隨著微電子技術(shù)的高速發(fā)展,實(shí)時圖像處理在多媒體、圖像通信等領(lǐng)域有著越來越廣泛的應(yīng)用。FPGA就是硬件處理實(shí)時圖像數(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)介紹了一種基于FPGA開發(fā)板的實(shí)時圖像采集與顯示系統(tǒng),該系統(tǒng)由前端視頻采集單元、圖像存儲單元、圖像顯示單元三部分組成。它的主要功能有:對攝像頭送來的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,并采用PHILIPS公司的專用視頻解碼芯片SAA7113將模擬視頻轉(zhuǎn)化成數(shù)字視頻;將采集進(jìn)來的數(shù)據(jù)存儲到FPGA開發(fā)板內(nèi)嵌的SDRAM中;采用PHILIPS公司的專用視頻編碼芯片SAA7121將數(shù)字視頻信號轉(zhuǎn)換為模擬信號送顯示器輸出。 @@ 系統(tǒng)在Quartus II 5.0、Model Sim6.0軟件平臺下開發(fā)并在硬件上得到實(shí)現(xiàn),達(dá)到預(yù)期效果。FPGA實(shí)現(xiàn)圖像采集顯示是一種有效,簡便、經(jīng)濟(jì)的方法,因此該課題具有廣闊的應(yīng)用前景和市場價值。 @@關(guān)鍵詞:FPGA,I2C總線,視頻采集,SDRAM,視頻顯示
標(biāo)簽: FPGA 視頻采集 顯示系統(tǒng)
上傳時間: 2013-06-06
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本文完成了對MIPS-CPU的指令集確定,流水線與架構(gòu)設(shè)計(jì),代碼編寫,并且在x86計(jì)算機(jī)上搭建了稱為gccmips_elf的仿真系統(tǒng),完成了對MIPS-CPU硬件系統(tǒng)的模擬仿真,最終完成FPGA芯片的下載與實(shí)現(xiàn)。 @@ 本文完成了包含34條指令的MIPS-CPU指令集的制定,完成了整個MIPS-CPU的架構(gòu)設(shè)計(jì)與5級流水線級數(shù)的確定。制定了整個CPU的主控制模塊的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖;根據(jù)MIPS-CPU的指令集的模式,完成了對不同模式下的指令的分析,給出了相應(yīng)的取指,譯碼,產(chǎn)生新的程序存儲器尋址地址,執(zhí)行,數(shù)據(jù)存儲器與寄存器文件回寫的控制信號,完成取指令模塊,譯碼模塊,執(zhí)行模塊,數(shù)據(jù)回寫等模塊代碼的編寫,從而完成了流水線模塊的代碼設(shè)計(jì)。 @@ 重點(diǎn)分析了由于流水線設(shè)計(jì)而引入的競爭與冒險,分析了在不同流水線階段可能存在的競爭與冒險,對引起競爭與冒險的原因進(jìn)行了確定,并通過增加一些電路邏輯來避免競爭與冒險的發(fā)生,完成了競爭與冒險檢測電路模塊以及數(shù)據(jù)回寫前饋電路模塊的代碼編寫,從而解決了競爭與冒險的問題,使設(shè)計(jì)的5級流水線得以暢順實(shí)現(xiàn)。 @@ 完成了MIPS-CPU的仿真系統(tǒng)平臺的搭建,該仿真器用來對應(yīng)用程序進(jìn)行編譯,鏈接與執(zhí)行,生成相應(yīng)匯編語言程序以及向量文件(16進(jìn)制機(jī)器碼);并且同時產(chǎn)生相關(guān)的Modelsim仿真,及Quartus II下載驗(yàn)證的文件。本設(shè)計(jì)利用該仿真系統(tǒng)來評估設(shè)計(jì)的MIPS-CPU的硬件系統(tǒng),模擬仿真結(jié)果證明本文設(shè)計(jì)的MIPS-CPU可以實(shí)現(xiàn)正常功能。本論文課題的研究成功對今后從事專用RISC-CPU設(shè)計(jì)的同行提供了有益的參考。 @@ 最終將設(shè)計(jì)的MIPS-CPU下載到ALTERA公司的FPGA-EP1C6Q240芯片,并且借助ALTERA公司提供的Quartus II軟件進(jìn)行了編譯與驗(yàn)證,對設(shè)計(jì)的MIPS-CPU的資源使用,關(guān)鍵路徑上的時序,布線情況進(jìn)行了分析,最終完成各個指標(biāo)的檢查,并且借助Quartus II軟件內(nèi)嵌的Signal Tap軟件進(jìn)行軟硬件聯(lián)合調(diào)試,結(jié)果表明設(shè)計(jì)的MIPS-CPU功能正常,滿足約束,指標(biāo)正確。 @@關(guān)鍵詞 MIPS;流水線;競爭與冒險;仿真器;FPGA
上傳時間: 2013-07-31
