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基于ARM的氣敏傳感器無線傳輸系統(tǒng)的實現(xiàn)

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使得人們越來越注重生活質(zhì)量，對于有害氣體的檢測成為人們的迫切要求，我國氣敏傳感器發(fā)展迅速，但由于氣敏傳感器的高阻值特性及接口電路復(fù)雜等原因，氣敏傳感器測量裝置發(fā)展緩慢。在了解氣敏傳感器的氣敏機(jī)理及氣敏傳感器的工作原理的前提下，設(shè)計了一種新型的氣體濃度測量裝置，并將采集到的信號處理后通過無線傳輸設(shè)備傳送。該裝置以ARM7為內(nèi)核的LPC2131 作為微處理器，利用其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)計算處理能力及控制能力,設(shè)計出了顯示氣體濃度值的測量電路。此外由于因LPC2131 內(nèi)部集成了多種硬件電路接口，有效地降低了成本，減小了裝置體積。 在無線傳輸部分，采用挪威Nordic公司的單片射頻收發(fā)器nRF403，nRF403工作在433或315MHz國際上通用的ISM頻段,雙工作頻段可以自由切換,FSK 調(diào)制解調(diào),采用直接數(shù)字合成DSS和鎖相環(huán)穩(wěn)頻PLL 進(jìn)行頻率合成,頻率穩(wěn)定性好,發(fā)射數(shù)據(jù)時無方向性要求,在高速移動和振動等情況有抗干擾能力。本測量裝置的設(shè)計主要包括硬件和軟件兩大部分。硬件部分由四部分組成：數(shù)據(jù)采集電路、ARM系統(tǒng)模塊電路設(shè)計、無線收發(fā)電路模塊、顯示模塊組成。軟件部分的設(shè)計包括：通道選擇程序設(shè)計、A/D轉(zhuǎn)換程序設(shè)計、信號處理程序（算法）、無線收發(fā)程序、液晶模塊程序設(shè)計、以及PC端應(yīng)用程序設(shè)計。經(jīng)過實際的測量，本裝置可對外界氣體濃度進(jìn)行準(zhǔn)確的測量，精度保持誤差在1.5％以內(nèi)。本裝置具有高靈敏度、小型、簡單、低耗等優(yōu)點。

標(biāo)簽： ARM 氣敏傳感器 無線傳輸系統(tǒng)

上傳時間： 2013-04-24

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基于ARMDSP實時圖像處理系統(tǒng)的研究

現(xiàn)代信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得圖像處理方面的研究與應(yīng)用，尤其是實時圖像處理引起了更廣泛的關(guān)注。近年來，隨著嵌入式和DSP技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字信號處理領(lǐng)域的理論研究成果被逐漸應(yīng)用到實際系統(tǒng)中，從而推動了新理論的產(chǎn)生和應(yīng)用，對圖像處理等領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展起到了十分重要的作用。可見，研究如何將ARM和DSP雙處理器結(jié)構(gòu)應(yīng)用于實時圖像處理系統(tǒng)的新方法有著非常重要的理論價值和應(yīng)用價值。本文主要研究內(nèi)容如下： 1.分析了實時圖像處理領(lǐng)域的最新發(fā)展，得出了以ARM和DSP分別作為實時圖像處理系統(tǒng)核心的優(yōu)勢和劣勢，結(jié)合本課題實時性，高效性和便攜性的特點，設(shè)計一個以ARM+DSP雙處理器為核心的通用實時圖像處理系統(tǒng)，并通過增加或裁剪可以廣泛應(yīng)用于圖像處理和圖像識別領(lǐng)域。 2.掌紋識別技術(shù)是繼指紋識別和虹膜識別后人體生物特征識別領(lǐng)域中最新的研究方向，正處在不斷的研究和探索階段。在論文中，介紹了以ARM+DSP雙處理器為核心的通用實時圖像處理系統(tǒng)和掌紋識別技術(shù)相融合的實例，構(gòu)成最基本的脫機(jī)掌紋識別系統(tǒng)，給出了系統(tǒng)的組成和運行的基本流程，實現(xiàn)最基本的識別功能，降低成本，提升實時掌紋識別系統(tǒng)的性能。 3.具體設(shè)計中，在對兩種系統(tǒng)組成方案經(jīng)過比較后，選擇了基于TI公司的TMS320VC5470雙核處理器為核心，根據(jù)TMS320VC5470芯片的特點，對系統(tǒng)平臺的硬件原理進(jìn)行設(shè)計，擴(kuò)充了進(jìn)行研究所需的片外RAM，ROM(Flash)，人機(jī)接口電路，外圍接口電路，仿真接口JTAG等。隨后根據(jù)原理圖所需器件，選擇相對應(yīng)的封裝形式，設(shè)計8層印刷電路板，對BGA封裝形式芯片的扇出方式，布線規(guī)則以及高速數(shù)字電路與高速PCB設(shè)計中涉及的信號完整性問題予以重點研究，較好解決了高密度BGA封裝集成電路的布線及其電磁兼容性問題。除此之外，在軟件設(shè)計方面，討論了針對TMS320VC5470系統(tǒng)脫離主機(jī)開發(fā)環(huán)境成為獨立系統(tǒng)時雙核Bootload的實現(xiàn)、雙核間通訊及程序固化到FLASH中的方法。 本文所做的創(chuàng)新工作是將ARM和DSP有效的相結(jié)合，使他們在實時圖像處理系統(tǒng)中發(fā)揮各自的優(yōu)勢，克服自身的劣勢，提升了實時圖像處理系統(tǒng)的性能，縮小了體積，節(jié)約了成本；并基于上述研究成果，將該ARM+DSP實時圖像處理系統(tǒng)和最新的掌紋識別的原理相結(jié)合，構(gòu)成了手持式掌紋識別系統(tǒng)，對于實時掌紋識別技術(shù)的研究有著非常重要意義。

