随着图像处理技术和投影技术的不断发展,人们对高沉浸感的虚拟现实场景提出了更高的要求,这种虚拟显示的场景往往由多通道的投影仪器同时在屏幕上投影出多幅高清晰的图像,再把这些单独的图像拼接在一起组成一幅大场景的图像。而为了给人以逼真的效果,投影的屏幕往往被设计为柱面屏幕,甚至是球面屏幕。当图像投影在柱面屏幕的时候就会发生几何形状的变化,而避免这种几何变形的就是图像拼接过程中的几何校正和边缘融合技术。 一个大场景可视化系统由投影机、投影屏幕、图像融合机等主要模块组成。在虚拟现实应用系统中,要实现高临感的多屏幕无缝拼接以及曲面组合显示,显示系统还需要运用几何数字变形及边缘融合等图像处理技术,实现诸如在平面、柱面、球面等投影显示面上显示图像。而关键设备在于图像融合机,它实时采集图形服务器,或者PC的图像信号,通过图像处理模块对图像信息进行几何校正和边缘融合,在处理完成后再送到显示设备。 本课题提出了一种基于FPGA技术的图像处理系统。该系统实现图像数据的AiD采集、图像数据在SRAM以及SDRAM中的存取、图像在FPGA内部的DSP运算以及图像数据的D/A输出。系统设计的核心部分在于系统的控制以及数字信号的处理。本课题采用XilinxVirtex4系列FPGA作为主处理芯片,并利用VerilogHDL硬件描述语言在FPGA内部设计了A/D模块、D/A模块、SRAM、SDRAM以及ARM处理器的控制器逻辑。 本课题在FPGA图像处理系统中设计了一个ARM处理器模块,用于上电时对系统在图像变化处理时所需参数进行传递,并能实时从上位机更新参数。该设计在提高了系统性能的同时也便于系统扩展。 本文首先介绍了图像处理过程中的几何变化和图像融合的算法,接着提出了系统的设计方案及模块划分,然后围绕FPGA的设计介绍了SDRAM控制器的设计方法,最后介绍了ARM处理器的接口及外围电路的设计。
上传时间: 2013-04-24
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本论文来自于863项目基于光互连自组织内存服务体系(简称MemoryBox)。本文主要研究Memory Box系统中基于可重配置计算架构,软硬件携同设计方法,在XILINX VIRTEX 2 Pro FPGA上设计实现嵌入式系统。由于嵌入式系统是Memory Box工作的平台,所以硬件应具有良好的扩展性、灵活性,软件应具有优良的稳定性。在硬件平台选型时,我们选择的是基于高性能Xilinx VIRTEX2 Pro的自制开发板。嵌入式系统软硬件开发平台选用的是Xilinx EDK、ISE。内核移植所用的交叉开发工具链为powerpc-405-linux-gnu。该交叉开发工具链工作在Red Hat Enterprise LINUX.AS 4平台下。 本论文主要包括三部分工作:首先是硬件设计,其核心是EDK和ISE设计的SOPC工程;然后是嵌入式LINUX内核移植与调试;最后完成存储管理软件的设计。完全用硬件实现系统要求的各种存储管理功能极其困难。而通过移植内核,存储管理软件以运行在Linux内核上的应用软件的形式实现了其功能。存储管理软件要解决共享冲突,负载均衡,远程内存与本地内存的地址一致性以及对海量内存阵列的重新编址等问题,设计出较完善的Memory Box的存储管理模型。
上传时间: 2013-06-11
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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。
上传时间: 2013-06-09
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人体血液成份的无创检测是生物医学领域尚未攻克的前沿课题之一,动态光谱法在理论上克服了其它检测方法难以逾越的障碍——个体差异和测量条件对检测结果的影响。实现动态光谱检测,其关键在于采集多波长的光电容积脉搏波信号,并对其进行处理。针对动态光谱检测中信号微弱、信噪比低、处理数据量大的特点,本文设计了基于FPGA和面阵CCD摄像头的动态光谱数据采集与预处理系统,提高检测精度,采集出满足动态光谱信号提取要求的光电脉搏波;并对动态光谱频域提取法的核心算法FFT的FPGA实现进行研究。 