本研究針對目標(biāo)識(shí)別等系統(tǒng)中由于載機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而使目標(biāo)圖像發(fā)生旋轉(zhuǎn),給測量及人眼觀察帶來的影響,因此需要對目標(biāo)圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)的反旋轉(zhuǎn)處理,對目前出現(xiàn)的消像旋技術(shù)進(jìn)行分析和比較,選擇從電子學(xué)消旋方法出發(fā),研究圖像消像旋的方法,并給出了基于FPGA的實(shí)時(shí)消像旋系統(tǒng)的完整結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的算法設(shè)計(jì)。 本文在對電子圖像消旋原理的深入分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并利用Visual C++6.0軟件仿真實(shí)現(xiàn)了一種優(yōu)化的快速旋轉(zhuǎn)算法,再利用后插值處理保證了圖像的質(zhì)量;構(gòu)建了以ACEX EP1K100為核心的數(shù)字圖像實(shí)時(shí)消像旋系統(tǒng),利用VHDL硬件描述語言實(shí)現(xiàn)了整個(gè)消像旋算法的FPGA設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)利用高速相機(jī)和Camera Link接口傳輸圖像,提高了系統(tǒng)的運(yùn)行速度。利用QuartusII和Matlab軟件對整個(gè)算法設(shè)計(jì)進(jìn)行混合仿真實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該系統(tǒng)能夠成功地對采集到的灰度圖像進(jìn)行消像旋處理,旋轉(zhuǎn)后的圖像清晰穩(wěn)定,像素誤差小于一個(gè)像素,而且對于視頻信號(hào)只有一幀的延時(shí)不到20ms,達(dá)到系統(tǒng)參數(shù)要求。
上傳時(shí)間: 2013-07-04
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隨著圖像聲納技術(shù)的發(fā)展,對于大數(shù)據(jù)量圖像數(shù)據(jù)的壓縮成為必須要解決的一個(gè)課題。本文結(jié)合水聲圖像特點(diǎn),應(yīng)用VerilogHDL 語言在Quartus Ⅱ軟件環(huán)境下設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了JPEG基本模式編解碼器。 JPEG是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)和CCITT 聯(lián)合制定的靜態(tài)圖像的壓縮標(biāo)準(zhǔn),是目前最常使用的圖像存儲(chǔ)格式。 論文首先介紹了JPEG編碼的基本原理,然后根據(jù)編碼的流程從總體結(jié)構(gòu)上對JPEG編碼器進(jìn)行了模塊劃分。對于2D—DCT變換采用了行列分離的快速算法;針對水聲圖像特點(diǎn)采用了DC系數(shù)直接編碼。以一幅真實(shí)的水聲圖像作為JPEG編碼器的測試輸入,對編碼器輸出的碼流經(jīng)過軟件編程后正確顯示出了JPEG圖片,并分析了壓縮圖像效果和質(zhì)量。 JPEG解碼器采用了和JPEG編碼器對稱的模塊劃分,2D—IDCT變換同樣采用了行列分離的快速算法;根據(jù)JPEG標(biāo)準(zhǔn)中哈夫曼編碼的特點(diǎn),哈夫曼解碼采用了濃縮哈夫曼表法,降低了存儲(chǔ)資源,提高了解碼速度。對經(jīng)本文設(shè)計(jì)的JPEG解碼器解碼后的圖片和原圖片進(jìn)行了比較分析,結(jié)果表明本設(shè)計(jì)滿足要求。
上傳時(shí)間: 2013-05-25
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在幾乎所有現(xiàn)代通訊和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中,安全問題都起著非常重要的作用。隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的迅速發(fā)展,對安全的要求也逐漸加強(qiáng)。目前影響最大的三類公鑰密碼是RSA公鑰密碼、EIGamal公鑰密碼和橢圓曲線公鑰密碼。但超橢圓曲線密碼是比橢圓曲線密碼更難攻破的密碼體制,且可以在更小的基域上達(dá)到與橢圓曲線密碼相同的安全程度。雖然超橢圓曲線密碼體制在理論上已經(jīng)基本成熟,但由于它的計(jì)算復(fù)雜性大,所以在具體實(shí)現(xiàn)上還需要進(jìn)一步研究。實(shí)現(xiàn)超橢圓曲線密碼系統(tǒng),對于增強(qiáng)信息系統(tǒng)的安全性和研究更高強(qiáng)度的加密系統(tǒng)都有著重要的理論意義和較高的應(yīng)用價(jià)值,相信超橢圓曲線密碼系統(tǒng)將會(huì)有更好的應(yīng)用前景。 對于密碼系統(tǒng),我們希望它占用的空間更少,實(shí)現(xiàn)的時(shí)間更短,安全性更高。