超聲理論與技術(shù)的快速發(fā)展，使超聲設(shè)備不斷更新，超聲檢查已成為預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)疾病及其治療結(jié)果不可缺少的重要方法。超聲診斷技術(shù)不僅具有安全、方便、無(wú)損、廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，其優(yōu)越性還在于它選用診斷參數(shù)的多樣性及其在工程上實(shí)現(xiàn)的靈活性。 全數(shù)字B超診斷儀基于嵌入式ARM9+FPGA硬件平臺(tái)、LINUX嵌入式操作系統(tǒng)，是一種新型的、操作方便的、技術(shù)含量高的機(jī)型。它具有現(xiàn)有黑白B超的基本功能，能夠?qū)Τ暬夭〝?shù)據(jù)進(jìn)行靈活的處理，從而使操作更加方便，圖象質(zhì)量進(jìn)一步提高，并為遠(yuǎn)程醫(yī)療、圖像存儲(chǔ)、拷貝等打下基礎(chǔ)，是一種很有發(fā)展前景、未來(lái)市場(chǎng)的主打產(chǎn)品。全數(shù)字B型超聲診斷儀的基本技術(shù)特點(diǎn)是用數(shù)字硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)量極其龐大的超聲信息的實(shí)時(shí)處理，它的實(shí)現(xiàn)主要倚重于FPGA技術(shù)。現(xiàn)在FPGA已經(jīng)成為多種數(shù)字信號(hào)處理（DSP）應(yīng)用的強(qiáng)有力解決方案。硬件和軟件設(shè)計(jì)者可以利用可編程邏輯開(kāi)發(fā)各種DSP應(yīng)用解決方案。可編程解決方案可以更好地適應(yīng)快速變化的標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議和性能需求。 本論文首先闡述了醫(yī)療儀器發(fā)展現(xiàn)狀和嵌入式計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)及發(fā)展?fàn)顩r，提出了課題研究?jī)?nèi)容和目標(biāo)。然后從B超診斷原理及全數(shù)字B超診斷儀設(shè)計(jì)入手深入分析了B型超聲診斷儀的系統(tǒng)的硬件體系機(jī)構(gòu)。對(duì)系統(tǒng)的總體框架和ARM模塊設(shè)計(jì)做了描述后，接著分析了超聲信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理的各個(gè)子模塊、可編程邏輯器件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、編程原理、設(shè)計(jì)流程以及ARM處理模塊和FPGA模塊的主要通訊接口。接著，本論文介紹了基于ARM9硬件平臺(tái)的LINUX嵌入式操作系統(tǒng)的移植和設(shè)備驅(qū)動(dòng)的開(kāi)發(fā)，詳細(xì)描述了B型超聲診斷儀的軟件環(huán)境的架構(gòu)及其設(shè)備驅(qū)動(dòng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)。最后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的功能和特點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)和展望。
標(biāo)簽： ARM 全數(shù)字 儀的設(shè)計(jì) 超聲診斷
上傳時(shí)間： 2013-05-28
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本文是在基于ARM＋FPGA 的硬件平臺(tái)上進(jìn)行嵌入式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，ARM實(shí)現(xiàn)應(yīng)用管理，F(xiàn)PGA 實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)運(yùn)算，發(fā)出脈沖到伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，形成運(yùn)動(dòng)指令控制伺服電機(jī)運(yùn) 轉(zhuǎn)等。文中對(duì)FPG
標(biāo)簽： FPGA Control Design Motion
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對(duì)數(shù)據(jù)采集、信號(hào)處理的要求越來(lái)越高：不僅要求高速、高精度和高實(shí)時(shí)，還要求數(shù)據(jù)采集，處理設(shè)備便攜化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化，并具有友好的人機(jī)界面。傳統(tǒng)的8/16位單片機(jī)因資源極度受限，難以滿足上述要求；而傳統(tǒng)的信號(hào)處理過(guò)程都是依賴于PC完成，則存在著安裝麻煩、價(jià)格昂貴且電磁兼容性差等缺點(diǎn)。 嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)快速發(fā)展的領(lǐng)域，嵌入式系統(tǒng)的研究?jī)?nèi)容涉及到計(jì)算機(jī)學(xué)科的各個(gè)方面。將嵌入式系統(tǒng)引入雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)，能極大的提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和靈活性。本文的研究正是基于ARM的雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)。 本文在對(duì)線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)測(cè)速測(cè)距研究的基礎(chǔ)上，討論了一種軟硬件配置靈活、結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)的雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)，其硬件平臺(tái)以ARM處理器，可編程邏輯器件FPGA，和DSP為核心，擴(kuò)展了UART、LCD、網(wǎng)口、IDE、觸摸屏、PS/2和USB等外圍接口，可實(shí)現(xiàn)對(duì)線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)回波信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、脈沖壓縮、恒虛警檢測(cè)、航跡相關(guān)，航跡顯示等處理，相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。在軟件設(shè)計(jì)方面，完成Bootloader，Linux2.4操作系統(tǒng)在系統(tǒng)上的移植，在此基礎(chǔ)上對(duì)實(shí)現(xiàn)了對(duì)網(wǎng)口、IDE、LCD等模塊的驅(qū)動(dòng)程序編寫，并在MiniGUI上進(jìn)行基于顯示終端需求的圖形用戶界面開(kāi)發(fā)。
標(biāo)簽： ARM 雷達(dá)信號(hào) 處理系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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GPS以全天候、高精度、自動(dòng)化、高效益等顯著特點(diǎn)，贏得廣大測(cè)繪工作者的信賴，而一體化GPS接收機(jī)更是具有全內(nèi)置、防水、耐寒以及操作方便、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，己經(jīng)廣泛應(yīng)用于控制測(cè)量和大地測(cè)量中。隨著全球定位系統(tǒng)的不斷改進(jìn)，硬、軟件的不斷完善，應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷地開(kāi)拓，目前已遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)各種部門，并開(kāi)始逐步深入人們的日常生活。 本文介紹了GPS系統(tǒng)的特點(diǎn)、工作原理、課題背景、國(guó)內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品的現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)，闡述了GPS接收機(jī)的設(shè)計(jì)原理。文章認(rèn)為，GPS接收機(jī)中的微處理器的性能直接影響整機(jī)的性能，相比較其它微處理器，ARM微處理器具有一些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。文章了ARM系列微處理器尤其是ARM7微處理器的性能特點(diǎn)，并給出了利用ARM7微處理器LPC2138芯片和xc3s1000型FPGA設(shè)計(jì)GPS接收機(jī)的實(shí)際設(shè)計(jì)和調(diào)試方案，并對(duì)此方案進(jìn)行了論證，同時(shí)給出了各個(gè)功能模塊的軟硬件實(shí)現(xiàn)過(guò)程，并對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了性能指標(biāo)測(cè)試。
標(biāo)簽： ARM GPS 芯片 收機(jī)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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機(jī)械手是自動(dòng)裝配生產(chǎn)線上必不可少的設(shè)備，它可以模擬人手臂的部分動(dòng)作，按預(yù)定的程序、軌跡和要求，實(shí)現(xiàn)抓取、搬運(yùn)和裝配等工作。在減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度和提高裝配質(zhì)量和在惡劣環(huán)境下作業(yè)等方面，起到了積極的作用。