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fpga-jpeg-Verilog

  • JPEG2000二維離散小波變換快速算法研究和FPGA實現

    相對于JPEG中二維離散余弦變換(2DDCT)來說,在JPEG2000標準中,二維離散小波變換(2DDWT)是其圖像壓縮系統的核心變換。在很多需要進行實時處理圖像的系統中,如數碼相機、遙感遙測、衛星通信、多媒體通信、便攜式攝像機、移動通信等系統,需要用芯片實現圖像的編解碼壓縮過程。雖然有許多研究工作者對圖像處理的小波變換進行了研究,但大都只偏重算法研究,對算法硬件實現時的復雜性考慮較少,對圖像處理的小波變換硬件實現的研究也較少。  本文針對圖像處理的小波變換算法及其硬件實現進行了研究。對文獻[13]提出的“內嵌延拓提升小波變換”(Combiningthedata-extensionprocedureintothelifting-basedDWTcore)快速算法進行仔細分析,提出一種基于提升方式的5/3小波變換適合硬件實現的算法,在MATLAB中仿真驗證了該算法,證明其是正確的。并設計了該算法的硬件結構,在MATLAT的Simulink中進行仿真,對該結構進行VHDL語言的寄存器傳輸級(RTL)描述與仿真,成功綜合到Altera公司的FPGA器件中進行驗證通過。本算法與傳統的小波變換的邊界處理方法比較:由于將其邊界延拓過程內嵌于小波變換模塊中,使該硬件結構無需額外的邊界延拓過程,減少小波變換過程中對內存的讀寫量,從而達到減少內存使用量,降低功耗,提高硬件利用率和運算速度的特點。本算法與文獻[13]提出的算法相比較:無需增加額外的硬件計算模塊,又具有在硬件實現時不改變原來的提升小波算法的規則性結構的特點。這種小波變換硬件芯片的實現不僅適用于JPEG2000的5/3無損小波變換,當然也可用于其它各種實時圖像壓縮處理硬件系統。

    標簽: JPEG 2000 FPGA 二維

    上傳時間: 2013-06-13

    上傳用戶:jhksyghr

  • 基于FPGA的DES加密系統設計與實現

    本文設計實現了一種基于FPGA的DES加密系統。 概括起來,本文主要完成了以下幾方面的主要工作:完成了DES加密系統的整體設計。整個系統包括DES加密核心模塊,UART通信接口模塊和BLOCKRAM存儲模塊。以EITS2003開發板為硬件開發平臺,ISEwebpack為開發軟件,用Verilog硬件描述語言設計并且實現了三大模塊的具體功能及整體連接。用PC,串口調試工具,UART通信接口和EITS2003開發板測試并驗證了整個系統的功能。探討了DES加密系統在軍事通信總站內的應用。

    標簽: FPGA DES 加密 系統設計

    上傳時間: 2013-06-14

    上傳用戶:dancnc

  • 基于FPGA的電路板光板測試機硬件設計與樣機研制

      本文提出一種基于PC104嵌入式工業控制計算機與現場可編程門陣列(FPGA)的PCB測試機的硬件控制系統設計方案。方案中設計高效高壓控制電路,實現測試電壓與測試電流的精確數字控制。選用雙高壓電子開關形式代替高壓模擬電子開關,大幅度提高測試電壓。采用多電源方式在低控制電壓下實現對高壓電子開關的控制。設計高速信號處理電路對測試信號進行處理,從硬件上提高系統測試速度。  本設計中選用Altera公司的現場可編程器(FPGA)EP1K50,利用EDA設計工具Synplify、Modelsim、QuartusⅡ以及Verilog硬件描述語言完成了控制系統的硬件設計及調試,解決了由常規電路難以實現的問題。

