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平衡重

  • 基于FPGA的图像增强技术研究

    图像增强技术是数字图像处理领域中的一项重要内容,随着数字图像处理应用领域的不断扩大,快速、实时图像处理技术成为研究的热点。超大规模集成电路技术的飞速发展为数字图像实时处理技术提供了硬件基础,尤其是FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)凭借其高速并行、可重配置的架构和基于查找表的独特结构等优点使得在数字信号处理领域的应用持续上升。国内外,越来越多的实时图像处理应用逐渐转向FPGA平台。 本文基于FPGA的图像增强技术研究主要是针对空间域方法,这种方法是指在空间域内直接对像素灰度值进行运算处理,算法简单并且存在并行性,非常适合于用硬件实现。FPGA可以灵活地实现并行、实时处理图像数据,正是利用这一特点,本文提出了一种基于FPGA的图像增强处理系统设计。该系统采用SOPC技术,完成图像增强处理。文中给出了系统设计思路,并分析了该系统的结构及功能实现,说明了系统实现过程。其硬件平台的核心部分是Altera公司Stratix系列的.FPGA EPlS40芯片,采用自顶向下的设计方法构造图像增强处理功能模块,利用硬件描述语言vHDL对图像增强模块进行电路描述,并进行设计优化、仿真,在生成系统配置文件后加载到FPGA上进行板级调试。完成了基于FPGA的图像增强算法模块的设计,重点设计实现了点运算增强处理模块、中值滤波器模块,并对中值滤波器进行了改进设计实现,采用FPGA完成了对图像增强算法的硬件加速。

    标签: FPGA 图像增强 技术研究

    上传时间: 2013-06-16

    上传用户:songrui

  • 基于FPGA和DSP的图像消旋系统的设计

    在图像的实时处理中,消除图像旋转是一项实用的图像处理技术,无论在军事还是民用设施中都得以广泛的应用。目前,消除图像旋转的技术有机械式、光学式、电子式。其中电子消旋发展最快,也是图像消旋技术未来发展的趋势。 本次课题是应海军某部的要求,为海军测量船的图像观测系统消除图像旋转。本文详细研究了视频信号的特点,提出了利用FPGA和DSPs为主架构的视频图像处理平台,以EP20K600EBC652—2X为核心处理器的实时图像消旋系统。该平台利用旋转算法将原图像反向旋转相应的角度,再用双线性插值方法进行重采样,从而得到消旋后的图像。因为这次图像旋转角度是通过机械设备测得的,所以是一种机械加电子的图像消旋系统。 本文论述了图像消旋算法及其优化,详细说明整个系统的设计思路,及其软硬件实现,包括PCB设计,DSPs的软硬件开发以及FPGA的相关设计。目前,系统已正常工作,实现了图像的实时消旋的目标。

    标签: FPGA DSP 图像消旋

    上传时间: 2013-08-05

    上传用户:DanXu

  • 基于FPGA的嵌入式系统的设计

    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。

    标签: FPGA 嵌入式系统

    上传时间: 2013-06-11

    上传用户:tyler

  • 浅谈多层印制电路板的设计和制作

    从生产制作工艺的角度介绍了多层印制电路板(以下简称多层板)设计时应考虑的主要因素,阐述了外形与布局,层数与厚度,孔与焊盘,线宽与间距的影响因素,设计原则及其计算关系.文中结合生产实践对重

    标签: 多层 印制电路板

    上传时间: 2013-05-25

    上传用户:wdq1111

  • 几种用于FPGA的新型有效混合布线算法

    采用现场可编程门阵列(FPGA)可以快速实现数字电路,但是用于生成FPGA编程的比特流文件的CAD工具在编制大规模电路时常常需要数小时的时间,以至于许多设计者甚至通过在给定FPGA上采用更多的资源,或者以牺牲电路速度为代价来提高编制速度。电路编制过程中大部分时间花费在布线阶段,因此有效的布线算法能极大地减少布线时间。 许多布线算法已经被开发并获得应用,其中布尔可满足性(SAT)布线算法及几何查找布线算法是当前最为流行的两种。然而它们各有缺点:基于SAT的布线算法在可扩展性上有很大缺陷;几何查找布线算法虽然具有广泛的拆线重布线能力,但当实际问题具有严格的布线约束条件时,它在布线方案的收敛方面存在很大困难。基于此,本文致力于探索一种能有效解决以上问题的新型算法,具体研究工作和结果可归纳如下。 1、在全面调查FPGA结构的最新研究动态的基础上,确定了一种FPGA布线结构模型,即一个基于SRAM的对称阵列(岛状)FPGA结构作为研究对象,该模型仅需3个适合的参数即能表示布线结构。为使所有布线算法可在相同平台上运行,选择了美国北卡罗来纳州微电子中心的20个大规模电路作为基准,并在布线前采用VPR399对每个电路都生成30个布局,从而使所有的布线算法都能够直接在这些预制电路上运行。 2、详细研究了四种几何查找布线算法,即一种基本迷宫布线算法Lee,一种基于协商的性能驱动的布线算法PathFinder,一种快速的时延驱动的布线算法VPR430和一种协商A

