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IP軟核

  • 基于FPGA的智能小車系統.rar

    基于FPGA的智能小車系統就是本地計算機通過接入Internet小車實現對遠端工作現場、危險工作地段等特殊環境進行監視和控制的系統。智能小車是智能行走機器人的一種,這種智能小車可以適應不同環境,不受溫度、濕度、空間、磁場輻射、重力等條件的影響,可以在人類無法進入或生存的環境中完成人類無法完成的探測任務。適用于國防及民用多個領域。整個系統以遙控小車裝置為基礎,通過配置在上面的攝像頭實現圖像的采集及對行車道的檢測,通過配置的紅外測溫儀探測環境和目標的溫度,具有一定的智能性。其明顯的優點是可以通過網絡遠程控制小車運行及采集現場的溫度、圖像等相關信息,完成人類在特定條件下無法完成的工作。對人類的科學研究、探索未知領域、遠程監控等有著重要的意義。 論文在深入研究SOPC和嵌入式操作系統的基礎上,提出了基于FPGA的智能小車遠程監控方案。采用FPGA來實現,可以充分利用現有的IP核,功能擴展容易,設計開發成本低,上市時間快,修改方便,甚至可以遠程重構系統。與單片機相比,集成度高,可靠性好,調試和維護方便。 論文主要內容包括以下幾個部分:在對智能小車功能分析的基礎上,設計了硬件系統,并在FPGA上構建了基于Nios Ⅱ的嵌入式系統,配置了SPI、串行口和以太網接口模塊和驅動程序,以及各種存儲器。移植了μClinux操作系統,配置嵌入式Web服務器,編寫CGI程序,設計了動態網頁;并對行車道檢測系統進行了研究,在DSP Builder中構建了該模塊,并在Matlab中進行了仿真。在研究數碼相機模塊和紅外測溫模塊的基礎上,編寫了圖像采集和溫度測量程序以及小車運動控制程序,并對系統進行了調試,初步達到通過Internet實現遠程監控的目的。

    標簽: FPGA 智能小車

    上傳時間: 2013-05-24

    上傳用戶:1047385479

  • 基于FPGA的JPEG壓縮編碼的研究與實現.rar

    隨著移動終端、多媒體、通信、圖像掃描技術的發展,圖像應用日益廣泛,壓縮編碼技術對圖像處理中大量數據的存儲和傳輸至關重要。同時, FPGA單片規模的不斷擴大,在FPGA芯片內實現復雜的數字信號處理系統也成為現實,因此采用FPGA實現圖像壓縮已成為一種必然趨勢。JPEG靜態圖像壓縮標準應用非常廣泛,是圖像壓縮中主要的標準之一。研究JPEG圖像壓縮在FPGA上的實現,具有廣闊的應用背景。 論文從實際工程應用出發,通過設計圖像壓縮的IP核,完成JPEG壓縮算法在FPGA上的實現。首先闡述JPEG基本模式的壓縮編碼的標準,然后在設計規劃過程中,采用SOC的設計思想,給出整個系統的內部結構、層次劃分,對各個模塊的HDL實現進行詳細的描述,最后完成整體驗證。方案采用了IP核復用的設計技術,基于Xilinx公司本身的IP核,進行了再次開發。在研究JPEG標準的核心算法DCT的基礎上,加以改進,設計了適合器件結構的基于DA算法的DCT變換的IP核。通過結構和算法的優化,提高了速度,減少占用過多的片內資源。 設計基于Xilinx的Virtex- II系列的FPGA的硬件平臺,在ISE7.1中編譯綜合,最后通過Modelsim仿真驗證。分辨率為352×288大小的源圖像,在不同的壓縮等級設置下,均測試通過。仿真驗證的結果表明:基于FPGA的JPEG壓縮編碼占用較少的硬件資源,可在較高的工作頻率下運行,設計在速度和資源利用率方面達到了較優的狀態,能夠滿足一般圖像壓縮的要求。 整個設計可以作為單獨的JPEG編碼芯片也可以作為IP核添加到其他系統中去,具有一定的使用價值。

