虫虫首页| 资源下载| 资源专辑| 精品软件
登录| 注册

大大大大大

  • 基于DSPFPGA的H264AVC实时编码器

    H.264/AVC是ITU-T和ISO联合推出的新标准,采用了近几年视频编码方面的先进技术,以较高编码效率和网络友好性成为新一代国际视频编码标准。 本文以实现D1格式的H.264/AVC实时编码器为目标,作者负责系统架构设计,软硬件划分以及部分模块的硬件算法设计与实现。通过对H.264/AVC编码器中主要模块的算法复杂度的评估,算法特点的分析,同时考虑到编码器系统的可伸缩性,可扩展性,本文采用了DSP+FPGA的系统架构。DSP充当核心处理器,而FPGA作为协处理器,针对编码器中最复杂耗时的模块一运动估计模块,设计相应的硬件加速引擎,以提供编码器所需要的实时性能。 H.264/AVC仍基于以前视频编码标准的运动补偿混合编码方案,其中一个主要的不同在于帧间预测采用了可变块尺寸的运动估计,同时运动向量精度提高到1/4像素。更小和更多形状的块分割模式的采用,以及更加精确的亚像素位置的预测,可以改善运动补偿精度,提高图像质量和编码效率,但同时也大大增加了编码器的复杂度,因此需要设计专门的硬件加速引擎。 本文给出了1/4像素精度的运动估计基于FPGA的硬件算法设计与实现,包括整像素搜索,像素插值,亚像素(1/2,1/4)搜索以及多模式选择(支持全部七种块分割模式)。设计中,将多处理器技术和流水线技术相结合,提供高性能的并行计算能力,同时,采用合理的存储器组织结构以提供高数据吞吐量,满足运算的带宽要求,并使编码器具有较好的可伸缩性。最后,在Modelsim环境下建立测试平台,完成了对整个设计的RTL级的仿真验证,并针对Altera公司的FPGA芯片stratixⅡ系列的EP2S60-4器件进行优化,从而使工作频率最终达到134MHz,分析数据表明该模块能够满足编码器的实时性要求。

    标签: DSPFPGA H264 264 AVC

    上传时间: 2013-07-24

    上传用户:sn2080395

  • 基于DVD应用的RS编译码器的研究

    纠错码技术是一种通过增加一定冗余信息来提高信息传输可靠性的有效方法。RS码是一种典型的纠错码,在线性分组码中,它具有最强的纠错能力,既能纠正随机错误,也能纠正突发错误,在深空通信、移动通信、磁盘阵列、光存储及数字视频广播(DVB)等系统中具有广泛的应用。 DVD是一种高容量的存储媒质。DVD技术的应用很广泛,在数字技术中占有重要地位。DVD系统中采用里德-所罗门乘积码(RS-PC:Reed-Solomon ProductCode)进行纠错,RS码译码器在伺服芯片中具有重要作用。 FPGA在开发阶段具有安全、方便、可随时修改设计等不可替代的优点,在电子系统中采用FPGA可以极大的提升硬件系统设计的灵活性,可靠性,同时提高硬件开发的速度和降低系统的成本。FPGA的固有优点使其得到越来越广泛的应用,FPGA设计技术也被越来越多的设计人员所掌握。 本文首先介绍了编码理论和常用的RS编译码算法,提出RS编码器实现方案,详细分析了译码器的ME算法和改进BM算法的实现,针对ME算法提出了一种流水线结构的纠删纠错RS译码器实现方案,在译码器复杂度和延时上作了折衷,降低了译码器的复杂度并提高了最高工作频率,利用有限域乘法器的特性对编译码电路进行优化。这些技术的采用大大的提高了RS编译码器的效率,节省了RS编译码器占用的资源。在Xilinx公司的Virtex-II系列FPGA上设计并成功实现了RS(208,192)编译码器。

