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高速设计

  • 红外动目标识别跟踪系统DSPFPGA硬件设计与实现

    视频目标识别与跟踪技术是当今世界重要的研究课题,它涉及图像处理、自动控制、计算机应用等学科,该文主要论述该项目的具体实现及相关理论分析,重点在于该系统的硬件模块实现及分析.该系统的硬件模块是典型的高速数字电路,这也是当今世界电路设计的一大热点.同时,该系统的硬件模块不同于传统的模拟、数字电路.严格的说它是基于可编程芯片的系统(System On Programmable Chip).它与传统电路的最大不同在于,硬件模块本身不具备任何功能,但该硬件模块可以与相应的软件结合(此处,我们将FPGA中的可编程指令也广义的归入软件范畴),实现相应的功能.换言之,该硬件模块通过换用其他软件,可以实现其他功能.所以从这个意义上讲,我们也可以将其称为基于可编程芯片的通用平台系统(General System On Programmable Chip).此外,该文还对该系统进行了尝试性的层状结构描述,这种描述同样适用于其它IT目的或电子系统.

    标签: DSPFPGA 红外 目标识别 硬件设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:yumiaoxia

  • 基于FPGA的JPEG编解码芯片设计

    近年来,随着微电子技术的高速发展,数字图像压缩编码技术的逐渐成熟,实时图象处理在多媒体、HDTV、图像通信等领域有着越来越广泛的应用,图像压缩/解压的IC芯片也已成为多媒体技术的核心,实现这些算法芯片的研究成为信息产业的新热点.该文基于FPGA设计了JPEG图像压缩编解码芯片,通过改进算法优化结构,在合理地利用硬件资源的条件下,有效地挖掘出算法内在的并行性.在JPEG编码器设计中,改进了JEONG的DCT变换算法,采用流水线优化算法解决时间并行性问题,提高了DCT/IDCT模块的运算速度;设计了基于查找表结构的定点乘法器,便于在设计中共享乘法单元,以适应流水线设计的要求;依据Huffman编码表的规律性,采用并行查找表结构,用较少的存储单元完成Huffman编解码的运算,同时也提高了编解码速度.在JPEG解码器设计中,根据Huffman码字本身的特点和JPEG标准,设计了一种Huffman码字分组结构,基于该结构提出分组Huffman查找表及地址编码的设计方法,进而完成了新的快速Huffman解码算法及其模块设计.整个设计及其各个模块都在ALTERA公司的EDA工具QUARTUSII平台上进行了逻辑综合及功能和时序仿真.综合和仿真结果表明,基于FPGA的JPEG图像编解码芯片消耗很少的FPGA硬件资源,达到了较高的工作频率,在速度和资源利用率方面均达到了较优的状态,可满足实时JPEG图像编解码的要求.在逻辑设计的基础上,该设计可以进一步作硬件仿真和实验,将源代码烧录进FPGA芯片,作为独立器件或有自主知识产权的JPEG IP模块,应用于可视电话、手机和会议电视等低成本JPEG编解码系统的实现.

    标签: FPGA JPEG 编解码 芯片设计

    上传时间: 2013-05-31

    上传用户:yuying4000

  • 基于FPGA的MPEG4编解码芯片开发系统设计研究

    MPEG-4是目前非常流行的视频压缩标准,基于MPEG-4的视频处理系统有两种体系结构:可编程结构和专用结构.可编程结构灵活,适用范围广,易于升级,但电路复杂,电路功耗大.专用视频编解码器结构硬件开销小,处理速度高.该文主要研究专用的MPEG-4视频编解码芯片设计方法.目前市场上MPEG-4视频编解码芯片主要是Simple Profile级别的,而我们设计的芯片要实现Advanced Simple Profile级别.该文采用了一种基于大规模FPGA的软硬件相结的芯片设计方案,我们设计了基于FPGA的MPEG-4芯片设计开发平台,完成算法的硬件仿真与测试.论文围绕基于FPGA的MPEG-4芯片开发系统设计,分为两个部分.第一部分介绍了目前国内外实现MPEG-4视频处理系统的主要方法和应用,概述了国际上MPEG-4视频编解码芯片设计的一般方法及其发展趋势,详细描述了我们的基于FPGA的MPEG-4编解码芯片开发系统的结构.第二部分重点讲述了基于FPGA的MPEG-4芯片开发系统各个电路模块的设计,包括电源模块、FPGA配置模块、时钟生成模块、视频输入/输出模块、RS232串口模块、以太网接口模块、USB接口模块等.同时也介绍了I

