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  • DVBH發(fā)射端信道內(nèi)碼和調(diào)制部分的FPGA設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

    數(shù)字電視技術(shù)和超大規(guī)模深亞微米的系統(tǒng)級(jí)芯片設(shè)計(jì)技術(shù)是當(dāng)前信息產(chǎn)業(yè)中最受關(guān)注的兩個(gè)方向。它們的交叉就是數(shù)字電視應(yīng)用中的一系列系統(tǒng)級(jí)芯片和超深亞微米專用集成電路。其中信道處理系統(tǒng)及其相關(guān)芯片更是集中了數(shù)字信號(hào)處理前向糾錯(cuò)編解碼等數(shù)字電視傳輸?shù)暮诵募夹g(shù),成為設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)整個(gè)數(shù)字電視系統(tǒng)的關(guān)鍵之一。數(shù)字高清晰度電視(digital HDTV)做為第三代電視標(biāo)準(zhǔn),已成為當(dāng)今世界高技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn),本文正是從這個(gè)交叉點(diǎn)上出發(fā)對(duì)DVB-H(digital Video Broadcasting-Handheld)標(biāo)準(zhǔn)中所涉及的信道編碼和調(diào)制部分進(jìn)行了研究,重點(diǎn)分析了信道內(nèi)編碼部分的硬件優(yōu)化實(shí)現(xiàn)。本項(xiàng)目完成了DVB-H傳輸系統(tǒng)信道編碼的FPGA硬件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),系統(tǒng)所有FPGA硬件電路設(shè)計(jì)采用了Veillog HDL語(yǔ)言編寫(xiě)。同時(shí)對(duì)清華大學(xué)數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)DMB-T(Terrestrial digital Multimedia/TV Broadcasting)中的關(guān)鍵技術(shù)做了研究,與DVB標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)技術(shù)做了對(duì)比。 本文首先對(duì)DVB.H以及COFDM的相關(guān)理論進(jìn)行介紹和研究。然后針對(duì)DVB-H信道編碼調(diào)制器中的部分核心算法的FPGA設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的研究工作,包括外編碼、內(nèi)編碼(卷積刪余)、內(nèi)交織(包括比特交織和符號(hào)交織)、星座映射、幀形成、OFDM調(diào)制的部分設(shè)計(jì)等。相應(yīng)地對(duì)DVB-H信道解碼解調(diào)器中的部分算法的FPGA設(shè)計(jì)的研究工作做了描述,包括符號(hào)解交織和比特解交織。同時(shí)對(duì)清華大學(xué)數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)DMB-T外接收機(jī)中頻域和時(shí)域解交織模塊的FPGA設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)做了描述。 筆者在項(xiàng)目中完成的主要工作有: (1)與項(xiàng)目組成員合作制定系統(tǒng)框架,劃分模塊。 (2)對(duì)所負(fù)責(zé)的模塊,包括外編碼、內(nèi)編碼(卷積刪余)、內(nèi)交織(包括比特交織和符號(hào)交織)、星座映射、幀形成、OFDM調(diào)制的算法進(jìn)行研究并加以優(yōu)化,建立軟件仿真模型,進(jìn)行FPGA設(shè)計(jì),仿真和實(shí)現(xiàn)。

    標(biāo)簽: DVBH FPGA 發(fā)射端 信道

    上傳時(shí)間: 2013-06-10

    上傳用戶:rockjablew

  • 高吞吐量LDPC碼編碼構(gòu)造及其FPGA實(shí)現(xiàn)

