體視攝像顯示技術(shù)的研究以應(yīng)用于微創(chuàng)傷外科的光電醫(yī)療儀器——三維電視內(nèi)窺鏡的開發(fā)與研制為背景,設(shè)計研究一種基于FPGA技術(shù)的立體顯示系統(tǒng),以滿足三維立體內(nèi)窺鏡、戰(zhàn)場立體觀察系統(tǒng)和立體電影等設(shè)備的技術(shù)要求。 主要研究內(nèi)容是對體視攝像顯示系統(tǒng)的進行硬件電路設(shè)計、VerilogHDL 語言的軟件編程、并采用MCU(Micro Control IJnit)的I
上傳時間: 2013-05-30
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隨著現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大,網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量迅速增長,傳統(tǒng)的路由器已經(jīng)無法滿足網(wǎng)絡(luò)的交換和路由需求。當(dāng)前,新一代路由器普遍利用了交換式路由技術(shù),通過使用交換背板以充分利用公共通信鏈路,有效的提高了鏈路的利用率,并使各通信節(jié)點的并行通信成為可能。硬件系統(tǒng)設(shè)計中結(jié)合了專用網(wǎng)絡(luò)處理器,可編程器件各自的特點,采用了基于ASIC,F(xiàn)PGA,CPLD硬件結(jié)構(gòu)模塊化的設(shè)計方法。基于ASIC技術(shù)體系的GSR的出現(xiàn),使得路由器的性能大大提高。但是,這種路由器主要滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(文字,圖象)的傳送要求,不能解決全業(yè)務(wù)(語音,數(shù)據(jù),視頻)數(shù)據(jù)傳送的需要。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴大,矛盾越來越突出,而基于網(wǎng)絡(luò)處理器技術(shù)的新一代路由器,從理論上提出了解決GSR所存在問題的解決方案。 基于網(wǎng)絡(luò)路由器技術(shù)實現(xiàn)的路由器,采用交換FPGA芯片硬件實現(xiàn)的方式,對路由器內(nèi)部各種單播、多播數(shù)據(jù)包進行路由轉(zhuǎn)發(fā),實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)路由器與外部數(shù)據(jù)收發(fā)芯片的數(shù)據(jù)通信。本文主要針對路由器內(nèi)部交換FPGA芯片數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)流程的特點,分析研究了傳統(tǒng)交換FPGA所采用的交換算法,針對簡單FIFO算法所產(chǎn)生的線頭阻塞現(xiàn)象,結(jié)合虛擬輸出隊列(VOQ)機制及隊列仲裁算法(RRM)的特點,并根據(jù)實際設(shè)計中各外圍接口芯片,給出了一種消除數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程中出現(xiàn)的線頭阻塞的iSLIP改進算法。針對實際網(wǎng)絡(luò)單播、多播數(shù)據(jù)包在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)處理過程的不同,給出了實際的解決方案。并對FPGA外部SSRAM包緩存帶寬的利用,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的包亂序現(xiàn)象及FPGA內(nèi)部環(huán)回數(shù)據(jù)包的處理流程作了分析并提出了解決方案,有效的提高了路由器數(shù)據(jù)交換性能。 根據(jù)設(shè)計方案所采用的算法的實現(xiàn)方式,結(jié)合FPGA內(nèi)部部分關(guān)鍵模塊的功能特點及性能要求,給出了交換FPGA內(nèi)部可用BlockRam資源合理的分配方案及部分模塊的設(shè)計實現(xiàn),滿足了實際的設(shè)計要求。所有處理模塊均在xilinx公司的FPGA芯片中實現(xiàn)。
標(biāo)簽: 網(wǎng)絡(luò) 報文交換 算法 路由器
上傳時間: 2013-04-24
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本文設(shè)計了一款基于STM32的多功能MP3,功能包括:MP3/WMA/WAV/MIDI音頻文件播放、JPEG/JPG/BMP圖片瀏覽、游戲、鬧鐘、萬年歷、電子書、調(diào)頻收音機、彩色臺燈、功率放大等。
