隨著信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理已經(jīng)逐漸發(fā)展成一門關(guān)鍵的技術(shù)科學(xué)。圖像處理作為一種重要的現(xiàn)代技術(shù)，己經(jīng)在通信、航空航天、遙感遙測(cè)、生物醫(yī)學(xué)、軍事、信息安全等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。圖像處理特別是高分辨率圖像實(shí)時(shí)處理的實(shí)現(xiàn)技術(shù)對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。另外，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA和高效率硬件描述語(yǔ)言Verilog HDL的結(jié)合，大大變革了電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，加速了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)程，為圖像壓縮系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了硬件支持和軟件保障。 本文主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容： (1)結(jié)合某工程的具體需求，設(shè)計(jì)了一種基于FPGA的圖像壓縮系統(tǒng)，核心硬件選用XILINX公司的Virtex-Ⅱ Pro系列FPGA芯片，存儲(chǔ)器件選用MICRON公司的MT48LC4M16A2SDRAM，圖像壓縮的核心算法選用近無(wú)損壓縮算法JPEG-LS。 (2)用Verilog硬件描述語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了JPEG-LS標(biāo)準(zhǔn)中的基本算法，為課題組成員進(jìn)行算法改進(jìn)提供了有力支持。 (3)用Verilog硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了SDRAM控制器模塊，使核心壓縮模塊能夠方便靈活地訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器。 (4)構(gòu)建了圖像壓縮系統(tǒng)的測(cè)試平臺(tái)，對(duì)實(shí)現(xiàn)的SDRAM控制器模塊和JPEG-LS基本算法模塊進(jìn)行了軟件仿真測(cè)試和硬件測(cè)試，驗(yàn)證了其功能的正確性。
標(biāo)簽： FPGA 圖像壓縮系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著 EDA 技術(shù)及微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(Field Programmable Gate Array，簡(jiǎn)稱 FPGA)的性能有了大幅度的提高，F(xiàn)PGA的設(shè)計(jì)水平也達(dá)到了一個(gè)新的高度。基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)為現(xiàn)代電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)帶來(lái)了更大的靈活性，以Nios Ⅱ軟核處理器為核心的SOPC(System on Programmable Chip)系統(tǒng)便是把嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用在FPGA上的典型例子，本文設(shè)計(jì)的指紋識(shí)別模塊就是基于FPGA的Nios Ⅱ處理器為核心的SOPC設(shè)計(jì)。通過(guò)IP核技術(shù)和靈活的軟硬件編程，實(shí)現(xiàn)Nios Ⅱ?qū)PGA外圍器件的控制，并對(duì)指紋處理算法進(jìn)行了改進(jìn)，研究了指紋識(shí)別算法到Nios Ⅱ系統(tǒng)的移植。 本文首先闡述了指紋識(shí)別模塊的SOPC設(shè)計(jì)方案，然后是對(duì)模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)。在硬件方面，完成了指紋識(shí)別模塊的 FPGA 硬件設(shè)計(jì)，包括 FPGA 內(nèi)部的Nios Ⅱ系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和 FPGA 外圍電路設(shè)計(jì)。前者利用 SOPC Builder將Nios Ⅱ處理器、指紋讀取接口 UART、鍵盤與LCD顯示接口、FLASH接口、SDRAM控制器構(gòu)建成NiosⅡ硬件系統(tǒng)，后者是電源和時(shí)鐘電路、SDRAM存儲(chǔ)器電路、FLASH存儲(chǔ)器電路、LCD顯示電路、指紋傳感器電路、FPGA 配置電路這些純實(shí)物硬件設(shè)計(jì)，給出了設(shè)計(jì)方法和電路連接圖。 在軟件方面，包括下面兩個(gè)內(nèi)容： 完成 FPGA 外圍器件程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)外圍器件的操作。 深入的研究了指紋識(shí)別算法。對(duì)指紋圖像識(shí)別算法中的指紋圖像濾波和匹配算法進(jìn)行了分析，提出了指紋圖像增強(qiáng)改進(jìn)算法和匹配改進(jìn)算法，通過(guò)試驗(yàn)，改進(jìn)后的指紋圖像濾波算法取得了較好的指紋圖像增強(qiáng)效果。改進(jìn)后的匹配算法速度較快，誤識(shí)率較低。最后研究了指紋識(shí)別算法如何在FPGA中的Nios Ⅱ系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。
