JPEG是联合图像专家组(Joint Picture Expert Group)的英文缩写,是国际标准化组织(ISO)和CCITT联合制定的静态图像压缩编码标准。JPEG的基于DCT变换有损压缩具有高压缩比特点,被广泛应用在数据量极大的多媒体以及带宽资源宝贵的网络程序中。 动态图像的JPEG编解码处理要求图像恢复质量高、实时性强,本课题就是针对这两个方面的要求展开的研究。该系统由图像编码服务器端和图像解码客户端组成。其中,服务器端实时采集摄像头传送的动态图像,进行JPEG编码,通过网络传送码流到客户端;客户端接收码流,经过JPEG解码,恢复出原始图像送VGA显示。设计结果完全达到了实时性的要求。 本文从系统实现的角度出发,首先分析了系统开发平台,介绍FPGA的结构特点以及它的设计流程和指导原则;然后从JPEG图像压缩技术发展的历程出发,分析JPEG标准实现高压缩比高质量图像处理的原理;针对FPGA在算法实现上的特点,以及JPEG算法处理的原理,按照编码和解码顺序,研究设计了基于改进的DA算法的FDCT和IDCT变换,以及按发生频率进行优化的霍夫曼查找表结构,并且从系统整体上对JPEG编解码进行简化,以提高系统的处理性能。最后,通过分析Nios嵌入式微处理器可定制特性,根据SOPC Builder中Avalon总线的要求,把图像采集,JPEG图像压缩和网络传输转变成用户自定义模块,在SOPC Builder下把用户自定义模块添加到系统中,由Nios嵌入式软核的控制下运行,在FPGA芯片上实现整个JPEG实时图像编解码系统(soc)。 在FPGA上实现硬件模块化的JPEG算法,具有造价低功耗低,性能稳定,图像恢复后质量高等优点,适用于精度要求高且需要对图像进行逐帧处理的远程微小目标识别和跟踪系统中以及广电系统中前期的非线性编辑工作以及数字电影的动画特技制作,对降低成本和提高图像处理速度两方面都有非常重大的现实意义。通过在FPGA上实现JPEG编解码,进一步探索FPGA在数字图像处理上的优势所在,深入了解进行此类硬件模块设计的技术特点,是本课题的重要学术意义所在。
上传时间: 2013-04-24
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《电磁兼容和印刷电路板》集理论和实践于一体,适合于那些涉及逻辑设计和PCB布局设计的工程技术人员,测试工程师和技师,从事机械、加工、制造和兼容调试工作的人员,EMC顾问以及负责对硬件工程设计进行监察的人员阅读参考。
上传时间: 2013-07-06
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大家都知道焊盘设计不合理将会产生很多问题,一份比较实用型的这方面标准,从生产,检验方面考虑,当然的人工检验和设备检验角度都合理.
上传时间: 2013-06-15
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数字信号发生器是数字信号处理中不可缺少的调试设备。在某工程项目中,为了提供特殊信号,比如雷达信号,就需要设计专用的数字信号发生器,用以达到发送雷达信号的要求。在本文中提出了使用PCI接口的专用数字信号发生器方案。 该方案的目标是能够采录雷达信号,把信号发送到主机作为信号文件存储起来,然后对这个信号文件进行航迹分离,得到需要的航迹信号文件。同时,信号发生器具有发送信号的功能,可以把不同形式的信号文件发送到检测端口,用于设备调试。 在本文中系统设计主要分为硬件和软件两个方面来介绍: 硬件部分采用了FPGA逻辑设计加上外围电路来实现的。在硬件设计中,最主要的是FPGA逻辑设计,包括9路主从SPI接口信号的逻辑控制,片外SDRAM的逻辑控制,PCI9054的逻辑控制,以及这些逻辑模块间信号的同步、发送和接收。在这个过程中信号的方向是双向的,所选用的芯片都具有双向数据的功能。 在本文中软件部分包括驱动软件和应用软件。驱动软件采用PLXSDK驱动开发,通过控制PCI总线完成数据的采录和发送。应用软件中包括数据提取和数据发送,采用卡尔曼滤波器等方法。 通过实验证明该方案完全满足数据传输的要求,达到SPI传输的速度要求,能够完成航迹提取,以及数据传输。
上传时间: 2013-07-03
