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功能验证

  • 基于FPGA芯片的功能仿真平台构建及静态时序分析.rar

    基于FPGA芯片的功能仿真平台构建及静态时序分析

    标签: FPGA 芯片 功能仿真

    上传时间: 2013-06-28

    上传用户:qilin

  • G729A语音编解码算法研究及FPGA实现.rar

    语音编码技术始终是语音研究的热点。语音编码作为多媒体通信中信息传输的一个重要环节,越来越受到广泛的重视。G729是由美国、法国、日本和加拿大的几家著名国际电信实体联合开发的,国际电信联盟(ITU-T)于1995年11月正式通过了G729。96年ITU-T又制定了G729的简化方案G729A,主要降低了计算的复杂度以便于实时实现。因其具有良好的合成语音质量、适中的复杂度、较低的时延等优点,G729A标准已被广泛应用在VOIP网关、IP电话中。 论文利用Altera公司的新一代可编程逻辑器件在数字信号处理领域的优势,对G729A语音编码中的线性预测(LP)滤波器系数提取的FPGA(现场可编程门阵列,Field Programmable Gate Array)实现进行了深入研究。论文首先对语音信号处理及其发展进行介绍,深入讨论了G729A语音编解码技术。第二,对Altera公司的Stratix系列可编程器件的内部结构进行了研究,分析了在QuartusII开发平台上进行FPGA设计的流程。第三,基于FPGA,对G729A编码系统的LP分析部分做了具体设计,其中包括自相关函数和杜宾(Durbin)递推两个主要功能模块,并对其工作过程进行了详细的分析。第四,针对系统所使用的除法运算都是商小于1的特点,设计并实现了一个系统专用的除法器模块。最后,在Altera FPGA目标芯片EP1S30F780C7上,对LP分析系统进行了验证,证明了方案的可行性。

    标签: G729A FPGA 语音编解码

    上传时间: 2013-06-20

    上传用户:pwcsoft

  • 基于FPGA的高速FIR数字滤波器设计.rar

    本论文设计了一种基于FPGA的高速FIR数字滤波器,滤波器实现低通滤波,截止频率为1MHz,通带波纹小于1 dB,阻带最大衰减为-40 dB,输入输出数据为8位二进制,采样频率为10MHz。 论文首先简要介绍了数字滤波器的基本原理和线性FIR数字滤波器的性质、结构,根据滤波器的性能要求选择窗函数、确定系数,在算法上为了满足数字滤波器的要求,对系数放大512倍并取整,并用Matlab对数字滤波器原理进行了证明。同时简述了EDA技术和FPGA设计流程。 其次,论文说明了FIR数字滤波器模块的划分,并用Verilog语言在Modelsim环境下进行了功能测试。对于数字滤波器系数中的-1,-2,4这些简单的系数乘法直接进行移位和取反,可以极大的节省资源和优化设计。而对普通系数乘法采用4-BANT(4bits-at-a-time)的并行算法,用加法累加快速实现了乘积的运算;另外,在本设计进行部分积累加时,采用舍取冗余位,主要是根据设计时已对系数进行了放大,而输出时又要将结果相应的缩小,所以在累加时,提前对部分积缩小,从而减少了运算量,从时间和资源上都得到了优化。 论文的最后分别用Modelsim和Quartus II进行了FIR数字滤波器的前仿真和后仿真,将仿真的结果和Matlab中原理验证时得到的理想值进行了比较,并对所产生的误差进行了分析。仿真结果表明:本16阶FIR数字滤波器设计能够实现截止频率为1MHz的低通滤波,并且工作频率可达150MHz以上。

