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頻率計算器

  • 基于FPGA的雷達信號數字接收機的實現

    在雷達信號偵察中運用寬帶數字接收技術是電子偵察的一個重要發展方向。數字信號處理由于其精度高、靈活性強、以及易于集成等特點而應用廣泛。電子系統數字化的最大障礙是寬帶高速A/D變換器的高速數據流與通用DSP處理能力的不匹配。而FPGA的廣泛應用,為解決上述矛盾提供了一種有效的方法。 本文利用FPGA技術,設計了具備高速信號處理能力的寬帶數字接收機平臺,并提出了數字接收機實現的可行性方法,以及對這些方法的驗證。具體來說就是如何利用單片的FPGA實現對雷達信號并行地實時檢測和參數估計。所做工作主要分為兩大部分: 1、適合于FPGA硬件實現的算法的確定及仿真:對A/D采樣信號采用自相關累加算法進行信號檢測,利用信號的相關性和噪聲的獨立性提高信噪比,通過給出檢測門限來估計信號的起止點。對于常規信號的頻率估計,采用Rife算法。通過Matlab仿真,表明上述算法在運算量和精度方面均有良好性能,適合用作FPGA硬件實現。 2、算法的FPGA硬件實現:針對原算法中極大消耗運算量的相關運算,考慮到FPGA并行處理的特點,將原算法修改為并行相關算法,并加入流水線,這樣處理極大地提高了系統的數據吞吐率。采用Xilinx公司的Virtex-4系列中的XC4VSX55芯片作為開發平臺完成設計,系統測試結果表明,本設計能正常工作,滿足系統設計要求。 文章的最后,結合系統設計給出幾種VHDL優化方法,主要圍繞系統的速度、結構和面積等問題展開討論。

    標簽: FPGA 雷達信號 數字接收機

    上傳時間: 2013-06-25

    上傳用戶:songnanhua

  • 基于FPGA的逆變器的研制

    現場可編程門陣列器件(FPGA)是一種新型集成電路,可以將眾多的控制功能模塊集成為一體,具有集成度高、實用性強、高性價比、便于開發等優點,因而具有廣泛的應用前景。單相全橋逆變器是逆變器的一種基本拓撲結構,對它的研究可以為三相逆變器研究提供參考,因此對單相全橋逆變器的分析有著重要的意義。 本文研制了一種基于FPGA的SPWM數字控制器,并將其應用于單相逆變器進行了試驗研究。主要研究內容包括:SPWM數字控制系統軟件設計以及逆變器硬件電路設計,并對試驗中發現的問題進行了深入分析,提出了相應的解決方案和減小波形失真的措施。在硬件設計方面,首先對雙極性/單極性正弦脈寬調制技術進行分析,選用適合高頻設計的雙極性調制。其次,詳細分析死區效應,采用通過判斷輸出電壓電流之間的相位角預測橋臂電流極性方向,超前補償波形失真的方案。最后,采用電壓反饋實時檢測技術,對PWM進行動態調整。在控制系統軟件設計方面,采用FPGA自上而下的設計方法,對其控制系統進行了功能劃分,完成了DDS標準正弦波發生器、三角波發生器、SPWM產生器以及加入死區補償的PWM發生器、電流極性判斷(零點判斷模塊和延時模塊)和反饋等模塊的設計。針對仿真和實驗中的毛刺現象,分析其產生機理,給出常用的解決措施,改進了系統性能。

