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高速圖像采集

基于S3C2440ARMLinux圖像采集系統(tǒng)的研究.pdf

隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，計算機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)到了所謂的后PC時代。在傳統(tǒng)的視頻采集中，系統(tǒng)一般由CCD攝像頭，采集卡組成，功能齊全，但價格高，體積大。嵌入式系統(tǒng)在各行業(yè)的應用，特別是工業(yè)現(xiàn)場、信息家電、機頂盒等方面的廣泛使用，使嵌入式系統(tǒng)的研究開發(fā)成為計算機領域的一個熱點。嵌入式圖像采集則彌補了上述的缺點，并且可以復雜環(huán)境下的圖像采集嵌入式Linux操作系統(tǒng)是從Linux衍生出來的一種操作系統(tǒng)，它支持眾多嵌入式處理器，并具有Unix的很多優(yōu)點，而成為當前主流的嵌入式操作系統(tǒng)。本文選擇三星系列的嵌入式處理器S3C2440，高速清晰攝像頭和一塊觸摸LCD組成，軟件則用嵌入式Linux為操作系統(tǒng)，在嵌入式開發(fā)板上先進行Linux的移植后完成，其次對攝像頭在ARM下的驅(qū)動進行修改和更新使其適應所采用的ARM開發(fā)板，再者完成驅(qū)動的加載和交叉編譯應用程序來完成對圖像的采集，最后從濾波算法和優(yōu)化所采集的圖片，使圖片完成各種場合實驗的要求。本系統(tǒng)體積小，占用內(nèi)存低，模塊化的系統(tǒng)通過協(xié)調(diào)的工作，形成了一套完整的圖像采集系統(tǒng)，本文所用的ARM9系列的開發(fā)板完全是從底層開發(fā)開始，成本低，加上Linux并不是商業(yè)的軟件，以至有很好的擴展空間和廣泛的前景。

標簽： ARMLinux C2440 2440

上傳時間： 2013-06-29

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基于ARM的嵌入式工業(yè)過程數(shù)據(jù)采集記錄系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

研究如何將當前流行的嵌入式技術(shù)應用于工業(yè)領域中的數(shù)據(jù)采集與記錄方面，是當今工業(yè)過程測量控制領域發(fā)展的一個必然方向。本論文所設計完成的嵌入式工業(yè)過程數(shù)據(jù)采集與記錄系統(tǒng)，是以32位ARM7微處理器S3C44B0X為核心，取代了傳統(tǒng)的單片機，并且引入了μClinux多任務實時操作系統(tǒng)。采集到的工業(yè)現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換等步驟處理后，顯示在高分辨率的彩色LCD上。在MiniGUI的支持下，通過豐富的圖形界面功能，以曲線或表格的形式顯示工業(yè)現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)的變化趨勢，具有良好的人機界面。輸入功能通過點擊觸摸屏來實現(xiàn)，可以像使用Windows操作系統(tǒng)一樣，點擊菜單、滾動條、列表框、按鈕等控件以完成相應的操作。數(shù)據(jù)的記錄完全脫離PC機，顯示在LCD上的數(shù)據(jù)，可以實時的以文件的形式存儲在Nand Flash中，必要的時候通過USB接口用U盤導出。μClinux操作系統(tǒng)中移植了BOA網(wǎng)絡服務器和CGI腳本程序，因此具有動態(tài)Web監(jiān)控功能，用戶可以在PC機上的瀏覽器中通過網(wǎng)絡隨時監(jiān)測工業(yè)現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)。經(jīng)過測試，該系統(tǒng)可以穩(wěn)定可靠的運行，完全實現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時采集、人性化顯示、規(guī)范化操作、脫機化記錄和網(wǎng)絡化監(jiān)測等一系列功能，取代了傳統(tǒng)的底層智能儀表搭配PC機的構(gòu)架，將其功能合二為一，對工業(yè)企業(yè)的技術(shù)進步和生產(chǎn)過程的現(xiàn)代化有著重要的作用。

標簽： ARM 嵌入式工業(yè)過程數(shù)據(jù)采集

上傳時間： 2013-07-18

上傳用戶：qwe1234
基于ARM的語音采集與網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)的設計