    標簽: FPGA 電路板 測試機 硬件設計

    上傳時間: 2013-06-04

    上傳用戶:lizhen9880

  • 基于提升機構的二維離散小波的FPGA設計

    在衛星遙感設備中,隨著遙感技術的發展和對傳輸式觀測衛星遙感圖像質量要求的不斷提高,航天遙感圖像的分辨率和采樣率也越來越高,由此引起高分辨率遙感圖像數據存儲量和傳輸數據量的急劇增長,然而衛星信道帶寬有限。為了盡量保持高分辨率遙感圖像所具有的信息,必須解決輸入數據碼率和傳輸信道帶寬之間的矛盾。所以星載高分辨率遙感圖像數據的高保真、實時、大壓縮比壓縮技術就成了解決這一矛盾的關鍵技術。FPGA器件為實現數據壓縮提供了一種壓縮算法的硬件實現的一個理想的平臺。FPGA器件集成度高,體積小,通過用戶編程實現專門應用的功能。它允許電路設計者利用基于計算機的開發平臺,經過設計輸入,仿真,測試和校驗,直到達到預期的結果,減少了開發周期。小波變換能夠適應現代圖像壓縮所需要的如多分辨率、多層質量控制等要求,在較大壓縮比下,小波圖像壓縮質量明顯好于DCT變換,因此小波變換成為新一代壓縮標準JPEG2000的核心算法。同時,小波變換的提升算法結構簡單,能夠實現快速算法,有利于硬件實現,因此提升小波變換對于采用FPGA或ASIC來實現圖像變換來說是很好的選擇。本文針對衛星遙感圖像的數據流,主要研究可以對衛星圖像進行實時二維小波變換的方案。針對提升小波變換的VLSI結構和FPGA設計中的關鍵技術,從邊界延拓、濾波器結構、整數小波、定點運算、原位運算等方面進行了研究和討論,并且完成了針對衛星遙感圖像的分塊二維9/7提升小波變換的FPGA實現。采用VerIlog語言對設計進行了仿真驗證,并將仿真結果同matlab仿真結果進行了比較,比較結果表明該方案能實現對衛星遙感圖像數據流的二維提升小波變換的功能。同時QuartusII綜合結果也表明,系統時鐘能夠工作在很高的頻率,可以滿足高速實時對衛星圖像的小波變換處理。

    標簽: FPGA 提升機 二維 離散小波

    上傳時間: 2013-06-15

    上傳用戶:00.00

  • 基于OFDM的PLC通信系統同步模塊的FPGA實現

    電力線通信技術利用分布廣泛的低壓電力線作為通信信道,實現internet高速互連,為用戶提供互聯網訪問、視頻點播等服務,形成包括電力在內的“四網合一”,目前正受到人們的關注。利用該技術,可以在居民區內建立寬帶接入網,也可以利用遍布家庭各個房間的電源插座組成家庭局域網。但是電力線是傳輸電能的,因此通過電力線傳輸數據有許多的問題需要解決。 OFDM(正交頻分復用)技術是實現電力線通信的一項熱門技術。OFDM采用添加循環前綴的技術,能有效地降低ICI(信道間干擾)和ISI(碼間干擾)。同時通過使用正交的子信道,大大提高了頻譜資源利用率。FPGA作為可編程邏輯器件,具有設計時間短、投資少、風險小的特點,而且可以反復修改,反復編程,直到完全滿足需要,具有其他方式無可比擬的方便性和靈活性,能夠加速數字系統的研發速度。本文著重研究了OFDM同步技術在FPGA上的實現。本論文主要是在項目組工作的基礎上構造雙路信號數據糾正算法流程,提出最佳采樣點與載波相位估計算法,完善中各個子模塊算法的硬件設計流程。內容安排如下:第一章介紹OFDM(正交頻分復用)技術的發展歷史、技術原理。第二章介紹了PLD的分類、工藝和結構特點,以及FPGA的開發環境、開發流程和Verilog語言的特點。第三章對OFDM系統的同步模塊進行詳細的闡述。第四章是OFDM同步算法的在FPGA上的實現,對各個子模塊進行仿真,給出了仿真波形圖和系統性能分析。最后,第五章總結了全文的工作,對OFDM技術的實現需要進一步完善的方面與后續工作進行了探討。

