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内部结构

  • 基于FPGA嵌入式指纹识别系统研究

    随着科学技术的发展,指纹识别技术被广泛应用到各种不同的领域。对于一般的指纹识别系统,其设计要求具有很高的实时性和易用性,因此识别算法应该具有较低的复杂度,较快的运算速度,从而满足实时性的要求。所以有必要根据不同的识别算法采用不同的实现平台,使得指纹识别系统具有较高的可靠性、实时性、有效性等性能要求。 SOPC片上可编程系统和嵌入式系统是当前电子设计领域中最热门的概念。NiosⅡ是Altera.公司开发的一种采用流水线技术、单指令流的RISC嵌入式处理器软核,可以将它嵌入到FPGA内部,与用户自定义逻辑组建成一个基于FPGA的片上专用系统。 本文在综合考虑各种应用情况的基础上,以网络技术、数据库技术、指纹识别技术和嵌入式系统技术为理论基础,提出了一种有效可行的系统架构方案。对指纹识别技术中各个环节的算法和原理进行了深入研究,合理的改进了部分指纹识别算法;同时为了提高系统的实时性,采用NiosⅡ嵌入式处理器和FPGA硬件模块实现指纹图像处理主要算法。论文主要包括以下几个方面: 1、对指纹图像预处理、特征提取和特征匹配算法原理进行阐述,同时改进了指纹图像的细化算法,提高了算法的性能,并设计了一套实用的指纹特征数据结构; 2、针对指纹图像预处理模块,包括图像的归一化、频率提取、方向提取以及方向滤波,采用基于FPGA的硬件电路的方式实现。实验结果表明,在保证系统误识率较低、可靠性高的基础上,大大提高了系统的执行速度; 3、改变了传统的单枚指纹识别方法,提出采用多枚指纹唯一标识身份,大大降低了识别系统的误识率; 4、改进了传统的基于三角形匹配中获取基准点的方法,同时结合可变界限盒思想进行指纹特征匹配。 5、结合COM+技术、数据库技术和网络技术,开发了后台指纹特征匹配服务系统,实现了嵌入式指纹识别系统同数据库的实时信息交换。 实验结果表明,本文所提出的系统构架方案有效可行,基于FPGA的自动指纹识别系统在速度、功耗、扩展性等方面具有独特的优势,拥有广阔的发展前景。

    标签: FPGA 嵌入式 指纹识别 系统研究

    上传时间: 2013-04-24

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  • 基于NiosⅡ的FPGACPU调试技术研究

    本文研究了基于Nios Ⅱ的FPGA-CPU调试技术。论文研究了NiosⅡ嵌入式软核处理器的特性;实现了以Nios Ⅱ嵌入式处理器为核心的FPGA-CPU调试系统的软、硬件设计;对两种不同类型的FPGA-CPU进行了实际调试,对实验数据进行了分析。 在硬件方面,为了控制和检测FPGA-CPU,设计并实现了FPGA-CPU的控制电路、FPGA-CPU的内部通用寄存器组扫描电路、存储器电路等;完成了各种外围设备接口的设计;实现了调试系统的整体设计。 在软件方面,设计了调试监控软件,完成了对FPGA-CPU运行的控制和信号状态的监测。这些信号包括地址和数据总线以及各种寄存器的数据等;实现了多种模式下的FPGA-CPU调试支持单时钟调试、单步调试和软件断点多种调试模式。此外,设计了专用的编译软件,实现了基于不同指令系统的伪汇编程序编译,提高了调试效率。 本文作者在实现了FPGA-CPU调试系统基础上,对两种指令系统不同、结构迥异的FPGA-CPU进行实际调试。调试结果表明,这种基于IP核的可复用设计技术,能够在一个FPGA芯片内实现调试系统和FPGA-CPU的无缝连接,能够有效地调试FPGA-CPU。