    標簽: FPGA JPEG 壓縮編碼

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:nairui21

  • MDIO接口邏輯設計及其FPGA驗證.rar

    隨著集成電路技術的飛速發展,芯片的規模越來越大,集成度越來越高,工作頻率越來越快,但是芯片的設計能力卻面臨巨大的挑戰。而IP核的重用則是解決當今芯片設計所面臨問題的最有效的解決方法。 MDIO接口模塊為以太網接口芯片中MAC層對PHY器件的控制管理接口。隨著以太網技術的快速發展以及MAC應用越來越廣泛,MDIO接口模塊的應用也越來越多,因此將MDIO接口模塊設計成可重用的IP核對于以各種太網接口集成芯片的設計具有很重要的作用。 本文詳細描述了MDIO接口模塊IP核的設計,介紹了該IP核的系統結構以及各個子模塊的詳細設計方法,對此IP核進行了仿真驗證,最后進行了FPGA測試,功能和性能達到了要求,最終通過了IP審核流程并且已成功應用于企業的以太網接口芯片中。

    標簽: MDIO FPGA 接口

    上傳時間: 2013-06-20

    上傳用戶:lishuoshi1996

  • USB接口引擎的軟核設計與FPGA兌現.rar

    USB(UniversalSerialBus,通用串行總線)是當今消費電子產品和儀器設備中應用最廣的接口協議之一,然而目前國內的USB芯片只有極少數幾款,產品研究善處于起步階段,絕大部分產品主要由國外的IC設計芯片廠商如Cypress、NEC等一些國際著名公司提供。因而,如果能夠自主開發設計USB芯片以替代國外同類產品,將會有很好的市場前景和利潤空間。 本論文課題是針對基于FPGA(FieldProgrammableGateArray,現場可編程門陣列器件)的數字電子產品應用設計一種實際可復用的USB接口引擎軟核。該軟核主要是用于處理USB標準協議包的通信處理,通過外接MCU(MultipointControlUnit,微控制器)就可以實現完整的USB接口通訊功能。它的功能相當于一些USB引擎的專用芯片如:Philips的PDIUSBD12等,其優點是結構簡單、靈活性高、復用設計方便。 功能仿真和綜合測試結果顯示本論文所設計的接口引擎軟核符合設計要求,并且軟核的性能和市場上同類產品基本一致。本論文的創新之處在于:1、從可配置性角度出發設計了低速、全速、高速三種可選模式;2、支持最多31個可配置端點;3、采用了可綜合、可移植的RTL(RegisterTransferLevel,寄存器傳輸級)代碼設計規則,同時也開發了可綜合的驗證測試代碼;4、完全由硬件實現USB通信功能。

    標簽: FPGA USB 接口

    上傳時間: 2013-07-18

    上傳用戶:JasonC

  • 基于FPGA的雷達信號處理系統設計.rar

    雷達信號處理是雷達系統的重要組成部分。在數字信號處理技術飛速發展的今天,雷達信號處理中也普遍使用數字信號處理技術。而現場可編程門陣列(FPGA)在數字信號處理中的廣泛應用,使得FPGA在雷達信號處理中也占據了重要地位。 針對脈壓雷達信號處理的FPGA實現,本文在以下幾個方面展開研究: 首先對幾種主要的脈沖壓縮信號進行了詳細的分析,得出了各種信號的特點及其處理方式;并比較了各種方式的優缺點。 其次對幾種基本的雷達信號處理如脈沖壓縮、動目標檢測(MTD)、恒虛警(CFAR)等詳細地闡述了其原理;列舉了各種信號處理經常采用的實現方法,對各種方法進行了比較研究;并針對線性調頻信號在MATLAB環境中對雷達回波信號處理進行仿真。 接下來,在Xilinx ISE6.3i軟件集成環境下,通過對Xilinx提供的免費IP核的調用,并與VHDL語言相結合,進行雷達信號處理的FPGA實現。