嵌入式系統(tǒng)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的以應(yīng)用為中心并且軟硬件可裁剪的實(shí)時(shí)系統(tǒng)，它的特點(diǎn)是高度自動(dòng)化，響應(yīng)速度快等，非常適合于要求實(shí)時(shí)的和多任務(wù)的場(chǎng)合。 本文分析了機(jī)械手控制系統(tǒng)的功能要求，研究設(shè)計(jì)了一種基于ARM和DSP的機(jī)械手?jǐn)?shù)控系統(tǒng)的方案。嵌入式ARM處理器，具有運(yùn)行速度快、功耗低、程序設(shè)計(jì)靈活、外圍硬件資源豐富等優(yōu)點(diǎn)，但其很難在處理大數(shù)據(jù)量、復(fù)雜算法時(shí)保證系統(tǒng)的靈活性和實(shí)時(shí)性。DSP作為數(shù)字信號(hào)處理的核心器件，能夠?qū)崟r(shí)快速的完成控制算法運(yùn)算，由于DSP普通輸入輸出口的高低電平變化周期最快只能到1微秒左右，不適合高速輸入輸出；FPGA芯片高速輸入輸出數(shù)據(jù)，時(shí)間可縮短至幾十納秒。另外利用FPGA可以方便的實(shí)現(xiàn)各種接口的邏輯時(shí)序，豐富的接口使得該系統(tǒng)能夠方便的進(jìn)行移植，擴(kuò)展了該系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，從而提升了其性價(jià)比，通過(guò)ARM處理器和DSP以及FPGA技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，使系統(tǒng)具有程序設(shè)計(jì)靈活、以太網(wǎng)通信、大容量存儲(chǔ)、高速數(shù)據(jù)輸出、可移植等特點(diǎn)，既滿足高速機(jī)械手自動(dòng)控制的要求，同時(shí)又具有一定的通用性。 通過(guò)本課題實(shí)踐表明，基于ARM和DSP構(gòu)建嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用方案全可行、合理，同傳統(tǒng)的人機(jī)交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，能大量地減輕研發(fā)任務(wù)，提高發(fā)速度，能夠在短時(shí)間內(nèi)得到控制性能優(yōu)秀的數(shù)控系統(tǒng)。
標(biāo)簽： ARM DSP 數(shù)控 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-06-11
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本課題所研究的橫機(jī)是一種由嵌入式控制器系統(tǒng)控制的自動(dòng)化程度很高的緯編針織機(jī)，主要用于針織服裝的編織制造。我國(guó)是紡織大國(guó)，橫機(jī)需求量大，自主研發(fā)全自動(dòng)電腦橫機(jī)有廣泛的市場(chǎng)前景。 通過(guò)對(duì)橫機(jī)機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和原理的分析，本文提出了一種橫機(jī)控制系統(tǒng)硬件解決方案。該方案主要由主控制器、協(xié)處理器、驅(qū)動(dòng)電路等三部分組成。以ARM作為主控制器，負(fù)責(zé)編織工藝和人機(jī)接口設(shè)計(jì)；以FPGA作為協(xié)處理器，執(zhí)行ARM的命令，控制后續(xù)電路動(dòng)作；驅(qū)動(dòng)電路主要面向橫機(jī)機(jī)械部件，并向前端電路提供硬件接口。 基于該硬件系統(tǒng)解決方案，本文繼而提出了一種新型的軟件系統(tǒng)解決方案。該方案基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，主要由羅拉系統(tǒng)控制算法、驅(qū)動(dòng)程序、橫機(jī)編織控制程序和圖形用戶界面等四部分組成。羅拉系統(tǒng)采用模糊控制算法，控制卷布速率；驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)ARM和FPGA的通信；橫機(jī)編織控制程序?qū)⒒ㄐ臀募械臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為機(jī)械部件的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)整個(gè)編織過(guò)程；圖形用戶界面提供良好的人機(jī)界面，方便操作。 最后詳細(xì)介紹了整個(gè)橫機(jī)控制器系統(tǒng)的調(diào)試流程，涉及硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和軟硬件聯(lián)合調(diào)試等。 與傳統(tǒng)電腦橫機(jī)相比，基于此設(shè)計(jì)方案的橫機(jī)技術(shù)含量較高，成本低，可移植性強(qiáng)，并可實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)控制。