    标签: FPGACPU Nios 调试 技术研究

    上传时间: 2013-05-19

    上传用户:xinyuzhiqiwuwu

  • 基于FPGA的无线信道仿真器设计与实现

    随着人们对无线通信需求和质量的要求越来越高,无线通信设备的研发也变得越来越复杂,系统测试在整个设备研发过程中所占的比重也越来越大。为了能够尽快缩短研发周期,测试人员需要在实验室模拟出无线信道的各种传播特性,以便对所设计的系统进行调试与测试。无线信道仿真器是进行无线通信系统硬件调试与测试不可或缺的仪器之一。 本文设计的无线信道仿真器是以Clarke信道模型为参考,采用基于Jakes模型的改进算法,使用Altera公司的StratixⅡ EP2S180模拟实现了频率选择性衰落信道。信道仿真器实现了四根天线数据的上行接收,每根天线由八条可分辨路径,每条可分辨路径由64个反射体构成,每根天线可分辨路径和反射体的数目可以独立配置。通过对每个反射体初始角度和初始相位的设置,并且保证反射体的角度和相位是均匀分布的随机数,可以使得同一条路径不同反射体之间的非相关特性,得到的多径传播信道是一个离散的广义平稳非相关散射模型(WSSUS)。无线信道仿真器模拟了上行数据传输环境,上行数据由后台产生后储存在单板上的SDRAM中。启动测试之后,上行数据在CPU的控制下通过信道仿真器,然后送达基带处理板解调,最后测试数据的误码率和误块率,从而分析基站的上行接收性能。 首先,本文研究了3GPP TS 25.141协议中对通信设备测试的要求和无线信道自身的特点,完成了对无线信道仿真器系统设计方案的吸收和修改。 其次,针对FPGA内部资源结构,研究了信道仿真器FPGA实现过程中的困难和资源的消耗,进行了模块划分。主要完成了时延模块、瑞利衰落模块、背板接口模块等的RTL级代码的开发、仿真、综合和板上调试;完成了FPGA和后台软件的联合调试;完成了两天线到四天线的改版工作,使FPGA内部的工作频率翻了一倍,大幅降低了FPGA资源的消耗。 最后,在完成无线信道仿真器的硬件设计之后,对无线信道仿真器的测试根据3GPP TS 25.141 V6.13.0协议中的要求进行,即在数据误块率(BLER)一定的情况下,对不同信道传播环境和不同传输业务下的信噪比(Eb/No)进行测试,单天线和多天线的测试结果符合协议中规定的信噪比(Eb/No)的要求。

    标签: FPGA 无线信道 仿真器

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:小杨高1

  • 嵌入式系统软件设计中的数据结构

    根据嵌入式系统软件设计需要的“数据结构”知识编写而成。书中基本内容有:常用线性数据结构在嵌入式系统中的实现和相关算法;树和图在嵌入式系统中的实现和相关算法;排序和查找算法等。本书

    标签: 嵌入式系统 软件设计 数据结构

    上传时间: 2013-06-24

    上传用户:hainan_256

  • 实验开发评估板设计与实现

    信号与信息处理是信息科学中近几年来发展最为迅速的学科之一,随着片上系统(SOC,System On Chip)时代的到来,FPGA正处于革命性数字信号处理的前沿。基于FPGA的设计可以在系统可再编程及在系统调试,具有吞吐量高,能够更好地防止授权复制、元器件和开发成本进一步降低、开发时间也大大缩短等优点。然而,FPGA器件是基于SRAM结构的编程工艺,掉电后编程信息立即丢失,每次加电时,配置数据都必须重新下载,并且器件支持多种配置方式,所以研究FPGA器件的配置方案在FPGA系统设计中具有极其重要的价值,这也给用于可编程逻辑器件编程的配置接口电路和实验开发设备提出了更高的要求。 本论文基于IEEE1149.1标准和USB2.0技术,完成了FPGA配置接口电路及实验开发板的设计与实现。作者在充分理解IEEE1149.1标准和USB技术原理的基础上,针对Altcra公司专用的USB数据配置电缆USB-Blaster,对其内部工作原理及工作时序进行测试与详细分析,完成了基于USB配置接口的FPGA芯片开发实验电路的完整软硬件设计及功能时序仿真。作者最后进行了软硬件调试,完成测试与验证,实现了对Altera系列PLD的配置功能及实验开发板的功能。 本文讨论的USB下载接口电路被验证能在Altera的QuartusII开发环境下直接使用,无须在主机端另行设计通信软件,其兼容性较现有设计有所提高。由于PLD(Programmable Logic Device)厂商对其知识产权严格保密,使得基于USB接口的配置电路应用受到很大限制,同时也加大了自行对其进行开发设计的难度。 与传统的基于PC并口的下载接口电路相比,本设计的基于USB下载接口电路及FPGA实验开发板具有更高的编程下载速率、支持热插拔、体积小、便于携带、降低对PC硬件伤害,且具备其它下载接口电路不具备的SignalTapII嵌入式逻辑分析仪和调试NiosII嵌入式软核处理器等明显优势。从成本来看,本设计的USB配置接口电路及FPGA实验开发板与其同类产品相比有较强的竞争力。