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数据采集系统是信号与信息处理系统中不可缺少的重要组成部分,同时也是软件无线电系统中的核心模块,在现代雷达系统以及无线基站系统中的应用越来越广泛。为了能够满足目前对软件无线电接收机自适应性及灵活性的要求,并充分体现在高性能FPGA平台上设计SOC系统的思路,本文提出了由高速高精度A/D转换芯片、高性能FPGA、PCI总线接口、DB25并行接口组成的高速数据采集系统设计方案及实现方法。其中FPGA作为本系统的控制核心和传输桥梁,发挥了极其重要的作用。通过FPGA不仅完成了系统中全部数字电路部分的设计,并且使系统具有了较高的可适应性、可扩展性和可调试性。 在时序数字逻辑设计上,充分利用FPGA中丰富的时序资源,如锁相环PLL、触发器,缓冲器FIFO、计数器等,能够方便的完成对系统输入输出时钟的精确控制以及根据系统需要对各处时序延时进行修正。 在存储器设计上,采用FPGA片内存储器。可根据系统需要随时进行设置,并且能够方便的完成数据格式的合并、拆分以及数据传输率的调整。 在传输接口设计上,采用并行接口和PCI总线接口的两种数据传输模式。通过FPGA中的宏功能模块和IP资源实现了对这两种接口的逻辑控制,可使系统方便的在两种传输模式下进行切换。 在系统工作过程控制上,通过VB程序编写了应用于PC端的上层控制软件。并通过并行接口实现了PC和FPGA之间的交互,从而能够方便的在PC机上完成对系统工作过程的控制和工作模式的选择。 在系统调试方面,充分利用QuartuslI软件中自带的嵌入式逻辑分析仪SignalTaplI,实时准确的验证了在系统整个传输过程中数据的正确性和时序性,并极大的降低了用常规仪器观测FPGA中众多待测引脚的难度。 本文第四章针对FPGA中各功能模块的逻辑设计进行了详细分析,并对每个模块都给出了精确的仿真结果。同时,文中还在其它章节详细介绍了系统的硬件电路设计、并行接口设计、PCI接口设计、PC端控制软件设计以及用于调试过程中的SignalTapⅡ嵌入式逻辑分析仪的使用方法,并且也对系统的仿真结果和测试结果给出了分析及讨论。最后还附上了系统的PCB版图、FPGA逻辑设计图、实物图及注释详细的相关源程序清单。
上传时间: 2013-06-09
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三维彩色信息获取系统目的是获取对象的三维空间坐标和颜色信息。它是计算机视觉研究的重要内容,也是当前信息科学研究中的一个重要热点。 本文首先介绍了三维信息获取技术的意义和实时可重构三维激光彩色信息获取系统总体方案。该方案合理划分了系统的图像处理任务,充分地利用了拥有的硬、软件资源。阐述了基于FPGA处理器的硬件系统结构及其工作原理和系统工作时序。 本文还研究了图像处理系统中的数字逻辑设计,总结出了较完整、规范化的设计流程和方法,介绍了从图像处理算法到可编程逻辑器件的规范化映射方法,总结了在视频系统中的高级设计技巧,包括并行流水线技术和循环结构的硬件实现方式等。 为了说明提出的设计方法,本文分析了基于自适应阈值的结构光条纹中心的方向模板快速检测算法的硬件实现。该算法是把自适应阈值法与可变方向模板法相结合,具有稳定性好、精度高、计算简单、数据存储量小、实现速度快的特点,此外,该方法有利于硬件快速实现。实践证明这种方法是实用的、有效的。 本文的重点在于研制了具有完全自主知识产权的实时可重构三维激光彩色信息获取系统中视频图像处理专用集成电路。该集成电路是实现系统快速算法的核心,使用现场可编程器FPGA器件EPlK50实现提取激光线、提取人头轮廓线和提取中心颜色线算法;该集成电路还要实现系统所需的控制逻辑。控制部分包括将视频采集输出端口信号转化为RGB真彩色信号的数据锁存模块、各FIFO缓存器的输入输出控制模块和系统需要的其它信号控制模块。提出提取轮廓线快速算法,即由FPGA处理器与主机交互式共同快速完成提取人头正侧影轮廓线算法。该专用集成电路研制是整个实时可重构三维激光彩色信息获取系统实现的关键。
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上传时间: 2013-07-23
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新一代FPGA综合技术,逻辑设计中出现的多个层次进行优化, 通过精简逻辑层次,提升了电路性能,并且降低了功耗
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上传时间: 2013-06-12