    低密度校驗(yàn)碼(LDPC,Low Density Parity Check Code)是一種性能接近香農(nóng)極限的信道編碼,已被廣泛地采用到各種無(wú)線通信領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)中,包括我國(guó)的數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)、歐洲第二代衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播標(biāo)準(zhǔn)(DVB-S2,digital Video Broadcasting-Satellite 2)、IEEE 802.11n、IEEE 802.16e等。它是3G乃至將來(lái)4G通信系統(tǒng)中的核心技術(shù)之一。 當(dāng)今LDPC碼構(gòu)造的主流方向有兩個(gè),分別是結(jié)合準(zhǔn)循環(huán)(QC,Quasi Cyclic)移位結(jié)構(gòu)的單次擴(kuò)展構(gòu)造和類似重復(fù)累積(RA,Repeat Accumulate)碼構(gòu)造。相應(yīng)地,主要的LDPC碼編碼算法有基于生成矩陣的算法和基于迭代譯碼的算法。基于生成矩陣的編碼算法吞吐量高,但是需要較多的寄存器和ROM資源;基于迭代譯碼的編碼算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,但是吞吐量不高,且不容易構(gòu)造高性能的好碼。 本文在研究了上述幾種碼構(gòu)造和編碼算法之后,結(jié)合編譯碼器綜合實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度考慮,提出了一種切實(shí)可行的基于二次擴(kuò)展(Dex,Duplex Expansion)的QC-LDPC碼構(gòu)造方法,以實(shí)現(xiàn)高吞吐量的LDPC碼收發(fā)端;并且充分利用該類碼校驗(yàn)矩陣準(zhǔn)循環(huán)移位結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),結(jié)合RU算法,提出了一種新編碼器的設(shè)計(jì)方案。 基于二次擴(kuò)展的QC-LDPC碼構(gòu)造方法,是通過(guò)對(duì)母矩陣先后進(jìn)行亂序擴(kuò)展(Pex,Permutation Expansion)和循環(huán)移位擴(kuò)展(CSEx,Cyclic Shift Expansion)實(shí)現(xiàn)的。在此基礎(chǔ)上,為了實(shí)現(xiàn)可變碼長(zhǎng)、可變碼率,一般編譯碼器需同時(shí)支持多個(gè)亂序擴(kuò)展和循環(huán)移位擴(kuò)展的擴(kuò)展因子。本文所述二次擴(kuò)展構(gòu)造方法的特點(diǎn)在于,固定循環(huán)移位擴(kuò)展的擴(kuò)展因子大小不變,支持多個(gè)亂序擴(kuò)展的擴(kuò)展因子,使得譯碼器結(jié)構(gòu)得以精簡(jiǎn);構(gòu)造得到的碼字具有近似規(guī)則碼的結(jié)構(gòu),便于硬件實(shí)現(xiàn);(偽)隨機(jī)生成的循環(huán)移位系數(shù)能夠提高碼字的誤碼性能,是對(duì)硬件實(shí)現(xiàn)和誤碼性能的一種折中。 新編碼器在很大程度上考慮了資源的復(fù)用,使得實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度近似與碼長(zhǎng)成正比。考慮到吞吐量的要求,新編碼器結(jié)構(gòu)完全拋棄了RU算法中串行的前向替換(FS,F(xiàn)orward Substitution)模塊,同時(shí)簡(jiǎn)化了流水線結(jié)構(gòu),由原先RU算法的6級(jí)降低為4級(jí);為了縮短編碼延時(shí),設(shè)計(jì)時(shí)安排每一級(jí)流水線計(jì)算所需的時(shí)鐘數(shù)大致相同。 這種碼字構(gòu)造和編碼聯(lián)合設(shè)計(jì)方案具有以下優(yōu)勢(shì):相比RU算法,新方案對(duì)可變碼長(zhǎng)、可變碼率的支持更靈活,吞吐量也更大;相比基于生成矩陣的編碼算法,新方案節(jié)省了50%以上的寄存器和ROM資源,單位資源下的吞吐量更大;相比類似重復(fù)累積碼結(jié)構(gòu)的基于迭代譯碼的編碼算法,新方案使高性能LDPC碼的構(gòu)造更為方便。以上結(jié)果都在Xilinx Virtex II pro 70 FPGA上得到驗(yàn)證。 通過(guò)在實(shí)驗(yàn)板上實(shí)測(cè)表明,上述基于二次擴(kuò)展的QC-LDPC碼構(gòu)造和相應(yīng)的編碼方案能夠?qū)崿F(xiàn)高吞吐量LDPC碼收發(fā)端,在實(shí)際應(yīng)用中具有很高的價(jià)值。 目前,LDPC碼正向著非規(guī)則、自適應(yīng)、信源信道及調(diào)制聯(lián)合編碼方向發(fā)展。跨層聯(lián)合編碼的構(gòu)造方法,及其對(duì)應(yīng)的編碼算法,也必將成為信道編碼理論未來(lái)的研究重點(diǎn)。