利用ARM處理器開發(fā)處理音頻信號的設備很多，如移動電話、MD(MiniDisc)，DVD播放器、MP3音頻譯碼器等；同樣，基于ARM處理器的網(wǎng)絡設備也很多，如網(wǎng)絡調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)絡電腦、因特網(wǎng)設備等。但利用ARM處理器把語音處理和網(wǎng)絡通信功能結(jié)合起來無疑是一種新的嘗試，它的設計成功會給網(wǎng)絡留言技術(shù)的開發(fā)提供一種新的思路。本文通過一個ARM9芯片S3C2410作為處理器的嵌入式語音采集系統(tǒng)，詳細闡述了嵌入式系統(tǒng)的設計與開發(fā)過程，其中包括：交叉編譯環(huán)境的搭建：交叉編譯環(huán)境是嵌入式開發(fā)工具的集合，搭建該環(huán)境就是在系統(tǒng)中編譯安裝開發(fā)工具鏈。操作系統(tǒng)內(nèi)核的移植：這是嵌入式開發(fā)的主要單元之一，移植內(nèi)核主要是對內(nèi)核進行重新配置，使它符合特定系統(tǒng)的需要，然后重新編譯生成可執(zhí)行的內(nèi)核鏡像文件。文件系統(tǒng)的移植：文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行管理的有效和必要的助手。移植文件系統(tǒng)包括制作文件系統(tǒng)鏡像、在Flash上為文件系統(tǒng)分配存儲空間以及文件系統(tǒng)與嵌入式操作系統(tǒng)的有效配合。驅(qū)動程序的設計：驅(qū)動是操作系統(tǒng)與硬件溝通的橋梁，驅(qū)動設計就是編寫具體硬件的讀寫控制函數(shù)并向操作系統(tǒng)提供統(tǒng)一的接口。本文更著重于介紹實際開發(fā)中使用的技術(shù)以及遇到的問題和解決方法。在第4章中結(jié)合語音芯片UDA1341TS闡述了語音數(shù)據(jù)的采集與處理；結(jié)合網(wǎng)卡控制芯片CS8900A闡述了網(wǎng)絡通信和網(wǎng)卡的驅(qū)動，以及網(wǎng)絡開發(fā)中遇到的問題和解決方法。

標簽： ARM 語音采集網(wǎng)絡傳輸

上傳時間： 2013-07-11

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基于ARM的CMOS數(shù)字圖像傳感器圖像采集系統(tǒng)的研究與設計

船舶機艙中集中了船上大部分的設備裝置的儀表，是船舶航運的關(guān)鍵部分，隨著網(wǎng)絡、通訊技術(shù)以及電子制造工藝水平的快速發(fā)展，現(xiàn)代化船舶自動化程度越來越高，機艙的環(huán)境和自動監(jiān)控水平也得到大大的提高。但由于某些儀器儀表并沒有提供與計算機進行數(shù)據(jù)通信的接口，為了要實現(xiàn)檢測自動化，需要利用數(shù)字圖像處理技術(shù)來實現(xiàn)儀器儀表讀數(shù)的高速自動識別。傳統(tǒng)的CCD圖像采集系統(tǒng)具有速度慢、功能簡單、體積大、功耗大等特點，不能滿足日益發(fā)展的機器視覺應用的需要，尤其是在一些新型應用領域比如嵌入式視覺、智能監(jiān)控方面的需要。本文利用ARM7的S3C44BOX處理器和CMOS圖像傳感器件設計并完成了一個數(shù)字圖像采集系統(tǒng)。系統(tǒng)充分考慮了ARM技術(shù)與CMOS圖像傳感技術(shù)的優(yōu)勢及特點，把圖像采集和圖像處理識別功能集中在一個模塊實現(xiàn)，具有功能豐富、處理能力強、接口靈活和擴展方便等優(yōu)點。系統(tǒng)的特色為：構(gòu)建了基于S3C44BOX的圖像采集的硬件平臺；研究并移植了引導程序Bootloader和操作系統(tǒng)uClinux；實現(xiàn)了實時多任務的處理，從而大幅提高系統(tǒng)的管理能力。本論文研究如何使用低成本的CMOS圖像傳感器構(gòu)建一個嵌入式圖像識別系統(tǒng)的設計和解決方案。這種圖像采集系統(tǒng)帶圖像采集、識別、存儲、顯示等功能，體積很小，可做在一塊電路板上。除了可以做為單獨的圖像數(shù)據(jù)識別設備之外，也可以直接做為其它應用系統(tǒng)的一個智能集成部件使用。

