近年来,计算机图形学应用越来越广泛,尤其是三维(3D)绘图。3D绘图使用3D模型和各种影像处理产生具有三维空间真实感的影像,应用于虚拟真实情况以及多媒体的产品上,且多半是使用低成本的实时3D计算机绘图技术为基础。在初期3D图形学刚起步时,由于图形简单,因此可以利用CPU来运算,但随着图形学技术的发展,所要绘制的图形越来越复杂,这时如果单纯依赖CPU来处理,不能达到实时的要求,因此需要专门的硬件来加速图形处理,GPU(图形处理单元)因此出现了。不过由于3D图形加速硬件的复杂性和短寿命,这极大地提高了对硬件开发环境的需要。为了更好的对设计进行更改和测试,不能仅仅用专门定制的方法来设计,需要其他的方:硬件描述语言(HDL)和FPGA。 随着计算机绘图规模的需要,借助辅助硬件资源,来提高图形处理单元(GPU)处理速度的需求越来越普遍。自从15年前现场可编程门阵列(FPGA)开始出现以来,其在可编程硬件领域所起的作用越来越大。它们在速度、体积和速度方面都有了很大的提高。这意味着FPGA在以前只能使用专用硬件的场合越来越重要。其中一个应用领域就是3D图形渲染,在这个研究领域里人们正在利用具有可编程性能的FPGA来帮助改进图形处理单元(GPU)的性能。 能够在廉价、可动态重新配置的FPGA上实现复杂算法来辅助硬件设计。本文的设计就是通过在FPGA上实现3维图形几何处理管线部分功能来提高图形处理速度。具体实现中使用硬件描述语言(Verilog HDL)进行逻辑设计,并发现问题解决问题。 本文主要特色如下: 1.针对几何变换换子系统,提出一种硬件实现方案,该方案能对基本的几何变换如:平移、缩放、旋转和投影进行操作。首先构造出总体变换矩阵,随后进行矩阵乘法运算,再进行投影变换,最后输出变换座标。提出一种脉动阵列结构,用于两个矩阵的乘法运算。找到一种快捷的方法来实现矩阵相乘,将能大大提高系统的效率。 2.对于3D图形裁剪,文中描述了一种裁剪引擎,它能够处理3D图形中的裁剪、透视除法以及视口映射的功能。硬件实现的难度取决于裁剪算法的复杂程度。我们在Sutherland-Hodgman裁剪算法的基础上提出一种新的裁剪算法,该算法通过去除冗余顶点以提高处理速度,同时利用编码来判断线段可见性的方法使得硬件实现变得很容易。 3.最后,我们在FPGA上实现了几何变换以及三维裁剪,并与C语言的模拟结果对比发现结果正确,且三维裁剪能够以3M个三角形/s的速度运行,满足了图形流水中的实时性要求。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:yerik
随着多媒体技术发展,数字图像处理已经成为众多应用系统的核心和基础。图像处理作为一种重要的现代技术,已经广泛应用于军事指挥、大视场展览、跟踪雷达、电视会议、导航等众多领域。因而,实现高分辨率高帧率图像实时处理的技术不仅具有广泛的应用前景,而且对相关领域的发展也具有深远意义。 大视场可视化系统由于屏幕尺寸很大,只有在特制的曲面屏幕上才能使细节得到充分地展现。为了在曲面屏幕上正确的显示图像,需要在投影前实时地对图像进行几何校正和边缘融合。而现场可编程门阵列(FPGA)则是用硬件处理实时图像数据的理想选择,基于FPGA的图像处理技术是世界范围内广泛关注的研究领域。 本课题的主要工作就是设计一个以FPGA为核心的硬件系统,该系统可对高分辨率高刷新率(1024*768@60Hz)的视频图像实时地进行几何校正和边缘融合。 论文首先介绍了图像处理的几何原理,然后提出了基于FPGA的大视场实时图像融合处理系统的设计方案和模块功能划分。系统分为算法与软件设计,硬件电路设计和FPGA逻辑设计三个大的部分。本论文主要负责FPGA的逻辑设计。围绕FPGA的逻辑设计,论文先介绍了系统涉及的关键技术,以及使用Verilog语言进行逻辑设计的基本原则。 论文重点对FPGA内部模块设计进行了详细的阐述。仲裁与控制模块是顶模块的主体部分,主要实现系统状态机和时序控制;参数表模块主要实现SDRAM存储器的控制器接口,用于图像处理时读取参数信息。图像处理模块是整个系统的核心,通过调用FPGA内嵌的XtremeDSP模块,高速地完成对图像数据的乘累加运算。最后论文提出并实现了一种基于PicoBlaze核的12C总线接口用于配置FPGA外围芯片。 经过对寄存器传输级VerilogHDL代码的综合和仿真,结果表明,本文所设计的系统可以应用在大视场可视化系统中完成对高分辨率高帧率图像的实时处理。
上传时间: 2013-05-19
上传用户:恋天使569
随着电子技术和计算机技术的飞速发展,视频图像处理技术近年来得到极大的重视和长足的发展,其应用范围主要包括数字广播、消费类电子、视频监控、医学成像及文档影像处理等领域。当前视频图像处理主要问题是当处理的数据量很大时,处理速度慢,执行效率低。而且视频算法的软件和硬件仿真和验证的灵活性低。 本论文首先根据视频信号的处理过程和典型视频图像处理系统的构成提出了基于FPGA的视频图像处理系统总体框图;其次选择视频转换芯片SAA7113,完成视频图像采集模块的设计,主要分三步完成:1)配置视频转换芯片的工作模式,完成视频转化芯片SAA7113的初始化:2)通过分析输出数据流的格式标准,来识别奇偶场信号、场消隐信号和有效行数据的开始和结束信号三种控制信号,并根据控制信号,用Verilog硬件描述语言编程实现图像数据的采集;3)分析SRAM的读写控制时序,采用两块SRAM完成图像数据的存储。然后编写软件测试文件,在ISE Simulator仿真环境进行程序测试与运行,并分析仿真结果,验证了数据采集和存储的正确性;最后,对常用视频图像算法的MATLAB仿真,选择适当的算子,采用工具MATLAB、System Generator for DSP和ISE,利用模块构建方式,搭建视频算法平台,实现图像平滑滤波、锐化滤波算法,在Simulink中仿真并自动生成硬件描述语言和网表,对资源的消耗做简要分析。 本论文的创新点是采用新的开发环境System Generator for DSP实现视频图像算法。这种开发视频图像算法的方式灵活性强、设计周期短、验证方便、是视频图像处理发展的必然趋势。