    標簽: FPGA 逆變器

    上傳時間: 2013-07-06

    上傳用戶:66666

  • 基于FPGA的人臉檢測系統設計

    人臉識別技術繼指紋識別、虹膜識別以及聲音識別等生物識別技術之后,以其獨特的方便、經濟及準確性而越來越受到世人的矚目。作為人臉識別系統的重要環節—人臉檢測,隨著研究的深入和應用的擴大,在視頻會議、圖像檢索、出入口控制以及智能人機交互等領域有著重要的應用前景,發展速度異常迅猛。 FPGA的制造技術不斷發展,它的功能、應用和可靠性逐漸增加,在各個行業也顯現出自身的優勢。FPGA允許用戶根據自己的需要來建立自己的模塊,為用戶的升級和改進留下廣闊的空間。并且速度更高,密度也更大,其設計方法的靈活性降低了整個系統的開發成本,FPGA 設計成為電子自動化設計行業不可缺少的方法。 本文從人臉檢測算法入手,總結基于FPGA上的嵌入式系統設計方法,使用IBM的Coreconnect掛接自定義模塊技術。經過訓練分類器、定點化、以及硬件加速等方法后,能夠使人臉檢測系統在基于Xilinx的Virtex II Pro開發板上平臺上,達到實時的檢測效果。本文工作和成果可以具體描述如下: 1. 算法分析:對于人臉檢測算法,首先確保的是檢測率的準確性程度。本文所采用的是基于Paul Viola和Michael J.Jones提出的一種基于Adaboost算法的人臉檢測方法。算法中較多的是積分圖的特征值計算,這便于進一步的硬件設計。同時對檢測算法進行耗時分析確定運行速度的瓶頸。 2. 軟硬件功能劃分:這一步考慮市場可以提供的資源狀況,又要考慮系統成本、開發時間等諸多因素。Xilinx公司提供的Virtex II Pro開發板,在上面有可以供利用的Power PC處理器、可擴展的存儲器、I/O接口、總線及數據通道等,通過分析可以對算法進行細致的劃分,實現需要加速的模塊。 3. 定點化:在Adaboost算法中,需要進行大量的浮點計算。這里采用的方法是直接對數據位進行操作它提取指數和尾數,然后對尾數執行移位操作。 4. 改進檢測用的級聯分類器的訓練,提出可以迅速提高分類能力、特征數量大大減小的一種訓練方法。 5. 最后對系統的整體進行了驗證。實驗表明,在視頻輸入輸出接入的同時,人臉檢測能夠達到17fps的檢測速度,并且獲得了很好的檢測率以及較低的誤檢率。

    標簽: FPGA 人臉檢測 系統設計

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:大融融rr

  • 基于FPGA的OFDM調制解調器的設計與實現

    正交頻分復用(OFDM)技術是一種多載波數字調制技術,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(4G)的核心調制傳輸技術。 本文首先描述了OFDM技術的基本原理。對OFDM的調制解調以及其中涉及的特性和關鍵技術等做了理論上的分析,指出了OFDM區別于其他調制技術的巨大優勢;然后針對OFDM中的信道估計技術,深入分析了基于FFT級聯的信道估計理論和基于聯合最大似然函數的半盲分組估計理論,在此基礎上詳細研究描述了用于OFDM系統的迭代的最大似然估計算法,并利用Matlab做了相應的仿真比較,驗證了它們的有效性。 而后,在Matlab中應用Simulink工具構建OFDM系統仿真平臺。在此平臺上,對OFDM系統在多徑衰落、高斯白噪聲等多種不同的模型參數下進行了仿真,并給出了數據曲線,通過分析結果可正確評價OFDM系統在多個方面的性能。 在綜合了OFDM的系統架構和仿真分析之后,設計并實現了基于FPGA的OFDM調制解調系統。首先根據802.16協議和OFDM系統的具體要求,設定了合理的參數;然后從調制器和解調器的具體組成模塊入手,對串/并轉換,QPSK映射,過采樣處理,插入導頻,添加循環前綴,IFFT/FFT,幀同步檢測等各個模塊進行硬件設計,詳細介紹了各個模塊的設計和實現過程,并給出了相應的仿真波形和參數說明。其中,針對定點運算的局限性,為系統設計并自定義了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,在系統參數允許的范圍內,充分利用了有限資源,提高了系統運算精度;然后重點描述了基于FPGA的快速傅立葉變換算法的改進、優化和設計實現,針對原始快速傅立葉變換FPGA實現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功能、資源占用較少的快速傅立葉變換優化算法設計方案,使之運用于OFDM基帶處理系統當中并加以實現,結果滿足系統參數的需求。最后以理論分析為依據,對整個OFDM的基帶處理系統進行了系統調試與性能分析,證明了設計的可行性。 綜上所述,本文完成了一個基于FPGA的OFDM基帶處理系統的設計、仿真和實現。本設計為OFDM通信系統的進一步改進提供了大量有用的數據。

