本文針對應用于軍用直升機上的Doppler/SINS組合導航系統(tǒng)對導航計算機高精度、高性能的要求，設計出一種基于DSP(TMS320C6713)和FPGA(Spartan-3E XC3S500E) 協(xié)同合作的機載導航計算機系統(tǒng)。在分析Doppler/SINS組合導航系統(tǒng)模型的特點和系統(tǒng)對導航計算機的需求后，提出了基于DSP和FPGA的機載導航計算機整體設計方案，該方案采用DSP負責導航解算，利用FPGA強大的內部資源擴展系統(tǒng)的通信接口，完成外圍通信模塊控制信號的整合。在導航計算機整體設計方案，包括硬件設計方案和軟件設計方案確立的基礎上，首先對 DSP和FPGA芯片進行選型，其次對實現各個功能模塊的關鍵技術進行研究和開發(fā)，包括基于FPGA的數據通信模塊、基于DSP的處理器模塊以及數據存儲模塊，開發(fā)過程中做了大量的仿真和驗證，最后對系統(tǒng)進行綜合測試和聯調，并進行了地面跑車實驗。實驗結果證明：系統(tǒng)能夠實時采集IMU角速率和加速度、Doppler雷達的速度等信息，能夠對IMU、Doppler、GPS、航姿系統(tǒng)、高度表等信息進行導航解算，生成當前位置、姿態(tài)等導航數據，并能夠完成與機載電子設備間的數據通信與控制。多次的聯調和跑車實驗結果證明，機載導航計算機達到了預期設計的目的，可以有效提高導航系統(tǒng)的運算精度，實現了高性能、小體積、低成本的要求，系統(tǒng)具有較高的應用價值。關鍵詞：Doppler/SINS組合導航，導航計算機，DSP,FPGA
標簽： FPGA DSP 機載 導航計算機
上傳時間： 2013-07-25
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隨著GPS(Global Positioning System)技術的不斷發(fā)展和成熟，其全球性、全天候、低成本等特點使得GPS接收機的用戶數量大幅度增加，應用領域越來越廣。但由于定位過程中各種誤差源的存在，單機定位精度受到影響。目前常從兩個方面考慮減小誤差提高精度：①用高精度相位天線、差分技術等通過提高硬件成本獲取高精度；②針對誤差源用濾波算法從軟件方面實現精度提高。兩種方法中，后者相對于前者在滿足精度要求的前提下節(jié)約成本，而且便于系統(tǒng)融合，是應用于GPS定位的系統(tǒng)中更有前景的方法。但由于在系統(tǒng)中實現定位濾波算法需要時間，傳統(tǒng)CPU往往不能滿足實時性的要求，而FPGA以其快速并行計算越來越受到青睞。 本文在FPGA平臺上，根據“先時序后電路”的設計思想，由同步沒計方法以及自頂向下和自下而上的混合設計方法實現系統(tǒng)的總體設計。從GPS-OEM板輸出的定位信息的接收到定位結果的坐標變換，最終到kalman濾波遞推計算減小定位誤差，實現實時、快速、高精度的GPS定位信息采集處理系統(tǒng)，為GPS定位數據的處理方法做了新的嘗試，為基于FPGA的GPS嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)奠定了基礎。具體工作如下： 基于FPGA設計了GPS定位數據的正確接收和顯示，以及經緯度到平面坐標的投影變換。根掘GPS輸出信息標準和格式，通過串口接收模塊實現串口數掘的接收和經緯度信息提取，并通過LCD實時顯示。在提取信息的同時將數據格式由ASCⅡ碼轉變?yōu)槭M制整數型，實現利用移位和加法運算達到代替乘法運算的效果，從而減少資源的利用率。在坐標轉換過程中，利用查找表的方法查找轉化時需要的各個參數值，并將該參數先轉為雙精度浮點小數，再進行坐標轉換。根據高斯轉化公式的規(guī)律將公式簡化成只涉及加法和乘法運算，以此簡化公式運算量，達到節(jié)省資源的目的。 卡爾曼濾波器的實現。首先分析了影響定位精度的各種誤差因素，將各種誤差因素視為一階馬爾科夫過程的總誤差，建立了系統(tǒng)狀態(tài)方程、觀測方程和濾波方程，并基于分散濾波的思想進行卡爾曼濾波設計，并通過Matlab進行仿真。結果表明，本文設計的卡爾曼濾波器收斂性好，定位精度高、估計誤差小。在仿真基礎上，實現基于FPGA的卡爾曼濾波計算。在滿足實時性的基礎上，通過IP核、模塊的分時復用和樹狀結構節(jié)省資源，實現數據卡爾曼濾波，達到提高數據精度的效果。 設計中以Xilinx公司的Virtex-5系列的XC5VLX110-FF676為硬件平臺，采用Verilog HDL硬件描述語言實現，利用Xilinx公司的ISE10.1工具布局布線，一共使用44438個邏輯資源，時鐘頻率達到100MHZ以上，滿足實時性信號處理要求，在保證精度的前提下達到資源最優(yōu)。Modelsim仿真驗證了該設計的正確性。