上傳時間: 2013-07-13
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研制發(fā)射微小衛(wèi)星,是我國利用空間技術(shù)服務(wù)經(jīng)濟建設(shè)、造福人類的重要途徑。現(xiàn)代微小衛(wèi)星在短短20年里能取得長足的發(fā)展,主要取決于微小衛(wèi)星自身的一系列特點:重量輕,體積小,成本低,性能高,安全可靠,發(fā)射方便、快捷靈活等。在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中,由于傳輸信道的多徑和各種噪聲的影響,信號在接收端會引起差錯,通過信道編碼環(huán)節(jié),可對這些不可避免的差錯進行檢測和糾正。 在微小衛(wèi)星通信鏈路中,信道編碼器的任務(wù)是差錯控制。本文采用符合空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會CCSDS標(biāo)準(zhǔn)的鏈接碼進行信道編碼,即內(nèi)碼為(2,1,6)的卷積碼,外碼為(255,223)的RS碼,中間進行交織操作。其中,里德-索羅蒙碼(簡稱RS碼)是一種重要的非二進制BCH碼,是分組碼中糾錯能力最強的糾錯碼,一次可以糾正多個突發(fā)錯誤,廣泛地用于空間通信中。 本文針對南京航空航天大學(xué)自行研制的微小衛(wèi)星通信分系統(tǒng)的技術(shù)要求,在用SystemView和C語言仿真的基礎(chǔ)上,用硬件描述語言Verilog設(shè)計了RS(255,223)編碼器和譯碼器,使用Modelsim軟件進行了功能仿真,并通過Xilinx公司的軟件ISE對設(shè)計進行綜合、布局布線,最后生成可下載的比特流文件下載到Xilinx公司的型號為XC3S2000的FPGA芯片中,完成了電路的設(shè)計并實現(xiàn)了編碼譯碼的功能,表明本文設(shè)計的信道編解碼器的正確性和實用性,滿足了微小衛(wèi)星通信分系統(tǒng)的技術(shù)要求。
上傳時間: 2013-08-01
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多路電壓采集系統(tǒng)一、實驗?zāi)康模保煜た删幊绦酒珹DC0809,8253的工作過程,掌握它們的編程方法。2.加深對所學(xué)知識的理解并學(xué)會應(yīng)用所學(xué)的知識,達到在應(yīng)用中掌握知識的
上傳時間: 2013-06-30
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測試儀廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟和國防建設(shè)的各個領(lǐng)域,是科研和生產(chǎn)不可或缺的重要裝備之一。其工作原理是由信號發(fā)生裝置向被測對象發(fā)送激勵信號,同時由信號采集與處理裝置通過傳感器采集被測對象的響應(yīng)信號,并送到上位機進行數(shù)據(jù)分析和處理。本文研究采用靈活的現(xiàn)場可編程邏輯陣列FPGA為核心,協(xié)調(diào)整個儀器的運轉(zhuǎn),并采用先進的USB總線技術(shù),將信號發(fā)生、信號采集與處理有機地集成為一體的多功能測試儀。 本文的第一章介紹了測試儀及其研究應(yīng)用現(xiàn)狀,根據(jù)儀器的成本、便攜性和通用性要求不斷提高的發(fā)展趨勢,提出了本課題的研究任務(wù)和關(guān)鍵技術(shù); 第二章從硬件和軟件兩個方面討論了測試儀的總體設(shè)計方案,并且分別詳述了電源模塊、USB模塊、FPGA模塊、DSP模塊、A/D模塊、D/A模塊這六個功能模塊的硬件設(shè)計; 第三章討論了USB模塊相關(guān)的軟件設(shè)計,其中包含USB固件設(shè)計、驅(qū)動程序設(shè)計和客戶應(yīng)用程序設(shè)計三個方面的內(nèi)容,詳細論述了各部分軟件的架構(gòu)和主要功能模塊的實現(xiàn)。 第四章討論了主控器FPGA的設(shè)計,是本文的核心部分。先從總體上介紹了FPGA的設(shè)計方案,然后從MCU模塊、信號采集模塊、信號發(fā)生模塊三部分具體描述了其實現(xiàn)方式。軟件設(shè)計上采用了模塊化的設(shè)計思想,使得結(jié)構(gòu)清晰,可讀性強,易于進一步開發(fā);并且靈活的使用了有限狀態(tài)機,大大提高了程序的穩(wěn)定性和運行效率。 第五章介紹了DSP模塊的設(shè)計,討論了波形生成的原理及實現(xiàn),并提出了與FPGA接口的方式。 第六章詳細描述了實驗的步驟和結(jié)果,分別從單通道采樣和多通道采樣兩方面實驗,驗證了儀器的性能和設(shè)計的可行性。