    标签: FPGA 布线算法

    上传时间: 2013-05-18

    上传用户:ukuk

  • 纹理映射算法研究与FPGA实现

    纹理映射在计算机图形计算中属于光栅化阶段,处理的是像素,主要的特点是数据的吞吐量大,对实时系统来说转换的速度是一个关键的因素,人们寻求各种加速算法来提高运算速度。传统的方法是用更快的处理器,并行算法或专用硬件。随着数字技术的发展,尤其是可编程逻辑门阵列(FPGAs)的发展,提供了一种新的加速方法。FPGAs在密度和性能上都有突破性的发展,当前的FPGA芯片已经能够运算各种图形算法,而在速度上与专用的图形卡硬件相同。因此,FPGA芯片非常适合这项工作。 本文主要工作包括以下几个方面: 1、本文提出了一种MIPmapping纹理映射优化方法,改进了MIPmapping映射细化层次算法及纹理图像的存储方式,减少纹理寻址的计算量,提高纹理存储的相关性。详细内容请阅读第三章。 2、提出了一种MIPmapping纹理映射优化方法的硬件实现方案,该方案针对移动设备对功耗和面积的要求,以及分辨率不高的特点,在参数空间到纹理地址的计算中用定点数来实现。详细内容请阅读第四章。 3、实现了纹理映射流水线单元纹理地址产生电路,及纹理滤波电路的FPGA设计,并给出设计的综合和仿真结果。详细内容请阅读第五章4、实现了符合IEEE 754单精度标准的乘法、乘累加及除法运算器电路。乘法器采用改进型Booth编码电路以减少部分积数量,用Wallace对部分积进行压缩;乘累加器采用multiply-add fused算法,对关键路径进行了优化;除法器为基于改进型泰勒级数展开的查找表结构实现,查找表尺寸只有208字节,电路为固定时延,在电路尺寸、延时及复杂度方面进行了较好的平衡。

    标签: FPGA 映射 算法研究

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:yxvideo

  • 船用导航雷达数字信号处理设计

    当今的船用导航雷达具有数字化、多功能、高性能、多接口、网络化。同时要求具有高可靠性、高集成度、低成本,信号处理单元的小型化,产品更新周期短。要同时满足上述需求,高集成度的器件应用是必须的。同时开发周期要短,需求软件的可移植性要强,并且是模块化设计,现场可编程门阵列器件(FPGA)已经成为设计首选。 现场可编程门阵列是基于通过可编程互联连接的可配置逻辑块(CLB)矩阵的可编程半导体器件。与为特殊设计而定制的专用集成电路(ASIC)相对,FPGA可以针对所需的应用或功能要求进行编程。虽然具有一次性可编程(OTP)FPGA,但是主要是基于SRAM的,其可随着设计的演化进行重编程。CLB是FPGA内的基本逻辑单元。实际数量和特性会依器件的不同而不同,但是每个CLB都包含一个由4或6个输入、一些选型电路(多路复用器等)和触发器组成的可配置开关矩阵。开关矩阵是高度灵活的,可以进行配置以便处理组合逻辑、移位寄存器或RAM。当今的FPGA已经远远超出了先前版本的基本性能,并且整合了常用功能(如RAM、时钟管理和:DSP)的硬(ASIC型)块。由于具有可编程特性,所以FPGA是众多市场的理想之选。它高集成度,以及用于设计的强大软件平台、IP核、在线升级可满足需求。 本文介绍了基于FPGA实现船用导航雷达数字信号处理的设计,这是一个具体的、已经完成并进行小批量生产的产品,对指导实践具有一定意义。