    標簽: FPGA OFDM 調制解調器

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:vaidya1bond007b1

  • 基于FPGA的OQPSK調制解調器

    偏移正交相移鍵控(OQPSK:Offset Quadrature Phase Shift Keying)調制技術是一種恒包絡調制技術,具有頻譜利用率高、頻譜特性好等特點,廣泛應用于衛星通信和移動通信領域。 論文以某型偵收設備中OQPSK解調器的全數字化為研究背景,設計并實現了基于FPGA的全數字OQPSK調制解調器,其中調制器主要用于仿真未知信號,作為測試信號源。論文研究了全數字OQPSK調制解調的基本算法,包括成形濾波器、NCO模型、載波恢復、定時恢復等;完成了整個調制解調算法的MATLAB仿真。在此基礎上,采用VHDL硬件描述語言在Xilinx公司ISE7.1開發環境下設計并實現了各個算法模塊,并在硬件平臺上加以實現。通過實際現場測試,實現了對所偵收信號的正確解調。論文還實現了解調器的百兆以太網接口,使得系統可以方便地將解調數據發送給計算機進行后續處理。

    標簽: OQPSK FPGA 調制解調器

    上傳時間: 2013-05-19

    上傳用戶:zl123!@#

  • 基于FPGA的出租車計費器設計

    本文介紹了一種采用單片FPGA 芯片進行出租車計費器的設計方法,主要闡述如何使用新興的EDA 器件取代傳統的電子設計方法,利用FPGA 的可編程性,簡潔而又多變的設計方法,縮短了研發周期,同時使出租車計費器體積更小功能更強大。本設計不僅實現了出租車計費器所需的一些基本功能,同時考慮到出租車行業的一些特殊性,更注重了把一些新的思路加入到設計中。主要包括采用了FPGA 芯片,使用VHDL 語言進行編程,使其具有了更強的移植性,更加利于產品升級;利用LCD 液晶顯示取代了傳統的LED顯示,使其在顯示時更靈活多變,可以按需要改變顯示內容而不拘泥于硬件; 靈活的計價標準設定使得油價波動等成本因數和出租車價格聯動成為可能; 同時也增加了統計功能、密碼設定、超速警報、路橋費等新的功能使得本設計更加具有實用價值。

    標簽: FPGA 出租車計費器

    上傳時間: 2013-08-02

    上傳用戶:sardinescn

  • 基于FPGA的靜止圖像編碼器

    遙感圖像在人類生活和軍事領域的應用日益廣泛,適合各種要求的遙感圖像編碼技術具有重要的現實意義。基于小波變換的內嵌編碼技術已成為當前靜止圖像編碼領域的主流,其中就包括基于分層樹集合分割排序(Set Partitioning inHierarchical Trees,SPIHT)的內嵌編碼算法。這種算法具有碼流可隨機獲取以及良好的恢復圖像質量等特性,因此成為實際應用中首選算法。隨著對圖像編碼技術需求的不斷增長,尤其是在軍事應用領域如衛星偵察等方面,這種編碼算法亟待轉換為可應用的硬件編碼器。 在靜止圖像編碼領域,高性能的圖像編碼器設計一直是相關研究人員不懈追求的目標。本文針對靜止圖像編碼器的設計作了深入研究,并致力于高性能的圖像編碼算法實現結構的研究,提出了具有創新性的降低計算量、存儲量,提高壓縮性能的算法實現結構,并成功應用于圖像編碼硬件系統中。這個方案還支持壓縮比在線可調,即在不改變硬件框架的條件下可按用戶要求實現16倍到2倍的壓縮,以適應不同的應用需求。本文所做的工作包括了兩個部分。 1.一種基于行的實時提升小波變換實現結構:該結構同時處理行變換和列變換,并且在圖像邊界采用對稱擴展輸出邊界數據,使得圖像小波變換時間與傳統的小波變換相比提高了將近2.6倍,提高了硬件系統的實時性。該結構還合理地利用和調度內部緩沖器,不需要外部緩沖器,大大降低了硬件系統對存儲器的要求。 2.一種采用左遍歷的比特平面并行SPIHT編碼結構:在該編碼結構中,空間定位生成樹采用深度優先遍歷方式,比特平面同時處理極大地提高了編碼速度。

    標簽: FPGA 圖像 編碼器

    上傳時間: 2013-06-17

    上傳用戶:abc123456.