標簽： CMOS ARM 數(shù)字圖像傳感器

上傳時間： 2013-05-26

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基于ARM架構(gòu)的無線數(shù)據(jù)采集與處理終端的研究與開發(fā)

隨著計算機、通信及網(wǎng)絡技術(shù)的高速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)廣泛地滲透到各行各業(yè)及人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷嬷?。由于嵌入式系統(tǒng)的復雜性不斷增加，嵌入式操作系統(tǒng)成為了嵌入式系統(tǒng)中最重要的組成部分。在各種嵌入式操作系統(tǒng)中，Linux憑借其性能優(yōu)異、結(jié)構(gòu)清晰、平臺支持廣泛、網(wǎng)絡支持強勁及開放源代碼等多方面的優(yōu)勢，被嵌入式系統(tǒng)開發(fā)者廣泛的采用。同時隨著近幾年來國內(nèi)嵌入式領域發(fā)展非常迅速，其中32位ARM處理器結(jié)構(gòu)體系的嵌入式CPU在商用領域、工控領域和軍用領域都得到了廣泛使用。近幾年隨著無線通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、信息采集和處理技術(shù)的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了低成本、低功耗、多功能的微型無線傳感器節(jié)點。無線傳感器網(wǎng)絡是隨著傳感器節(jié)點的發(fā)展而興起的計算機科學技術(shù)的一個新的研究領域，它是由一組無線傳感器節(jié)點通過ad-hoc方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡，綜合傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和無線通信技術(shù)，能夠協(xié)作地實時監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，并對其進行處理，并傳送到需要這些信息的用戶處。這種無線網(wǎng)絡系統(tǒng)被廣泛地用于國防軍事、國家安全、環(huán)境監(jiān)測、交通管理、醫(yī)療衛(wèi)生、制造業(yè)、反恐救災等領域，具有十分巨大的發(fā)展?jié)摿?，引起了學術(shù)界和工業(yè)界的高度重視。目前，手持終端的應用范圍主要是在商業(yè)領域，開發(fā)一款適合在工業(yè)現(xiàn)場等無線傳感網(wǎng)絡監(jiān)控領域的手持終端是本文的初衷。本文從嵌入式系統(tǒng)的角度，采用目前比較流行的ARM9處理器和嵌入式Linux的操作系統(tǒng)，闡述手持終端硬件平臺的設計和軟件的移植方案；接著研究了系統(tǒng)引導程序的原理、設備驅(qū)動開發(fā)的關(guān)鍵點、根文件系統(tǒng)的制作方法。在此基礎上，分析和移植引導程序U-Boot 1.1.4的實現(xiàn)、無線收發(fā)芯片CC2420的驅(qū)動開發(fā)和幀緩沖驅(qū)動的開發(fā)，并針對目標平臺的特點完成了文件系統(tǒng)的構(gòu)建；然后介紹了基于Qt/Embedded的圖形界面開發(fā)的基礎，最后對本文研究工作進行總結(jié)。

標簽： ARM 架構(gòu) 無線數(shù)據(jù)采集與處理

上傳時間： 2013-06-26

上傳用戶：lguotao
高速FPGA在激光回波檢測中的應用

激光測距是激光技術(shù)在軍事上最早和最成熟的應用，自1961．年美國休斯飛機公司研制成功世界上第一臺激光測距機之后，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域和民用領域。為了進一步提高我國激光測距水平，研制更高性能激光測距機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的一個重要參數(shù)。而激光測距機能否準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)模集成電路設計，電路復雜且精度較低。隨著數(shù)字電路設計技術(shù)的發(fā)展，已出現(xiàn)大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷﨔PGA(現(xiàn)場可編程門陣列)和CPLD(復雜可編程邏輯器件)。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)的設計。本文研究了將激光回波信號直接送入FPGA進行檢測的方案。同時，采用這種方案設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。這種方案電路設計簡單，易于實現(xiàn)。在實際應用中，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，采用該方案進行回波檢測的精度較低，這種回波檢測方法也只能應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直接進行激光回波檢測方案的基礎上，設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)所能達到的回波檢測精度及整機測距系統(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計，到器件的選型，硬件電路板的實現(xiàn)等方面做了詳細的闡述，最終完成了系統(tǒng)硬件電路設計。接著介紹了系統(tǒng)程序設計。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)設計中引入的超高速數(shù)據(jù)采集電路有著廣泛的應用，為其他相關(guān)設計提供了參考。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，為進一步研究提供了參考價值。

