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位置和速度

  • 高速实时图像采集和处理系统的研究

    光斑质心检测系统是APT精跟踪伺服系统的关键技术之一,目前的光斑检测系统大多是基于PC机的,存在着高速实时性、稳定性问题。在总结各种检测算法的基础上,本文提出了基于FPGA的图像处理算法,实现了激光光斑中心的高速实时检测。 文中主要采用3×3窗口模块和自适应阈值模块,先对CCD输入数据进行处理,判断光斑的范围,然后再运用光斑的质心算法对光斑所占的像元进行运算,得出光斑位置的脱靶量,最后用VGA格式将图像显示在LCD上。本文达到了的3000帧/s的脱靶量帧速,精度为2urad的技术指标,实现了高速率、高精度的精跟踪要求。

    标签: 实时图像采集 处理系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:林鱼2016

  • FPGA装箱和划分算法研究

    随着集成电路的设计规模越来越大,FPGA为了满足这种设计需求,其规模也越做越大,传统平面结构的FPGA无法满足实际设计需求。首先是硬件设计上的很难控制,其次就是计算机软件面临很大挑战,所有复杂问题全部集中到布局布线(P&R)这一步,而实际软件处理过程中,P&R所占的时间比例是相当大的。为了缓解这种软件和硬件的设计压力,多层次化结构的FPGA得以采用。所谓层次化就是可配置逻辑单元内部包含多个逻辑单元(相对于传统的单一逻辑单元),并且内部的逻辑单元之间共享连线资源,这种结构有利于减少芯片面积和提高布通率。与此同时,FPGA的EDA设计流程也多了一步,那就是在工艺映射和布局之间增加了基本逻辑单元的装箱步骤,该步骤既可以认为是工艺映射的后处理,也可认为是布局和布线模块的预处理,这一步不仅需要考虑打包,还要考虑布线资源的问题。装箱作为连接软件前端和后端之间的桥梁,该步骤对FPGA的性能影响是相当大的。 本文通过研究和分析影响芯片步通率的各种因素,提出新的FPGA装箱算法,可以同时减少装箱后可配置逻辑单元(CLB)外部的线网数和外部使用的引脚数,从而达到减少布线所需的通道数。该算法和以前的算法相比较,无论从面积,还是通道数方面都有一定的改进。算法的时间复杂度仍然是线性的。与此同时本文还对FPGA的可配置逻辑单元内部连线资源做了分析,如何设计可配置逻辑单元内部的连线资源来达到即减少面积又保证芯片的步通率,同时还可以提高运行速度。 另外,本文还提出将电路分解成为多块,分别下载到各个芯片的解决方案。以解决FPGA由于容量限制,而无法实现某些特定电路原型验证。该算法综合考虑影响多块芯片性能的各个因数,采用较好的目标函数来达到较优结果。

    标签: FPGA 划分算法

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:zhaoq123

  • OFDM系统的定时和频率同步的实现

    正交频分复用技术(OFDM)是未来宽带无线通信中的关键技术。随着用户对实时多媒体业务,高速移动业务需求的迅速增加,OFDM由于其频谱效率高,抗多径效应能力强,抗干扰性能好等特点,该技术正得到了广泛的应用。 OFDM系统的子载波之间必须保持严格的正交性,因此对符号定时和载波频偏非常敏感。本课题的主要任务是分析各种算法的性能的优劣,选取合适的算法进行FPGA的实现。 本文首先简要介绍了无线信道的传输特性和OFDM系统的基本原理,进而对符号同步和载波同步对接收信号的影响做了分析。然后对比了非数据辅助式同步算法和数据辅助式同步算法的不同特点,决定采用数据辅助式同步算法来解决基于IEEE 802.16-2004协议的突发传输系统的同步问题。最后部分进行了算法的实现和仿真,所有实现的仿真均在QuartusⅡ下按照IEEE 802.16-2004协议的符号和前导字的结构进行。 本文的主要工作:(1)采用自相关和互相关联合检测算法同时完成帧到达检测和符号同步估计,只用接收数据的符号位做相关运算,有效地解决了判决门限需要变化的问题,同时也减少了资源的消耗;(2)在时域分数倍频偏估计时,利用基于流水线结构的Cordic模块计算长前导字共轭相乘后的相角,求出分数倍频偏的估计值;(3)采用滑动窗口相关求和的方法估计整数倍频偏值,在此只用频域数据的符号位做相关运算,有效地解决了传统算法估计速度慢的缺点,同时也减少了资源的消耗。