    标签: MPEG4 FPGA 编解码芯片 开发系统

    上传时间: 2013-06-15

    上传用户:it男一枚

  • 基于FPGA的PCI接口设计及其应用

    该文进行的设计作为数控系统大课题中的一个子课题,主要研究利用PCI总线来实现对外围IO的操作,硬件上包括设计一块PCI接口卡并测试通过,软件上实现了PCI接口卡在Linux下的驱动和用软PLC来实现对外围IO的操作.该文在比较几种微机总线的基础上,为了实现数控系统高速、高精度、低功耗的要求,采用PCI总线进行设计.随着可编程逻辑器件的发展,为在一片PLD芯片内实现复杂的逻辑控制提供了条件.该文在综合比较开发PCI卡的几种方法的基础上,选择了使用FPGA来实现PCI接口卡设计.用VHDL语言对FPGA编程,采用模块化的设计方法进行设计,用状态机来控制PCI逻辑的时序.设计首先在EDA软件上仿真通过后,制作成PCI板卡并在现场调试通过.为方便所设计的PCI卡在数控系统及其它系统中应用,该文设计了PCI卡在Linux下的设备驱动程序,主要包括设备的注册与注销、与Linux内核的接口、相关的入口函数、驱动程序的编码、编译、加载与卸载等,并编写了相应的测试代码,在Linux环境下调试通过.为了解决数控系统中PLC的应用问题,该文还设计了PCI卡在软PLC中的应用.采用的软PLC软件是Linux下的MatPLC软件.在详细讨论MatPLC工作原理的基础上,设计了一个输入模块、一个输出模块和一个MatPLC配置文件.输入模块通过驱动程序从PCI卡中读取数据,传送到MatPLC内核的全局变量中,输出模块从内核全局变量读取数据并进行逻辑运算,再输出到PCI卡.将他们编译通过,并进行测试,最终实现软PLC对外围IO端口的读写.该论文受到广东省科技攻关项目[2002A1040402]、广东省科技攻关项目[2003C101002]、广州市重大科技攻关计划[2002Z1-D0051]的资助.

    标签: FPGA PCI 接口设计

    上传时间: 2013-07-18

    上传用户:szchen2006

  • 基于FPGA的多路E1反向复用传输芯片的设计与实现

    随着电信数据传输对速率和带宽的要求变得越来越迫切,原有建成的网络是基于话音传输业务的网络,已不能适应当前的需求.而建设新的宽带网络需要相当大的投资且建设工期长,无法满足特定客户对高速数据传输的近期需求.反向复用技术是把一个单一的高速数据流在发送端拆散并放在两个或者多个低速数据链路上进行传输,在接收端再还原为高速数据流.该文提出一种基于FPGA的多路E1反向复用传输芯片的设计方案,使用四个E1构成高速数据的透明传输通道,支持E1线路间最大相对延迟64ms,通过链路容量调整机制,可以动态添加或删除某条E1链路,实现灵活、高效的利用现有网络实现视频、数据等高速数据的传输,能够节省带宽资源,降低成本,满足客户的需求.系统分为发送和接收两部分.发送电路实现四路E1的成帧操作,数据拆分采用线路循环与帧间插相结合的方法,A路插满一帧(30时隙)后,转入B路E1间插数据,依此类推,循环间插所有的数据.接收电路进行HDB3解码,帧同步定位(子帧同步和复帧同步),线路延迟判断,FIFO和SDRAM实现多路数据的对齐,最后按照约定的高速数据流的帧格式输出数据.整个数字电路采用Verilog硬件描述语言设计,通过前仿真和后仿真的验证.以30万门的FPGA器件作为硬件实现,经过综合和布线,特别是写约束和增量布线手动调整电路的布局,降低关键路径延时,最终满足设计要求.