    标签: DVD RS编译码

    上传时间: 2013-07-20

    上传用户:xinshou123456

  • 基于FPGADSP激光测距系统的研究

    从制成世界上第一台激光器开始,激光优异的单色性、方向性和高亮度特点引起了各界的关注。激光测距技术是目前应用较为广泛的一种激光技术,它与一般测距方法相比,具有操作方便,精度高和昼夜可用的优点。目前激光测距技术分成脉冲式和连续式两种类型,连续式测距系统随着近年来激光技术的发展逐渐引起人们的关注,在民用领域,尤其是在一些对数据的实时性要求不很高的系统中得到普遍应用。 小型化、智能化、高精度、对人眼安全是激光测距的发展方向,但是目前的测距仪普遍存在元器件较多、功耗相对较高、灵活性不够、适应能力不强、抗干扰能力不强等缺点,不利于整机的一体化和小型化设计。 基于上述局限性,本文提出一种新的思想,将数字信号处理技术应用到连续式相位激光测距技术中,具体是利用DDS(直接数字频率合成)技术产生用于调制激光器的正弦信号,利用FPGA与DSP技术实现高速数字化处理。该方法不仅克服了上面所述的缺点,而且还具有以下的优点:可以通过软件的方法改变调制频率,大大简化了测相电路,提高了使用的方便性:解决了激光连续测距中频率输出不稳定和相位抖动的问题,使测距仪的稳定性更高;采用DSP处理芯片对信号进行处理,处理速度更快,提高了实时性;采用FFT技术测相,不仅精度高,而且随着微电子技术的不断发展,精度还有上升的空间。 本文从理论和实验上验证了该测距方案的可行性。在采用实时取样补偿技术的情况下,该测距方案的测距精度可达到毫米量级,该测距方案设计新颖,系统受环境因素影响较小,可在恶劣环境下进行短距离(一般小于15米)的测量。实验结果表明,该设计方案基本上达到预期的指标要求。

    标签: FPGADSP 激光测距系统

    上传时间: 2013-06-08

    上传用户:manking0408

  • CCD扫描缺陷检测实时数据处理技术

    在诸多行业的材料及材料制成品中,表面缺陷是影响产品质量的重要因素之一。研究具有显微图像实时记录、处理和显示功能的材料表面缺陷检测技术,对材料的分选和材料质量的检查及评价具有重要的意义。 本文以聚合物薄膜材料为被测对象,研究了适用于材料表面缺陷检测的基于现场可编程门阵列(FPGA)的缺陷数据实时处理技术,可实时提供缺陷显微图像信息,完成了对现有材料缺陷检测装置的数字化改造与性能扩展。本文利用FPGA并行结构、运算速度快的特点实现了材料缺陷的实时检测。搭建了以FPGA为核心的缺陷数据处理系统的硬件电路;重点针对聚合物薄膜材料缺陷信号的数据特征,设计了基于FPGA的缺陷图像预处理方案:首先对通过CCD获得的聚合物薄膜材料的缺陷信号进行处理,利用动态阈值定位缺陷区域,将高于阈值的数据即图像背景信息舍弃,保留低于阈值的数据,即完整保留缺陷显微图像的有用信息;然后按照预先设计的封装格式封装缺陷数据;最后通过USB2.0接口将封装数据传输至上位机进行缺陷显微图像重建。此方案大大减少了上传数据量,缓解了上位机的压力,提高了整个缺陷检测装置的检测速度。本文对标准模板和聚合物薄膜材料进行了实验验证。实验结果表明,应用了基于FPGA的缺陷数据实时处理技术的CCD扫描缺陷检测装置可对70μm~1000μm范围内的缺陷进行有效检测,实时重建的缺陷显微图像与实际缺陷在形状和灰度上都有很好的一致性。