    标签: OFDM 定时 同步的

    上传时间: 2013-05-23

    上传用户:宋桃子

  • 基于FPGA的卷积编码和维特比译码

    在数字通信中,采用差错控制技术(纠错码)是提高信号传输可靠性的有效手段,并发挥着越来越重要的作用。纠错码主要有分组码和卷积码两种。在码率和编码器复杂程度相同的情况下,卷积码的性能优于分组码。 卷积码的译码方法主要有代数译码和概率译码。代数译码是基于码的代数结构;而概率译码不仅基于码的代数结构,还利用了信道的统计特性,能充分发挥卷积码的特点,使译码错误概率达到很小。 卷积码译码器的设计是由高性能的复杂译码器开始的,对于概率译码最初的序列译码,随着译码约束长度的增加,其译码错误概率可达到非常小。后来慢慢地向低性能的简单译码器演化,对不太长的约束长度,维特比(Viterbi)算法是非常实用的。维特比算法是一种最大似然的译码方法。当编码约束度不太大(小于等于10)或者误码率要求不太高(约10-5)时,Viterbi译码算法效率很高,速度很快,译码器也较简单。 目前,卷积码在数传系统,尤其是在卫星通信、移动通信等领域已被广泛应用。 本论文对卷积码编码和Viterbi译码的设计原理及其FPGA实现方案进行了研究。同时,将交织和解交织技术应用于编码和解码的过程中。 首先,简要介绍了卷积码的基础知识和维特比译码算法的基本原理,并对硬判决译码和软判决译码方法进行了比较。其次,讨论了交织和解交织技术及其在纠错码中的应用。然后,介绍了FPGA硬件资源和软件开发环境Quartus Ⅱ,包括数字系统的设计方法和设计规则。再有,对基于FPGA的维特比译码器各个模块和相应算法实现、优化进行了研究。最后,在Quartus Ⅱ平台上对硬判决译码和软判决译码以及有无交织等不同情况进行了仿真,并根据仿真结果分析了维特比译码器的性能。 分析结果表明,系统的误码率达到了设计要求,从而验证了译码器设计的可靠性,所设计基于FPGA的并行Viterbi译码器适用于高速数据传输的场合。

    标签: FPGA 卷积 编码 译码

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:zhenyushaw

  • 四路同步数据采集和处理系统的设计

    数字信号处理是信息科学中近几十年来发展最为迅速的学科之一。常用的实现高速数字信号处理的器件有DSP和FPGA。FPGA具有集成度高、逻辑实现能力强、速度快、设计灵活性好等众多优点,尤其在并行信号处理能力方面比DSP更具优势。在信号处理领域,经常需要对多路信号进行采集和实时处理,为解决这一问题,本文设计了基于FPGA的数据采集和处理系统。 本文首先介绍数字信号处理系统的组成和数字信号处理的优点,然后通过FFT算法的比较选择和硬件实现方案的比较选择,进行总体方案的设计。在硬件方面,特别讨论了信号调理模块、模数转换模块、FPGA芯片配置等功能模块的设计方案和硬件电路实现方法。信号处理单元的设计以Xilinx ISE为软件平台,采用VHDL和IP核的方法,设计了时钟产生模块、数据滑动模块、FFT运算模块、求模运算模块、信号控制模块,完成信号处理单元的设计,并采用ModelSim仿真工具进行相关的时序仿真。最后利用MATLAB对设计进行验证,达到技术指标要求。