上传时间: 2013-07-28
上传用户:lingzhichao
正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术作为一种可以有效对抗信号波形间干扰的高速传输技术,引起了广泛关注。它利用许多并行的、传输低速率数据的子载波来实现高速率的通信。它的特点是各子载波相互正交,所以扩频调制后的频谱可以相互重叠,不但减小了子载波问的相互干扰,还大大提高了频谱利用率。由于OFDM的高频谱利用率、易于硬件实现、对抗频率选择性衰落和窄带干扰的能力突出等优点,它成为第四代移动通信的首选技术,是当前移动通信技术研究的热点问题。 本文概括的介绍了OFDM系统的基本概念、基本工作原理和关键技术,重点讨论了如何在FPGA上实现OFDM低中频收发信机。基于这些理论知识,确定了OFDM低中频收发信机系统实现方案,并选择ALTERA公司的Cyclone
上传时间: 2013-06-29
上传用户:水瓶kmoon5
随着语音技术应用的发展,语音信号数字处理的实时性要求越来越突出。这就要求在系统设计中,对系统的硬件环境要求更高。随着语音处理算法的日益复杂,用普通处理器对语音信号进行实时处理,已经不能满足需要。专用语音信号处理芯片能解决实时性的要求,同时对器件的资源要求也是最低的。 论文利用Altera公司的新一代可编程逻辑器件在数字信号处理领域的优势,对语音信号的常用参数—LPC(线性预测编码,Linear Predictive Coding)参数提取的FPGA(现场可编程门阵列,Field Programmable Gate Array)实现进行了深入研究。论文首先对语音的离散数学模型和短时平稳特性进行了分析,深入讨论了语音线性预测技术。第二,对解线性预测方程组的自相关法和协方差斜格法进行了比较,提出了一种基于协方差斜格法的LPC参数提取系统的总体设计方案。第三,对Altera公司的Cyclon系列可编程器件的内部结构进行了研究,分析了在QuartusⅡ开发平台上进行FPGA设计的流程。第四,对系统的各个功能模块进行了设计,所有算法通过Verilog硬件描述语言实现,并对其工作过程进行了详细的分析。最后,在Altera FPGA目标芯片EP1C6Q240C8上,对LPC参数提取系统进行了仿真验证。 系统具有灵活的输入输出接口,能方便地同其它语音处理模块相连,构成一个完整的语音处理专用芯片,可以应用于语音编解码、语音识别等系统。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:TI初学者
Verilog入门教程,绝对超值 刚起步的人可以来看看
标签: VERILOG
上传时间: 2013-05-29
上传用户:siguazgb
本文分析了仪表放大器 PGA204/ 205 的工作和增益编程原理,介绍了几个增益编程的例子,并对使用中的具体问题做了说明。
上传时间: 2013-07-09
上传用户:林鱼2016
51单片机C语言编程手册,51单片机C语言编程手册
上传时间: 2013-05-16
上传用户:Divine
Si4432编程指南(中文),Coolbor Xie 翻译自 AN415
上传时间: 2013-06-30
上传用户:wang0123456789
论文讨论了中压电力线载波通信(MV-PLC)的现状和应用前景,介绍了其技术特点和所面临的问题。针对当前中压电力线载波芯片的开发状况,提出了基于OFDM(正交频分复用)技术的中压电力线载波通信的技术优势和其Modem芯片开发的重要性。 针对国内中压电网的结构,根据现有的研究成果,分析了中压电力线信道的传输特性,包括阻抗特性,噪声特性和衰减特性。阐述了OFDM的基本原理、优缺点和其中的关键技术,分析了OFDM系统组成模型及参数选取原则。针对中压电力线信道噪声特点,提出了基于OFDM的中压电力线载波Modem芯片的FPGA(现场可编程门阵列)实现方案,并建立了系统MATLAB定点仿真模型。通过分析定点仿真结果,给出了该OFDM系统的设计参数,并详细介绍了系统中部分模块(主要包括IFFT/FFT模块、数字上变频模块和同步模块)的FPGA实现结构(用Verilog硬件描述语言设计),并对这些模块进行了功能验证。 最后,搭建仿真平台,对整个系统进行了前端EDA仿真验证。利用低压电力线环境,对所设计的系统进行了FPGA板级的调试,并对测试的结果进行了分析。验证了系统的FPGA设计,并提出了MV-PLC OFDM系统中存在一些问题及系统需要改进之处。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:yezhihao