    標(biāo)簽: LDPC FPGA 吞吐量 編碼

    上傳時(shí)間: 2013-07-26

    上傳用戶:qoovoop

  • 基于FPGA的高頻數(shù)字DCDC變換器研究

    在傳統(tǒng)的電力電子電路中,DC/DC變換器通常采用模擬電路實(shí)現(xiàn)電壓或電流的控制。數(shù)字控制與模擬控制相比,有著顯著的優(yōu)點(diǎn),數(shù)字控制可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制策略,同時(shí)大大提高系統(tǒng)的可靠性和靈活性,并易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能化。但目前數(shù)字控制基本上限于電力傳動(dòng)領(lǐng)域,DC/DC變換器由于其開(kāi)關(guān)頻率較高,一般其外圍功能由DSP或微處理器完成,而控制的核心,如PWM發(fā)生等大多采用專用控制芯片實(shí)現(xiàn)。FPGA由于其快速性、靈活性及保密性等優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)在數(shù)字控制領(lǐng)域受到越來(lái)越多的關(guān)注。基于FPGA的DC/DC變換器是電力電子領(lǐng)域重要的研究方向之一。本文研究了同步Buck變換器的建模、設(shè)計(jì)及仿真,采用Xinlix的VIRTEX-Ⅱ PRO FPGA開(kāi)發(fā)板實(shí)現(xiàn)了Buck變換器的全數(shù)字控制。 論文首先從Buck變換器的理論分析入手,根據(jù)它的物理特性,研究了該變換器的狀態(tài)空間平均模型和小信號(hào)分析。為了獲得高性能的開(kāi)關(guān)電源,提出并分析了混雜模型設(shè)計(jì)方案,然后進(jìn)行了控制器設(shè)計(jì)。并采用MATLAB/SIMULINK建立了同步Buck電路的仿真模型,并進(jìn)行仿真研究。浮點(diǎn)仿真的運(yùn)算精度與溢出問(wèn)題,影響了仿真的精度。為了克服這些不足,作者采用了定點(diǎn)仿真方法,得到了滿意的仿真結(jié)果。論文還著重論述了開(kāi)關(guān)電源的數(shù)字控制器部分,數(shù)字控制器一般由三個(gè)主要功能模塊組成:模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字脈寬調(diào)制器(digital PulseWidth Modulation:DPWM)和數(shù)字補(bǔ)償器。文中重點(diǎn)研究了DPWM和數(shù)字補(bǔ)償器,闡述了目前高頻數(shù)字控制變換器中存在的主要問(wèn)題,特別是高頻狀態(tài)下DPWM分辨率較低,影響控制精度,甚至引起極限環(huán)(Limit Cycling)現(xiàn)象,對(duì)DPWM分辨率的提高與系統(tǒng)硬件工作頻率之間的矛盾、DPWM分辨率與A/D分辨率之間的關(guān)系等問(wèn)題作了全面深入的分析。論文提出了一種新的提高DPWM分辨率的方法,該方法在不提高系統(tǒng)硬件頻率的前提下,采用軟件使DPWM的分辨率大大提高。作者還設(shè)計(jì)了兩種數(shù)字補(bǔ)償器,并進(jìn)行了分析比較,選擇了合適的補(bǔ)償算法,達(dá)到了改善系統(tǒng)性能的目的。 設(shè)計(jì)完成后,作者使用ISE 9.1i軟件進(jìn)行了FPGA實(shí)現(xiàn)的前、后仿真,驗(yàn)證了所提出理論及控制算法的正確性。作者完成了Buck電路的硬件制作及基于FPGA的軟件設(shè)計(jì),采用32MHz的硬件晶振實(shí)現(xiàn)了11-bit的DPWM分辨率,開(kāi)關(guān)頻率達(dá)到1MHz,得到了滿意的系統(tǒng)性能,論文最后給出了仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