课题提出用高灵敏度的面阵CCD摄像头替代常规光栅光谱仪中的光电接收器,实现对多波长的光电容积脉搏波的检测。结合面阵CCD的二维图像特点,采用信号累加法去除噪声,提高信号的信噪比。 创新性的提出一种不同于以往的信号累加方法——将处于同一行的视频信号在采样过程中直接累加,然后再进行传输和存储。不同于帧累加和异行累加,这种同行累加方式不但大大的提高了信号的信噪比,同时减小了数据的传输速度和传输量,降低了对存储器容量的要求,改善了动态光谱信号检测系统的性能。 针对面阵CCD摄像头输出的复合视频信号的特点,设计视频信号解调电路,得到高速、高精度的数字视频信号和准确的视频同步信号,用于后续的视频信号采集与处理。 根据动态光谱信号检测和视频信号采集的要求,选择可编程逻辑器件FPGA作为硬件平台,设计并实现了基于FPGA和面阵CCD摄像头的光电脉搏波采集与预处理系统。该系统实现了视频信号的精确定位,通过光谱信号的高速同行累加,实现了光电脉搏波信号的高精度检测。系统采用基于FPGA的Nios II嵌入式处理器系统,通过对其应用程序的开发,可靠的实现了数据的采集、传输和存储,提高了系统的集成度,降低了开发成本。 为实现动态光谱信号的频域提取,研究了基于FPGA的FFT实现方案,对各关键模块进行设计,为动态光谱信号的进一步处理打下良好的基础。 最后,通过实验证明了系统数据采集的正确性和信号预处理的可行性,得到了符合动态光谱信号提取要求的脉搏波信号。
上传时间: 2013-04-24
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智能化住宅小区,是指在一定范围内通过有效的传输网络,将多元住处服务、物业管理、安防以及住宅智能化等系统结合在一起,为该小区的服务与管理提供高技术的智能化手段。从而实现快捷高效的超值服务管理和安全舒适的家居环境,使业主生活得更安全、更方便。 随着国民经济和科学技术水平的提高,特别是计算机技术、通信技术、网络技术和控制技术的迅速发展,促进了智能小区在我国的推广和应用。目前这些小区的智能化建设大多数是采用Lonworks、FF等现场总线技术。但是现场总线协议标准化程度还不成熟,且成本较高。随着宽带Internet进入家庭,利用Internet来构建智能小区已成为大势所趋。 本文介绍了一种基于以太网和FPGA的嵌入式智能小区管理系统的组建方法。首先,以Altera的FPGA为核心,通过在外围添加适当的存储设备和通信接口设备,构成一个嵌入式系统的硬件平台。其次,在此平台的基础上,通过在FPGA中定制Nios Ⅱ软核处理器以及在外围的Flash存储器中下载uClinux操作系统,从而构建出一套资源丰富的嵌入式操作系统。该系统带有一个网络功能齐全的Web服务器。最后,将此操作系统作为智能小区的楼宇集中器,再根据需要配置适当的采集器和显示器,就可以组建成一套功能强大的智能小区管理系统。它可以完成图像抄表、定时图像采集、实时温度监控、楼宇广播、智能语音报警等功能。 这种利用当前流行的嵌入式系统来组建的智能小区管理系统,不但实现简单、功能强大;而且节约布线、成本低廉。因此具有很高的性价比,相信在未来有较大的市场潜力。 本文主要包括如下几个部分:系统硬件结构设计,包括系统的原理图构建和PCB板的绘制:系统核心处理器设计,包括Nios Ⅱ软核CPU的设计方法、外围存储和通信器件的添加及设计方法;嵌入式操作系统uClinux的相关知识及移植方法:系统的软件结构设计,包括图像采集、温度采集、LCD显示等CGI程序设计,以及单片机语音报警程序设计等;最后给出了调试情况以及一些试验结果。
上传时间: 2013-06-11