標簽： FPGA GPS 定位 信息處理
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：二驅蚊器
基于FPGA的實時視頻采集與遠程傳輸系統(tǒng)的研究
標簽： 實時視頻 采集 遠程傳輸
上傳用戶：liuwei6419
基于嵌入式技術的遠程監(jiān)控系統(tǒng)可以達到動態(tài)、無死角的監(jiān)控目的，可以對一些特殊環(huán)境進行遠程監(jiān)視和控制，且不受濕度、溫度等條件的影響，廣泛應用于軍事、交通、智能家居、醫(yī)療監(jiān)護等多個領域。可以解決傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)將圖像采集設備固定在一個地方而使監(jiān)控范圍有限，適用場合少等弊端。 本文設計了一款基于ARM和FPGA的遠程監(jiān)控系統(tǒng)。首先在對遠程監(jiān)控系統(tǒng)功能分析的基礎上，設計了以ARM為主控制器和FPGA為輔助控制器的硬件電路，采用ARM芯片控制圖像采集、速度采集、網絡傳輸等干擾小的模塊，采用FPGA芯片控制電機驅動、舵機驅動、電池監(jiān)控等干擾大的模塊，大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；其次設計了基于WinCE操作系統(tǒng)的圖像采集、GPIO、PWM、外中斷EINT-19的流接口驅動程序；同時設計了基于WinCE操作系統(tǒng)的圖像采集及壓縮、網絡通信、車模速度采集的應用程序；FPGA內部邏輯電路采用Verilog語言完成電源監(jiān)控、舵機控制、直流電機控制等功能。 本系統(tǒng)集圖像采集和壓縮、運動控制、網絡傳輸于一體。其圖像采集速度達30幀/秒，圖像分辨率達640x480，JPEG壓縮比達10：1，控制命令響應時間為1s，網絡傳輸速率達10Mbps。其功能擴展容易，功耗低，體積小，抗干擾能力強，具有很好的市場前景。
標簽： FPGA ARM 遠程監(jiān)控 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-06-18
上傳用戶：heart520beat
由于各種非線性電力電子裝置的和功率開關器件的廣泛應用產生了諧波。隨著對電能質量要求的不斷提高，各種治理諧波的電力電子裝置就產生了。諧波治理的方法主要有無源濾波技術和有源電力濾波器技術。傳統(tǒng)的方法采用LC 無源濾波器，與無源濾波器相比有源電力濾波器具有很大的優(yōu)越性，因此越來越多的應用到治理諧波污染中。隨著以DSP 和FPGA 的高速發(fā)展，以全數字化控制技術實現的有源電力濾波器必將更多的應用到諧波裝置中去。本文深入分析了諧波治理的研究背景意義和有源濾波器的研究現狀和發(fā)展趨勢。介紹了有源濾波器的基本的工作原理；分類；諧波的檢測方法和控制策略，在各個方法的比較上選用基于瞬時無功功率理論的諧波檢測法對諧波電流進行了檢測。并提出了一種基于 DSP 及FPGA 控制的有源電力濾波器的設計方案，重點研究了三相并聯型有源濾波器的控制系統(tǒng)及硬件設計。本文還對系統(tǒng)的功率器件進行了分析并選用IGBT 作為其開關器件。設計了IGBT 驅動及保護電路，利用理論分析和仿真結果設定了系統(tǒng)直流側電容和輸出電感的參數。對整個系統(tǒng)進行了Simulink 仿真實驗，選用DSP 和和FPGA 作為核心處理芯片，DSP 用來采集數據并檢測諧波，FPGA 用來實現PWM 脈沖的輸出。設計并調試出非線性負載，傳感器采集，電流電壓調理電路，主電路，過零檢測電路，IGBT 的驅動及吸收緩沖電路。并在此基礎上搭建出了試驗平臺。給出了DSP 及FPGA 的軟件設計思想和流程。
標簽： FPGA 有源濾波器 硬件設計
上傳用戶：youth25
· 摘要： 在視頻壓縮系統(tǒng)中,視頻解碼器輸出的BT.656數據流不便于TMS320C6416等通用DSP直接進行處理.本文介紹了一種基于FPGA+DSP構架的視頻采集方案,通過對FPGA的靈活配置,對輸入的BT.656格式視頻信號進行預處理和緩沖.系統(tǒng)采用TI的TMS320C6416作為核心DSP,實現了高可靠性的視頻壓縮.
