對(duì)弓網(wǎng)故障的檢測(cè)在列車提速的今天顯得尤其重要,原始故障圖像數(shù)據(jù)量的巨大使實(shí)時(shí)存儲(chǔ)和傳輸故障圖像極其困難。JPEG作為一種低復(fù)雜度、高壓縮比的圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)在多媒體、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)阮I(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。和相同圖像質(zhì)量的其它常用文件格式(如GIF,TIFF,PCX)相比,JPEG是目前靜態(tài)圖像中壓縮比最高的。 FPGA以其設(shè)計(jì)靈活、高速的卓越特性,逐漸成為許多應(yīng)用中首先器件,尤其是與Verilog和VHDL等語(yǔ)言的結(jié)合,大大變革了電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,加速了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)程。 本文旨在研究并實(shí)現(xiàn)一種實(shí)時(shí)采集并對(duì)特定幀進(jìn)行壓縮傳輸?shù)姆椒āMㄟ^(guò)采用可編程邏輯器件FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)采集、顯示、壓縮和傳輸,使系統(tǒng)具有可定制、高速度等優(yōu)點(diǎn)。 本文首先介紹了開發(fā)硬件可編程邏輯門陣列FPGA及其開發(fā)語(yǔ)言Veridlog,并介紹了FPGA的設(shè)計(jì)方法及開發(fā)流程;接著介紹了PAL制視頻采集的相關(guān)知識(shí)及設(shè)計(jì),其中主要包括基于I2C總線的模擬視頻解碼控制、視頻的數(shù)字化ITU-R BT.601標(biāo)準(zhǔn)介紹及視頻同步信號(hào)的獲取、基于SDRAM的視頻幀存儲(chǔ)、VGA顯示控制設(shè)計(jì);隨后介紹了JPEG標(biāo)準(zhǔn),并根據(jù)故障檢測(cè)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了針對(duì)灰度圖像壓縮的JPEG編碼器,設(shè)計(jì)中先分別對(duì)組成JPEG編碼器的二維DCT變換模塊、量化模塊、Z字掃描模塊、變換直流系數(shù)的差分脈沖編碼模塊、交流系數(shù)的游程編碼模塊、哈夫曼編碼模塊及打包模塊進(jìn)行了仿真測(cè)試,然后再對(duì)整個(gè)JPEG編碼器進(jìn)行了測(cè)試;最后設(shè)計(jì)了單幀視頻的SRAM緩存,并將緩存的源圖像采用本文設(shè)計(jì)的JPEG編碼器進(jìn)行壓縮,再設(shè)計(jì)一個(gè)僅包含發(fā)送功能的UART 將壓縮后的碼流傳輸?shù)絇C機(jī),在PC機(jī)上通過(guò)將接收的碼流以ASCⅡ碼的形式還原為采集圖片。 本文實(shí)現(xiàn)了整個(gè)采集壓縮系統(tǒng),同時(shí)也進(jìn)一步驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)的灰度圖像JPEG編碼器的正確性。相信本文無(wú)論是對(duì)弓網(wǎng)故障的圖像檢測(cè),還是對(duì)于JPEG編碼器的芯片設(shè)計(jì)都有一定的參考價(jià)值。
標(biāo)簽: FPGA JPEG 壓縮系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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隨著信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)字信號(hào)處理已經(jīng)逐漸發(fā)展成一門關(guān)鍵的技術(shù)科學(xué)。圖像處理作為一種重要的現(xiàn)代技術(shù),己經(jīng)在通信、航空航天、遙感遙測(cè)、生物醫(yī)學(xué)、軍事、信息安全等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。圖像處理特別是高分辨率圖像實(shí)時(shí)處理的實(shí)現(xiàn)技術(shù)對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。另外,現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA和高效率硬件描述語(yǔ)言Verilog HDL的結(jié)合,大大變革了電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,加速了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)程,為圖像壓縮系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了硬件支持和軟件保障。 