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LED顯示屏是LED點(diǎn)陣模塊或者像素單元組成的平面顯示屏幕。自從誕生以來,以其亮度高、視角廣、壽命長、性價比高的特點(diǎn),在交通、廣告、新聞發(fā)布、體育比賽、電子景觀等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。 LED顯示屏控制器作為控制LED屏顯示圖像、數(shù)據(jù)的關(guān)鍵,是整個LED視頻顯示系統(tǒng)的核心。本文研究的是對全彩色同步LED屏的控制,控制LED屏同步顯示在上位機(jī)顯示系統(tǒng)中某固定位置處的圖像。根據(jù)已有的LED顯示屏及其驅(qū)動器的特點(diǎn),提出了一種可行的方案并進(jìn)行了設(shè)計(jì)。系統(tǒng)主要分為兩個部分:視頻信號的獲取,視頻信號的處理。 經(jīng)過分析比較,決定從顯卡的DVI接口獲得視頻源,視頻源經(jīng)過DVI解碼芯片TFP401A的解碼后,可以獲得圖像的數(shù)字信息,這些信息包括紅、綠、藍(lán)三基色的數(shù)據(jù)以及行同步、場同步、使能等控制信號。這些信號將在視頻信號處理模塊中被使用。 信號處理模塊在接收視頻信號源后,對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,最后輸出數(shù)據(jù)給驅(qū)動電路。在信號處理模塊中,采用了可編程邏輯器件FPGA來完成。可編程邏輯器件具有高集成度、高速度、高可靠性、在線可編程(ISP)等特點(diǎn),所以特別適合于本設(shè)計(jì)。利用FPGA的可編程性,在FPGA內(nèi)部劃分了各個小模塊,各小模塊中通過少量的信號進(jìn)行聯(lián)系,這樣就將比較大的系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成許多小的系統(tǒng),使得設(shè)計(jì)更加簡單,容易驗(yàn)證。本文分析了驅(qū)動電路所需要的數(shù)據(jù)的特點(diǎn),全彩色灰度級的實(shí)現(xiàn)方式,決定把系統(tǒng)劃分為視頻源截取、RGB格式轉(zhuǎn)化、位平面分離、讀SRAM地址發(fā)生器、寫SRAM地址發(fā)生器、讀寫SRAM選擇控制器、灰度實(shí)現(xiàn)等模塊。 最后利用示波器和SignalTap II邏輯分析儀等工具,對系統(tǒng)進(jìn)行了聯(lián)合調(diào)試。改進(jìn)了時序、優(yōu)化了布局布線,使得系統(tǒng)性能得到了良好的改善。 在分析了所需要的資源的基礎(chǔ)上,課題決定采用Altera的Cyclone EP1C12 FPGA設(shè)計(jì)視頻信號處理模塊,在Quartus II和modelsim平臺下,用Verilog HDL語言開發(fā)。
上傳時間: 2013-05-19
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本論文設(shè)計(jì)了一種基于FPGA的高速FIR數(shù)字濾波器,濾波器實(shí)現(xiàn)低通濾波,截止頻率為1MHz,通帶波紋小于1 dB,阻帶最大衰減為-40 dB,輸入輸出數(shù)據(jù)為8位二進(jìn)制,采樣頻率為10MHz。 論文首先簡要介紹了數(shù)字濾波器的基本原理和線性FIR數(shù)字濾波器的性質(zhì)、結(jié)構(gòu),根據(jù)濾波器的性能要求選擇窗函數(shù)、確定系數(shù),在算法上為了滿足數(shù)字濾波器的要求,對系數(shù)放大512倍并取整,并用Matlab對數(shù)字濾波器原理進(jìn)行了證明。同時簡述了EDA技術(shù)和FPGA設(shè)計(jì)流程。 其次,論文說明了FIR數(shù)字濾波器模塊的劃分,并用Verilog語言在Modelsim環(huán)境下進(jìn)行了功能測試。對于數(shù)字濾波器系數(shù)中的-1,-2,4這些簡單的系數(shù)乘法直接進(jìn)行移位和取反,可以極大的節(jié)省資源和優(yōu)化設(shè)計(jì)。而對普通系數(shù)乘法采用4-BANT(4bits-at-a-time)的并行算法,用加法累加快速實(shí)現(xiàn)了乘積的運(yùn)算;另外,在本設(shè)計(jì)進(jìn)行部分積累加時,采用舍取冗余位,主要是根據(jù)設(shè)計(jì)時已對系數(shù)進(jìn)行了放大,而輸出時又要將結(jié)果相應(yīng)的縮小,所以在累加時,提前對部分積縮小,從而減少了運(yùn)算量,從時間和資源上都得到了優(yōu)化。 論文的最后分別用Modelsim和Quartus II進(jìn)行了FIR數(shù)字濾波器的前仿真和后仿真,將仿真的結(jié)果和Matlab中原理驗(yàn)證時得到的理想值進(jìn)行了比較,并對所產(chǎn)生的誤差進(jìn)行了分析。仿真結(jié)果表明:本16階FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)截止頻率為1MHz的低通濾波,并且工作頻率可達(dá)150MHz以上。