標(biāo)簽： Linux ARM 橫機(jī) 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著國(guó)有銀行向商業(yè)銀行的轉(zhuǎn)變,銀行的設(shè)備采購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)會(huì)越來(lái)越高，與此同時(shí)，銀行柜臺(tái)業(yè)務(wù)量的增加，使得老一代的銀行專用打印機(jī)無(wú)論在速度上還是在使用的方便性上都顯得力不從心，為了占領(lǐng)市場(chǎng)，公司有必要開(kāi)發(fā)新型的、使用更加方便的打印機(jī)。 老一代打印機(jī)在打印存折時(shí)，柜臺(tái)工作人員要把存折放準(zhǔn)位置，要不然打印會(huì)偏離預(yù)定位置，在打印信函時(shí)，有的冷僻字無(wú)法打印出來(lái)，軟件無(wú)法下載升級(jí)。為了加快柜臺(tái)處理速度，減小柜臺(tái)工作人員的工作量，需要開(kāi)發(fā)能自動(dòng)糾偏定位，字符完善的打印機(jī)。 本文在分析需求的基礎(chǔ)上，比較當(dāng)前流行的處理器，選用Atmel公司的ARM芯片AT91M42800A作為處理核心，使用Xilin公司的20萬(wàn)門的FPGA XC2S200做硬件邏輯控制，通過(guò)光電傳感器和相關(guān)的控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)糾偏定位。在嵌入式操作系統(tǒng)上選用Nucleus Plus，約95％的Nucleus Plus代碼用C語(yǔ)言編寫，因此它能很方便移植，同時(shí)它還提供全部源代碼，這樣便于開(kāi)發(fā)。另外，它還只要一次性付費(fèi)，這使得它有很好的成本優(yōu)勢(shì)。 文中詳細(xì)說(shuō)明了本系統(tǒng)的硬件、固件的實(shí)現(xiàn)。在硬件上闡述了一些單元電路，包括存儲(chǔ)器電路，接口電路，傳感器電路等的設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)方法。通過(guò)光電傳感電路，步進(jìn)電機(jī)控制和軟件結(jié)合，形成閉環(huán)控制，從而實(shí)現(xiàn)了快速自動(dòng)糾偏定位；通過(guò)大屏幕的LCD顯示實(shí)現(xiàn)了操作界面的簡(jiǎn)單化；采用大容量的存儲(chǔ)器以及大字庫(kù)解決了冷僻字無(wú)法打印的問(wèn)題；固件部分詳細(xì)闡述了系統(tǒng)上電啟動(dòng)過(guò)程，包括Bootstrap模塊和loader模塊，Bootstrap模塊主要功能是重定位存儲(chǔ)器，初始化基本硬件以及Loader模塊的自動(dòng)在線下載升級(jí)。Loader模塊的主要功能是下載FPGA的配置代碼，初始化鍵盤和顯示器，然后調(diào)用Nucleus Plus初始化代碼，從而建立和調(diào)用任務(wù)。 本文通過(guò)總結(jié)測(cè)試結(jié)果，與老一代打印機(jī)相比，新打印機(jī)在智能化上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)糾偏定位，使得打印機(jī)操作人員不需要準(zhǔn)確放置存折，就能正確打印，提高了工作效率；在打印速度上比原系統(tǒng)提高30％，還可方便地實(shí)現(xiàn)軟件升級(jí)。 當(dāng)然，新的打印機(jī)在存折偏移很大時(shí)，要耗費(fèi)長(zhǎng)時(shí)間才能把存折推到正確位置。這要在糾偏算法上做進(jìn)一步的改進(jìn)。
標(biāo)簽： Nucleus Plus ARM 打印機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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JPEG2000是新一代的靜態(tài)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，它相比JPEG有很多新的特性，如漸進(jìn)傳輸和感興趣區(qū)域編碼等，因而它具有廣闊的應(yīng)用前景，特別是在數(shù)碼相機(jī)、PDA等便攜式設(shè)備中。 JPEG2000的核心主要包括小波變換和基于最優(yōu)化截?cái)帱c(diǎn)的嵌入式塊編碼(EBCOT)算法，其計(jì)算復(fù)雜度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于JPEG，完全采用軟件方案實(shí)現(xiàn)將會(huì)占用大量的處理器時(shí)間和內(nèi)存開(kāi)銷，而且速度較慢，實(shí)時(shí)處理的能力較差。為了推廣JPEG2000在便攜式產(chǎn)品、消費(fèi)類電子產(chǎn)品中的應(yīng)用，打開(kāi)巨大的潛在市場(chǎng)，研究硬件實(shí)現(xiàn)的算法實(shí)時(shí)處理方案具有重要的應(yīng)用價(jià)值。 EBCOT算法是一個(gè)兩層的編碼引擎，其中的上下文編碼的運(yùn)算量約占到總運(yùn)算量的50％，是提高編碼速度的關(guān)鍵算法之一。由于上下文編碼大部分都是邏輯運(yùn)算，沒(méi)有復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，但邏輯控制流程復(fù)雜繁瑣，對(duì)存儲(chǔ)器訪問(wèn)頻繁，采用DSP或者其他的通用處理器通過(guò)指令控制實(shí)現(xiàn)該算法，未能顯著提高編碼速度。