標簽： FPGA 激光回波中的應用

上傳時間： 2013-06-13

上傳用戶：cy1109
基于FPGA的星圖采集及預處理算法實現(xiàn)

本文的目的就是研究如何應用FPGA這種大規(guī)模的可編程邏輯器件實現(xiàn)CCD（Charge Coupled Device，電荷耦合器件）數(shù)字圖像的實時采集及預處理?；趯崟r圖像處理系統(tǒng)的研究與設計，本文主要研究工作及成果如下： 1.本論文詳細的介紹了圖像采集卡的結(jié)構(gòu)和基本工作原理。同時，針對高分辨率的CCD攝像機，探討了有關(guān)點目標與CCD像元一一對應的圖像采集及其硬件和軟件設計方法。 2.本文分析了星圖中弱小目標、噪聲以及背景的特點，給出了點目標的場景圖像的數(shù)學模型及復雜背景下點目標檢測的預處理方法。針對星圖灰度分布的特點，采用高斯低通濾波算法和高通濾波算法對星圖進行預處理，同時還對圖像掃描聚類算法進行了研究與分析。 3.數(shù)字信號處理器常常因為在復雜性、運算速度等方面的限制，難以實時的實現(xiàn)復雜的檢測算法。本文采用FPGA技術(shù)，實現(xiàn)了復雜背景下弱點目標的預處理算法，解決了計算、數(shù)據(jù)緩沖和存儲操作協(xié)調(diào)一致的問題，同時采用并行高密度加法器和流水線的工作方式，使整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和處理速度得以很大的提高，合理的解決了資源和速度之間的相互制約問題，并在實際中取得滿意的結(jié)果。

標簽： FPGA 采集預處理算法

上傳時間： 2013-07-03

上傳用戶：wang5829
基于FPGA和PCI總線的WCDMA信號采集卡的研制

　　本論文利用FPGA可編程邏輯器件和硬件描述語言Verilog，采用自頂向下的設計方法，開發(fā)了一款基于PCI總線的高速數(shù)據(jù)采集卡。本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，采用PLX公司生產(chǎn)的PLX9080作為PCI總線接口芯片。用4片每片容量為8MB的SDRAM作為數(shù)據(jù)采集的前端和PCI總線的數(shù)據(jù)緩沖。用ALTERA公司生產(chǎn)的Cyclone系列FPGA實現(xiàn)PCI接口芯片PLX9080的時序邏輯、對數(shù)據(jù)采集通道的前端控制以及對SDRAM的讀寫控制?！　≡诒菊撐膶⒅攸c放在了用硬件描述語言Verilog進行FPGA硬件邏輯編程上。本論文按照自頂向下的設計方法，詳細論述了PCI接口轉(zhuǎn)化電路模塊、SDRAM存儲片子讀寫控制電路模塊、FPGA內(nèi)部寄存器讀寫控制電路模塊以及用于RF端的自動增益控制電路AGC模塊的設計?！　?/p>
標簽： WCDMA FPGA PCI 總線