本文主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容: (1)結(jié)合某工程的具體需求,設(shè)計(jì)了一種基于FPGA的圖像壓縮系統(tǒng),核心硬件選用XILINX公司的Virtex-Ⅱ Pro系列FPGA芯片,存儲(chǔ)器件選用MICRON公司的MT48LC4M16A2SDRAM,圖像壓縮的核心算法選用近無(wú)損壓縮算法JPEG-LS。 (2)用Verilog硬件描述語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了JPEG-LS標(biāo)準(zhǔn)中的基本算法,為課題組成員進(jìn)行算法改進(jìn)提供了有力支持。 (3)用Verilog硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了SDRAM控制器模塊,使核心壓縮模塊能夠方便靈活地訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器。 (4)構(gòu)建了圖像壓縮系統(tǒng)的測(cè)試平臺(tái),對(duì)實(shí)現(xiàn)的SDRAM控制器模塊和JPEG-LS基本算法模塊進(jìn)行了軟件仿真測(cè)試和硬件測(cè)試,驗(yàn)證了其功能的正確性。
標(biāo)簽: FPGA 圖像壓縮系統(tǒng)
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圖像增強(qiáng)技術(shù)是數(shù)字圖像處理領(lǐng)域中的一項(xiàng)重要內(nèi)容,隨著數(shù)字圖像處理應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大,快速、實(shí)時(shí)圖像處理技術(shù)成為研究的熱點(diǎn)。超大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展為數(shù)字圖像實(shí)時(shí)處理技術(shù)提供了硬件基礎(chǔ),尤其是FPGA(Field Programmable Gate Array,現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)憑借其高速并行、可重配置的架構(gòu)和基于查找表的獨(dú)特結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)使得在數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域的應(yīng)用持續(xù)上升。國(guó)內(nèi)外,越來(lái)越多的實(shí)時(shí)圖像處理應(yīng)用逐漸轉(zhuǎn)向FPGA平臺(tái)。 本文基于FPGA的圖像增強(qiáng)技術(shù)研究主要是針對(duì)空間域方法,這種方法是指在空間域內(nèi)直接對(duì)像素灰度值進(jìn)行運(yùn)算處理,算法簡(jiǎn)單并且存在并行性,非常適合于用硬件實(shí)現(xiàn)。FPGA可以靈活地實(shí)現(xiàn)并行、實(shí)時(shí)處理圖像數(shù)據(jù),正是利用這一特點(diǎn),本文提出了一種基于FPGA的圖像增強(qiáng)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)采用SOPC技術(shù),完成圖像增強(qiáng)處理。文中給出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路,并分析了該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能實(shí)現(xiàn),說(shuō)明了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程。其硬件平臺(tái)的核心部分是Altera公司Stratix系列的.FPGA EPlS40芯片,采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法構(gòu)造圖像增強(qiáng)處理功能模塊,利用硬件描述語(yǔ)言vHDL對(duì)圖像增強(qiáng)模塊進(jìn)行電路描述,并進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化、仿真,在生成系統(tǒng)配置文件后加載到FPGA上進(jìn)行板級(jí)調(diào)試。完成了基于FPGA的圖像增強(qiáng)算法模塊的設(shè)計(jì),重點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)運(yùn)算增強(qiáng)處理模塊、中值濾波器模塊,并對(duì)中值濾波器進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn),采用FPGA完成了對(duì)圖像增強(qiáng)算法的硬件加速。
標(biāo)簽: FPGA 圖像增強(qiáng) 技術(shù)研究
上傳時(shí)間: 2013-06-16