標(biāo)簽： FPGA 指紋識(shí)別 模塊設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-06-12
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雷達(dá)即無(wú)線電探測(cè)和測(cè)距。雷達(dá)裝在船上用于航行避讓、船舶定位和引航的稱為船用導(dǎo)航雷達(dá)。船用導(dǎo)航雷達(dá)是測(cè)定本船位置和預(yù)防沖撞事故所不可缺少的系統(tǒng)。它能夠準(zhǔn)確捕獲其它船只、陸地、航線標(biāo)志等物標(biāo)信息，并將其顯示在顯示屏上。 本文圍繞船用導(dǎo)航雷達(dá)展開(kāi)了研究，研究?jī)?nèi)容分為以下幾個(gè)部分： 首先介紹了雷達(dá)的概念、基本原理和主要應(yīng)用，而且詳細(xì)敘述了船用導(dǎo)航雷達(dá)的發(fā)展和工作原理及特性。 然后根據(jù)雷達(dá)的基本原理和船用導(dǎo)航雷達(dá)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于FPGA、ARM、DSP的船用導(dǎo)航雷達(dá)系統(tǒng)，并采用了DDR SDRAM存儲(chǔ)器。ARM、DSP和FPGA是當(dāng)今主流的高速數(shù)字信號(hào)處理芯片，滿足了船用導(dǎo)航雷達(dá)系統(tǒng)的要求。 最后根據(jù)VGA顯示器的原理和雷達(dá)圖像的疊加原理，實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的VGA雷達(dá)圖像疊加顯示，并得到了所需的雷達(dá)圖像。從結(jié)果可以看出，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是符合要求的。
標(biāo)簽： FPGA 嵌入式 導(dǎo)航雷達(dá) 顯示系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-07-20
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隨著微電子技術(shù)的高速發(fā)展，實(shí)時(shí)圖像處理在多媒體、圖像通信等領(lǐng)域有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。FPGA就是硬件處理實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)的理想選擇，基于FPGA的圖像處理專用系統(tǒng)的研究將成為信息產(chǎn)業(yè)的新熱點(diǎn)。 本文詳細(xì)介紹了一種實(shí)時(shí)監(jiān)控圖像處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)了具有前端視頻采集系統(tǒng)、圖像預(yù)處理功能系統(tǒng)、圖像顯示系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用Altera公司的FPGA芯片作為中央處理器，由視頻采集模塊、異步FIFO模塊、視頻解碼模塊、I
上傳時(shí)間： 2013-06-20
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隨著多媒體技術(shù)發(fā)展，數(shù)字圖像處理已經(jīng)成為眾多應(yīng)用系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。圖像處理作為一種重要的現(xiàn)代技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事指揮、大視場(chǎng)展覽、跟蹤雷達(dá)、電視會(huì)議、導(dǎo)航等眾多領(lǐng)域。因而，實(shí)現(xiàn)高分辨率高幀率圖像實(shí)時(shí)處理的技術(shù)不僅具有廣泛的應(yīng)用前景，而且對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展也具有深遠(yuǎn)意義。 大視場(chǎng)可視化系統(tǒng)由于屏幕尺寸很大，只有在特制的曲面屏幕上才能使細(xì)節(jié)得到充分地展現(xiàn)。為了在曲面屏幕上正確的顯示圖像，需要在投影前實(shí)時(shí)地對(duì)圖像進(jìn)行幾何校正和邊緣融合。而現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)則是用硬件處理實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)的理想選擇，基于FPGA的圖像處理技術(shù)是世界范圍內(nèi)廣泛關(guān)注的研究領(lǐng)域。 本課題的主要工作就是設(shè)計(jì)一個(gè)以FPGA為核心的硬件系統(tǒng)，該系統(tǒng)可對(duì)高分辨率高刷新率(1024*768@60Hz)的視頻圖像實(shí)時(shí)地進(jìn)行幾何校正和邊緣融合。 論文首先介紹了圖像處理的幾何原理，然后提出了基于FPGA的大視場(chǎng)實(shí)時(shí)圖像融合處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和模塊功能劃分。系統(tǒng)分為算法與軟件設(shè)計(jì)，硬件電路設(shè)計(jì)和FPGA邏輯設(shè)計(jì)三個(gè)大的部分。本論文主要負(fù)責(zé)FPGA的邏輯設(shè)計(jì)。