本文采用FPGA芯片，以電路邏輯的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)該算法并進(jìn)行優(yōu)化，在研究和分析了上下文編碼算法運(yùn)算特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了列判斷和交錯(cuò)存儲(chǔ)相結(jié)合的硬件實(shí)現(xiàn)方案，并采用硬件描述語(yǔ)言Verilog在寄存器傳輸級(jí)描述了相應(yīng)的硬件電路。通過(guò)功能仿真和邏輯綜合后，所獲得的上下文編碼模塊最大時(shí)鐘頻率為101MHz，且能在130ms內(nèi)完成對(duì)一幅512×512灰度圖像的編碼，性能比Jasper軟件中的實(shí)現(xiàn)方案提高了75％。 JPEG2000的一個(gè)重要特性是其具有漸進(jìn)傳輸?shù)哪芰?，而碼流組織是獲得漸進(jìn)傳輸特性的技術(shù)關(guān)鍵。碼流組織通過(guò)在輸出碼流中安排數(shù)據(jù)包的先后順序來(lái)實(shí)現(xiàn)漸進(jìn)傳輸?shù)哪康?。本文?duì)JPEG2000中實(shí)現(xiàn)漸進(jìn)傳輸?shù)臋C(jī)制進(jìn)行了分析，并研究了碼流組織的算法實(shí)現(xiàn)。 為了對(duì)JPEG2000算法實(shí)現(xiàn)進(jìn)行驗(yàn)證，本文設(shè)計(jì)了基于FPGA和ARM的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其中FPGA主要完成算法中運(yùn)算量較大的小波變換、上下文編碼和算術(shù)編碼，而ARM處理器則完成碼流組織、數(shù)據(jù)打包以及和PC機(jī)的通信。本文在該平臺(tái)上對(duì)所設(shè)計(jì)的上下文編碼算法和碼流組織模塊的設(shè)計(jì)進(jìn)行了驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文設(shè)計(jì)的算法模塊功能正確，并在一定程度上提高了編碼速度。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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近年來(lái)LED顯示技術(shù)發(fā)展迅速,LED全彩顯示屏得到了廣泛的應(yīng)用.LED顯示技術(shù)涵蓋了微機(jī)控制、視頻、光學(xué)、機(jī)械和數(shù)字圖像處理等多種技術(shù).針對(duì)現(xiàn)有LED顯示系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸和顯示存在的缺陷和開(kāi)發(fā)難度,本文提出并實(shí)現(xiàn)了一種新型的LED顯示系統(tǒng)方案.該方案把ARM處理器應(yīng)用到LED顯示屏中,采用FPGA技術(shù)開(kāi)發(fā)了LED顯示屏系統(tǒng).本文主要討論了利用網(wǎng)絡(luò)傳輸LED顯示數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)方法,包括嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及TCP/IP協(xié)議的實(shí)現(xiàn)等分析和設(shè)計(jì)工作.全文分為七章,首先提出現(xiàn)有LED顯示系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸和顯示存在的缺陷和開(kāi)發(fā)難度,然后提出新的LED顯示系統(tǒng)方案,并論證該方案的可行性.接著闡述了作者采用的嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和過(guò)程.第三章和第四章是嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和TCP/IP協(xié)議的實(shí)現(xiàn),其中包括硬件和軟件的設(shè)計(jì)以及嵌入式操作系統(tǒng)μ C/OS-Ⅱ的移植.詳細(xì)地分析了基于LPC2214芯片的操作系統(tǒng)移植步驟和過(guò)程.本文使用的是1wIP網(wǎng)關(guān)協(xié)議,把其應(yīng)用于μ C/OS-Ⅱ,實(shí)現(xiàn)了LED顯示屏的網(wǎng)絡(luò)通信,還分析了RTL8019芯片的工作過(guò)程,編寫了有關(guān)驅(qū)動(dòng)代碼.在第五章和第六章中闡述了LED顯示屏顯示原理和利用FPGA實(shí)現(xiàn)LED顯示的驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)過(guò)程,利用占空比法實(shí)現(xiàn)LED顯示屏的灰度顯示,使用VHDL語(yǔ)言描述LED顯示屏的灰度實(shí)現(xiàn)邏輯.最后根據(jù)本文的方案實(shí)現(xiàn)了LED顯示屏的彩色顯示,通過(guò)分析比較,該方案可行并且達(dá)到了預(yù)定的要求.