    标签: FPGA FIR 数字

    上传时间: 2013-05-24

    上传用户:qiaoyue

  • 基于FPGA的通用数字化音频处理平台的研究与实现.rar

    目前对数字化音频处理的具体实现主要集中在以DSP或专用ASIC芯片为核心的处理平台的开发方面,存在着并行处理性能差,系统升级和在线配置不灵活等缺点。另一方面现有解决方案的设计主要集中于处理器芯片,而对于音频编解码芯片的关注度较低,而且没有提出过从芯片层到PCB板层的完整设计思路。本文针对上述问题对数字化音频处理平台进行了研究,主要内容包括: 1、提出了基于FPGA的通用音频处理平台,该方案有别于现有的基于MCU、DSP和其它专用ASIC芯片的方案,论证了基于FPGA的音频处理系统的结构及设计工作流程,并对嵌入式音频处理系统专门进行了研究。 2、提出了从芯片层到PCB板层的完整设计思路,并将设计思路得以实现。完成了FPGA的设计及实现过程,包括:系统整体分析,设计流程分析,配置模块和数据通信模块的RTL实现等;解决了FPGA与音频编解码芯片TLV320AIC23B之间接口不匹配问题;给出配置和数据通信模块的功能方框图;从多个角度完善PCB板设计,给出了各个系统组成部分的详细设计方案和硬件电路原理图,并附有PCB图。 3、建立了实验和分析环境,完成了各项实验和分析工作,主要包括:PCB板信号完整性分析和优化,FPGA系统中各个功能模块的实验与分析等。实验和分析结果论证了系统设计的合理性和实用性。 本文的研究与实现工作通过实验和分析得到了验证。结果表明,本文提出的由FPGA和音频编解码芯片TLV320AIC23B组成的数字化音频处理系统完全可以实现音频信号的数字化处理,从而可以将FPGA在数字信号处理领域的优点充分发挥于音频信号处理领域。

    标签: FPGA 通用数字 处理平台

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:lanwei

  • 基于FPGA的视频图像画面分割器的设计.rar

    视频监控一直是人们关注的应用技术热点之一,它以其直观、方便、信息内容丰富而被广泛用于在电视台、银行、商场等场合。在视频图像监控系统中,经常需要对多路视频信号进行实时监控,如果每一路视频信号都占用一个监视器屏幕,则会大大增加系统成本。视频图像画面分割器主要功能是完成多路视频信号合成一路在监视器显示,是视频监控系统的核心部分。 传统的基于分立数字逻辑电路甚至DSP芯片设计的画面分割器的体积较大且成本较高。为此,本文介绍了一种基于FPGA技术的视频图像画面分割器的设计与实现。 本文对视频图像画面分割技术进行了分析,完成了基于ITU-RBT.656视频数据格式的画面分割方法设计;系统采用Xilinx公司的FPGA作为核心控制器,设计了视频图像画面分割器的硬件电路,该电路在FPGA中,将数字电路集成在一起,电路结构简洁,具有较好的稳定性和灵活性;在硬件电路平台基础上,以四路视频图像分割为例,完成了I2C总线接口模块,异步FIFO模块,有效视频图像数据提取模块,图像存储控制模块和图像合成模块的设计,首先,由摄像头采集四路模拟视频信号,经视频解码芯片转换为数字视频图像信号后送入异步FIFO缓冲。然后,根据画面分割需要进行视频图像数据抽取,并将抽取的视频图像数据按照一定的规则存储到图像存储器。最后,按照数字视频图像的数据格式,将四路视频图像合成一路编码输出,实现了四路视频图像分割的功能。从而验证了电路设计和分割方法的正确性。 本文通过由FPGA实现多路视频图像的采集、存储和合成等逻辑控制功能,I2C总线对两片视频解码器进行动态配置等方法,实现四路视频图像的轮流采集、存储和图像的合成,提高了系统集成度,并可根据系统需要修改设计和进一步扩展功能,同时提高了系统的灵活性。

    标签: FPGA 视频图像 画面分割器

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:gundan

  • 基于FPGA的人脸检测系统设计.rar

    人脸识别技术继指纹识别、虹膜识别以及声音识别等生物识别技术之后,以其独特的方便、经济及准确性而越来越受到世人的瞩目。作为人脸识别系统的重要环节—人脸检测,随着研究的深入和应用的扩大,在视频会议、图像检索、出入口控制以及智能人机交互等领域有着重要的应用前景,发展速度异常迅猛。 FPGA的制造技术不断发展,它的功能、应用和可靠性逐渐增加,在各个行业也显现出自身的优势。FPGA允许用户根据自己的需要来建立自己的模块,为用户的升级和改进留下广阔的空间。并且速度更高,密度也更大,其设计方法的灵活性降低了整个系统的开发成本,FPGA 设计成为电子自动化设计行业不可缺少的方法。 本文从人脸检测算法入手,总结基于FPGA上的嵌入式系统设计方法,使用IBM的Coreconnect挂接自定义模块技术。经过训练分类器、定点化、以及硬件加速等方法后,能够使人脸检测系统在基于Xilinx的Virtex II Pro开发板上平台上,达到实时的检测效果。本文工作和成果可以具体描述如下: 1. 算法分析:对于人脸检测算法,首先确保的是检测率的准确性程度。本文所采用的是基于Paul Viola和Michael J.Jones提出的一种基于Adaboost算法的人脸检测方法。算法中较多的是积分图的特征值计算,这便于进一步的硬件设计。同时对检测算法进行耗时分析确定运行速度的瓶颈。 2. 软硬件功能划分:这一步考虑市场可以提供的资源状况,又要考虑系统成本、开发时间等诸多因素。Xilinx公司提供的Virtex II Pro开发板,在上面有可以供利用的Power PC处理器、可扩展的存储器、I/O接口、总线及数据通道等,通过分析可以对算法进行细致的划分,实现需要加速的模块。 3. 定点化:在Adaboost算法中,需要进行大量的浮点计算。这里采用的方法是直接对数据位进行操作它提取指数和尾数,然后对尾数执行移位操作。 4. 改进检测用的级联分类器的训练,提出可以迅速提高分类能力、特征数量大大减小的一种训练方法。 5. 最后对系统的整体进行了验证。实验表明,在视频输入输出接入的同时,人脸检测能够达到17fps的检测速度,并且获得了很好的检测率以及较低的误检率。

