数字超声诊断设备在临床诊断中应用十分广泛,研制全数字化的医疗仪器已成为趋势。尽管很多超声成像仪器设计制造中使用了数字化技术,但是我们可以说现代VLSI 和EDA 技术在其中并没有得到充分有效的应用。随着现代电子信息技术的发展,PLD 在很多与B 型超声成像或多普勒超声成像有关的领域都得到了较好的应用,例如数字通信和相控雷达领域。 在研究现代超声成像原理的基础上,我们首先介绍了常见的数字超声成像仪器的基本结构和模块功能,同时也介绍了现代FPGA 和EDA 技术。随后我们详细分析讨论了B 超中,全数字化波束合成器的关键技术和实现手段。我们设计实现了片内高速异步FIFO 以降低采样率,仿真结果表明资源使用合理且访问时间很小。正交检波方法既能给出灰度超声成像所需要的回波的幅值信息,也能给出多普勒超声成像所需要的回波的相移信息。我们设计实现了基于直接数字频率合成原理的数控振荡器,能够给出一对幅值和相位较平衡的正交信号,且在FPGA 片内实现方案简单廉价。数控振荡器输出波形的频率可动态控制且精度较高,对于随着超声在人体组织深度上的穿透衰减,导致回波中心频率下移的声学物理现象,可视作将回波接收机的中心频率同步动态变化进行补偿。 还设计实现了B 型数字超声诊断仪前端发射波束聚焦和扫描控制子系统。在单片FPGA 芯片内部设计实现了聚焦延时、脉宽和重复频率可动态控制的发射驱动脉冲产生器、线扫控制、探头激励控制、功能码存储等功能模块,功能仿真和时序分析结果表明该子系统为设计实现高速度、高精度、高集成度的全数字化超声诊断设备打下了良好的基础,将加快其研发和制造进程,为生物医学电子、医疗设备和超声诊断等方面带来新思路。
上传时间: 2013-06-18
上传用户:hfmm633
随着微电子技术的发展,可编程逻辑器件取得了迅速的发展,其功能日益强大,FPGA内部可用逻辑资源飞速增长,近来推出的FPGA都针对数字信号处理的特点做了特定设计,集成了存储器、锁相环(PLL)、硬件乘法器、DSP模块等,通过使用各个公司提供的FPGA开发软件使用硬件描述语言,可以实现特定的信号处理算法,如FFT、FIR等算法,为电子设计工程师提供了新的选择。实时图像处理系统采用FPGA+DSP的结构来完成整个复杂的图像处理算法。将图像处理算法进行分类,FPGA和DSP份协作发挥各自的长处,对于算法实现简单、运算量大、实时性高的这类处理过程由大容量高性能的FPGA实现,DSP则用来处理经过预处理后的图像数据,来运行算法结构复杂,乘加运算多的算法。整个系统主要包括FPGA处理单元、DSP处理单元以及PCI接口通讯三个部分。主要取得的了以下的研究成果:(1)研究了FPGA的工作原理及应用,完成了Stratix芯片的选型。设计了数字图像处理板的电路原理图和PCB设计图。并对电路板进行调试,工作正常。(2)完成了FPGA程序下载电缆的PCB电路设计,并调试成功,应用到FPGA的调试下载配置中,取得了良好的实验与经济效果。(3)充分利用FPGA的设计开发软件与工具,完成了中值滤波、形态学滤波和自适应阈值的FPGA实现,并给出了详细的实现过程。将算法下载到FPGA芯片,经过试验调试,达到要求。(4)研究了PCI接口通讯的实现方式,选用PCI9054芯片实现通讯,完成PCI接口电路设计,经过调试,实现了中断、DMA等方式,满足了数据传输的要求。(5)学习了C6701DSP芯片的工作特性以及内部功能结构,完成了DSP外围存储器的扩展、时钟信号发生以及电源模块等外围电路的设计。
上传时间: 2013-07-16
上传用户:xiaowei314
本文简单介绍了脉冲式激光测距原理、相位式激光测距的原理及相位测量技术。根据课题的要求,给出了电路系统设计方案,选择了合适测相系统电路参数,分析了调制波的噪声对系统的影响,计算出能满足系统精度要求的最低信噪比,对偶然误差、信号变化幅度大小、零点漂移和电路的相位延迟等原因引起的测量误差,提出了具体的解决措施,这些措施提高了数字检相电路的测相精度和稳定性。 根据电路系统设计方案,着重对混频电路、整形电路和自动数字检相电路进行了较为深入的分析与讨论,其中自动数字检相电路采用大规模可编程逻辑器件FPGA实现。 文中述叙了利用FPGA实现自动数字检相的原理及方法步骤,分析了FPGA实现鉴相功能的可靠性。根据设计要求,选择合适的FPGA逻辑器件和配置器件,使用QuartusⅡ软件开发可编程逻辑器件及VHDL编程,给出了用QuartusⅡ软件进行数字检相测量的系统仿真结果和混频电路、比较电路、数字检相电路的实验结果,对在没有零角度位置标志信号和没有允许计数标志信号条件下的实验结果的精度进行了分析。根据误差结果分析,提出了下一步研究改进的措施和思路。