    標簽: OFDM FPGA PLC 通信系統

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:hgy9473

  • MIMO-GMC系統中Turbo譯碼器的設計及FPGA實現

    Turbo碼是一類并行級聯的系統卷積碼,它是在綜合級聯碼、最大后驗概率(MAP)譯碼、軟輸入軟輸出及迭代譯碼等理論基礎上的一種創新。Turbo碼的基本原理是通過對編碼器結構的巧妙設計,多個子碼通過交織器隔離進行并行級聯編碼輸出,增大了碼距。譯碼器則以類似內燃機引擎廢氣反復利用的機理進行迭代譯碼以反復利用有效信息流,從而獲得卓越的糾錯能力。計算機仿真表明,Turbo碼不但在加性高斯噪聲信道下性能優越,而且具有很強的抗衰落、抗干擾能力,當交織長度足夠長時,其糾錯性能接近香農極限。 FPGA(FieldProgrammableGateArray),即現場可編程門陣列,是在PAL、GAL、EPLD等可編程器件的基礎上進一步發展的產物。FPGA技術具有大規模、高集成度、高可靠性、設計周期短、投資小、靈活性強等優點,逐步成為復雜數字硬件電路設計的理想選擇。 本論文以東南大學移動通信實驗室B3G課題組提出的“支持多天線的廣義多載波無線傳輸技術”(MIMO-GMC)為背景,分析了Turbo譯碼算法,并針對MIMO-GMC系統的迭代接收機中所采用的外信息保留和聯合檢測譯碼迭代的特點,完成了采用滑動窗Log-MAP算法的軟輸入、軟輸出的Turbo譯碼器的設計。整個譯碼器模塊的設計采用Verilog語言描述,并在VirtexⅡPro系列FPGA芯片上實現。

    標簽: MIMO-GMC Turbo FPGA

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:shanml

  • DVBT發射機系統中的OFDM調制FPGA實現

    該項目完成的是DVB-T發射機系統中OFDM調制部分的FPGA設計.DVB-T是ETSI(歐洲電信標準委員會)提出的數字地面電視廣播系統標準,在業界影響很廣.整個DVB-T發射機系統包括RS編碼,內交織,卷積編碼,外交織,星座映射,IFFT變換等主要部分.該項目組負責以FPGA為主體的硬件平臺的搭建及編碼,調制部分的FPGA軟件設計,作者完成了2k模式下IFFT變換的軟件設計.該文首先介紹了OFDM及DVB-T相關原理,然后比較分析了各種FFT算法及實現結構的復雜度,最后采取了一種Radix2

    標簽: DVBT OFDM FPGA 發射機

    上傳時間: 2013-05-17

    上傳用戶:gundamwzc

  • JPEG2000算術編碼的研究與FPGA實現

    JPEG2000是由ISO/ITU-T組織下的IEC JTC1/SC29/WG1小組制定的下一代靜止圖像壓縮標準.與JPEG(Joint Photographic Experts Group)相比,JPEG2000能夠提供更好的數據壓縮比,并且提供了一些JPEG所不具有的功能[1].JPEG2000具有的多種特性使得它具有廣泛的應用前景.但是,JPEG2000是一個復雜編碼系統,目前為止的軟件實現方案的執行時間和所需的存儲量較大,若想將JPEG2000應用于實際中,有著較大的困難,而用硬件電路實現JPEG2000或者其中的某些模塊,必然能夠減少JPEG200的執行時間,因而具有重要的意義.本文首先簡單介紹了JPEG2000這一新的靜止圖像壓縮標準,然后對算術編碼的原理及實現算法進行了深入的研究,并重點探討了JPEG2000中算術編碼的硬件實現問題,給出了一種硬件最優化的算術編碼實現方案.最后使用硬件描述語言(Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language,VHDL)在寄存器傳輸級(Register Transfer Level,RTL描述了該硬件最優化的算術編碼實現方案,并以Altera 20K200E FPGA為基礎,在Active-HDL環境中進行了功能仿真,在Quartus Ⅱ集成開發環境下完成了綜合以及后仿真,綜合得到的最高工作時鐘頻率達45.81MHz.在相同的輸入條件下,輸出結果表明,本文設計的硬件算術編碼器與實現JPEG2000的軟件:Jasper[2]中的算術編碼模塊相比,處理時間縮短了30﹪左右.因而本文的研究對于JPEG2000應用于數字監控系統等實際應用有著重要的意義.