標簽： FPGA 視頻壓縮 模塊設計
上傳時間： 2013-07-15
上傳用戶：zhenyushaw
隨著圖像采集系統(tǒng)的廣泛應用，人們對CCD探測系統(tǒng)的要求日益提高。傳統(tǒng)的CCD探測系統(tǒng)由于結構復雜，造價較高，己不能滿足日益廣泛的應用需要。本文設計了一套基于單片FPGA的小型化與經濟化的CCD探測系統(tǒng)，能夠滿足空間光強的測量并實現光信號的識別和處理。 本文研究了CCD探測系統(tǒng)的基本結構。設計了基于單片FPGA的CCD探測系統(tǒng)的硬件電路原理圖，完成了硬件電路板制作與調試。系統(tǒng)FPGA選用Altera公司的低成本FPGA芯片EP2C20Q240，電路板采用雙層板設計，實現了CCD探測系統(tǒng)的小型化與經濟化的目標。利用FPGA器件實現了CCD驅動時序脈沖的設計、實現了單采樣與相關雙采樣的控制程序設計，利用FPGA的數字信號處理功能實現了相關雙采樣的信號處理。基于FPGA的可編程特性，在不改變外部電路的基礎上，通過程序的改變，對CCD驅動頻率、模數轉換器采樣時刻的選擇進行方便調節(jié)。系統(tǒng)與上位機的數據傳輸接口采用了網絡傳輸方案，充分發(fā)揮了網絡傳輸的遠距離傳輸、遠程訪問、信息共享等優(yōu)勢，系統(tǒng)采用基于FPGA的NiosⅡ嵌入式處理器系統(tǒng)，通過對其應用軟件的開發(fā)，實現了系統(tǒng)與上位機之間數據的可靠性傳輸。
標簽： FPGA CCD 探測系統(tǒng)
上傳時間： 2013-08-06
上傳用戶：hainan_256
本文結合目前國內外航電數據處理系統(tǒng)的發(fā)展概況，設計了一款集數據采集、處理、控制及傳輸于一體的航電處理系統(tǒng)。文章首先深入研究了自適應濾波器原理，分析了LMS算法性能，著重從影響算法性能的因素入手，通過分析仿真，改進算法，提升了算法性能，給出仿真結果分析，并設計應用于系統(tǒng)之中；其次介紹了ARINC-429航空總線和RS-422串行總線的信息標準和傳輸格式。在此基礎上，設計了基于FPGA的解決航電系統(tǒng)數據采集、濾波處理、控制傳輸和復雜非線性運算的一體化實現方案。選用XILINX公司的FPGA，實現了航電數據采集、傳輸和控制，集成了ARlNC-429和RS-422兩種通信接口，實現了總線冗余，并實現了數據濾波和相應的算法處理。最后，在實驗室環(huán)境下，對每個模塊分別進行了軟硬件測試。
標簽： FPGA 數據處理 傳輸系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-01
上傳用戶：R50974
利用FPGA的51 ，IP核實現與單片機和ARM的串口通信
標簽： FPGA ARM 51 IP核
上傳時間： 2013-08-05
上傳用戶：lalaruby
學習FPGA的不錯的文章,有利于自己設計和編寫程序
標簽： FPGA
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