07-03
上傳用戶：wang5829
標(biāo)簽： PCI 總線 圖像采集 卡的設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-06-03
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