圍繞FPGA的邏輯設(shè)計(jì)，論文先介紹了系統(tǒng)涉及的關(guān)鍵技術(shù)，以及使用Verilog語(yǔ)言進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)的基本原則。 論文重點(diǎn)對(duì)FPGA內(nèi)部模塊設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。仲裁與控制模塊是頂模塊的主體部分，主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)機(jī)和時(shí)序控制；參數(shù)表模塊主要實(shí)現(xiàn)SDRAM存儲(chǔ)器的控制器接口，用于圖像處理時(shí)讀取參數(shù)信息。圖像處理模塊是整個(gè)系統(tǒng)的核心，通過(guò)調(diào)用FPGA內(nèi)嵌的XtremeDSP模塊，高速地完成對(duì)圖像數(shù)據(jù)的乘累加運(yùn)算。最后論文提出并實(shí)現(xiàn)了一種基于PicoBlaze核的12C總線接口用于配置FPGA外圍芯片。 經(jīng)過(guò)對(duì)寄存器傳輸級(jí)VerilogHDL代碼的綜合和仿真，結(jié)果表明，本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)可以應(yīng)用在大視場(chǎng)可視化系統(tǒng)中完成對(duì)高分辨率高幀率圖像的實(shí)時(shí)處理。
標(biāo)簽： FPGA 實(shí)時(shí)圖像 處理系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-05-19
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數(shù)字信號(hào)發(fā)生器是數(shù)字信號(hào)處理中不可缺少的調(diào)試設(shè)備。在某工程項(xiàng)目中，為了提供特殊信號(hào)，比如雷達(dá)信號(hào)，就需要設(shè)計(jì)專用的數(shù)字信號(hào)發(fā)生器，用以達(dá)到發(fā)送雷達(dá)信號(hào)的要求。在本文中提出了使用PCI接口的專用數(shù)字信號(hào)發(fā)生器方案。 該方案的目標(biāo)是能夠采錄雷達(dá)信號(hào)，把信號(hào)發(fā)送到主機(jī)作為信號(hào)文件存儲(chǔ)起來(lái)，然后對(duì)這個(gè)信號(hào)文件進(jìn)行航跡分離，得到需要的航跡信號(hào)文件。同時(shí)，信號(hào)發(fā)生器具有發(fā)送信號(hào)的功能，可以把不同形式的信號(hào)文件發(fā)送到檢測(cè)端口，用于設(shè)備調(diào)試。 在本文中系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要分為硬件和軟件兩個(gè)方面來(lái)介紹： 硬件部分采用了FPGA邏輯設(shè)計(jì)加上外圍電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在硬件設(shè)計(jì)中，最主要的是FPGA邏輯設(shè)計(jì)，包括9路主從SPI接口信號(hào)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(hào)的同步、發(fā)送和接收。在這個(gè)過(guò)程中信號(hào)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(dòng)軟件和應(yīng)用軟件。驅(qū)動(dòng)軟件采用PLXSDK驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)，通過(guò)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(guò)實(shí)驗(yàn)證明該方案完全滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅_(dá)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(hào)發(fā)生器
上傳時(shí)間： 2013-07-03
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隨著人們對(duì)無(wú)線通信需求和質(zhì)量的要求越來(lái)越高，無(wú)線通信設(shè)備的研發(fā)也變得越來(lái)越復(fù)雜，系統(tǒng)測(cè)試在整個(gè)設(shè)備研發(fā)過(guò)程中所占的比重也越來(lái)越大。為了能夠盡快縮短研發(fā)周期，測(cè)試人員需要在實(shí)驗(yàn)室模擬出無(wú)線信道的各種傳播特性，以便對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試與測(cè)試。無(wú)線信道仿真器是進(jìn)行無(wú)線通信系統(tǒng)硬件調(diào)試與測(cè)試不可或缺的儀器之一。 本文設(shè)計(jì)的無(wú)線信道仿真器是以Clarke信道模型為參考，采用基于Jakes模型的改進(jìn)算法，使用Altera公司的StratixⅡ EP2S180模擬實(shí)現(xiàn)了頻率選擇性衰落信道。信道仿真器實(shí)現(xiàn)了四根天線數(shù)據(jù)的上行接收，每根天線由八條可分辨路徑，每條可分辨路徑由64個(gè)反射體構(gòu)成，每根天線可分辨路徑和反射體的數(shù)目可以獨(dú)立配置。