    标签: 导航雷达 数字信号处理

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:稀世之宝039

  • 认知无线电频谱感知功能的FPGA实现

    本文主要研究了认知无线电频谱感知功能的关键技术以及硬件实现方法。首先,提出了认知无线电频谱感知功能的硬件实现框图,包括射频前端部分和数字信号处理部分,接着简单介绍了射频前端电路的功能与特性,最后重点介绍了数字信号处理部分的FPGA实现与验证过程。 数字处理部分主要实现宽带信号的短时傅立叶分析,将中频宽带数字信号通过基于多相滤波器组的下变频模块,实现并行多通道的数字下变频,然后对每个信道进行重叠加窗处理,最后再做快速傅立叶分析(FFT),从而得到信号的时频关系。整个系统主要包括:延时抽取模块、多相滤波器模块、32点开关式流水线FFT模块、滑动窗缓冲区、256点流水线FFT模块等。 本设计采用Verilog HDL硬件描述语言进行设计,基于Xilinx公司的Virtex-4XC4VSX35芯片。整个系统采用全同步设计,可稳定工作于200MHz,其分析带宽高达65MHz,具有很高的使用价值。

    标签: FPGA 认知无线电 感知功能 频谱

    上传时间: 2013-06-13

    上传用户:bcjtao

  • LT8900 2.4G RF 射频

    LT8900是LDT公司生产的一款低成本,高集成度的2.4GHZ的无线收发芯片,片上集成发射机,接收机,频率综合器,GFSK调制解调器。发射机支持功率可调,接收机采用数字扩展通信机制,在复杂环境和强干扰条件下,可以达到优良的收发性能。外围电路简单,只需搭配MCU以及少数外围被动器件。LT8900传输GFSK信号,发射功率约为2dBm,最大可以到6dBm。接收机采用低中频结构,接收灵敏度可以达到-87dBm。数字信道能量检测可以随时监控信道质量。 片上的发射接收FIFO寄存器可以和MCU进行通信,存储数据,然后以1Mbps数据率在空中传输。它内置了CRC,FEC,auto-ack和重传机制,可以大大简化系统设计并优化性能。 数字基带支持4线SPI和2线I2C接口,此外还有Reset,Pkt_flag, Fifo_flag三个数字接口。 为了提高电池使用寿命,芯片在各个环节都降低功耗,芯片最低工作电压可以到1.9V,在保持寄存器值条件下,最低电流为1uA。 芯片有QFN24 4*4mm和SSOP16封装,都符合RoHS标准。

    标签: 8900 2.4 LT RF

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:kirivir

  • 可重构24bit音频过采样DAC的FPGA

    基于过采样和∑-△噪声整形技术的DAC能够可靠地把数字信号转换为高精度的模拟信号(大于等于16位)。采用这一架构进行数模转换具有诸多优点,例如极低的失配噪声和更高的可靠性,便于实现嵌入式集成等,最重要的是可以得到其他DAC结构所无法达到的精度和动态范围。在高精度测量,音频转换,汽车电子等领域有着广泛的应用价值。 本文采用∑-△结构以FPGA方式实现了一个具有高精度的数模转换器,在24比特的输入信号下,达到了约150dB的信噪比。作为一个灵活的音频DAC实现方案。该DAC可以对CD/DVD/HDCD/SACD等多种制式下的音频信号进行处理,接受并转换采样率为32/44.1/48/88.2/96/192kHz,字长为16/18/20/24比特的PCM数据,具备良好的兼容性和通用性。 由于非线性和不稳定性的存在,高阶∑-△调制器的设计与实现存在较大的难度。本文综合大量文献中的经验原则和方法,阐述了稳定的高阶高精度调制器的设计流程;并据此设计了达到24bit精度和满量程输入范围的的5阶128倍调制器。本文创新性地提出了∑-△调制器的一种高效率流水线实现结构。分析表明,与其他常见的∑-△调制器实现结构相比,本方案具有结构简单、运算单元少等优点;此外在同样信号采样率下,调制器所需的时钟频率大大降低。 文中的过采样滤波模块采用三级半带滤波器和一个可变CIC滤波器级联组成,可以达到最高128倍的过采样比,同时具有良好的通带和阻带特性。在半带滤波器的设计中采用了CSD编码,使结构得到了充分的简化。 本文提出的过采样DAC方案具有可重配置结构,让使用者能够方便地控制过采样比和调制器阶数。通过积分梳状滤波器的配置,能够获得32/64/128倍的不同过采样比,从而实现对于32~192kHz多种采样率输入的处理。在不同输入字长情况下,通过调制器的重构,则可以将调制器由高精度的5阶模式改变为功耗更低的3阶模式,满足不同分辨率信号输入时的不同精度要求。这是本文的另一创新之处。 目前,该过采样DAC已经在XilinxVirtexⅡ系列FPGA器件下得到硬件实现和验证。测试表明,对于从32kHz到192kHz的不同输入信号,该DAC模块输出1比特码流的带内信噪比均能满足24比特数据转换应用的分辨率要求。

    标签: FPGA bit DAC 24

    上传时间: 2013-07-08

    上传用户:从此走出阴霾