論文研究超橢圓曲線密碼中的加密算法,對主要算法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)比較并提出軟硬協(xié)調(diào)思想實(shí)現(xiàn)超橢圓曲線密碼系統(tǒng)就是為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)。 論文先介紹了超橢圓曲線密碼系統(tǒng)中有限域上的兩個(gè)核心運(yùn)算——有限域乘法運(yùn)算和有限域求逆運(yùn)算。對有限域乘法運(yùn)算的全串行算法和串并混合算法在FPGA上用VHDL語言進(jìn)行了實(shí)現(xiàn),并對它們的結(jié)果進(jìn)行對比,重點(diǎn)在于對并行度不同的串并混合算法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)比較,找到面積和速度的最佳結(jié)合點(diǎn)。通過對算法的實(shí)現(xiàn)和比較,發(fā)現(xiàn)理論上面積和速度協(xié)調(diào)性較好的8位串并混合算法在實(shí)際中協(xié)調(diào)性并不是很好,最終得出結(jié)論,在所做實(shí)驗(yàn)的四種情況中,面積和速度協(xié)調(diào)性較好的算法是4位串并混合算法。隨后論文對有限域求逆運(yùn)算的三種算法在FPGA上用VHDL語言進(jìn)行實(shí)現(xiàn)比較,找到單獨(dú)實(shí)現(xiàn)有限域求逆運(yùn)算較好的算法(MIMA域求逆算法)和可以與域乘法運(yùn)算相結(jié)合的算法(使用域乘法求逆的算法),為軟硬協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)超橢圓曲線系統(tǒng)思想的提出打下基礎(chǔ)。 論文然后提出了軟硬協(xié)調(diào)的方法實(shí)現(xiàn)超橢圓曲線系統(tǒng)的思想,并對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了軟硬件部分的劃分。通過分析,將標(biāo)量乘算法,除子算法和多項(xiàng)式環(huán)算法劃分到軟件部分,并對其中的標(biāo)量乘運(yùn)算進(jìn)行了詳細(xì)的分析介紹,將有限域算法歸于硬件部分并對其進(jìn)行了簡單描述。在最后對全文進(jìn)行總結(jié),提出進(jìn)一步需要開展的工作。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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國家863項(xiàng)目“飛行控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)FC通信卡研制”的任務(wù)是研究設(shè)計(jì)符合CPCI總線標(biāo)準(zhǔn)的FC通信卡。本課題是這個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)一步引伸,用于設(shè)計(jì)SCI串行通信接口,以實(shí)現(xiàn)環(huán)上多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)間的高速串行通信。 本文以此項(xiàng)目為背景,對基于FPGA的SCI串行通信接口進(jìn)行研究與實(shí)現(xiàn)。論文先概述SCI協(xié)議,接著對SCI串行通信接口的兩個(gè)模塊:SCI節(jié)點(diǎn)模型模塊和CPCI總線接口模塊的功能和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的論述。 SCI節(jié)模型包含Aurora收發(fā)模塊、中斷進(jìn)程、旁路FIFO、接受和發(fā)送存儲(chǔ)器、地址解碼、MUX。在SCI節(jié)點(diǎn)模型的實(shí)現(xiàn)上,利用FPGA內(nèi)嵌的RocketIO高速串行收發(fā)器實(shí)現(xiàn)主機(jī)之間的高速串行通信,并利用Aurora IP核實(shí)現(xiàn)了Aurora鏈路層協(xié)議;設(shè)計(jì)一個(gè)同步FIFO實(shí)現(xiàn)旁路FIFO;利用FPGA上的塊RAM實(shí)現(xiàn)發(fā)送和接收存儲(chǔ)器;中斷進(jìn)程、地址解碼和多路復(fù)合分別在控制邏輯中實(shí)現(xiàn)。 CPCI總線接口包括PCI核、PCI核的配置模塊以及用戶邏輯三個(gè)部分。本課題中,采用FPGA+PCI軟核的方法來實(shí)現(xiàn)CPCI總線接口。PCI核作為PCI總線與用戶邏輯之間的橋梁:PCI核的配置模塊負(fù)責(zé)對PCI核進(jìn)行配置,得到用戶需要的PCI核;用戶邏輯模塊負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)整個(gè)通信接口具體的內(nèi)部邏輯功能;并引入中斷機(jī)制來提高SCI通信接口與主機(jī)之間數(shù)據(jù)交換的速率。 設(shè)計(jì)選用硬件描述語言VerilogHDL和VHDL,在開發(fā)工具Xilinx ISE7.1中完成整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、綜合、布局布線,利用Modelsim進(jìn)行功能及時(shí)序仿真,使用DriverWorks為SCI串行通信接口編寫WinXP下的驅(qū)動(dòng)程序,用VC++6.0編寫相應(yīng)的測試應(yīng)用程序。最后,將FPGA設(shè)計(jì)下載到FC通信卡中運(yùn)行,并利用ISE內(nèi)嵌的ChipScope Pro虛擬邏輯分析儀對設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證,運(yùn)行結(jié)果正常。 文章最后分析傳輸性能上的原因,指出工作中的不足之處和需要進(jìn)一步完善的地方。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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Linux系統(tǒng)分析與高級編程技術(shù) 一共31章節(jié)