    标签: FPGA 多路 传输 片的设计

    上传时间: 2013-07-16

    上传用户:asdkin

  • 基于FPGA的高速图像处理系统的研究

    现代自动化生产技术迅猛发展,对保证其产品质量的检测技术也提出了更高的要求,许多传统的检测手段已不能满足现代化大生产的需求.而在计算机视觉理论基础上发展起来的视觉检测技术以其高精度、非接触、自动化程度高等优点满足了现代生产过程在线检测的要求,逐渐由实验室走向工业现场,得到了日益广泛的应用.随着现代生产节拍的不断加快,以及检测节点的增多,处理数据量的增大,对视觉检测系统的测量速度提出了更高的要求,而在现有的检测系统中,实现100%实时在线检测的关键问题是提高视觉图像的处理速度,从而提高整个视觉检测系统的处理速度.因此该文提出基于FPGA的高速图像处理系统的设计方案,得到了国家"十五"攻关项目"光学数码柔性通用坐标测量机"的资助.该文针对以下三个方面进行研究并取得一定的成果:(一)高速图像处理硬件解决方案的研究通过分析现有的几种实现高速图像处理的方法的优缺点,提出了基于现场可编程逻辑器件FPGA(Field Programmable Gate Array)技术的高速图像处理系统的方案,并构建了其硬件平台.(二)基于USB总线的通讯采用USB专用接口芯片,实现高速图像处理系统与PC机的通讯验证硬件设计的正确性.(三)基于FPGA的图像处理的研究分析图像处理的特点及其基本的方法,初步研究了基于FPGA的图像低层次处理的硬件化方法的实现.

    标签: FPGA 高速图像处理

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:tb_6877751

  • 基于FPGA的水下远程遥控解码电路的设计与研究

    随着计算机和集成电路技术的不断发展,基于EDA技术的芯片设计正在成为电子系统设计的主流.现场可编程门阵列(FPGA)作为一种可编程专用集成电路(ASIC)已经广泛应用于计算机、通信、航空航天等各个领域.一般来讲,FPGA多用于高速通信和高速信号处理领域,以发挥其处理速度快的特点,本文将其应用于一低速低功耗系统——某水下远程遥控接收系统,主要用其在频域来实现水下远程遥控的解码,取得了令人满意的效果.该文主要做了以下几方面的工作.首先,深入研究和分析了在频域实现水下远程遥控解码的原理并进行了遥控指令编码设计;其次,用ALTERA公司的CYCLONE系列FPGA芯片完成了水下远程遥控FPGA解码芯片的设计工作,包括硬件描述语言(VHDL)编码、电路前后仿真、综合和布局布线工作,并对设计的FPGA解码芯片进行了初步的功耗估算:最后设计制作了一块FPGA解码芯片电路验证测试板,并完成了电路调试和测试.实验测试结果表明,用FPGA实现水下远程遥控解码电路的方案是可行的,可以有效地缩小系统体积、提高系统可靠性,在保证系统性能情况下做到更低的功耗,还可以实现在系统配置和编程,使得系统的调试、升级和维护更加灵活方便.