    标签: FPGA 人脸检测 系统设计

    上传时间: 2013-07-01

    上传用户:84425894

  • 基于FPGA技术的微弱GPS信号实时处理的实现.rar

    普通GPS接收机在特殊环境下,如在高楼林立的城市中心,林木遮挡的森林公路,特别是在隧道和室内环境的情况下,由于卫星信号非常微弱,载噪比(Carrier Noise Ratio,C/No)通常都在34dB-Hz以下,很难有效捕获到卫星信号,导致无法正常定位。恶劣条件下的定位有广阔的发展和应用前景,特别是在交通事故、火灾和地震等极端环境下,快速准确定位当事者所处位置对于降低事态损失和营救受伤者是极为重要的。欧美和日本等发达国家也都制定了相应的提高恶劣条件下高灵敏度定位能力的发展政策。而高灵敏度GPS接收机定位的关键在于GPS微弱信号的处理。 本课题的主要研究内容是针对GPS微弱信号改进处理方法。针对传统GPS接收机信号捕获中的串行搜索方法提出了基于批处理的微弱信号捕获方法,来提高低信噪比情况下微弱信号的捕获能力,实现快速高灵敏度的准确捕获;针对捕获微弱信号处理大量数据导致的运算量激增,运用双块零拓展(Double Block Zero Padding,DBZP)处理方法减少运算量同时缩短捕获时间。针对传统GPS接收机延迟锁相环跟踪算法提出了基于卡尔曼滤波的新型捕获算法,减小延迟锁相环失锁造成的信号跟踪丢失概率,来提高恶劣环境下低信噪比信号的跟踪能力,实现微弱信号的连续可靠跟踪。通过提高GPS微弱信号的捕获与跟踪能力,进而使GPS接收机在恶劣环境下卫星信号微弱时能够实现较好的定位与导航。 通过拟合GPS接收机实际接收到的原始数据,构造出不同载噪比的数字信号,分别对提出的针对微弱信号的捕获与跟踪算法进行仿真比较验证,结果表明,对接收机后端信号处理部分作出的算法改进使得GPS接收机可以更好的处理微弱信号,并且具有较高的灵敏度和精度。文章同时针对提出的数据处理特征使用FPGA技术对算法主要的数据处理部分进行了初步的构架实现并进行了板级验证,结果表明,利用FPGA技术可以较好的实现算法的数据处理功能。文章最后给出了结论,通过提出的基于批处理和基于DBZP方法的捕获算法以及基于卡尔曼滤波的信号跟踪算法,可以有效地解决微弱GPS信号处理的难题,进而实现微弱信号环境下的定位与导航。