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隨著微電子技術(shù)的高速發(fā)展,實(shí)時(shí)圖像處理在多媒體、圖像通信等領(lǐng)域有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。FPGA就是硬件處理實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)的理想選擇,基于FPGA的圖像處理專用系統(tǒng)的研究將成為信息產(chǎn)業(yè)的新熱點(diǎn)。 本文詳細(xì)介紹了一種實(shí)時(shí)監(jiān)控圖像處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,實(shí)現(xiàn)了具有前端視頻采集系統(tǒng)、圖像預(yù)處理功能系統(tǒng)、圖像顯示系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用Altera公司的FPGA芯片作為中央處理器,由視頻采集模塊、異步FIFO模塊、視頻解碼模塊、I
標(biāo)簽: FPGA 圖像處理
上傳時(shí)間: 2013-06-20
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近年來(lái),計(jì)算機(jī)圖形學(xué)應(yīng)用越來(lái)越廣泛,尤其是三維(3D)繪圖。3D繪圖使用3D模型和各種影像處理產(chǎn)生具有三維空間真實(shí)感的影像,應(yīng)用于虛擬真實(shí)情況以及多媒體的產(chǎn)品上,且多半是使用低成本的實(shí)時(shí)3D計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)為基礎(chǔ)。在初期3D圖形學(xué)剛起步時(shí),由于圖形簡(jiǎn)單,因此可以利用CPU來(lái)運(yùn)算,但隨著圖形學(xué)技術(shù)的發(fā)展,所要繪制的圖形越來(lái)越復(fù)雜,這時(shí)如果單純依賴CPU來(lái)處理,不能達(dá)到實(shí)時(shí)的要求,因此需要專門的硬件來(lái)加速圖形處理,GPU(圖形處理單元)因此出現(xiàn)了。不過(guò)由于3D圖形加速硬件的復(fù)雜性和短壽命,這極大地提高了對(duì)硬件開發(fā)環(huán)境的需要。為了更好的對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行更改和測(cè)試,不能僅僅用專門定制的方法來(lái)設(shè)計(jì),需要其他的方:硬件描述語(yǔ)言(HDL)和FPGA。 隨著計(jì)算機(jī)繪圖規(guī)模的需要,借助輔助硬件資源,來(lái)提高圖形處理單元(GPU)處理速度的需求越來(lái)越普遍。自從15年前現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)開始出現(xiàn)以來(lái),其在可編程硬件領(lǐng)域所起的作用越來(lái)越大。它們?cè)谒俣取Ⅲw積和速度方面都有了很大的提高。這意味著FPGA在以前只能使用專用硬件的場(chǎng)合越來(lái)越重要。其中一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域就是3D圖形渲染,在這個(gè)研究領(lǐng)域里人們正在利用具有可編程性能的FPGA來(lái)幫助改進(jìn)圖形處理單元(GPU)的性能。 能夠在廉價(jià)、可動(dòng)態(tài)重新配置的FPGA上實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算法來(lái)輔助硬件設(shè)計(jì)。本文的設(shè)計(jì)就是通過(guò)在FPGA上實(shí)現(xiàn)3維圖形幾何處理管線部分功能來(lái)提高圖形處理速度。具體實(shí)現(xiàn)中使用硬件描述語(yǔ)言(Verilog HDL)進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì),并發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題。 本文主要特色如下: 1.針對(duì)幾何變換換子系統(tǒng),提出一種硬件實(shí)現(xiàn)方案,該方案能對(duì)基本的幾何變換如:平移、縮放、旋轉(zhuǎn)和投影進(jìn)行操作。首先構(gòu)造出總體變換矩陣,隨后進(jìn)行矩陣乘法運(yùn)算,再進(jìn)行投影變換,最后輸出變換座標(biāo)。提出一種脈動(dòng)陣列結(jié)構(gòu),用于兩個(gè)矩陣的乘法運(yùn)算。找到一種快捷的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)矩陣相乘,將能大大提高系統(tǒng)的效率。 2.對(duì)于3D圖形裁剪,文中描述了一種裁剪引擎,它能夠處理3D圖形中的裁剪、透視除法以及視口映射的功能。硬件實(shí)現(xiàn)的難度取決于裁剪算法的復(fù)雜程度。我們?cè)赟utherland-Hodgman裁剪算法的基礎(chǔ)上提出一種新的裁剪算法,該算法通過(guò)去除冗余頂點(diǎn)以提高處理速度,同時(shí)利用編碼來(lái)判斷線段可見性的方法使得硬件實(shí)現(xiàn)變得很容易。 3.最后,我們?cè)贔PGA上實(shí)現(xiàn)了幾何變換以及三維裁剪,并與C語(yǔ)言的模擬結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn)結(jié)果正確,且三維裁剪能夠以3M個(gè)三角形/s的速度運(yùn)行,滿足了圖形流水中的實(shí)時(shí)性要求。