    標(biāo)簽: FPGA DCDC 高頻 數(shù)字

    上傳時(shí)間: 2013-07-23

    上傳用戶:kristycreasy

  • 干涉型光纖水聽(tīng)器信號(hào)解調(diào)方法研究

    光纖水聽(tīng)器自問(wèn)世以來(lái),在巨大的軍事價(jià)值和民用價(jià)值推動(dòng)下得到了迅速發(fā)展,已逐漸從實(shí)驗(yàn)室研究階段走向工程應(yīng)用。同時(shí)隨著光纖水聽(tīng)器的不斷發(fā)展,對(duì)水聲信號(hào)的檢測(cè)技術(shù)以及數(shù)字處理能力也提出了新的要求。論文在此背景下開(kāi)展了一系列研究工作,并提出了利用FPGA(Field ProgrammableGate Array,現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)實(shí)現(xiàn)光纖3×3耦合器解調(diào)算法的新思路。 目前干涉型光纖水聽(tīng)器的解調(diào)一般采用PGC(Phase Generated Carrier,相位生成載波技術(shù))技術(shù)和基于3×3光纖耦合器干涉的解調(diào)技術(shù)。PGC技術(shù)在解調(diào)過(guò)程中引入了載波信號(hào),它對(duì)采樣率,激光器等的要求都較高,因此我們把目光投向3×3耦合器解調(diào)技術(shù),文中對(duì)其解調(diào)原理進(jìn)行了闡述,對(duì)采樣率的確定進(jìn)行了討論,并對(duì)3×3耦合器三路輸出不對(duì)稱的情況進(jìn)行了分析,最后在本文的結(jié)論部分提出了基于3×3耦合器解調(diào)的改良方案。 目前,光纖信號(hào)數(shù)字化解調(diào)的硬件實(shí)現(xiàn)采用DSP(digital Signal Process,可編程數(shù)字信號(hào)處理器)信號(hào)處理機(jī),與之相比,F(xiàn)PGA解調(diào)具有速度快、資源占用少、易于擴(kuò)展等優(yōu)勢(shì)。本文對(duì)FPGA與DSP、ASIC(application-specificintegrated circuit,專用集成電路)實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行了對(duì)比,分析了適合利用FPGA實(shí)現(xiàn)的算法所應(yīng)具備的特征;介紹了3×3耦合器解調(diào)算法中各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)情況;分析了系統(tǒng)的工作情況,硬件的構(gòu)造及芯片的選擇,最后驗(yàn)證了利用FPGA可以實(shí)現(xiàn)3×3耦合器解調(diào)算法。

    標(biāo)簽: 干涉型 光纖水聽(tīng)器 信號(hào)解調(diào) 方法研究

    上傳時(shí)間: 2013-07-03

    上傳用戶:love1314

  • 高速圖像采集系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

    圖像采集是數(shù)字化圖像處理的第一步,開(kāi)發(fā)圖像采集平臺(tái)是視覺(jué)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)。視覺(jué)檢測(cè)的速度是視覺(jué)檢測(cè)要解決的關(guān)鍵技術(shù)之一,也是專用圖像處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)所要完成的首要目標(biāo)

    標(biāo)簽: 高速圖像采集

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

    上傳用戶:waitingfy

  • 基于FPGA的數(shù)字射頻存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)