    标签: 实验 评估板

    上传时间: 2013-06-07

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  • 基于FPGA的边界扫描控制器的设计

    随着印制电路板功能的日益增强,结构日趋复杂,系统中各个功能单元之间的连线间距越来越细密,基于探针的电路系统测试方法已经很难满足现在的测试需要。边界扫描测试(BST)技术通过将边界扫描寄存器单元安插在集成电路内部的每个引脚上,相当于设置了施加激励和观测响应的内建虚拟探头,通过该技术可以大大的提高数字系统的可观测性和可控性,降低测试难度。针对这种测试需求,本文给出了基于FPGA的边界扫描控制器设计方法。    完整的边界扫描测试系统主要由测试控制部分和目标器件构成,其中测试控制部分由测试图形、数据的生成与分析及边界扫描控制器两部分构成。而边界扫描控制器是整个系统的核心,它主要实现JTAG协议的自动转换,产生符合IEEE标准的边界扫描测试总线信号,而边界扫描测试系统工作性能主要取决与边界扫描控制器的工作效率。因此,设计一个能够快速、准确的完成JTAG协议转换,并且具有通用性的边界扫描控制器是本文的主要研究工作。    本文首先从边界扫描技术的基本原理入手,分析边界扫描测试的物理基础、边界扫描的测试指令及与可测性设计相关的标准,提出了边界扫描控制器的总体设计方案。其次,采用模块化设计思想、VHDL语言描述来完成要实现的边界扫描控制器的硬件设计。然后,利用自顶向下的验证方法,在对控制器内功能模块进行基于Testbench验证的基础上,利用嵌入式系统的设计思想,将所设计的边界扫描控制器集成到SOPC中,构成了基于SOPC的边界扫描测试系统。并且对SOPC系统进行软硬件协同仿真,实现对边界扫描控制器的功能验证后将其应用到实际的测试电路当中。最后,在基于SignalTapⅡ硬件调试的基础上,软硬件结合对整个系统可行性进行了测试。从测试结果看,达到了预期的设计目标,该边界扫描控制器的设计方案是正确可行的。    本文设计的边界扫描控制器具有自主知识产权,可以与其他处理器结合构成完整的边界扫描测试系统,并且为SOPC系统提供了一个很有实用价值的组件,具有很明显的现实意义。

    标签: FPGA 边界扫描 控制器

    上传时间: 2013-07-20

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  • GSM通信原理

    华为无线产品培训部的内部材料[MA000004 GSM通信原理(BSC) ISSUE2.0],介绍了GSM发展简史、GSM系统结构和相关接口、GSM的区域定义以及识别号、GSM的逻辑信道、GSM系统的主要技术等内容。

    标签: GSM 通信原理

    上传时间: 2013-04-24

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  • ARM体系结构

    “黑色经典”系列之《ARM系列处理器应用技术完全手册》,第2章-ARM体系结构。华清远见培训教材。

    标签: ARM

    上传时间: 2013-04-24

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  • PSoC体系结构与编程1-82

    中国科学技术出版社,PSoC体系结构与编程,戴国骏等编著。该书详细阐述了PSoC芯片的硬件体系结构、可编程数字系统和模拟系统、指令系统与汇编语言、C语言编程以及具有软硬件协同设计功能的集成开发环境,分析了CY8C21/24/27/29系列芯片的结构特点、系统资源与封装,并给出相应的典型应用实例。

    标签: PSoC 82 编程

    上传时间: 2013-04-24

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  • PSoC体系结构与编程83-165

    中国科学技术出版社,PSoC体系结构与编程,戴国骏等编著。该书详细阐述了PSoC芯片的硬件体系结构、可编程数字系统和模拟系统、指令系统与汇编语言、C语言编程以及具有软硬件协同设计功能的集成开发环境,分析了CY8C21/24/27/29系列芯片的结构特点、系统资源与封装,并给出相应的典型应用实例。

    标签: PSoC 165 83 编程

    上传时间: 2013-06-27

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