    标签: CCD 缺陷检测 实时数据 处理技术

    上传时间: 2013-05-19

    上传用户:Alibabgu

  • 基于FPGA的DMBT信道调制的设计研究

    随着科技的发展和社会的进步,数字电视已逐渐成为现代电视的主流。利用今年是奥运年的契机,研究和推广数字电视广播具有重大的意义。2006年8月底我国出台的数字多媒体/电视广播(DMB-T)标准,确立了中国自己的技术标准。以此来发展拥有自主知识产权的数字电视事业,不仅可以满足广大人民群众日益增长的物质、文化要求,还可以带动相关产业快速发展。 本课题在深入研究DMB-T国家标准的基础上,首先对系统的调制系统进行了设计规划,然后对信道调制的星座映射、系统信息插入、帧体数据处理、PN序列插入的帧形成模块和成形滤波模块进行了设计和仿真,并验证了其正确性。 3780个子载波的时域同步正交多载波技术(TDS-OFDM)是DMB-T调制系统的关键技术之一。由于载波数不是2的整数次幂,考虑到实现的有效性,不能采用现已成熟的基-2或基-4的快速傅立叶变换(FFT)算法。针对调制系统中特有的3780点IFFT,课题深入分析和比较了Cooley-Tukey、Winograd和素因子三种离散快速傅立叶变换算法的特点和性能,综合利用了三种算法优势,考虑了算法的复杂度、运算的速度、资源的消耗,设计出一种新的算法,进行了Matlab验证和基于FPGA(现场可编程门阵列)的仿真。分析表明,该算法所需的加法、乘法次数已很逼近4096点FFT算法。 DMB-T发射端的基带成形滤波采用了平方根升余弦滚降滤波,由于其0.05的滚降系数在实现中比较苛刻,所以是设计的难点之一。本课题利用Matlab工具采用了等纹波最优滤波的方法设计了169阶数字滤波器,其阻带衰减达到了46.9dB,完全符合标准的要求;利用四倍插值的方法实现了I、Q合路的该滤波器的FPGA设计,并进行了设计优化,显著降低了滤波器的运算量,大大节约了实现该滤波器所需的乘法器资源。

    标签: FPGA DMBT 信道 调制

    上传时间: 2013-06-28

    上传用户:camelcamel690

  • 基于FPGA的JPEG压缩系统设计与实现

    对弓网故障的检测在列车提速的今天显得尤其重要,原始故障图像数据量的巨大使实时存储和传输故障图像极其困难。JPEG作为一种低复杂度、高压缩比的图像压缩标准在多媒体、网络传输等领域得到广泛的应用。和相同图像质量的其它常用文件格式(如GIF,TIFF,PCX)相比,JPEG是目前静态图像中压缩比最高的。 FPGA以其设计灵活、高速的卓越特性,逐渐成为许多应用中首先器件,尤其是与Verilog和VHDL等语言的结合,大大变革了电子系统的设计方法,加速了系统的设计进程。 本文旨在研究并实现一种实时采集并对特定帧进行压缩传输的方法。通过采用可编程逻辑器件FPGA来实现整个采集、显示、压缩和传输,使系统具有可定制、高速度等优点。 本文首先介绍了开发硬件可编程逻辑门阵列FPGA及其开发语言Veridlog,并介绍了FPGA的设计方法及开发流程;接着介绍了PAL制视频采集的相关知识及设计,其中主要包括基于I2C总线的模拟视频解码控制、视频的数字化ITU-R BT.601标准介绍及视频同步信号的获取、基于SDRAM的视频帧存储、VGA显示控制设计;随后介绍了JPEG标准,并根据故障检测的特点,设计了针对灰度图像压缩的JPEG编码器,设计中先分别对组成JPEG编码器的二维DCT变换模块、量化模块、Z字扫描模块、变换直流系数的差分脉冲编码模块、交流系数的游程编码模块、哈夫曼编码模块及打包模块进行了仿真测试,然后再对整个JPEG编码器进行了测试;最后设计了单帧视频的SRAM缓存,并将缓存的源图像采用本文设计的JPEG编码器进行压缩,再设计一个仅包含发送功能的UART 将压缩后的码流传输到PC机,在PC机上通过将接收的码流以ASCⅡ码的形式还原为采集图片。 本文实现了整个采集压缩系统,同时也进一步验证了本文设计的灰度图像JPEG编码器的正确性。相信本文无论是对弓网故障的图像检测,还是对于JPEG编码器的芯片设计都有一定的参考价值。