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：yhm_all
星載SAR高速FPGA預處理板的研制

合成孔徑雷達的實時信號處理系統(tǒng),可以分成相對獨立的幾個階段,即A/D變換和緩存、距離向預處理器、方位向預處理器、距離向壓縮處理、轉(zhuǎn)置存儲器、方位向壓縮處理、逆轉(zhuǎn)置存儲器.合成孔徑雷達預處理的目的,就是緩解高處理數(shù)據(jù)率和低傳輸數(shù)據(jù)率的矛盾,使得在不太影響成像質(zhì)量的前提下,盡量減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)率,有利于后續(xù)處理的硬件實現(xiàn),做到實時處理.論文結(jié)合電子所合成孔徑雷達實時成像處理系統(tǒng),設計開發(fā)了基于Xilinx Virtex-E FPGA的星載SAR高速預處理板,該信號處理板處理能力強,結(jié)構(gòu)緊湊,運行效率高;其硬件電路的設計思路和結(jié)構(gòu)形式有很強的通用性和使用價值.論文重點研究了預處理的核心部分—固定系數(shù)FIR濾波器的設計問題.而固定系數(shù)FIR濾波器的實現(xiàn)問題的重點又是FPGA內(nèi)部的固定系數(shù)FIP濾波器實現(xiàn)問題,針對FPGA內(nèi)部的查找表資源,我們選擇目前流行的分布式算法來實現(xiàn)FIR濾波器的設計.對比于預處理器中其他濾波器設計方案,基于FPGA分布式算法的FIR濾波器的設計,避免了乘累加運算,提高了系統(tǒng)運行的速度并且節(jié)省了大量的FPGA資源.并且由于FPGA可編程的特性,所以可以靈活的改變?yōu)V波器的系數(shù)和階數(shù).所設計的電路簡單高速,工作正常、可靠,完全滿足了預處理器設計的技術(shù)要求.隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù),高密度存儲器技術(shù),計算機技術(shù)的發(fā)展,一個全數(shù)字化的機載實時成像處理系統(tǒng)的研制,已經(jīng)不是非常困難的事情了.而在現(xiàn)有條件下,全數(shù)字化的高分辨率星載實時成像處理系統(tǒng)的研制,將是一個非常具有挑戰(zhàn)意義的課題,論文以星載SAR的預處理器設計為例,拋磚引玉,希望對未來全數(shù)字化星載實時成像處理系統(tǒng)的研制起到一定參考價值.

標簽： FPGA SAR 星載預處理

上傳時間： 2013-07-03

上傳用戶：lanhuaying
基于FPGA采用PCM通信實現(xiàn)多路數(shù)據(jù)采集器的研制

本文研制的數(shù)據(jù)采集器，用于采集導彈過載模擬試車臺的各種參數(shù),來評價導彈在飛行過程中的性能，由于試車臺是高速旋轉(zhuǎn)體，其工作環(huán)境惡劣，受電磁干擾大，而且設備要求高，如果遇到設備故障或設備事故，其損失相當巨大，保證設備的安全性和可靠性較為困難。本文在分析數(shù)字通信技術(shù)的基礎上，選用了基于現(xiàn)場可編程邏輯陣列(FPGA)采用脈沖編碼調(diào)制(PCM)通信實現(xiàn)多路數(shù)據(jù)采集器的設計，其優(yōu)點是FPGA技術(shù)在數(shù)據(jù)采集器中可以進行模塊化設計，增加了系統(tǒng)的抗干擾性、靈活性和適應性，并且可以將整個PCM通信系統(tǒng)設計成可編程序系統(tǒng)，用戶只要稍加變更程序，則系統(tǒng)的被測路數(shù)、幀結(jié)構(gòu)、碼速率、標度等均可改變以適應任何場合。并且采用合理的糾錯和加密編碼能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)在傳輸工程中的完整性和安全性。通過對PCM通信的特點研究，研制了一套集采集與傳輸?shù)南到y(tǒng)。文章給出了各個模塊的具體建模與設計，系統(tǒng)采用的是FPGA技術(shù)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和信號處理，采用VHDL實現(xiàn)了數(shù)字復接器和分接器、編解碼器、調(diào)制與解調(diào)模塊的建模與設計。采用基于NiosII實現(xiàn)串口通訊，構(gòu)建了實時性和準確性通信網(wǎng)絡，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集。測試數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)采集的實驗結(jié)果證明，采用FPGA技術(shù)實現(xiàn)PCM信號的編碼、傳輸、解碼，能夠有較強的抗干擾性、抗噪聲性能好、差錯可控、易加密、易與現(xiàn)代技術(shù)結(jié)合，并且誤碼率較低，要遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)的方法。

標簽： FPGA PCM 通信實現(xiàn) 多路

上傳時間： 2013-04-24

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