遺傳算法是一種基于自然選擇原理的優化算法，在很多領域有著廣泛的應用。但是，遺傳算法使用計算機軟件實現時，會隨著問題復雜度和求解精度要求的提高，產生很大的計算延時，這種計算的延時限制了遺傳算法在很多實時性要求較高場合的應用。為了提升運行速度，可以使用FPGA作為硬件平臺，設計數字系統完成遺傳算法。和軟件實現相比，硬件實現盡管在實時性和并行性方面具有很大優勢，但同時會導致系統的靈活性不足、通用性不強。本文針對上述矛盾，使用基于功能的模塊化思想，將基于FPGA的遺傳算法硬件平臺劃分成兩類模塊：系統功能模塊和算子功能模塊。針對不同問題，可以在保持系統功能模塊不變的前提下，選擇不同的遺傳算子功能模塊完成所需要的優化運算。本文基于Xilinx公司的Virtex5系列FPGA平臺，使用VerilogHDL語言實現了偽隨機數發生模塊、隨機數接口模塊、存儲器接口/控制模塊和系統控制模塊等系統功能模塊，以及基本位交叉算子模塊、PMX交叉算子模塊、基本位變異算子模塊、交換變異算子模塊和逆轉變異算子模塊等遺傳算法功能模塊，構建了系統功能構架和遺傳算子庫。該設計方法不僅使遺傳算法平臺在解決問題時具有更高的靈活性和通用性，而且維持了系統架構的穩定。本文設計了多峰值、不連續、不可導函數的極值問題和16座城市的旅行商問題 (TSP)對遺傳算法硬件平臺進行了測試。根據測試結果，該硬件平臺表現良好，所求取的最優解誤差均在1％以內。相對于軟件實現，該系統在求解一些復雜問題時，速度可以提高2個數量級。最后，本文使用FPGA實現了粗粒度并行遺傳算法模型，并用于 TSP問題的求解。將硬件平臺的運行速度在上述基礎上提高了近1倍，取得了顯著的效果。關鍵詞：遺傳算法，硬件實現，并行設計，FPGA，TSP
上傳時間： 2013-06-15
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CCSDS組織(空間數據系統咨詢委員會)于2005年公布了新的圖像壓縮標準，該標準算法采用基于小波變換的比特平面編碼方法，支持無損有損壓縮編碼和精確碼率控制并具有較好的抗誤碼能力和非常高的圖像壓縮性能，能滿足實際應用中的多種需求。同時該算法具有較低的算法復雜度，易于低功耗硬件實現，并且對航天圖像具有較高的適應性，因此，在航天應用方面具有廣闊的前景。 本論文主要針對CCSDS圖像壓縮算法的FPGA硬件實現，在有限的硬件資源下，提出高速高效的CCSDS圖像壓縮編碼器設計方案并在已有的FPGA硬件平臺上加以實現。本文首先對CCSDS圖像壓縮算法的編碼原理進行詳細介紹；然后提出DWT、BPE和碼流組織這三大模塊的并行化硬件實現方案，并給出了進行批量仿真測試的仿真平臺設計方案。最后在Xilinx VIRTEX-II FPGA平臺上經過成功驗證，測試結果表明系統各項技術指標可滿足星載圖像壓縮的要求。
上傳時間： 2013-06-13
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凌力爾特公司的 LT®5575 直接轉換解調器實現了超卓線性度和噪聲性能的完美結合。
上傳時間： 2013-11-10
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介紹了基于數字圖像處理的QR碼識別算法。該方案綜合運用了圖像灰度化、濾波去噪、二值化、邊緣檢測、圖像旋轉等多種圖像處理方法對條碼圖像進行預處理。理論分析和實驗結果表明：該算法提高了識讀的靈活性和可靠性，為QR碼識別提供了一種新途徑。
上傳時間： 2013-11-13
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無線多媒體傳感器網絡（WMSNs）中傳感器節點采集的數據量非常大，在傳輸前需對大數據量的多媒體信息進行壓縮處理，但是單節點能源受限，存儲、處理能力相對較弱。針對無線多媒體傳感器網絡應用的高效、低耗能的需求這些問題，在圖像壓縮雙正交重疊變換（LBT）的基礎上，文中提出了一種基于此變換的分布式無線多媒體傳感器網絡圖像壓縮算法。即基于簇結構，把壓縮任務分配給其他節點，通過多個節點相互協作，共同完成圖像的壓縮編碼和傳輸。實驗結果表明，在傳感器節點散布不均且較為密集的情況下，該算法在高質量、低復雜度和低功耗等方面都有了很大的性能提高。