上傳時間: 2013-06-25
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隨著計算機技術(shù)和通信技術(shù)的迅速發(fā)展,數(shù)字視頻在信息社會中發(fā)揮著越來越重要的作用,視頻傳輸系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于交通管理、工業(yè)監(jiān)控、廣播電視、銀行、商場等多個領(lǐng)域。同時,F(xiàn)PGA單片規(guī)模的不斷擴大,在FPGA芯片內(nèi)部實現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)字信號處理系統(tǒng)也成為現(xiàn)實,因此采用FPGA實現(xiàn)視頻壓縮和傳輸已成為一種最佳選擇。 本文將視頻壓縮技術(shù)和光纖傳輸技術(shù)相結(jié)合,設(shè)計了一種基于無損壓縮算法的多路數(shù)字視頻光纖傳輸系統(tǒng),系統(tǒng)利用時分復(fù)用和無損壓縮技術(shù),采用串行數(shù)字視頻傳輸?shù)姆绞剑稍谝桓饫w中同時傳輸8路以上視頻信號。系統(tǒng)在總體設(shè)計時,確定了基于FPGA的設(shè)計方案,采用ADI公司的AD9280和AD9708芯片實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換,在FPGA里實現(xiàn)系統(tǒng)的時分復(fù)用/解復(fù)用、視頻數(shù)據(jù)壓縮/解壓縮和線路碼編解碼,利用光收發(fā)一體模塊實現(xiàn)電光轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換。視頻壓縮采用LZW無損壓縮算法,用Verilog語言設(shè)計了壓縮模塊和解壓縮模塊,利用Xilinx公司的IP核生成工具Core Generator生成FIFO來緩存壓縮/解壓縮單元的輸入輸出數(shù)據(jù),光纖線路碼采用CIMT碼,設(shè)計了編解碼模塊,解碼過程中,利用數(shù)字鎖相環(huán)來實現(xiàn)發(fā)射與接收的幀同步,在ISE8.2和Modelsim仿真環(huán)境下對FPGA模塊進行了功能仿真和時序仿真,并在Spartan-3E開發(fā)板和視頻擴展板上完成了系統(tǒng)的硬件調(diào)試與驗證工作,實驗證明,系統(tǒng)工作穩(wěn)定,圖像清晰,實時傳輸效果好,可用于交通、安防、工業(yè)監(jiān)控等多個領(lǐng)域。 本文將視頻壓縮和線路碼編解碼在FPGA里實現(xiàn),利用FPGA的并行處理優(yōu)勢,大大提高了系統(tǒng)的處理速度,使系統(tǒng)具有集成度高、靈活性強、調(diào)試方便、抗干擾能力強、易于升級等特點。
標(biāo)簽: FPGA 數(shù)字視頻 光纖傳輸系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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視頻監(jiān)控一直是人們關(guān)注的應(yīng)用技術(shù)熱點之一,它以其直觀、方便、信息內(nèi)容豐富而被廣泛用于在電視臺、銀行、商場等場合。在視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)中,經(jīng)常需要對多路視頻信號進行實時監(jiān)控,如果每一路視頻信號都占用一個監(jiān)視器屏幕,則會大大增加系統(tǒng)成本。視頻圖像畫面分割器主要功能是完成多路視頻信號合成一路在監(jiān)視器顯示,是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分。 傳統(tǒng)的基于分立數(shù)字邏輯電路甚至DSP芯片設(shè)計的畫面分割器的體積較大且成本較高。為此,本文介紹了一種基于FPGA技術(shù)的視頻圖像畫面分割器的設(shè)計與實現(xiàn)。 