標(biāo)簽： FPGA LED 嵌入式系統(tǒng) 中的應(yīng)用
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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生物識(shí)別技術(shù)代表了未來(lái)身份驗(yàn)證技術(shù)的發(fā)展方向，而指紋識(shí)別技術(shù)又是最可靠、最有效的生物識(shí)別技術(shù)之一。目前，指紋識(shí)別技術(shù)是優(yōu)于其它生物識(shí)別技術(shù)的身份鑒別方法。這是因?yàn)槿说闹讣y各不相同、終生基本不變的特點(diǎn)已經(jīng)得到公認(rèn)，特別是現(xiàn)有的指紋識(shí)別算法已達(dá)到識(shí)別迅速、準(zhǔn)確可靠的水平，是完全可以商業(yè)化的生物識(shí)別技術(shù)。 傳統(tǒng)的指紋識(shí)別系統(tǒng)多是基于PC平臺(tái)，這種系統(tǒng)將指紋圖像處理和指紋匹配甚至指紋采集控制都放在PC平臺(tái)上，在獲得了較高速度和開(kāi)發(fā)效率的同時(shí)，缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的，其體積龐大，成本較高。而已有的嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)多是基于單片機(jī)和DSP的，不是在運(yùn)算速度上受到硬件限制，就是在系統(tǒng)的擴(kuò)展性、可維護(hù)性及用戶交互上有諸多不足。 近年來(lái)指紋識(shí)別應(yīng)用的普及對(duì)自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)的便攜性和易用性提出了更高的要求，指紋識(shí)別技術(shù)正向著小型化和嵌入式的方向發(fā)展。在微電子領(lǐng)域，以ARM、DSP、FPGA為代表的嵌入式微處理器的性能飛速提高，為構(gòu)建嵌入式系統(tǒng)提供了硬件保證。 ARM是當(dāng)前最為流行的32位RISC處理器架構(gòu)，目前ARM占RISC處理器市場(chǎng)的七成左右。三星公司的S3C2410是基于ARM920T內(nèi)核的通用32位微處理器，它具有高性能和低功耗的特性，被設(shè)計(jì)用于手持設(shè)備和通用嵌入式系統(tǒng)。 嵌入式系統(tǒng)對(duì)操作系統(tǒng)和其上運(yùn)行的軟件有特別的要求。針對(duì)本課題所采用的ARM硬件平臺(tái)，詳細(xì)介紹了嵌入式操作系統(tǒng)Arm-Linux的移植。分別說(shuō)明了交叉編譯工具鏈的安裝、引導(dǎo)裝載器的移植和Linux內(nèi)核的裁減和交叉編譯過(guò)程。為了運(yùn)行應(yīng)用程序，還介紹了文件系統(tǒng)的構(gòu)建。 指紋識(shí)別系統(tǒng)需要指紋采集設(shè)備。FPS200是Veridicom公司推出的第三代半導(dǎo)體指紋傳感器，是一款專為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的高性能、低成本、低功耗的電容式固態(tài)指紋傳感器。本文詳細(xì)闡述了基于FPS200的USB接口指紋采集卡的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 指紋圖像處理與匹配是整個(gè)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，論文介紹了圖像處理與匹配的一般概念，并提出了新的指紋匹配方法。指紋匹配是自動(dòng)指紋識(shí)別中的一個(gè)難點(diǎn)?，F(xiàn)有的指紋匹配方法大致可以歸結(jié)為圖形匹配和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)匹配兩大類，本文提出的基于線段的特征點(diǎn)匹配算法屬于圖形匹配。 嵌入式系統(tǒng)需要完善的軟件支持。隨著嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，用戶交互界面也由傳統(tǒng)的字符界面向圖形界面轉(zhuǎn)變，圖形用戶界面系統(tǒng)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。MiniGUI 是一個(gè)非常適合于工業(yè)控制實(shí)時(shí)系統(tǒng)以及嵌入式系統(tǒng)的可定制的、小巧的圖形用戶界面支持系統(tǒng)。本文介紹了基于MiniGUI的可視化指紋識(shí)別軟件設(shè)計(jì)。 綜上所述，本文針對(duì)特定硬件條件，構(gòu)建了定制的嵌入式操作系統(tǒng)；設(shè)計(jì)了支持USB數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹讣y采集卡；指紋圖像的濾波、提取特征和指紋特征匹配均針對(duì)嵌入式系統(tǒng)的實(shí)際情況進(jìn)行了優(yōu)化；利用MiniGUI圖形支持庫(kù)完成了界面美觀友好的可視化指紋識(shí)別程序。系統(tǒng)具有安全可靠、易于擴(kuò)展、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 指紋識(shí)別系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-08-02
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