標(biāo)簽： ARMDSP 實時圖像 處理系統(tǒng)

上傳時間： 2013-07-31

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高速電路板設(shè)計(世界級水準(zhǔn))

想成為PCB高速設(shè)計高手，請看世界級的PCB設(shè)計水準(zhǔn)。

標(biāo)簽： 高速電路板

上傳時間： 2013-04-24

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ADI---高速運放PCB布線實踐指南

雖然印制電路板（PCB）布線在高速電路中具有關(guān)鍵的作用，但它往往是電路設(shè)計過程的最后幾個步驟之一。高速 PCB 布線有很多方面的問題，關(guān)于這個題目已有人撰寫了大量的文獻(xiàn)。本文主要從實踐的角度來探討高速電路的布線問題。主要目的在于幫助新用戶當(dāng)設(shè)計高速電路 PCB 布線時對需要考慮的多種不同問題引起注意。另一個目的是為已經(jīng)有一段時間沒接觸PCB 布線的客戶提供一種復(fù)習(xí)資料。由于版面有限，本文不可能詳細(xì)地論述所有的問題，但是我們將討論對提高電路性能、縮短設(shè)計時間、節(jié)省修改時間具有最大成效的關(guān)鍵部分。

標(biāo)簽： ADI PCB 高速運放 布線

上傳時間： 2013-04-24

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AES加、解密算法的FPGA優(yōu)化設(shè)計

2000年10月2日，美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所宣布采用Rijndael算法作為高級加密標(biāo)準(zhǔn)，并于2002年5月26日正式生效，AES算法將在今后很長一段時間內(nèi)，在信息安全中扮演重要角色。因此，對AES算法實現(xiàn)的研究就成為了國內(nèi)外的熱點，會在信息安全領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。用FPGA實現(xiàn)AES算法具有快速、靈活、開發(fā)周期短等優(yōu)點。 本論文就是針對AES加、解密算法在同一片F(xiàn)PGA中的優(yōu)化實現(xiàn)問題，在深入分析了AES算法的整體結(jié)構(gòu)、基本變換以及加、解密流程的基礎(chǔ)上，對AES算法的加、解密系統(tǒng)的FPGA優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容為： 1．確定了實現(xiàn)方案以及關(guān)鍵技術(shù)，在比較了常用的結(jié)構(gòu)后，采用了適合高速并行實現(xiàn)AES加、解密算法的結(jié)構(gòu)——內(nèi)外混合的流水線結(jié)構(gòu)，并給出了總體的設(shè)計框圖。由于流水線結(jié)構(gòu)不適用于反饋模式，為了達(dá)到較高的運算速度，該系統(tǒng)使用的是電碼本模式(ECB)的工作方式； 2．對各個子模塊的設(shè)計分別予以詳細(xì)分析，結(jié)合算法本身和FPGA的特點，采用查表法優(yōu)化處理了字節(jié)代換運算，列混合運算和密鑰擴(kuò)展運算。同時，考慮到應(yīng)用環(huán)境的不同，本設(shè)計支持?jǐn)?shù)據(jù)分組為128比特，密鑰長度為128比特、192比特以及256比特三種模式下的AES算法加、解密過程。完成了AES加、解密算法在同一片F(xiàn)PGA中實現(xiàn)的這個系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計； 3．利用QLJARTUSII開發(fā)工具進(jìn)行代碼的編寫工作和綜合編譯工作，在 MODELSIM中進(jìn)行仿真并給出仿真結(jié)果，給出了各個模塊和整個設(shè)計的仿真測試結(jié)果； 4．和其他類似的設(shè)計做了橫向?qū)Ρ龋贸鼋Y(jié)論：本設(shè)計在保證了速度的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了資源和速度的均衡，在性能上具有較大的優(yōu)勢。