標(biāo)簽: 三維圖形 幾何 算法
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紋理映射在計(jì)算機(jī)圖形計(jì)算中屬于光柵化階段,處理的是像素,主要的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)的吞吐量大,對(duì)實(shí)時(shí)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)轉(zhuǎn)換的速度是一個(gè)關(guān)鍵的因素,人們尋求各種加速算法來(lái)提高運(yùn)算速度。傳統(tǒng)的方法是用更快的處理器,并行算法或?qū)S糜布?。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,尤其是可編程邏輯門陣列(FPGAs)的發(fā)展,提供了一種新的加速方法。FPGAs在密度和性能上都有突破性的發(fā)展,當(dāng)前的FPGA芯片已經(jīng)能夠運(yùn)算各種圖形算法,而在速度上與專用的圖形卡硬件相同。因此,F(xiàn)PGA芯片非常適合這項(xiàng)工作。 本文主要工作包括以下幾個(gè)方面: 1、本文提出了一種MIPmapping紋理映射優(yōu)化方法,改進(jìn)了MIPmapping映射細(xì)化層次算法及紋理圖像的存儲(chǔ)方式,減少紋理尋址的計(jì)算量,提高紋理存儲(chǔ)的相關(guān)性。詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)閱讀第三章。 2、提出了一種MIPmapping紋理映射優(yōu)化方法的硬件實(shí)現(xiàn)方案,該方案針對(duì)移動(dòng)設(shè)備對(duì)功耗和面積的要求,以及分辨率不高的特點(diǎn),在參數(shù)空間到紋理地址的計(jì)算中用定點(diǎn)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)閱讀第四章。 3、實(shí)現(xiàn)了紋理映射流水線單元紋理地址產(chǎn)生電路,及紋理濾波電路的FPGA設(shè)計(jì),并給出設(shè)計(jì)的綜合和仿真結(jié)果。詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)閱讀第五章4、實(shí)現(xiàn)了符合IEEE 754單精度標(biāo)準(zhǔn)的乘法、乘累加及除法運(yùn)算器電路。乘法器采用改進(jìn)型Booth編碼電路以減少部分積數(shù)量,用Wallace對(duì)部分積進(jìn)行壓縮;乘累加器采用multiply-add fused算法,對(duì)關(guān)鍵路徑進(jìn)行了優(yōu)化;除法器為基于改進(jìn)型泰勒級(jí)數(shù)展開的查找表結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn),查找表尺寸只有208字節(jié),電路為固定時(shí)延,在電路尺寸、延時(shí)及復(fù)雜度方面進(jìn)行了較好的平衡。
標(biāo)簽: FPGA 映射 算法研究
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gprs原理圖,程序,原理圖為PDF格式,程序使用C語(yǔ)言編寫
標(biāo)簽: GPRS 300 sim 模組
上傳時(shí)間: 2013-05-25
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利用C8051F340單片機(jī)基于FATFS的文件系統(tǒng)上對(duì)SD進(jìn)行讀寫操作,可以寫入txt文件,也可以讀出txt文件,作為應(yīng)用例子。
標(biāo)簽: C8051F340 讀寫 SD卡 文件系統(tǒng)
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包括于博士主講的Cadence軟件設(shè)計(jì)視頻教程,共計(jì)60講 分卷壓縮,例如: cadence視頻教程(第001講).wmv28M cadence視頻教程(第002講).wmv47.1M cadence視頻教程(第003講).wmv21.6M cadence視頻教程(第004講).wmv24.4M cadence視頻教程(第005講).wmv23.4M 另外包括Cadence Allegro 16.5 視頻教程,692MB 下面是兩個(gè)視頻的下載鏈接:
標(biāo)簽: Cadence Allegro 16.5 視頻教程
上傳時(shí)間: 2013-07-23
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是FPGA應(yīng)用的好列子,本人經(jīng)過(guò)測(cè)試的,有USB的I2C的,還有一些經(jīng)常用的程序,是初學(xué)和參考的好幫手
標(biāo)簽: FPGA USB I2C 源代碼
上傳時(shí)間: 2013-08-14
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