    标签: FPGA GPS 信号实时处理

    上传时间: 2013-05-31

    上传用户:cccole0605

  • 视频图像采集和预处理系统的FPGA实现.rar

    本文研究的视频处理系统是上海市科委技术攻关基金项目“计算机视觉及其芯片化实现”的一部分,主要完成计算机视觉系统的一些基本工作,即视频图像的采集、预处理和显示等。 视频图像采集和预处理系统以Xilinx公司Virtex-ⅡPro系列的FPGA为核心控制器件,结合视频模数转换芯片和VGA显示器,完成视频图像的实时采集、预处理和显示。采集和显示部分作为同外界交流信息的渠道,是构成计算机视觉系统必不可少的一部分;图像预处理则是计算机视觉系统进行高层处理的基础,优秀的预处理算法能有效改善图像质量,提高系统分析判断的准确性。 本文在介绍基于FPGA的视频采集、预处理系统整体架构的基础上,围绕以下四个方面展开了工作: 1.研究并给出了两种基于FPGA的设计方案用于实现YCrCb色度空间到RGB色度空间的转换; 2.针对采集的视频图像,根据VGA显示的要求,给出了一种实现图像去隔行的方案; 3.分析了一系列图像滤波的预处理算法,如均值滤波、中值滤波和自适应滤波等,在比较和总结各算法特点的基础上,提出了一种新的适用于处理混合噪声的滤波算法:混合自适应滤波法; 4.根据算法特点设计了多种采用FPGA实现的图像滤波算法,并对硬件算法进行RTL级的功能仿真和验证,还给出了各种滤波算法的实验结果,在此基础上对各种算法的效果进行直观的比较。 文中,预处理算法的实现充分利用了FPGA的片内资源,体现了FPGA在图像处理方面的特点及优势。同时,视频采集和显示的控制模块也由同一FPGA芯片实现,从而简化了系统整体结构。视频采集和预处理系统在FPGA上的成功实现为“计算机视觉及其芯片化实现”奠定了必要的基础、提供了一定理论依据。

    标签: FPGA 视频图像

    上传时间: 2013-07-26

    上传用户:alia

  • H264AVC的CAVLC编码算法研究及FPGA实现.rar

    H.264/AVC是国际电信联盟与国际标准化组织/国际电工委员会联合推出的活动图像编码标准,简称H.264。作为最新的国际视频编码标准,H.264/AVC与MPEG-4、H.263等视频编码标准相比,性能有了很大的提高,并已在流媒体、数字电视、电话会议、视频存储等诸多领域得到广泛的应用。 本论文的研究课题是基于H.264/AVC视频编码标准的CAVLC(Context-based Adaptive Variable Length Coding,基于上下文的自适应可变长编码)编码算法研究及FPGA实现。对于变换后的熵编码,H.264/AVC支持两种编码模式:基于上下文的可变长编码(CAVLC)和基于上下文的自适应算术编码(CABAC,Context-based Adaptive BinaryArithmetic Coding)。在H.264/AVC中,尽管CAVLC算法也是采用了VLC编码,但是同以往标准不同,它所有的编码都是基于上下文进行。这种方法比传统的查单一表的方法提高了编码效率,但也增加了设计上的困难。 作者在全面学习H.264/AVC协议和深入研究CAVLC编码算法的基础上,确定了并行编码的CAVLC编码器结构框图,并总结出了影响CAVLC编码器实现的瓶颈。针对这些瓶颈,对CAVLC编码器中的各个功能模块进行了优化设计,这些优化设计包括多参考块的表格预测法、快速查找表法、算术消除法等。最后,用Verilog硬件描述语言对所设计的CAVLC编码器进行了描述,用EDA软件对其主要功能模块进行了仿真,并在Cyclone II系列EP2C20F484的FPGA上验证了它们的功能。结果表明,该CAVLC编码器各编码单元的编码速度得到了显著提高且均能满足实时通信要求,为整个CAVLC编码器的实时通信提供了良好的基础。

    标签: CAVLC H264 FPGA 264

    上传时间: 2013-06-22

    上传用户:diamondsGQ

  • 嵌入式TCPIP协议的FPGA实现.rar

    随着Internet的不断发展,人们希望日常生活中所用到的嵌入式设备都能够很方便地实现Intemet接入,这对嵌入式系统设计提出了新的挑战,要求低成本、多功能、高性能。这些是目前嵌入式系统设计的热点。 可编程逻辑器件FPGA在过去的几十年中取得了飞速发展,从最初的几千门到现在的几百万门,可靠性与集成度不断提高,而功耗和成本却在不断降低,具有很高的性价比。再加上开发周期短、对开发人员的要求相对较低的优点,因此被大量应用于嵌入式系统设计中。 本文是基于FPGA高性价比、可灵活配置的特点,也是当前流行的“微控制器+FPGA”的嵌入式系统设计方式,所以我们提出了基于FPGA的实现方案。本文通过在FPGA中硬件实现嵌入式TCP/IP协议(包括UDP、IP、ARP、TCP等网络协议)以及以太网MAC协议,并提供标准MII接口,通过外接PHY实现网络连接。最终成功地通过了验证。 基于FPGA的实现可以有效地降低成本,同时可以在其中集成其他功能模块,提高整个系统的集成度,减小PCB版图面积和布线复杂度,有利于提高系统可靠性。因此,本研究课题对嵌入式系统设计有很大的实用价值。

    标签: TCPIP FPGA 嵌入式

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:xlcky