    數(shù)字射頻存儲(chǔ)器(digital Radio FreqlJencyr:Memory DRFM)具有對(duì)射頻信號(hào)和微波信號(hào)的存儲(chǔ)、處理及傳輸能力,已成為現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)的重要部件。現(xiàn)代雷達(dá)普遍采用了諸如脈沖壓縮、相位編碼等更為復(fù)雜的信號(hào)處理技術(shù),DRFM由于具有處理這些相干波形的能力,被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于電子對(duì)抗領(lǐng)域作為射頻頻率源。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)DRFM技術(shù)的研究還處于起步階段,DRFM部件在采樣率、采樣精度及存儲(chǔ)容量等方面,還不能滿足現(xiàn)代雷達(dá)信號(hào)處理的要求。 本文介紹了DRFM的量化類型、基本組成及其工作原理,在現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)上提出了一種便于工程實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)方法,給出了基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(Field Programmable Gate Array FPGA)實(shí)現(xiàn)的幅度量化DRFM設(shè)計(jì)方案。本方案的采樣率為1 GHz、采樣精度12位,具體實(shí)現(xiàn)是采用4個(gè)采樣率為250 MHz的ADC并行交替等效時(shí)間采樣以達(dá)到1 GHz的采樣率。單通道內(nèi)采用數(shù)字正交采樣技術(shù)進(jìn)行相干檢波,用于保存信號(hào)復(fù)包絡(luò)的所有信息。利用FPGA器件實(shí)現(xiàn)DRFM的控制器和多路采樣數(shù)據(jù)緩沖器,采用硬件描述語(yǔ)言(Very High Speed}lardware Description Language VHDL)實(shí)現(xiàn)了DRFM電路的FPGA設(shè)計(jì)和功能仿真、時(shí)序分析。方案中采用了大量的低壓差分信號(hào)(Low Voltage Differential Signaling LVDS)邏輯的芯片,從而大大降低了系統(tǒng)的功耗,提高了系統(tǒng)工作的可靠性。本文最后對(duì)采用的數(shù)字信號(hào)處理算法進(jìn)行了仿真,仿真結(jié)果證明了設(shè)計(jì)方案的可行性。 本文提出的基于FPGA的多通道DRFM系統(tǒng)與基于專用FIFO存儲(chǔ)器的DRFM相比,具有更高的性能指標(biāo)和優(yōu)越性。

    標(biāo)簽: FPGA 數(shù)字射頻 存儲(chǔ)器

    上傳時(shí)間: 2013-06-01

    上傳用戶:lanwei

  • 基于FPGA實(shí)現(xiàn)DVBS信道編碼及調(diào)制

    DVB-S(digital Video Broadcasting bv Satellite)調(diào)制器是符合DVB-S協(xié)議的數(shù)字電視前端設(shè)備之一,也滿足我國(guó)數(shù)字電視衛(wèi)星廣播標(biāo)準(zhǔn),該設(shè)備可以廣泛應(yīng)用于數(shù)字電視衛(wèi)星業(yè)務(wù)和相關(guān)數(shù)字電視業(yè)務(wù)。本文主要闡述了基于FPGA實(shí)現(xiàn)DVB-S調(diào)制器的信道編碼和調(diào)制,按功能對(duì)DVB-S信道編碼過(guò)程進(jìn)行模塊分解、模塊接口定義,針對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行工作原理分析、算法分析、HDL描述、時(shí)序仿真及FPGA實(shí)現(xiàn);DVB-S調(diào)制器的核心是信道編碼和調(diào)制部分,利用FPGA在數(shù)字信號(hào)處理方面的優(yōu)勢(shì),本文重點(diǎn)對(duì)其中的幾個(gè)關(guān)鍵模塊,包括RS編碼、卷積交織器和卷積穿孔編碼等的實(shí)現(xiàn)算法進(jìn)行了比較詳細(xì)的分析,并通過(guò)HDL描述和時(shí)序仿真來(lái)驗(yàn)證算法正確性;對(duì)FPGA各模塊的資源進(jìn)行了估計(jì)、利用Altera公司的Cyclone器件的內(nèi)部鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)ASI信號(hào)的接收;最后對(duì)整機(jī)進(jìn)行了測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的DVB-S調(diào)制器技術(shù)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。