上傳時間: 2013-05-24
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在Quartus II 9.0環(huán)境下編寫的VHDL代碼,實(shí)現(xiàn)二分頻、三分頻、四分頻功能。
上傳時間: 2013-04-24
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SignalTap II 內(nèi)嵌邏輯分析儀是Altera 公司Quartus II 軟件中內(nèi)嵌的一種調(diào)試程序,通過把一段執(zhí)行邏輯分析功能 的代碼和客戶的設(shè)計(jì)組合在一起編譯、布局布線,完成傳統(tǒng)邏輯分析儀的功能。介紹了SignalTap II 的基本內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)原理以及 在實(shí)際工程中的應(yīng)用環(huán)境。結(jié)合ATM交換矩陣的設(shè)計(jì)實(shí)例,詳細(xì)闡述了用SignalTapII 對FPGA 調(diào)試的具體方法和調(diào)試步驟, 以及在工程中的使用全過程。分析比較了該方法與傳統(tǒng)的外置式邏輯分析儀的優(yōu)劣,對SignalTap II 應(yīng)用條件進(jìn)行了闡述。
標(biāo)簽: SignalTapII FPGA 邏輯分析儀 調(diào)試
上傳時間: 2013-07-13
上傳用戶:古谷仁美
常用的實(shí)時數(shù)字信號處理的器件有可編程的數(shù)字信號處理(DSP)芯片(如AD系列、TI系列)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)等。在工程實(shí)踐中,往往要求對信號處理要有高速性、實(shí)時性和靈活性,而已有的一些軟件和硬件實(shí)現(xiàn)方式則難以同時達(dá)到這幾方面的要求。隨著可編程邏輯器件和EDA技術(shù)的發(fā)展,使用FPGA來實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號處理,既具有實(shí)時性,又兼顧了一定的靈活性。FPGA具有的靈活的可編程邏輯可以方便的實(shí)現(xiàn)高速數(shù)字信號處理,突破了并行處理、流水級數(shù)的限制,有效地利用了片上資源,加上反復(fù)的可編程能力,越來越受到國內(nèi)外從事數(shù)字信號處理的研究者所青睞。 FIR數(shù)字濾波器以其良好的線性特性被廣泛使用,屬于數(shù)字信號處理的基本模塊之一。本論文對基于FPGA的FIR數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究,所做的主要工作如下: 1.介紹了FIR數(shù)字濾波器的基本理論和FPGA的基本概況,以及FPGA設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則和常用的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想與技巧。 2.以FIR數(shù)字濾波器的基本理論為依據(jù),使用分布式算法為濾波器的硬件實(shí)現(xiàn)算法,并對其進(jìn)行了詳細(xì)的討論。針對分布式算法中查找表規(guī)模過大的缺點(diǎn),采用優(yōu)化分布式算法的多塊查找表方式使得硬件規(guī)模極大的減小。 3.設(shè)計(jì)出一個192階的FIR濾波器實(shí)例。其系統(tǒng)要求為:定點(diǎn)16位輸入、定點(diǎn)12位系數(shù)、定點(diǎn)16位輸出,采樣率為75MHz。設(shè)計(jì)用Quartus II軟件進(jìn)行仿真,并將其仿真結(jié)果與Matlab仿真結(jié)果進(jìn)行對比分析。 仿真結(jié)果表明,本論文設(shè)計(jì)的濾波器硬件規(guī)模較小,采樣率達(dá)到了75MHz。同時只要將查找表進(jìn)行相應(yīng)的改動,就能分別實(shí)現(xiàn)低通、高通、帶通FIR濾波器,體現(xiàn)了設(shè)計(jì)的靈活性。
標(biāo)簽: FPGA FIR 數(shù)字濾波器
上傳時間: 2013-06-06
上傳用戶:June