    標簽: FPGA 雷達信號處理 系統設計

    上傳時間: 2013-06-24

    上傳用戶:lingzhichao

  • 二維DCT/IDCT處理核的FPGA設計與實現

    離散余弦變換(DCT)及其反變換(IDCT)在圖像編解碼方面應用十分廣泛,至今已被JPEG、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4和H.26x等國際標準所采用。由于其計算量較大,軟件實現往往難以滿足實時處理的要求,因而在很多實際應用中需要采用硬件設計的DCT/IDCT處理電路來滿足我們對處理速度的要求。本文所研究的內容就是針對圖像處理應用的8×8二維DCT/IDCT處理核的硬件實現。 本文首先介紹了DCT和IDCT在圖像處理中的作用和原理,詳細說明了DCT變換實現圖像壓縮的過程,并與其它變換比較說明了用DCT變換實現圖像壓縮的優勢。接著,分析研究了DCT的各種快速算法,總結了前人對DCT快速算法及其實現所做的研究。本文給出了兩種性能、資源上有一定差異的二維DCT/IDCT的FPGA設計方案。兩種方案均利用DCT的行列分離特性,采用流水線設計技術,將二維DCT/IDCT實現轉化為兩個一維DCT/IDCT實現。在一維DCT/IDCT設計中,根據圖像處理的特點對Loeffler算法的數據流進行了優化,通過合理安排時鐘周期數和簡化各周期內的操作,大大縮短了關鍵路徑的執行時間,從而提高了流水線的執行速度。最后,對所設計的DCT/IDCT處理核進行了綜合和時序仿真。 結果表明,當使用Altera公司的MERCURY系列FPGA器件時,本文設計的方案一能夠在116M時鐘頻率下正確完成8×8的二維DCT或IDCT的邏輯運算,消耗2827個邏輯單元;方案二能夠在74M時鐘頻率下正常工作,消耗1629個邏輯單元。

    標簽: IDCT FPGA DCT 二維

    上傳時間: 2013-07-14

    上傳用戶:3291976780

  • 802.3快速以太網MAC層研究及其在FPGA的實現

    本文主要闡述基于FPGA對IEEE802.3快速以太網MAC層功能的實現.首先介紹了以太網協議以及快速以太網接入無源光網EPON的原理,然后重點闡述了MAC層的FPGA設計、仿真及測試.先總體介紹了對整個MAC系統的內部結構、模塊劃分,再對各個模塊的設計進行了詳細的描述,接著介紹了開發環境和驗證工具,之后給出了測試方案,驗證數據、實現結果及時序仿真波形圖.最后是對下一步將設計的MAC IP應用于EPON的MAC層協議進行了研究分析,通過數學推導和實例給出了MPCP的DBA算法,并討論了在MAC核中添加MPCP協議的實現方法.

    標簽: 802.3 FPGA MAC 快速以太網

    上傳時間: 2013-06-10

    上傳用戶:時代將軍

  • 基于FPGA的8051 IP核的設計

    本文探索了自主系統CPU設計方法和經驗,同時對80C51產品進行了必要的改進。 文章采用XILINX公司的Virtex-ⅡPro系列FPGA芯片,在相關EDA軟件平臺的支持下進行基于FPGA的8051芯片的設計。在已公開的8051源代碼的基礎上,對其中的程序存儲器、指令存儲器做了較大幅度的修改,增加了定時器、串行收發器的軟件編寫,VerilogHDL語句共6000余行(見附錄光盤)。在設計中筆者特別的注意了源代碼中組合邏輯循環的去除,時序設計中合理確定建立時間和保持時間,保證了工作頻率的提高(工作頻率由12MHz提高到約30MHz),串行收發器的下載實驗驗證了該模塊頻率的提高。對設計高頻CPU提供了有益的借鑒。本文利用Modelsim進行了功能仿真和后仿真,利用Synplify進行了綜合,仿真和綜合結果達到了設計的預期要求,并為下載和組成系統作了準備工作(設計了外圍電路的PCB板圖)。