上传时间: 2013-07-25
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本文介绍了目前高清数字电视视频处理系统的核心器件视频处理器(Video Processor) 中所采用的主要画质增强技术,并对这些技术进行了简要的分析
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上传时间: 2013-05-28
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超声理论与技术的快速发展,使超声设备不断更新,超声检查已成为预测和评价疾病及其治疗结果不可缺少的重要方法。超声诊断技术不仅具有安全、方便、无损、廉价等优点,其优越性还在于它选用诊断参数的多样性及其在工程上实现的灵活性。 全数字B超诊断仪基于嵌入式ARM9+FPGA硬件平台、LINUX嵌入式操作系统,是一种新型的、操作方便的、技术含量高的机型。它具有现有黑白B超的基本功能,能够对超声回波数据进行灵活的处理,从而使操作更加方便,图象质量进一步提高,并为远程医疗、图像存储、拷贝等打下基础,是一种很有发展前景、未来市场的主打产品。全数字B型超声诊断仪的基本技术特点是用数字硬件电路来实现数据量极其庞大的超声信息的实时处理,它的实现主要倚重于FPGA技术。现在FPGA已经成为多种数字信号处理(DSP)应用的强有力解决方案。硬件和软件设计者可以利用可编程逻辑开发各种DSP应用解决方案。可编程解决方案可以更好地适应快速变化的标准、协议和性能需求。 本论文首先阐述了医疗仪器发展现状和嵌入式计算机体系结构及发展状况,提出了课题研究内容和目标。然后从B超诊断原理及全数字B超诊断仪设计入手深入分析了B型超声诊断仪的系统的硬件体系机构。对系统的总体框架和ARM模块设计做了描述后,接着分析了超声信号进行数字化处理的各个子模块、可编程逻辑器件的结构特点、编程原理、设计流程以及ARM处理模块和FPGA模块的主要通讯接口。接着,本论文介绍了基于ARM9硬件平台的LINUX嵌入式操作系统的移植和设备驱动的开发,详细描述了B型超声诊断仪的软件环境的架构及其设备驱动的详细设计。最后对整个系统的功能和特点进行了总结和展望。
上传时间: 2013-05-28
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论文通过分析国内外数字水印的发展现状,针对目前市场上假冒伪劣商品泛滥的实际问题,介绍了一种基于ARM9(S3C2410X)的数字水印商标检测仪的设计。 为了选择鲁棒性好的数字水印提取算法,论文介绍了用MATLAB对离散余弦变换、小波变换和基于主要特征方向向量的DCT和DWT相结合的算法的仿真过程,包括三种检测算法在无噪声且无攻击、有噪声、滤波以及RST攻击(旋转、放缩、平移)等情况。通过仿真结果的对比,最后选择了基于主要特征方向向量的DCT和DWT相结合的算法作为商标检测仪数字水印的提取算法。 在商标检测仪的软硬件实现过程中,论文首先介绍了检测仪的硬件设计,包括ARM9处理芯片及其外围扩展电路,采集设备,人机接口等部分。然后研究了基于ARM9的关于Bootload启动代码的引导以及Linux操作系统的移植,并建立了嵌入式交叉编译环境,为检测仪的设计和研究构建了一个良好的平台。在软件设计方面,主要介绍了用C语言实现基于主要特征方向向量的DCT和DWT相结合的算法,其中包括小波变换、离散余弦变换、Zigzag排列和相关检测程序等,另外,论文还对数字水印商标检测仪的图像采集、人机交互、终端显示等程序的设计方法进行了论述。
上传时间: 2013-07-02
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通信电源监控系统是一个分布式计算机控制系统,它集中并融合了传感器技术、现代计算机技术、通信技术、网络技术和人机系统技术的最新成果,能够实现遥测、遥信和遥控三遥功能,对实现现代化的通信电源维护和科学管理有着重要的意义。随着嵌入式技术近年来的发展,嵌入式系统在传统的工业监测、机械控制,及新兴的移动通讯、数字娱乐方面的应用越来越广泛。在工业领域,传统的监控系统主要以单片机为硬件载体进行设计,功能相对单一,可视化及扩展性有限。随着Linux系统的不断升级换代,现在出现了以ARM芯片为载体,以Linux系统为软件平台的新一代监控系统。它除了能实现原有单片机的功能外,还具备网络通信功能,其设计过程及界面更加人性化。 本文以基于ARM构建的嵌入式系统为软硬件平台,探讨了其在电源监控领域的应用。首先,本文讨论了通信电源监控系统的功能、组成、体系结构、组网方案、监控对象及监控点的选取等内容。在此基础上重点对局站中心SU作了设计,包括整体结构、设备、组网等,并给出前置单元嵌入式系统硬件结构、系统软件和监控软件的实现。最后,介绍了嵌入式WEB服务器和嵌入式数据库在嵌入式系统中的应用,并给出本系统使用的BOA服务器和SQLite数据库的实现方法。