    标签: FPGA JPEG 压缩系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:cuiqiang

  • 基于FPGA的π4DQPSK调制解调技术

    本文的设计采用FPGA来实现π/4DQPSK调制解调。采用π/4DQPSK的调制解调方式是基于频带利用率、误比特率(即抗噪性)和实现复杂性等综合因素的考虑;采用FPGA进行实现是考虑到高速的数据处理以及AD和DA的高速采样。 本课题主要包含以下几个方面的研究: 首先对π/4DQPSK技术的应用发展情况做简单介绍,并对其调制解调原理进行了详细的阐述。在理解原理的基础上,将调制解调进行模块化划分,提出了实现的思路和方法。其中包括串并转换,差分相位编码,内插,成形滤波器,正交调制,带通滤波器及希尔伯特变换,解调,位同步,载波同步,差分相位解码。 其次在FPGA上实现了π/4DQPSK的大部分模块。其中调制端的各个模块的功能都已经实现,并综合在一起,下载到开发板上进行了在线仿真。其中成形滤波器的设计大大降低了FPGA的资源开销,是本次设计的创新;解调端对载波同步和位同步提出了设计思路,具体的实现还需要进一步的研究;接口电路的测试和在线仿真已经完成。 最后提出了硬件实现的方案以及三种芯片的选型与设计,给出了简要的电路图和时序图。

    标签: 4DQPSK FPGA 调制 解调技术

    上传时间: 2013-08-03

    上传用户:fzy309228829

  • 大场景图像融合可视化系统

    随着图像处理技术和投影技术的不断发展,人们对高沉浸感的虚拟现实场景提出了更高的要求,这种虚拟显示的场景往往由多通道的投影仪器同时在屏幕上投影出多幅高清晰的图像,再把这些单独的图像拼接在一起组成一幅大场景的图像。而为了给人以逼真的效果,投影的屏幕往往被设计为柱面屏幕,甚至是球面屏幕。当图像投影在柱面屏幕的时候就会发生几何形状的变化,而避免这种几何变形的就是图像拼接过程中的几何校正和边缘融合技术。 一个大场景可视化系统由投影机、投影屏幕、图像融合机等主要模块组成。在虚拟现实应用系统中,要实现高临感的多屏幕无缝拼接以及曲面组合显示,显示系统还需要运用几何数字变形及边缘融合等图像处理技术,实现诸如在平面、柱面、球面等投影显示面上显示图像。而关键设备在于图像融合机,它实时采集图形服务器,或者PC的图像信号,通过图像处理模块对图像信息进行几何校正和边缘融合,在处理完成后再送到显示设备。 本课题提出了一种基于FPGA技术的图像处理系统。该系统实现图像数据的AiD采集、图像数据在SRAM以及SDRAM中的存取、图像在FPGA内部的DSP运算以及图像数据的D/A输出。系统设计的核心部分在于系统的控制以及数字信号的处理。本课题采用XilinxVirtex4系列FPGA作为主处理芯片,并利用VerilogHDL硬件描述语言在FPGA内部设计了A/D模块、D/A模块、SRAM、SDRAM以及ARM处理器的控制器逻辑。 本课题在FPGA图像处理系统中设计了一个ARM处理器模块,用于上电时对系统在图像变化处理时所需参数进行传递,并能实时从上位机更新参数。该设计在提高了系统性能的同时也便于系统扩展。 本文首先介绍了图像处理过程中的几何变化和图像融合的算法,接着提出了系统的设计方案及模块划分,然后围绕FPGA的设计介绍了SDRAM控制器的设计方法,最后介绍了ARM处理器的接口及外围电路的设计。