    标签: FPGA 远程遥控 解码电路

    上传时间: 2013-06-03

    上传用户:zoushuiqi

  • 高速FPGA在激光回波检测中的应用

    激光测距是激光技术在军事上最早和最成熟的应用,自1961.年美国休斯飞机公司研制成功世界上第一台激光测距机之后,激光测距技术发展迅速。如今,它已经被广泛运用于军用领域和民用领域。为了进一步提高我国激光测距水平,研制更高性能激光测距机依然是我国国防科技研究中的重要课题之一。其中,测距精度是激光测距机的一个重要参数。而激光测距机能否准确的检测激光回波信号将直接影响测距精度。 脉冲激光测距系统主要包括激光发射子系统、激光回波探测子系统、回波检测与主控子系统、终端显示子系统等组成。其中设计高精度激光回波检测与主控子系统是实现高精度激光测距的核心问题。传统激光回波检测与主控子系统通常采用分立元件和小规模集成电路设计,电路复杂且精度较低。随着数字电路设计技术的发展,已出现大规模可编程逻辑器件FPGA(现场可编程门阵列)和CPLD(复杂可编程逻辑器件)。采用FPGA代替传统的分立元件和小规模集成电路来设计激光回波检测与主控子系统,不仅提高了回波检测精度,同时简化了整个测距系统的设计。 本文研究了将激光回波信号直接送入FPGA进行检测的方案。同时,采用这种方案设计了一种激光回波检测系统,并把它成功运用在一引信项目中。这种方案电路设计简单,易于实现。在实际应用中,由于激光回波探测子系统只是完成由光信号到电信号的转换及简单放大,理论分析和试验结果均表明,采用该方案进行回波检测的精度较低,这种回波检测方法也只能应用在测距精度要求低的项目中。 为了满足另一高精度测距项目的需要,在FPGA直接进行激光回波检测方案的基础上,设计了一种高精度激光回波检测系统。文中介绍了其实现原理,理论上分析了该系统所能达到的回波检测精度及整机测距系统的测距精度。与第一种方案相比,该方案引入了超高速数据采集电路。由于采样速率高达lGsps,该方案实现的难点在于如何保证数据采集电路的稳定工作。文中从总体方案的设计,到器件的选型,硬件电路板的实现等方面做了详细的阐述,最终完成了系统硬件电路设计。接着介绍了系统程序设计。后面给出了试验测试结果,该系统工作稳定,性能良好。系统设计中引入的超高速数据采集电路有着广泛的应用,为其他相关设计提供了参考。最后,对全文做了工作总结,并给出了接下来的后续工作与展望。 本文在高速FPGA对激光回波信号检测方向取得了一定的成果,为进一步研究提供了参考价值。

    标签: FPGA 激光 回波 中的应用

    上传时间: 2013-06-13

    上传用户:cy1109

  • 高速Viterbi译码器的FPGA实现

    本文提出了一种高速Viterbi译码器的FPGA实现方案。这种Viterbi译码器的设计方案既可以制成高性能的单片差错控制器,也可以集成到大规模ASIC通信芯片中,作为全数字接收的一部分。 本文所设计的Viterbi译码器采用了基四算法,与基二算法相比,其译码速率在理论上约提升一倍。加一比一选单元是Viterbi译码器最主要的瓶颈所在,本文在加一比一选模块中采用了全并行结构的设计方法,这种方法虽然增加了硬件的使用面积,却有效的提高了译码器的速率。在幸存路径管理部分采用了两路并行回溯的设计方法,与寄存器交换法相比,回溯算法更适用于FPGA开发设计。为了提高译码性能,减小译码差错,本文采用较大译码深度的回溯算法以保证幸存路径进行合并。实现了基于FPGA的误码测试仪,在FPGA内部完成误码验证和误码计数的工作。 与基于软件实现译码过程的DSP芯片不同,FPGA芯片完全采用硬件平台对Viterbi译码器加以实现,这使译码速率得到很大的提升。针对于具体的FPGA硬件实现,本文采用了硬件描述语言VHDL来完成设计。通过对译码器的综合仿真和FPGA实现验证了该方案的可行性。译码器的最高译码输出速率可以达到60Mbps。

    标签: Viterbi FPGA 译码器

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:181992417

  • 基于FPGA实现可扩展高速FFT处理器的研究

    DFT(离散傅立叶变换)作为将信号从时域转换到频域的基本运算,在各种数字信号处理中起着核心作用

    标签: FPGA FFT 扩展 处理器

    上传时间: 2013-08-04

    上传用户:wangdean1101