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数字电视按传输方式分为地面、卫星和有线三种。其中,DVB-S和DVB-C这两个全球化的卫星和有线传输方式标准,目前已作为世界统一标准被大多数国家所接受。而对于地面数字电视广播标准,经国际电讯联盟(ITU)批准的共有三个,包括欧盟的DVB-T(Digital Video Broadcasting-Terrestrial,数字视频地面广播)标准、美国的ATSC(Advanced Television System Committee,先进电视制式委员会)标准和日本的ISDB-T(Terrestrial Integrated Services DigitalBroadcasting,综合业务数字广播)标准。综合比较起来,欧洲的DVB-T标准在技术及应用实践上都更加成熟。 本论文首先介绍了DVB-T系统的主要结构,针对DVB-T标准中各模块的实现进行了阐述,并根据发射机端各个模块讨论了接收机端相关模块的算法设计。 随后,论文给出了基于Microsoft Visual Studio 2005平台实现的数字电视基带信号产生与接收的软件仿真系统的总体设计流程,重点讨论了内编解码器和内交织/解交织器的算法与实现,并在实现的多参数可选的数字电视基带信号产生与接收软件仿真平台上,重点分析了内编/解码模块在接收端Viterbi译码算法中采用硬判决、简化软判决以及不同调制方式时对DVB-T系统整体性能的影响。 最后,论文讨论了内码译码算法的实现改进,使得Viterbi译码更适合在FPGA上实现,同时针对逻辑设计进行优化以便节省硬件资源。论文重点讨论了对幸存路径信息存储译码模块的改进,比较了此模块三种不同的实现方式带来的硬件速率和资源的优劣,通过利用4块RAM对幸存路径信息的交互读写,完成了对传统回溯算法的改进,实现了加窗回溯的译码输出,同时实现了回溯长度可配置以实现系统不同的性能要求。
上传时间: 2013-08-02
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可配置端口电路是FPGA芯片与外围电路连接关键的枢纽,它有诸多功能:芯片与芯片在数据上的传递(包括对输入信号的采集和输出信号输出),电压之间的转换,对外围芯片的驱动,完成对芯片的测试功能以及对芯片电路保护等。 本文采用了自顶向下和自下向上的设计方法,依据可配置端口电路能实现的功能和工作原理,运用Cadence的设计软件,结合华润上华0.5μm的工艺库,设计了一款性能、时序、功耗在整体上不亚于xilinx4006e[8]的端口电路。主要研究以下几个方面的内容: 1.基于端口电路信号寄存器的采集和输出方式,本论文设计的端口电路可以通过配置将它设置成单沿或者双沿的触发方式[7],并完成了Verilog XL和Hspiee的功能和时序仿真,且建立时间小于5ns和保持时间在0ns左右。和xilinx4006e[8]相比较满足设计的要求。 2.基于TAP Controller的工作原理及它对16种状态机转换的控制,对16种状态机的转换完成了行为级描述和实现了捕获、移位、输出、更新等主要功能仿真。 3.基于边界扫描电路是对触发器级联的构架这一特点,设计了一款边界扫描电路,并运用Verilog XL和Hspiee对它进行了功能和时序的仿真。达到对芯片电路测试设计的要求。 4.对于端口电路来讲,有时需要将从CLB中的输出数据实现异或、同或、与以及或的功能,为此本文采用二次函数输出的电路结构来实现以上的功能,并运用Verilog XL和Hspiee对它进行了功能和时序的仿真。满足设计要求。 5.对于0.5μm的工艺而言,输入端口的电压通常是3.3V和5V,为此根据设置不同的上、下MOS管尺寸来调整电路的中点电压,将端口电路设计成3.3V和5V兼容的电路,通过仿真性能上已完全达到这一要求。此外,在输入端口处加上扩散电阻R和电容C组成噪声滤波电路,这个电路能有效地抑制加到输入端上的白噪声型噪声电压[2]。 6.在噪声和延时不影响电路正常工作的范围内,具有三态控制和驱动大负载的功能。通过对管子尺寸的大小设置和驱动大小的仿真表明:在实现TTL高电平输出时,最大的驱动电流达到170mA,而对应的xilinx4006e的TTL高电平最大驱动电流为140mA[8];同样,在实现CMOS高电平最大驱动电流达到200mA,而xilinx4006e的CMOS驱动电流达到170[8]mA。 7.与xilinx4006e端口电路相比,在延时和面积以及功耗略大的情况下,本论文研究设计的端口电路增加了双沿触发、将输出数据实现二次函数的输出方式、通过添加译码器将配置端口的数目减少的新的功能,且驱动能力更加强大。
上传时间: 2013-06-03
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· 摘要: 数字滤波器和快速傅氏变换算法是数字信号处理的两大基石.在DSP芯片上实现数字滤波器算法的传统做法是用汇编语言编写软件来实现.用汇编语言编写的DSP程序具有最好的执行效率,但DSP汇编语言的编程效率较低.该文主要研究如何使用基于交互的方框仿真和自动代码生成快速原型的方法进行滤波器设计.实现了从顶层的系统仿真到底层的芯片算法的设计.这个方法大大地缩短了算法的开发周期.&
上传时间: 2013-07-19
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