  • 基于FPGA的頻率域MPEG2碼率轉換

    近年來,隨著網絡技術的發展和視頻編碼標準受到廣泛接受,視頻點播、視頻流和遠程教育等基于網絡的多媒體業務逐漸普及。為了對擁有不同終端資源,不同接入網絡以及不同興趣的用戶提供靈活的多媒體數據訪問服務,多媒體數據的內容需要根據應用環境動態調整,轉碼正是實現這一挑戰性任務的關鍵技術之一。 視頻轉碼對時間的要求非常苛刻,以至于用高速的通用微處理器芯片也無法在規定的時間內完成必要的運算。因此,必須為這樣的運算設計一個專用的高速硬線邏輯電路,在高速FPGA器件上實現或制成高速專用集成電路。用高密度的FPGA來構成完成轉碼算法所需的電路系統,實現專用集成電路的功能,因其成本低、設計周期短、功耗小、可靠性高、使用靈活等優點而成為適合本課題的最佳選擇。 本文根據MPEG-2中可變長編碼(VLC)理論,采用了兩級查找表減少了VLC存儲空間的使用,完成VLC編碼的實現。根據MPEG-2中關于System Packet的定義,針對FPGA可實現性,以空間換取復雜度的減少,實現了PES包的打包模塊。根據MPEG-2相應的轉碼理論,完成了對系統解碼模塊相應的連接和調試,對解碼模塊以真實的bit流進行了貼近板級的情況的仿真。根據MPEG-2中TM5的算法的局限性,分析得出只需要對P幀進行相應處理即可改進場景變換對視頻質量的影響,完成對TM5的算法的改進。通過性能估算和電路仿真,各模塊的吞吐率能夠滿足轉碼系統的要求。

    標簽: MPEG2 FPGA 頻率 碼率

    上傳時間: 2013-07-22

    上傳用戶:shinesyh

  • 基于FPGA的三相逆變器并聯技術研究

    交流電源供電方式正在由集中式向分布式、全功能式發展,而實現分布式電源的核心就是模塊的并聯技術。多臺逆變器并聯可以實現大容量供電和冗余供電,可大大提高系統的靈活性,使電源系統的體積重量大為降低,同時其主開關器件的電流應力也可大大減少,從根本上提高了可靠性、降低成本和提高功率密度。本文主要研究逆變器并聯技術。 本文首先對電壓、電流雙閉環逆變器控制系統進行了研究。通過對傳遞函數的分析,得到了基于等效輸出阻抗的雙閉環控制的逆變器并聯系統模型。在分析逆變器模型的基礎上設計了各控制器參數,并通過MATLAB仿真進行了驗證。根據上述模型,分析了逆變器并聯的環流特性,以及基于有功和無功功率的并聯控制方案。 隨著電子技術的不斷發展,FPGA技術正在越來越多地用于工程實踐中。本文在研究SPWM控制技術的基礎上,應用FPGA芯片EP1C12Q240C8實現了SPWM數字控制器,用于多模塊逆變器并聯控制系統。文中給出了仿真結果和芯片的測試結果。 基于FPGA的三相逆變器并聯數字控制器的研究具有現實意義,設計具有創新性。仿真和芯片的初步測試結果表明:本文設計的基于FPGA的逆變器并聯數字控制器能夠滿足逆變器并聯系統的要求。

    標簽: FPGA 三相逆變器 并聯 技術研究

    上傳時間: 2013-08-05

    上傳用戶:ccclll

  • 基于FPGA的視頻編碼器的設計

    未來的時代是信息時代,信息需要通過媒體來進行記錄、傳播和獲取。視頻數據的壓縮技術和解壓縮技術成了多媒體技術中的關鍵技術之一,本論文設計的芯片正是基于FPGA實現視頻編碼器的設計,主要面向于對音頻和視頻信號進行壓縮和解壓縮的廣泛場合。 本論文首先對FPGA技術做了介紹,主要從FPGA的結構和特點,闡述了FPGA設計的輸入、綜合、仿真、實現等,其次介紹了當今主流的視頻編碼標準,如H.263、H.264。本論文基于FPGA來實現視頻編碼,提出了視頻編解碼器系統設計方案,包括系統設計和模塊設計,最后,文章又提出了圖像預處理部分和運動估計部分的設計思想和實現步驟,其中的運動估計設計部分是整個論文的關鍵,以及通過仿真得到理想的結果。

    標簽: FPGA 視頻編碼器

    上傳時間: 2013-06-28

    上傳用戶:aa17807091

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