    标签: 图像融合 可视化

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:1047385479

  • 电磁无损检测系统的设计与实现

    近年来,在钢铁材质质量检测的研究领域,电磁无损检测方法以其非破坏性和简便快速的优点取得了大量成果,然而对于钢材及其制品的混料、硬度和裂纹质量检测还存在许多难题.如用传统检测平台检测钢铁件硬度的检测精度和速度都不够理想。 基于上述情况,论文将先进的SOPC技术应用到钢铁件的电磁无损检测中。SOPC技术将处理器、存储器、IO接口、各种外围设备等系统设计需要的部件集成到一个可编程逻辑器件上,构建成一个可编程的片上系统。 论文详细论述了基于FPGA的电磁无损检测试验装置的理论基础,并在此基础上给出了总体设计方案。全文着重叙述了系统的模拟部分,系统配置以及软件部分的整个设计过程。利用QuartusⅡ自定义外设和Avalon总线多主并行处理的特点,采用Vefilog HDL,语言实现激励信号发生器和高速数据采集器,使得信号激励和信号采集在同一片芯片中实现,从而提高了信号及信号处理的精确度。由于电磁检测对多种参数的敏感反应,必须抑制由此引入的多种因素的干扰,利用FIR数字滤波和相关方法从众多的干扰信号中提取出有效信号的幅度和相位,同时利用NiosⅡC2H功能对滤波模块进行硬件加速处理,大大提高了信号处理的速度。利用最小二乘法建立回归方程模型进行无损检测。最后运用此电磁无损检测系统对轴承钢的硬度进行了定性测试,取得了较好的检测结果。 试验结果表明,将SOPC技术应用到电磁无损检测系统中,系统的检测速度和检测精度都有所提高,并使得整个系统在规模、可靠性、性能指标、开发成本、产品维护及硬件升级等多方面实现了优化。

    标签: 电磁 无损检测

    上传时间: 2013-06-04

    上传用户:13081287919

  • 基于FPGA的高频数字DCDC变换器研究

    在传统的电力电子电路中,DC/DC变换器通常采用模拟电路实现电压或电流的控制。数字控制与模拟控制相比,有着显著的优点,数字控制可以实现复杂的控制策略,同时大大提高系统的可靠性和灵活性,并易于实现系统的智能化。但目前数字控制基本上限于电力传动领域,DC/DC变换器由于其开关频率较高,一般其外围功能由DSP或微处理器完成,而控制的核心,如PWM发生等大多采用专用控制芯片实现。FPGA由于其快速性、灵活性及保密性等优点,近年来在数字控制领域受到越来越多的关注。基于FPGA的DC/DC变换器是电力电子领域重要的研究方向之一。本文研究了同步Buck变换器的建模、设计及仿真,采用Xinlix的VIRTEX-Ⅱ PRO FPGA开发板实现了Buck变换器的全数字控制。 论文首先从Buck变换器的理论分析入手,根据它的物理特性,研究了该变换器的状态空间平均模型和小信号分析。为了获得高性能的开关电源,提出并分析了混杂模型设计方案,然后进行了控制器设计。并采用MATLAB/SIMULINK建立了同步Buck电路的仿真模型,并进行仿真研究。浮点仿真的运算精度与溢出问题,影响了仿真的精度。为了克服这些不足,作者采用了定点仿真方法,得到了满意的仿真结果。论文还着重论述了开关电源的数字控制器部分,数字控制器一般由三个主要功能模块组成:模数转换器、数字脉宽调制器(Digital PulseWidth Modulation:DPWM)和数字补偿器。文中重点研究了DPWM和数字补偿器,阐述了目前高频数字控制变换器中存在的主要问题,特别是高频状态下DPWM分辨率较低,影响控制精度,甚至引起极限环(Limit Cycling)现象,对DPWM分辨率的提高与系统硬件工作频率之间的矛盾、DPWM分辨率与A/D分辨率之间的关系等问题作了全面深入的分析。论文提出了一种新的提高DPWM分辨率的方法,该方法在不提高系统硬件频率的前提下,采用软件使DPWM的分辨率大大提高。作者还设计了两种数字补偿器,并进行了分析比较,选择了合适的补偿算法,达到了改善系统性能的目的。 设计完成后,作者使用ISE 9.1i软件进行了FPGA实现的前、后仿真,验证了所提出理论及控制算法的正确性。作者完成了Buck电路的硬件制作及基于FPGA的软件设计,采用32MHz的硬件晶振实现了11-bit的DPWM分辨率,开关频率达到1MHz,得到了满意的系统性能,论文最后给出了仿真和实验结果。

    标签: FPGA DCDC 高频 数字

    上传时间: 2013-07-23

    上传用户:kristycreasy