標(biāo)簽: Linux zip 系統(tǒng)分析 高級編程
上傳時(shí)間: 2013-06-04
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本書全面的介紹了VHDL硬件描述語言的基本知識(shí)和利用VHDL語言進(jìn)行數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法。
上傳時(shí)間: 2013-07-30
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基于FPGA芯片的功能仿真平臺(tái)構(gòu)建及靜態(tài)時(shí)序分析
上傳時(shí)間: 2013-06-28
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PWM(脈沖寬度調(diào)制)是一種利用數(shù)字信號(hào)來控制模擬電路的控制技術(shù),廣泛應(yīng)用于電源、電機(jī)、伺服系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、電子控制器、功率控制等電力電子設(shè)備。PWM技術(shù)在逆變電路中的應(yīng)用最為廣泛,也是變頻技術(shù)的核心,同時(shí)在機(jī)床,液壓位置控制系統(tǒng)等機(jī)械裝置中也發(fā)揮著重要的作用。PWM技術(shù)已經(jīng)成為控制領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn),因此研究PWM發(fā)生器對于基礎(chǔ)理論的發(fā)展和技術(shù)的改進(jìn)都有十分重要的意義。 論文研究的主要內(nèi)容是用任意波形作為調(diào)制信號(hào)通過特定的方法來產(chǎn)生所需要的PWM波形,任意波形的合成和PWM波形的生成是兩個(gè)主要任務(wù)。任意波形的合成是課題設(shè)計(jì)的一個(gè)難點(diǎn),也是影響系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素之一。論文中波形合成采用直接數(shù)字頻率合成(DDS)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。DDS技術(shù)以相位為地址,通過查找離散幅度數(shù)據(jù)進(jìn)行波形合成,具有輸出波形相位變化連續(xù)、分辨率高、頻率轉(zhuǎn)換速率快的優(yōu)點(diǎn),而且通過設(shè)置控制字可靈活方便地改變輸出頻率,是目前波形合成的主流方法。 實(shí)現(xiàn)PWM發(fā)生器的設(shè)計(jì)方法有多種。在綜合比較了單片機(jī)、DSP、ARM等常用開發(fā)工具特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,本文提出了一種以可編程邏輯器件(PLD)為主體,單片機(jī)輔助配合的設(shè)計(jì)方法。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電了技術(shù)的迅速發(fā)展,可編程邏輯器件的集成度和容量越來越大,基于PLD的設(shè)計(jì)方法正逐步成為一種主流于段,是近些年來電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)熱點(diǎn)。整個(gè)系統(tǒng)分為模擬波形產(chǎn)生、單片機(jī)控制電路、FPGA內(nèi)部功能模塊三大部分。FPGA部分的設(shè)計(jì)是以Altera公司的Quartus Ⅱ軟件為開發(fā)平臺(tái),采用VHDL語言為主要輸入手段來完成內(nèi)部各功能模塊的設(shè)計(jì)輸入、編譯、仿真等調(diào)試工作,目標(biāo)載體選用性價(jià)比比較高的Altera公司的CycloneⅡ系列的器件;單片機(jī)控制電路主要負(fù)責(zé)控制字的設(shè)置和顯示,波形數(shù)據(jù)的接受與發(fā)送;用MATLAB軟件完成仟意波形的繪制和模擬任務(wù)。 論文共分五章,詳細(xì)介紹了課題的背景、PWM發(fā)生器的發(fā)展和應(yīng)用以及選題的目的和意義等,論述了系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的可行性,對外圍電路和FPAG內(nèi)部功能模塊的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了具體說明,并對仿真結(jié)果、系統(tǒng)的性能、存在的問題和改進(jìn)方法等進(jìn)行了分析和闡述。