隨著電力電子變流技術(shù)的不斷發(fā)展,各種先進(jìn)的控制技術(shù)層出不窮。控制器也從過去的模擬電路時代逐漸進(jìn)入到全數(shù)字控制時代。但是MCU/DSP等通用控制器本身串行程序流工作模式的限制,在實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算法時往往難以滿足系統(tǒng)要求的快速性與實(shí)時性的要求,F(xiàn)PGA的出現(xiàn)為解決這個問題提供了一個新的方向。 本文首先對三相PWM整流器系統(tǒng)進(jìn)行了研究。在查閱大量國內(nèi)外文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上,對整流器及其控制器的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及研究趨勢做了詳細(xì)的研究,并對課題研究的意義有了更深入的認(rèn)識。接下來對三相電壓型整流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)模型、整流器的控制技術(shù)進(jìn)行了分析。文中所采用的滯環(huán)電流控制算法具有結(jié)構(gòu)簡單,電流響應(yīng)速度快,不依賴系統(tǒng)參數(shù),系統(tǒng)魯棒性好的特點(diǎn)。運(yùn)用matlab仿真軟件,對該控制方法進(jìn)行了仿真。然后對FPGA的發(fā)展歷程、應(yīng)用、分類、開發(fā)工具、語言等內(nèi)容進(jìn)行了介紹。最后對滯環(huán)控制算法進(jìn)行了模塊劃分,將其劃分為PI算法模塊,限幅與指令電流生成模塊,滯環(huán)比較模塊,PWM脈沖生成及死區(qū)保護(hù)模塊,AD控制及數(shù)據(jù)儲存模塊,并在Quartus II軟件環(huán)境下,使用VHDL語言通過編程實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)。實(shí)踐證明,采用FPGA來實(shí)現(xiàn)PWM整流器控制算法是可行的。
上傳時間: 2013-04-24
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本論文設(shè)計(jì)了一種基于FPGA的高速FIR數(shù)字濾波器,濾波器實(shí)現(xiàn)低通濾波,截止頻率為1MHz,通帶波紋小于1 dB,阻帶最大衰減為-40 dB,輸入輸出數(shù)據(jù)為8位二進(jìn)制,采樣頻率為10MHz。 論文首先簡要介紹了數(shù)字濾波器的基本原理和線性FIR數(shù)字濾波器的性質(zhì)、結(jié)構(gòu),根據(jù)濾波器的性能要求選擇窗函數(shù)、確定系數(shù),在算法上為了滿足數(shù)字濾波器的要求,對系數(shù)放大512倍并取整,并用Matlab對數(shù)字濾波器原理進(jìn)行了證明。同時簡述了EDA技術(shù)和FPGA設(shè)計(jì)流程。 其次,論文說明了FIR數(shù)字濾波器模塊的劃分,并用Verilog語言在Modelsim環(huán)境下進(jìn)行了功能測試。對于數(shù)字濾波器系數(shù)中的-1,-2,4這些簡單的系數(shù)乘法直接進(jìn)行移位和取反,可以極大的節(jié)省資源和優(yōu)化設(shè)計(jì)。而對普通系數(shù)乘法采用4-BANT(4bits-at-a-time)的并行算法,用加法累加快速實(shí)現(xiàn)了乘積的運(yùn)算;另外,在本設(shè)計(jì)進(jìn)行部分積累加時,采用舍取冗余位,主要是根據(jù)設(shè)計(jì)時已對系數(shù)進(jìn)行了放大,而輸出時又要將結(jié)果相應(yīng)的縮小,所以在累加時,提前對部分積縮小,從而減少了運(yùn)算量,從時間和資源上都得到了優(yōu)化。 論文的最后分別用Modelsim和Quartus II進(jìn)行了FIR數(shù)字濾波器的前仿真和后仿真,將仿真的結(jié)果和Matlab中原理驗(yàn)證時得到的理想值進(jìn)行了比較,并對所產(chǎn)生的誤差進(jìn)行了分析。仿真結(jié)果表明:本16階FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)截止頻率為1MHz的低通濾波,并且工作頻率可達(dá)150MHz以上。
標(biāo)簽: FPGA FIR 數(shù)字 濾波器設(shè)計(jì)
上傳時間: 2013-07-15
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首先安裝Quartus II 10.0 SP1(默認(rèn)是32/64-Bit一起安裝):此軟件在Windows XP和Windows 7的32/64位操作系統(tǒng)下都驗(yàn)證過了,沒有問題!Windows Vista 32/64因?yàn)槲④浂挤艞壛耍詻]有驗(yàn)證,理論上應(yīng)該可以正常使用。
標(biāo)簽: Quaturs_Crack Windows 10.0 SP
上傳時間: 2013-04-24
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