    标签: 同步数据采集 处理系统

    上传时间: 2013-07-07

    上传用户:小火车啦啦啦

  • 基于FPGA的目标跟踪系统设计与研究

    随着电子技术的快速发展,计算机的性能得到了极大的提高,使得利用计算机实现人类的视觉功能成为目前计算机领域中最热门的课题之一。基于视频的目标检测与跟踪技术是计算机视觉领域中最主要的研究方向之一,它是智能监控、人机交互、移动机器人视觉导航、工业机器人手眼系统等应用的基础和关键技术。在科学研究和工程应用上都有十分诱人的前景。    论文提出了以FPGA为核心的思想,设计出一套应用于背景静止视频序列的动态目标检测与跟踪系统。通过位置固定的摄像头监控某一区域,分析摄像头采集到的动态视频序列,计算出目标的运动参数。与传统的基于PC机的视频动态目标跟踪系统相比,适应了目标跟踪系统对图像处理速度的实时性与数据带宽越来越高的要求,同时成本较低、设计更灵活,而且硬件重构性好、处理速度快、系统易于升级。    论文的主要工作包括:构建目运动标跟踪系统软件平台和硬件平台。应用MATLAB对目标检测算法进行仿真分析比较。采用Synplifty Pro、ModelSim和TimingDesigner等各种EDA软件工具对系统中各个层次的模块进行时序设计、代码编写、仿真验证等。最后使用QuartusⅡ将整个系统工程文件综合、布局布线。在察看时序报告无误后,将系统配置文件下载至FPGA开发板中。    实现结果表明:所设计的系统能很好地工作在FPGA中,实现了设计要求,为视觉智能监控打下基础。

    标签: FPGA 目标跟踪 系统设计

    上传时间: 2013-08-05

    上传用户:亮剑2210

  • FPGA布局算法研究和软件实现

    FPGA布局算法和软件位于工艺映射和布线之间,是一个承上启下的阶段,对最终的布通率和时序都有着重要的影响。 本论文的工作之一便是研究旨在提高布通率的布局算法。在研究了国内外装箱和布局算法的基础上,本文提出了一种新的结合了装箱的布局算法框架,并称之为"低温交替改善的"布局算法。其基本思想是,在模拟退火的低温阶段交替的优化装箱和布局。本文给了基于学术界标准布局布线软件VPR的一个软件实现,并且提出了低温的判定条件以及一种新的选择待交换逻辑单元的方法。采用三种不同的装箱算法作为布局输入,基于VPR的低温交替改善的布局算法实现,在布通率上,比VPR分别提高了21.3%、15.5%、10.7%。而带来的平均额外时间开销不到20%。 FPGA布局软件实现对整个FPGA CAD流程的运行效率,算法的可扩展性也有着不可忽视的影响。现代FPGA有着多样而复杂的逻辑和布线资源。而学术界的布局软件'VPR所面向的FPGA却只能处理十分简单的FPGA结构,对于宏、总线、多时钟等实际应用中很重要的部分都没有考虑。本文提出了"逻辑单元层"的概念,用具有特定几何结构的逻辑单元层来统一处理多种类型的逻辑资源。针对相对位置约束在现代FPGA布局软件中的重要地位,我们提出了一种处理相对位置约束的方法。这些讨论均已经在面向Xilinx SpartanⅡ芯片布局的原型系统中得到了实现,初步证实了这些方法的可扩展性和实用性。

    标签: FPGA 布局 算法研究 软件实现

    上传时间: 2013-06-21

    上传用户:ezgame

  • 基于ARM和FPGA的远程监控系统设计

    基于嵌入式技术的远程监控系统可以达到动态、无死角的监控目的,可以对一些特殊环境进行远程监视和控制,且不受湿度、温度等条件的影响,广泛应用于军事、交通、智能家居、医疗监护等多个领域。可以解决传统监控系统将图像采集设备固定在一个地方而使监控范围有限,适用场合少等弊端。    本文设计了一款基于ARM和FPGA的远程监控系统。首先在对远程监控系统功能分析的基础上,设计了以ARM为主控制器和FPGA为辅助控制器的硬件电路,采用ARM芯片控制图像采集、速度采集、网络传输等干扰小的模块,采用FPGA芯片控制电机驱动、舵机驱动、电池监控等干扰大的模块,大大提高了系统的稳定性;其次设计了基于WinCE操作系统的图像采集、GPIO、PWM、外中断EINT-19的流接口驱动程序;同时设计了基于WinCE操作系统的图像采集及压缩、网络通信、车模速度采集的应用程序;FPGA内部逻辑电路采用Verilog语言完成电源监控、舵机控制、直流电机控制等功能。    本系统集图像采集和压缩、运动控制、网络传输于一体。其图像采集速度达30帧/秒,图像分辨率达640x480,JPEG压缩比达10:1,控制命令响应时间为1s,网络传输速率达10Mbps。其功能扩展容易,功耗低,体积小,抗干扰能力强,具有很好的市场前景。