    標簽: FPGA 8051 IP核

    上傳時間: 2013-06-28

    上傳用戶:梧桐

  • 圖像縮放算法的研究及其在FPGA上的實現

    作者研究了當前流行的縮放算法,對圖像紋理相關性大小和邊緣方向的判斷上提出了一種新的方法,并在此基礎上發展了一套適用于數字視頻芯片的圖像縮放算法。仿真結果表明此算法由優于目前流行的圖像縮放算法。 介紹了FPGA的開發工作大致可以分為設計和驗證兩大部分,在具體開發流程上可以根據要求靈活控制??s放芯片的開發可以分為:芯片結構設計、時鐘系統設計、存儲器讀寫控制、IP核復用設計、計算精度控制等方面的電路設計。在設計完成各級子模塊以后拼接各子??焱瓿烧麄€縮放模塊的設計。通過測試發現設計中存在的缺陷,修改再測試,最終完成整個模塊的設計?! ?/p>

    標簽: FPGA 圖像 法的研究

    上傳時間: 2013-05-31

    上傳用戶:tdyoung

  • 指紋識別算法的研究及基于FPGA的硬件實現

    隨著圖像處理和模式識別技術的進步,基于生物特征的識別技術成為蓬勃發展的高技術之一,根據IBG(InternationalBiometricGroup)組織對生物特征市場的統計和預測,該領域的收入的年增長率30-50%,到2008年,全球總收入將達到46.39億美元。而基于指紋特征的識別技術由于其獨特的可靠性,穩定性,方便快捷的特點,恰好符合了市場的需求。目前指紋識別技術是生物識別領域中應用最廣泛的識別技術,也是研究與應用的一個熱點。 SOPC片上可編程系統和嵌入式系統是當前電子設計領域中最熱門的概念。NiosⅡ是Altera公司開發的一種采用流水線技術、單指令流的RISC嵌入式處理器軟核,可以將它嵌入FPGA內部,與用戶自定義邏輯結合構成一個基于FPGA的片上系統。與嵌入式硬核相比較,嵌入式軟核具有更大的靈活性。而FPGA的高速性、恰恰滿足了指紋識別系統對速度的要求。 本文對指紋識別技術中各個環節的算法進行了較為深入的研究,結合NiosⅡ嵌入式處理器的特點,對算法進行了合理的選擇與優化,形成了一套完整的指紋識別算法,并提出了一種基于FPGA的指紋識別系統硬件設計方案。 論文的內容主要包括以下幾個方面: 1、對指紋圖像預處理、后處理和匹配算法進行了改進,提高了算法的性能;設計了一種適用于快速匹配的指紋特征數據結構;提出了一套基于特征點匹配的指紋識別算法。實驗結果表明該算法速度快、誤識率較低、可靠性較高,可以滿足實用的要求。 2、本著增加系統集成度、減小系統體積、提高便攜性、降低功耗和成本,同時提升系統的性能的原則,使用Altera公司提供的外圍設備IP核配合NiosⅡ處理器軟核搭建了一個單片嵌入式系統,然后以內嵌NiosⅡ軟核的FPGA和FPS200指紋采集器為核心芯片,外配片外RAM和Flash存儲器以及小鍵盤和LCD顯示屏等器件,設計了一個便攜式指紋識別系統,提出了一套基于FPGA的硬件設計方案。 3、利用NiosⅡ開發板對硬件設計方案進行了初步的驗證,實現了指紋采集芯片FPS200與FPGA的接口,并進行了算法的移植。 實驗結果表明本文所提出的系統設計方案是可行的。基于FPGA的自動指紋識別系統在速度、功耗、體積、擴展性方面有著獨特的優勢,具有廣闊的發展空間。最后提出了對這一設計繼續改進的思路和下一步研究的內容。

    標簽: FPGA 指紋識別 法的研究 硬件實現

    上傳時間: 2013-06-07

    上傳用戶:kikye

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