標(biāo)簽： FPGA AES 解密 算法

上傳時間： 2013-05-25

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高速數(shù)字電路設(shè)計教材華為黑魔手冊翻譯

高速數(shù)字電路設(shè)計教材 華為黑魔手冊翻譯

標(biāo)簽： 高速數(shù)字電路 設(shè)計教材 華為

上傳時間： 2013-07-20

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FPGA用于160Gbs高速光纖通信系統(tǒng)中PMD補(bǔ)償?shù)难芯?/a>

標(biāo)簽： FPGA 160 Gbs PMD

上傳時間： 2013-04-24

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基于FPGA的PCI接口設(shè)計及其應(yīng)用

該文進(jìn)行的設(shè)計作為數(shù)控系統(tǒng)大課題中的一個子課題,主要研究利用PCI總線來實現(xiàn)對外圍IO的操作,硬件上包括設(shè)計一塊PCI接口卡并測試通過,軟件上實現(xiàn)了PCI接口卡在Linux下的驅(qū)動和用軟PLC來實現(xiàn)對外圍IO的操作.該文在比較幾種微機(jī)總線的基礎(chǔ)上,為了實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)高速、高精度、低功耗的要求,采用PCI總線進(jìn)行設(shè)計.隨著可編程邏輯器件的發(fā)展,為在一片PLD芯片內(nèi)實現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制提供了條件.該文在綜合比較開發(fā)PCI卡的幾種方法的基礎(chǔ)上,選擇了使用FPGA來實現(xiàn)PCI接口卡設(shè)計.用VHDL語言對FPGA編程,采用模塊化的設(shè)計方法進(jìn)行設(shè)計,用狀態(tài)機(jī)來控制PCI邏輯的時序.設(shè)計首先在EDA軟件上仿真通過后,制作成PCI板卡并在現(xiàn)場調(diào)試通過.為方便所設(shè)計的PCI卡在數(shù)控系統(tǒng)及其它系統(tǒng)中應(yīng)用,該文設(shè)計了PCI卡在Linux下的設(shè)備驅(qū)動程序,主要包括設(shè)備的注冊與注銷、與Linux內(nèi)核的接口、相關(guān)的入口函數(shù)、驅(qū)動程序的編碼、編譯、加載與卸載等,并編寫了相應(yīng)的測試代碼,在Linux環(huán)境下調(diào)試通過.為了解決數(shù)控系統(tǒng)中PLC的應(yīng)用問題,該文還設(shè)計了PCI卡在軟PLC中的應(yīng)用.采用的軟PLC軟件是Linux下的MatPLC軟件.在詳細(xì)討論MatPLC工作原理的基礎(chǔ)上,設(shè)計了一個輸入模塊、一個輸出模塊和一個MatPLC配置文件.輸入模塊通過驅(qū)動程序從PCI卡中讀取數(shù)據(jù),傳送到MatPLC內(nèi)核的全局變量中,輸出模塊從內(nèi)核全局變量讀取數(shù)據(jù)并進(jìn)行邏輯運算,再輸出到PCI卡.將他們編譯通過,并進(jìn)行測試,最終實現(xiàn)軟PLC對外圍IO端口的讀寫.該論文受到廣東省科技攻關(guān)項目[2002A1040402]、廣東省科技攻關(guān)項目[2003C101002]、廣州市重大科技攻關(guān)計劃[2002Z1-D0051]的資助.

標(biāo)簽： FPGA PCI 接口設(shè)計

上傳時間： 2013-07-18

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基于FPGA的高速圖像處理系統(tǒng)的研究

現(xiàn)代自動化生產(chǎn)技術(shù)迅猛發(fā)展,對保證其產(chǎn)品質(zhì)量的檢測技術(shù)也提出了更高的要求,許多傳統(tǒng)的檢測手段已不能滿足現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需求.而在計算機(jī)視覺理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的視覺檢測技術(shù)以其高精度、非接觸、自動化程度高等優(yōu)點滿足了現(xiàn)代生產(chǎn)過程在線檢測的要求,逐漸由實驗室走向工業(yè)現(xiàn)場,得到了日益廣泛的應(yīng)用.隨著現(xiàn)代生產(chǎn)節(jié)拍的不斷加快,以及檢測節(jié)點的增多,處理數(shù)據(jù)量的增大,對視覺檢測系統(tǒng)的測量速度提出了更高的要求,而在現(xiàn)有的檢測系統(tǒng)中,實現(xiàn)100％實時在線檢測的關(guān)鍵問題是提高視覺圖像的處理速度,從而提高整個視覺檢測系統(tǒng)的處理速度.因此該文提出基于FPGA的高速圖像處理系統(tǒng)的設(shè)計方案,得到了國家"十五"攻關(guān)項目"光學(xué)數(shù)碼柔性通用坐標(biāo)測量機(jī)"的資助.該文針對以下三個方面進(jìn)行研究并取得一定的成果:(一)高速圖像處理硬件解決方案的研究通過分析現(xiàn)有的幾種實現(xiàn)高速圖像處理的方法的優(yōu)缺點,提出了基于現(xiàn)場可編程邏輯器件FPGA(Field Programmable Gate Array)技術(shù)的高速圖像處理系統(tǒng)的方案,并構(gòu)建了其硬件平臺.(二)基于USB總線的通訊采用USB專用接口芯片,實現(xiàn)高速圖像處理系統(tǒng)與PC機(jī)的通訊驗證硬件設(shè)計的正確性.(三)基于FPGA的圖像處理的研究分析圖像處理的特點及其基本的方法,初步研究了基于FPGA的圖像低層次處理的硬件化方法的實現(xiàn).