通過(guò)對(duì)每個(gè)反射體初始角度和初始相位的設(shè)置，并且保證反射體的角度和相位是均勻分布的隨機(jī)數(shù)，可以使得同一條路徑不同反射體之間的非相關(guān)特性，得到的多徑傳播信道是一個(gè)離散的廣義平穩(wěn)非相關(guān)散射模型(WSSUS)。無(wú)線信道仿真器模擬了上行數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境，上行數(shù)據(jù)由后臺(tái)產(chǎn)生后儲(chǔ)存在單板上的SDRAM中。啟動(dòng)測(cè)試之后，上行數(shù)據(jù)在CPU的控制下通過(guò)信道仿真器，然后送達(dá)基帶處理板解調(diào)，最后測(cè)試數(shù)據(jù)的誤碼率和誤塊率，從而分析基站的上行接收性能。 首先，本文研究了3GPP TS 25.141協(xié)議中對(duì)通信設(shè)備測(cè)試的要求和無(wú)線信道自身的特點(diǎn)，完成了對(duì)無(wú)線信道仿真器系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的吸收和修改。 其次，針對(duì)FPGA內(nèi)部資源結(jié)構(gòu)，研究了信道仿真器FPGA實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的困難和資源的消耗，進(jìn)行了模塊劃分。主要完成了時(shí)延模塊、瑞利衰落模塊、背板接口模塊等的RTL級(jí)代碼的開(kāi)發(fā)、仿真、綜合和板上調(diào)試；完成了FPGA和后臺(tái)軟件的聯(lián)合調(diào)試；完成了兩天線到四天線的改版工作，使FPGA內(nèi)部的工作頻率翻了一倍，大幅降低了FPGA資源的消耗。 最后，在完成無(wú)線信道仿真器的硬件設(shè)計(jì)之后，對(duì)無(wú)線信道仿真器的測(cè)試根據(jù)3GPP TS 25.141 V6.13.0協(xié)議中的要求進(jìn)行，即在數(shù)據(jù)誤塊率(BLER)一定的情況下，對(duì)不同信道傳播環(huán)境和不同傳輸業(yè)務(wù)下的信噪比(Eb/No)進(jìn)行測(cè)試，單天線和多天線的測(cè)試結(jié)果符合協(xié)議中規(guī)定的信噪比(Eb/No)的要求。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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圖像處理技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，特別是工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域。然而，圖像處理技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)是圖像的獲取，為了更加靈活地設(shè)計(jì)各種應(yīng)用產(chǎn)品，本課題研究基于FPGA的面陣 CCD驅(qū)動(dòng)傳輸電路設(shè)計(jì)，利用該電路能夠獲取高質(zhì)量、高分辨率的圖像，為后續(xù)的圖像處理技術(shù)應(yīng)用打下基礎(chǔ)。本文首先介紹了研究意義、CCD圖像傳感器的發(fā)展以及FPGA的產(chǎn)生與發(fā)展，接著提出了面陣CCD成像系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案，然后針對(duì)關(guān)鍵電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行詳盡的分析和說(shuō)明，這些電路包括時(shí)序發(fā)生電路、存儲(chǔ)器控制電路、USB接口電路以及電源調(diào)理電路。其中時(shí)序發(fā)生電路主要用于產(chǎn)生CCD正常工作所需的各種時(shí)序信號(hào)以及A/D變換芯片AD9824 所需的工作時(shí)序，這些時(shí)序都是由FPGA產(chǎn)生的，文中給出了FPGA邏輯設(shè)計(jì)的基本過(guò)程以及仿真波形。本系統(tǒng)采用SDRAM緩存圖像信號(hào)，為了完成SDRAM的寫入、讀出以及定時(shí)刷新，利用FPGA生成存儲(chǔ)器控制電路。系統(tǒng)采用USB接口與計(jì)算機(jī)通信，因此FPGA 中設(shè)計(jì)了相應(yīng)邏輯電路與CY7C68013A USB接口芯片實(shí)現(xiàn)信號(hào)握手及數(shù)據(jù)通信，進(jìn)而與 PC機(jī)通信。為了保證各個(gè)芯片正常工作，設(shè)計(jì)電源調(diào)理電路實(shí)現(xiàn)將輸入5V電源轉(zhuǎn)換成多種電壓向各個(gè)芯片供電。經(jīng)過(guò)初步調(diào)試，并根據(jù)仿真結(jié)果判斷驅(qū)動(dòng)傳輸電路基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞：FPGA，CCD，A/D變換，SDRAM，USB，驅(qū)動(dòng)時(shí)序
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：prczsf
基于FPGA對(duì)sdram控制器的設(shè)計(jì)VERILOG語(yǔ)言
上傳時(shí)間： 2013-06-15
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利用FPGA的51 ，IP核實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)和ARM的串口通信
上傳時(shí)間： 2013-08-05
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