    標簽: JPEG 2000 FPGA 算術編碼

    上傳時間: 2013-05-16

    上傳用戶:671145514

  • MVB1類設備控制器的FPGA設計

    本文對TCN中的MVB技術進行了研究,并在深入了解MVB的通信機制的基礎上,提出了采用FPGA替代MVB控制器專用芯片的解決方法。根據TCN協議,連接在MVB上的設備可以分為5類,其中1類設備可以在不需要CPU的基礎上實現自動通信,最為常用。本設計的目的就是采用FPGA替代MVB1類設備控制器。 文章采用自頂向下的模塊化設計方法,根據MVB1類設備控制器要實現的功能,將設計劃分為3個模塊:發送模塊、接收模塊和MVB1類模式控制模塊。其中發送模塊又劃分為位控制單元、CRC生成單元、FIFO單元和曼徹斯特編碼單元等。接收模塊又劃分為幀起始檢測單元、時鐘恢復單元、幀分界符檢測單元、數據譯碼單元、CRC校驗單元、譯碼控制單元和長度錯誤檢測單元等。MVB1類模式控制模塊又劃分為報文錯誤處理單元、主幀寄存器單元、TM控制單元和主控單元等。上述各模塊的RTL級設計都是采用硬件描述語言Verilog實現的。

    標簽: MVB1 FPGA 設備 控制器

    上傳時間: 2013-07-21

    上傳用戶:dengzb84

  • 保密通信中RS編解碼的FPGA實現

    由于信道中存在干擾,數字信號在信道中傳輸的過程中會產生誤碼.為了提高通信質量,保證通信的正確性和可靠性,通常采用差錯控制的方法來糾正傳輸過程中的錯誤.本文的目的就是研究如何通過差錯控制的方法以提高通信質量,保證傳輸的正確性和可靠性.重點研究一種信道編解碼的算法和邏輯電路的實現方法,并在硬件上驗證,利用碼流傳輸的測試方法,對設計進行測試.在以上的研究基礎之上,橫向擴展和課題相關問題的研究,包括FPGA實現和高速硬件電路設計等方面的研究. 糾錯碼技術是一種通過增加一定的冗余信息來提高信息傳輸可靠性的有效方法.RS碼是一種典型的糾錯碼,在線性分組碼中,它具有最強的糾錯能力,既能糾正隨機錯誤,也能糾正突發錯誤.在深空通信,移動通信以及數字視頻廣播等系統中具有廣泛的應用,隨著RS編碼和解碼算法的改進和相關的硬件實現技術的發展,RS碼在實際中的應用也將更加廣泛. 在研究中,對所研究的問題進行分解,集中精力研究課題中的重點和難點,在各個模塊成功實現的基礎上,成功的進行系統組合,協調各個模塊穩定的工作. 在本文中的EDA設計中,使用了自頂向下的設計方法,編解碼算法每一個子模塊分開進行設計,最后在頂層進行元件例化,正確實現了編碼和解碼的功能. 本文首先介紹相關的數字通信背景;接著提出糾錯碼的設計方案,介紹RS(31,15)碼的編譯碼算法和邏輯電路的實現方法,RTL代碼編寫和邏輯仿真以及時序仿真,并討論了FPGA設計的一般性準則以及高速數字電路設計的一些常用方法和注意事項;最后設計基于FPGA的硬件電路平臺,并利用靜態和動態的方法對編解碼算法進行測試. 通過對編碼和解碼算法的充分理解,本人使用Verilog HDL語言對算法進行了RTL描述,在Altera公司Cyclone系列FPGA平臺上面實現了編碼和解碼算法. 其中,編碼的最高工作頻率達到158MHz,解碼的最高工作頻率達到91MHz.在進行硬件調試的時候,整個系統工作在30MHz的時鐘頻率下,通過了硬件上的靜態測試和動態測試,并能夠正確實現預期的糾錯功能.

    標簽: FPGA 保密通信 RS編解碼

    上傳時間: 2013-07-01

    上傳用戶:liaofamous

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