整個(gè)設(shè)計(jì)滿足PWM發(fā)生器的任務(wù)和功能要求,設(shè)計(jì)方法可行。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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隨著數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字信號(hào)處理廣泛應(yīng)用于聲納、雷達(dá)、通訊語音處理和圖像處理等領(lǐng)域??焖俑盗⑷~變換(Fast Fourier Transform,F(xiàn)FT)在數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)中起著很重要的作用,F(xiàn)FT 有效地提高了離散傅立葉變換(Discret Fourier Transform,DFT)的運(yùn)算效率。 處理器一般要求具有高速度、高精度、大容量和實(shí)時(shí)處理的性能,而現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array,F(xiàn)PGA)是近年來迅速發(fā)展起來的新型可編程器件,在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)方面,有極大的優(yōu)勢。論文采用了在FPGA中實(shí)現(xiàn)FFT算法的方案。 數(shù)字信號(hào)處理板的硬件電路設(shè)計(jì)是本論文的重要部分之一。在介紹了FFT以及波束形成的基本原理和基本方法的基礎(chǔ)上,根據(jù)實(shí)時(shí)處理的要求,給出了數(shù)字信號(hào)處理板的硬件設(shè)計(jì)方案并對硬件電路的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了分析和說明。 依據(jù)數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,分別采用基二按時(shí)間抽取FFT算法、基四按時(shí)間抽取FFT算法以及FFT兆核函數(shù)三種方法利用硬件描述語言(VHSICHardware Description Language,VHDL)實(shí)現(xiàn)了1024點(diǎn)的FFT,接著對三種方法進(jìn)行了評估,得出了FPGA完全能滿足處理器的實(shí)時(shí)處理的要求的結(jié)論。然后根據(jù)通用串行總線(Universial Serial Bus,USB)協(xié)議,利用VHDL語言編寫了USB接口芯片ISP1581的固件程序,實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的枚舉過程。
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頻率是電子技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)基本參數(shù),同時(shí)也是一個(gè)非常重要的參數(shù)。穩(wěn)定的時(shí)鐘在高性能電子系統(tǒng)中有著舉足輕重的作用,直接決定系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,測頻系統(tǒng)使用時(shí)鐘的提高,測頻技術(shù)有了相當(dāng)大的發(fā)展,但不管是何種測頻方法,±1個(gè)計(jì)數(shù)誤差始終是限制測頻精度進(jìn)一步提高的一個(gè)重要因素。 本設(shè)計(jì)闡述了各種數(shù)字測頻方法的優(yōu)缺點(diǎn)。通過分析±1個(gè)計(jì)數(shù)誤差的來源得出了一種新的測頻方法:檢測被測信號(hào),時(shí)基信號(hào)的相位,當(dāng)相位同步時(shí)開始計(jì)數(shù),相位再次同步時(shí)停止計(jì)數(shù),通過相位同步來消除計(jì)數(shù)誤差,然后再通過運(yùn)算得到實(shí)際頻率的大小。根據(jù)M/T法的測頻原理,已經(jīng)出現(xiàn)了等精度的測頻方法,但是還存在±1的計(jì)數(shù)誤差。因此,本文根據(jù)等精度測頻原理中閘門時(shí)間只與被測信號(hào)同步,而不與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)同步的缺點(diǎn),通過分析已有等精度澳孽頻方法所存在±1個(gè)計(jì)數(shù)誤差的來源,采用了全同步的測頻原理在FPGA器件上實(shí)現(xiàn)了全同步數(shù)字頻率計(jì)。根據(jù)全同步數(shù)字頻率計(jì)的測頻原理方框圖,采用VHDL語言,成功的編寫出了設(shè)計(jì)程序,并在MAX+PLUS Ⅱ軟件環(huán)境中,對編寫的VHDL程序進(jìn)行了仿真,得到了很好的效果。最后,又討論了全同步頻率計(jì)的硬件設(shè)計(jì)并給出了電路原理圖和PCB圖。對構(gòu)成全同步數(shù)字頻率計(jì)的每一個(gè)模塊,給出了較詳細(xì)的設(shè)計(jì)方法和完整的程序設(shè)計(jì)以及仿真結(jié)果。
標(biāo)簽: FPGA 數(shù)字頻率計(jì)
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