    标签: FPGA ARM 远程监控 系统设计

    上传时间: 2013-06-18

    上传用户:heart520beat

  • 串口猎人 ( Serial Hunter ) V31

    在V29的版本上升级。发布日期2011-08-19. -------------------------------------------------------------------------------- 欢迎使用免费软件《串口猎人》V31 ! -------------------------------------------------------------------------------- 友情提醒1:本软件如有新版本,将发布到我的博客《匠人的百宝箱》,欢迎光临! 友情提醒2:点击右侧【清除】按钮,可清除本帮助信息。清除后如想再次查阅,请重启软件。 -------------------------------------------------------------------------------- 《串口猎人》功能简介 -------------------------------------------------------------------------------- 一、基本功能 1、支持16个COM口、自动/手动搜索串口、串口参数的设置和查看。 2、支持查看或修改串口控制线(DTR、RTS、DCD等等)的状态。 3、支持基本的收、发、查看、保存、载入、清除等功能。 4、两种收发格式:HEX码/字符串,支持中文字符串。(英文=ASCII码,中文=ANSI(GBK)码)。 5、大容量的收码区,为了加快显示速度会把超过10K的数据自动隐藏(可以点击【全显】钮查看)。 6、收码区的显示方式可以灵活设置:原始接收数据、按帧换行、通道数据、发送数据。 7、可以为收到的数据标注时间和来源。 8、可以自动比对发码区和收码区的数据是否一致(用于自发自收测试模式)。 9、收码区的内容,可以点击【转发】钮转到发码区。 10、可以在每次发码之前自动清除收码区。 二、高级发码功能 1、自动发列表功能:支持多组(最多16组)数据的轮流发送。 2、自动发文件功能:支持文件逐行发送。 3、轮发规则可以灵活设置,比如可以定时发,也可以收到应答后立即发。 4、轮发的间隔、无应答重发次数和循环次数均可灵活设置。 5、灵活的帧格式设置。支持自动添加帧头、帧尾、帧长、校验、回车换行符。 6、帧头、帧尾、帧长、校验,是否要参与校验或计入帧长,皆可灵活设置。 7、支持3种校验方式:SC(累加和校验)、LRC(纵向冗余校验)、BBC(异或和校验)。 8、校验码和帧长的长度,可以选择单/双字节。 三、高级收码功能 1、支持按帧接收数据。 2、能自动进行帧结束判定(方式非常灵活,可以按帧头、帧尾、帧长或时间)。 3、即时显示最新一帧内容。 4、拥有八个独立接收通道,可以自动从指定帧中指定位置收取有效数据。 5、每个通道的数据,可以独自显示、保存、清除。也可以送到收码区去显示。 6、可以设置通道收取数据的首地址、字节长度(单字节或多字节)、码制(HEX/BCD)、符号位形式。 7、示波器功能,可把收取的数据用波形方式显示。示波器的通道数、倍率、偏移、周期、颜色和线宽等可调。 8、码表功能,可把收取的数据用码表方式显示。(可以设置码表的最大/最小值和报警值)。 9、柱状图功能,可把收取的数据用柱状图方式显示。(也可以设置最大/最小值和报警值)。 10、可以把实施绘制的图形保存为图片。 四、其它贴心设计 1、用户的设置内容,可以保存/载入或恢复默认值。可以选择启动时载入默认值还是上次设置值。 2、可以通过提示区和状态指示了解软件当前工作状态。 3、当鼠标停留在按钮、文本框或其它控件上,会获得必要的提示。 4、右下角的图钉按钮,可以把窗口钉在最前面,避免被其它窗口覆盖。 5、附送串口电路、协议、码表等参考资料。 6、在【版权信息】标签页有匠人的联系方式,欢迎交流。

    标签: Serial Hunter V31 串口猎人

    上传时间: 2013-07-28

    上传用户:lili1990

  • 采用永磁无刷电机的数字位置伺服系统的设计

    ·摘 要 根据永磁无刷电机的工作原理,设计了工业缝纫机数字位置伺服控制系统。该系统以三菱M16C 系列单片机作为核心控制器,采用了电流的预估和模糊PID 控制,实现缝纫机的启动,调速和停车定位等控制,并给出了实验结果。

    标签: 永磁无刷电机 数字 位置伺服系统

    上传时间: 2013-06-13

    上传用户:coeus