上傳時間： 2014-12-23
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電加熱爐是典型工業過程控制對象，其溫度控制具有升溫單向性，大慣性，純滯后，時變性等特點，很難用數學方法建立精確的模型和確定參數。而PID控制因其成熟，容易實現，并具有可消除穩態誤差的優點，在大多數情況下可以滿足系統性能要求，但其性能取決于參數的整定情況。且快速性和超調量之間存在矛盾，使其不一定滿足快速升溫、超調小的技術要求。模糊控制在快速性和保持較小的超調量方面有著自身的優勢，但其理論并不完善，算法復雜，控制過程會存在穩態誤差。 將模糊控制算法引入傳統的加熱爐控制系統構成智能模糊控制系統，利用模糊控制規則自適應在線修改PID參數，構成模糊自整定：PID控制系統，借此提高其控制效果。 基于PID控制算法，以ADuC845單片機為主體，構成一個能處理較復雜數據和控制功能的智能控制器，使其既可作為獨立的單片機控制系統，又可與微機配合構成兩級控制系統。該控制器控制精度高，具有較高的靈活性和可靠性。 2 溫度控制系統硬件設計 該系統設計的硬件設計主要由單片機主控、前向通道、后向通道、人機接口和接口擴展等模塊組成，如圖l所示。由圖1可見，以內含C52兼容單片機的ADuC845為控制核心．配有640 KB的非易失RAM數據存儲器、外擴鍵盤輸人、320x240點陣的圖形液晶顯示器進行漢字、圖形、曲線和數據顯示，超溫報警裝置等外圍電路；預留微型打印機接口，可以現場打印輸出結果；預留RS232接口，能和PC機聯機，將現場檢測的數據傳輸至PC機來進一步處理、顯示、打印和存檔。
上傳時間： 2013-10-11
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基于通用GPU并行計算技術，結合遙感圖像數據融合處理特點，利用NVIDIA公司的CUDA編程框架，在其 GPU平臺上對BROVEY變換和YIQ變換融合算法進行了并行研究與實現。實驗結果表明，隨著遙感圖像融合算法的計算復雜度、融合處理的問題規模逐漸增加，GPU并行處理的加速性能優勢也逐漸增大，GPU通用計算技術在遙感信息處理領域具有廣闊的應用前景。
上傳時間： 2013-12-10
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在兩跳MIMO中繼通信系統的預編碼相關研究中，提出了一種級聯預編碼算法，該算法把兩跳系統的預編碼分解成兩個獨立的部分，從而把預編碼問題轉化成為求源節點到中繼節點的預編碼過程以及中繼節點到目的節點的過程。本文使用MMSE準則，在簡化迭代算法復雜度的同時，與一種只在中繼節點進行聯合優化的算法進行比較，由仿真可以看出，本文算法有一定的性能提升。
上傳時間： 2013-11-12
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為了有效地平衡編碼效率和抗誤碼能力之間的矛盾，筆者提出了一種自適應FMO編碼方法；可根據圖像的復雜度自適應的選擇編碼所需的FMO模式。仿真結果表明這種FMO編碼方式完全可行，且在運動復雜度頻繁變化時效果更加明顯，完全可應用在環境惡劣的無線信道中。
上傳時間： 2013-10-23
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文中詳細地介紹了正交投影子空間跟蹤算法（OPAST），它是一種基于最優化問題的方法，保證了每次迭代時權向量的正交性，并具有和PAST算法一樣的線性復雜度，以及與自然冪法（NP）一樣的全局收斂性。然而將其應用于盲多用戶檢測時，在迭代一定次數后，會出現誤碼率突然增大現象，這就導致了算法性能的下降，為了解決這一問題，文中提出一種方法，并通過仿真結果，證明它是行之有效的。
上傳時間： 2014-11-11
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