上传时间: 2013-07-28
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本文介绍了微小电阻的测量技术,拟采用数字锁相环技术提取被噪声淹没的有用信号,通过多点测量及数据处理达到测试要求。该测量装置以计算机为核心,配以高精度A/D 转换器、低噪声放大器和精密恒流源,对
上传时间: 2013-06-22
上传用户:kikye
随着电力电子技术的发展,模块化程度低、缺乏灵活性、设计复杂、标准化程度低等因素日益成为制约其发展的瓶颈。而电力电子结构块(PEBB)正是为解决以上问题而提出的方法。因此研究利用PEBB来组建功率变换器具有一定的优势和重要的意义。 本文将电子技术和计算机技术等领域先进的、成熟的集成相关的技术应用于电力电子系统集成中,对电力电子系统集成中的操作系统、分布式控制技术和通信技术进行了研究。 将电力电子系统进行结构划分,分为PEBB功率部分和通用控制部分。对于功率部分,采用分立元件设计了一个半桥PEBB,包括主电路、保护电路、驱动电路、吸收电路和滤波电路等。在分析和对比了各种通信接口后选择具有“即插即用”功能的通用串行接口(USB)做为PEBB的数字通信接口。对于通用控制部分,选用具有高性价比的ARM7芯片S3C44B0X做为核心处理单元,辅以相应的外围电路。采用USB主机控制芯片使其具有类似USB主机的功能,实现与PEBB的通信和方便“即插即用”的管理。在软件设计上引入实时操作系统UC/OS-Ⅱ,采用多任务系统的形式,满足电力电子操作系统实时性的要求。然后,用两个半桥PEBB和一个通用控制器组成了一个单相全桥电压逆变器,分析和解决PEBB之间的同步等问题。最后给出并分析了实验结果。 通过上述工作,验证了PEBB对解决当前电力电子技术系统集成问题的可行性,为后续研究打下基础。
上传时间: 2013-07-12
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随着电子技术的快速发展,嵌入式系统已经成为热点。嵌入式系统大量应用在自动控制、工业设备和家用电器当中。当前应用的产品常以嵌入式处理器的形式出现,常用的如PDA、交换机、路由器等。嵌入式的广泛应用大大提高了人们的生活水平。位置敏感探测器(Position Sensible Detector)是一种基于半导体PN结横向光电效应的光电器件。它具有分辨率高、响应速度快、信号处理电路相对简单等优点。我们经常将PSD应用在与位置、距离、位移、角度的微小测量有关的场合。本文选用了一维PSD作为系统的探测器,结合嵌入式技术,将PSD应用于微小位移测量,实现了对微小位移的检测。 本研究以PSD、ARM、PC机为核心完成了对位移测量系统的设计。以PSD为核心实现了对信号的转换,利用PSD结合光学三角测量法将位移信号转换成电压信号,然后对电压信号进行放大、滤波等处理之后交由A/D器件进行模数转换。以ARM为核心,主要实现了对数据的处理,存储和通信等功能。将取得的数字量信号通过特定的软件程序编程得到位移信号。以PC机为核心,利用VB6.0实现了对实验数据的显示。PC根据得到的值与设定值进行比较,根据这个差值我们可以对系统进行进一步的完善。分析了位移传感器技术、微处理器ARM和嵌入式操作系统的特点、优势和国内外的研究现状;而后介绍了微小位移测量系统的总体功能、系统的总体硬件框架;叙述了位置敏感探测器PSD的原理和结构,介绍了将PSD应用于位移测量的设计过程;在ARM最小系统的硬件平台下,结合PSD实现了整个系统的硬件设计;软件设计上,以uClinux操作系统作为软件平台,利用内核裁剪技术,移植了BOOTLOADER,设计了Linux驱动程序和应用程序;最后在系统进行调试的时候,对系统进行了必要的改进,主要是设计了相应的非线性补偿电路,利用MATLAB对实验数据进行了拟合与分析。通过实验数据表明,基于ARM和PSD的微小位移测量系统具有精度高,响应速度快,并且成本低等优点。
上传时间: 2013-04-24
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