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视频图像处理的应用越来越广泛,各种处理算法也日趋成熟,相关的硬件技术不断地推陈出新。视频图像处理系统的硬件实现一般来说有三种方式:数字信号处理器(Digital Signal Processor)、专用集成芯片(Application Specific Integrated Circuit)和现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array)以及相关电路组成。最近几年,随着电子设计自动化(Electronic Design Automation)技术的迅速发展,使得基于FPGA的可编程片上系统(System On a Programmable Chip)逐渐成为嵌入式系统。应用的一种趋势。特别地,在视频图像处理系统设计中,数据量大,要求处理速度快,灵活性高,FPGA有其独特的优势。鉴于此,本文对基于FPGA和SOPC技术的视频图像处理系统进行了研究。 本文介绍了Xilinx公司FPGA的结构和功能特点,以及可编程片上系统的开发工具和片内系统设计流程。根据视频信号的相关知识,编写了视频图像处理IP核,构建了视频图像处理系统。整个系统以FPGA为核心器件,内嵌PowerPC405处理器模块,通过ⅡC总线完成视频解码芯片的初始化,总体上实现了对视频图像信号的采集、处理、存储和显示。 本文最后对系统进行了调试。经过实验验证,系统能正确和可靠地工作。整个系统的逻辑资源消耗占FPGA的百分之十几,剩余的资源可以做许多硬件算法或其它方面的应用。
上传时间: 2013-05-24
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嵌入式系统组成的核心部件是各种类型的嵌入式处理器/DSP。随着嵌入式系统不断深入到人们 生活中的各个领域,嵌入式处理器也进而得到前所未有的飞速发展。目前据不完全统计,全世界嵌入 式处理器/DSP 的品种总量已经超过1500 多种,流行体系结构也有近百个系列,现在几乎每个半导 体制造商都生产嵌入式处理器/DSP,越来越多的公司有自己的处理器/DSP 设计部门。 嵌入式微处理器技术的基础是通用计算机技术。现在许多嵌入式处理器也是从早期的PC 机的 应用发展演化过来的,如早期PC 诸如TRS-80、Apple II 和所用的Z80 和6502 处理器,至今 仍为低端的嵌入式应用。在应用中,嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优 点。嵌入式处理器目前主要有Am186/88、386EX、SC-400、Power PC、68000、MIPS、ARM 等系列。
上传时间: 2013-07-15
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TCPIP源代码C语言版本,文件 中是用C写的TCP/IP通信协议,如果用得到可以直接移植到嵌入式处理器中,只需小量修改即可,希望对有需要者有所帮助^_^
上传时间: 2013-07-17
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随着图像采集系统的广泛应用,人们对CCD探测系统的要求日益提高。传统的CCD探测系统由于结构复杂,造价较高,己不能满足日益广泛的应用需要。本文设计了一套基于单片FPGA的小型化与经济化的CCD探测系统,能够满足空间光强的测量并实现光信号的识别和处理。 本文研究了CCD探测系统的基本结构。设计了基于单片FPGA的CCD探测系统的硬件电路原理图,完成了硬件电路板制作与调试。系统FPGA选用Altera公司的低成本FPGA芯片EP2C20Q240,电路板采用双层板设计,实现了CCD探测系统的小型化与经济化的目标。利用FPGA器件实现了CCD驱动时序脉冲的设计、实现了单采样与相关双采样的控制程序设计,利用FPGA的数字信号处理功能实现了相关双采样的信号处理。基于FPGA的可编程特性,在不改变外部电路的基础上,通过程序的改变,对CCD驱动频率、模数转换器采样时刻的选择进行方便调节。系统与上位机的数据传输接口采用了网络传输方案,充分发挥了网络传输的远距离传输、远程访问、信息共享等优势,系统采用基于FPGA的NiosⅡ嵌入式处理器系统,通过对其应用软件的开发,实现了系统与上位机之间数据的可靠性传输。
上传时间: 2013-08-06
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最新出来的功能最强的Cortex-M3芯片开发板LPC1788. armkits.taobao.com
上传时间: 2013-05-19
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