    標(biāo)簽: FPGA DVBS 信道編碼 調(diào)制

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

    上傳用戶:gmh1314

  • 基于FPGA的調(diào)制解調(diào)器

    當(dāng)今電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是以大規(guī)模FPGA為物理載體的系統(tǒng)芯片的設(shè)計(jì),基于FPGA的片上系統(tǒng)可稱為可編程片上系統(tǒng)(SOPC)。SOPC的設(shè)計(jì)是以知識(shí)產(chǎn)權(quán)核(IPCore)為基礎(chǔ),以硬件描述語(yǔ)言為主要設(shè)計(jì)手段,借助以計(jì)算機(jī)為平臺(tái)的EDA工具進(jìn)行的。 本文在介紹了FPGA與SOPC相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上,給出了SOPC技術(shù)開(kāi)發(fā)調(diào)制解調(diào)器的方案。在分析設(shè)計(jì)軟件Matlab/DSP(digital Signal Processing)。builder以及Quartus Ⅱ開(kāi)發(fā)軟件進(jìn)行SOPC(System On a Programmable Chip)設(shè)計(jì)流程后,依據(jù)調(diào)制解調(diào)算法提出了一種基于DSP Builder調(diào)制解調(diào)器的SOPC實(shí)現(xiàn)方案,模塊化的設(shè)計(jì)方法大大縮短了調(diào)制解調(diào)器的開(kāi)發(fā)周期。 在SOPC技術(shù)開(kāi)發(fā)調(diào)制解調(diào)器的過(guò)程中,用MATLAB/Simulink的圖形方式調(diào)用Altera DSP Builder和其他Simulink庫(kù)中的圖形模塊(Block)進(jìn)行系統(tǒng)建模,在Simulink中仿真通過(guò)后,利用DSP Builder將Simulink的模型文件(.mdl)轉(zhuǎn)化成通用的硬件描述語(yǔ)言VHDL文件,從而避免了VHDL語(yǔ)言手動(dòng)編寫(xiě)系統(tǒng)的煩瑣過(guò)程,將精力集中于算法的優(yōu)化上。 基于DSP Builder的開(kāi)發(fā)功能,調(diào)制解調(diào)器電路中的低通濾波器可直接調(diào)用FIRIP Core,進(jìn)一步提高了開(kāi)發(fā)效率。 在進(jìn)行編譯、仿真調(diào)試成功后,經(jīng)過(guò)QuartusⅡ?qū)⒕幾g生成的編程文件下載到ALTERA公司Cyclone Ⅱ系列的FPGA芯片EP2C5F256C6,完成器件編程,從而給出了一種調(diào)制解調(diào)器的SOPC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案。

    標(biāo)簽: FPGA 調(diào)制解調(diào)器

    上傳時(shí)間: 2013-05-28

    上傳用戶:koulian

  • 數(shù)字信號(hào)處理與噪音抑制

    數(shù)字信號(hào)處理與噪音抑制Advanced digital Signal Processing and Noise Reduction,這個(gè)是第二版。

    標(biāo)簽: 數(shù)字信號(hào)處理

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

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  • 基于FPGA的圖像處理系統(tǒng)

    圖像處理技術(shù)是信息科學(xué)中近幾十年來(lái)發(fā)展最為迅速的學(xué)科之一。目前,數(shù)字圖像處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用于航空航體、通信、醫(yī)學(xué)及工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中。圖像處理系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)一般來(lái)講有三種方式:專用的圖像處理器件主要有專用集成芯片(Application SpecificIntegrated Circuit)、數(shù)字信號(hào)處理器(digital Signal Process)和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FieldProgrammable GateArray)以及相關(guān)電路組成。它們可以實(shí)時(shí)高速完成各種圖像處理算法。圖像處理中,低層的圖像預(yù)處理的數(shù)據(jù)量很大,要求處理速度快,但運(yùn)算結(jié)果相對(duì)比較簡(jiǎn)單。相對(duì)于其他兩種系統(tǒng),基于FPGA的圖像處理系統(tǒng)非常合適用于圖像的預(yù)處理。 本文設(shè)計(jì)了一種基于FPGA的圖像處理系統(tǒng)。它的主要功能有:對(duì)攝像頭送來(lái)的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,并把它數(shù)字化;實(shí)現(xiàn)中值濾波和邊緣檢測(cè)這兩種圖像增強(qiáng)算法;將數(shù)字視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。 圖像處理系統(tǒng)由主處理器單元、圖像編碼單元和圖像解碼單元三部分組成。FPGA作為整個(gè)系統(tǒng)的核心器件,不僅要模擬出12C總線協(xié)議,完成視頻解碼芯片和編碼芯片的初始化;還要對(duì)視頻流同步信號(hào)提取,實(shí)現(xiàn)圖像采集控制,并將圖像信號(hào)存儲(chǔ)在SRAM中;圖像增強(qiáng)算法也是在FPGA中實(shí)現(xiàn)。采用PHILIPS公司的專用視頻解碼芯片SAA7111A將模擬視頻轉(zhuǎn)化數(shù)字視頻;視頻編碼芯片SAA7121完成數(shù)字視頻到模擬視頻的轉(zhuǎn)化。

    標(biāo)簽: FPGA 圖像處理系統(tǒng)

    上傳時(shí)間: 2013-07-19

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