本文對視頻圖像畫面分割技術(shù)進行了分析,完成了基于ITU-RBT.656視頻數(shù)據(jù)格式的畫面分割方法設(shè)計;系統(tǒng)采用Xilinx公司的FPGA作為核心控制器,設(shè)計了視頻圖像畫面分割器的硬件電路,該電路在FPGA中,將數(shù)字電路集成在一起,電路結(jié)構(gòu)簡潔,具有較好的穩(wěn)定性和靈活性;在硬件電路平臺基礎(chǔ)上,以四路視頻圖像分割為例,完成了I2C總線接口模塊,異步FIFO模塊,有效視頻圖像數(shù)據(jù)提取模塊,圖像存儲控制模塊和圖像合成模塊的設(shè)計,首先,由攝像頭采集四路模擬視頻信號,經(jīng)視頻解碼芯片轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻圖像信號后送入異步FIFO緩沖。然后,根據(jù)畫面分割需要進行視頻圖像數(shù)據(jù)抽取,并將抽取的視頻圖像數(shù)據(jù)按照一定的規(guī)則存儲到圖像存儲器。最后,按照數(shù)字視頻圖像的數(shù)據(jù)格式,將四路視頻圖像合成一路編碼輸出,實現(xiàn)了四路視頻圖像分割的功能。從而驗證了電路設(shè)計和分割方法的正確性。 本文通過由FPGA實現(xiàn)多路視頻圖像的采集、存儲和合成等邏輯控制功能,I2C總線對兩片視頻解碼器進行動態(tài)配置等方法,實現(xiàn)四路視頻圖像的輪流采集、存儲和圖像的合成,提高了系統(tǒng)集成度,并可根據(jù)系統(tǒng)需要修改設(shè)計和進一步擴展功能,同時提高了系統(tǒng)的靈活性。
上傳時間: 2013-04-24
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數(shù)字信號發(fā)生器是數(shù)字信號處理中不可缺少的調(diào)試設(shè)備。在某工程項目中,為了提供特殊信號,比如雷達信號,就需要設(shè)計專用的數(shù)字信號發(fā)生器,用以達到發(fā)送雷達信號的要求。在本文中提出了使用PCI接口的專用數(shù)字信號發(fā)生器方案。 該方案的目標(biāo)是能夠采錄雷達信號,把信號發(fā)送到主機作為信號文件存儲起來,然后對這個信號文件進行航跡分離,得到需要的航跡信號文件。同時,信號發(fā)生器具有發(fā)送信號的功能,可以把不同形式的信號文件發(fā)送到檢測端口,用于設(shè)備調(diào)試。 在本文中系統(tǒng)設(shè)計主要分為硬件和軟件兩個方面來介紹: 硬件部分采用了FPGA邏輯設(shè)計加上外圍電路來實現(xiàn)的。在硬件設(shè)計中,最主要的是FPGA邏輯設(shè)計,包括9路主從SPI接口信號的邏輯控制,片外SDRAM的邏輯控制,PCI9054的邏輯控制,以及這些邏輯模塊間信號的同步、發(fā)送和接收。在這個過程中信號的方向是雙向的,所選用的芯片都具有雙向數(shù)據(jù)的功能。 在本文中軟件部分包括驅(qū)動軟件和應(yīng)用軟件。驅(qū)動軟件采用PLXSDK驅(qū)動開發(fā),通過控制PCI總線完成數(shù)據(jù)的采錄和發(fā)送。應(yīng)用軟件中包括數(shù)據(jù)提取和數(shù)據(jù)發(fā)送,采用卡爾曼濾波器等方法。 通過實驗證明該方案完全滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅_到SPI傳輸?shù)乃俣纫螅軌蛲瓿珊桔E提取,以及數(shù)據(jù)傳輸。
標(biāo)簽: FPGA 數(shù)字信號發(fā)生器
上傳時間: 2013-07-03
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隨著城市居民住房的發(fā)展,樓房用表需求量不斷增大,傳統(tǒng)的把多個電能表掛在一起的計量方式越來越顯出它的弊端;即體積大,成本高,工程造價高,不利于新型住房的集中用電管理。多用戶、多功能智能電表不僅能很好地解決上述問題,還能實現(xiàn)很多智能化的功能。 多用戶多功能智能電能表可同時計量48戶居民的用電量。該電能表采用2塊LPC2294控制,以完成數(shù)據(jù)的通信和采集;采用2塊ARM,以減輕CUP的負擔(dān),提高系統(tǒng)的多功能化和智能化。相對于單用戶電表,多用戶電表有多達32路以上通道,采用同一系統(tǒng)進行分時處理,該系統(tǒng)采用12位A/D轉(zhuǎn)換芯片AD8364,能保證數(shù)據(jù)采集的精度和速度。上位機還能實現(xiàn)與銀聯(lián)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),可遠程控制用戶的用電。多用戶、多功能電能表在靈活性、多功能化、智能化、精度等方面都有優(yōu)勢。
上傳時間: 2013-04-24
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