標(biāo)簽： FPGA 高速圖像處理

上傳時間： 2013-04-24

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高速FPGA在激光回波檢測中的應(yīng)用

激光測距是激光技術(shù)在軍事上最早和最成熟的應(yīng)用，自1961．年美國休斯飛機(jī)公司研制成功世界上第一臺激光測距機(jī)之后，激光測距技術(shù)發(fā)展迅速。如今，它已經(jīng)被廣泛運用于軍用領(lǐng)域和民用領(lǐng)域。為了進(jìn)一步提高我國激光測距水平，研制更高性能激光測距機(jī)依然是我國國防科技研究中的重要課題之一。其中，測距精度是激光測距機(jī)的一個重要參數(shù)。而激光測距機(jī)能否準(zhǔn)確的檢測激光回波信號將直接影響測距精度。 脈沖激光測距系統(tǒng)主要包括激光發(fā)射子系統(tǒng)、激光回波探測子系統(tǒng)、回波檢測與主控子系統(tǒng)、終端顯示子系統(tǒng)等組成。其中設(shè)計高精度激光回波檢測與主控子系統(tǒng)是實現(xiàn)高精度激光測距的核心問題。傳統(tǒng)激光回波檢測與主控子系統(tǒng)通常采用分立元件和小規(guī)模集成電路設(shè)計，電路復(fù)雜且精度較低。隨著數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，已出現(xiàn)大規(guī)模可編程邏輯器件FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)和CPLD(復(fù)雜可編程邏輯器件)。采用FPGA代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分立元件和小規(guī)模集成電路來設(shè)計激光回波檢測與主控子系統(tǒng)，不僅提高了回波檢測精度，同時簡化了整個測距系統(tǒng)的設(shè)計。 本文研究了將激光回波信號直接送入FPGA進(jìn)行檢測的方案。同時，采用這種方案設(shè)計了一種激光回波檢測系統(tǒng)，并把它成功運用在一引信項目中。這種方案電路設(shè)計簡單，易于實現(xiàn)。在實際應(yīng)用中，由于激光回波探測子系統(tǒng)只是完成由光信號到電信號的轉(zhuǎn)換及簡單放大，理論分析和試驗結(jié)果均表明，采用該方案進(jìn)行回波檢測的精度較低，這種回波檢測方法也只能應(yīng)用在測距精度要求低的項目中。 為了滿足另一高精度測距項目的需要，在FPGA直接進(jìn)行激光回波檢測方案的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種高精度激光回波檢測系統(tǒng)。文中介紹了其實現(xiàn)原理，理論上分析了該系統(tǒng)所能達(dá)到的回波檢測精度及整機(jī)測距系統(tǒng)的測距精度。與第一種方案相比，該方案引入了超高速數(shù)據(jù)采集電路。由于采樣速率高達(dá)lGsps，該方案實現(xiàn)的難點在于如何保證數(shù)據(jù)采集電路的穩(wěn)定工作。文中從總體方案的設(shè)計，到器件的選型，硬件電路板的實現(xiàn)等方面做了詳細(xì)的闡述，最終完成了系統(tǒng)硬件電路設(shè)計。接著介紹了系統(tǒng)程序設(shè)計。后面給出了試驗測試結(jié)果，該系統(tǒng)工作穩(wěn)定，性能良好。系統(tǒng)設(shè)計中引入的超高速數(shù)據(jù)采集電路有著廣泛的應(yīng)用，為其他相關(guān)設(shè)計提供了參考。最后，對全文做了工作總結(jié)，并給出了接下來的后續(xù)工作與展望。 本文在高速FPGA對激光回波信號檢測方向取得了一定的成果，為進(jìn)一步研究提供了參考價值。

標(biāo)簽： FPGA 激光 回波 中的應(yīng)用

上傳時間： 2013-06-13

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