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结构设计

  • 图像缩放算法的研究及其在FPGA上的实现

    作者研究了当前流行的缩放算法,对图像纹理相关性大小和边缘方向的判断上提出了一种新的方法,并在此基础上发展了一套适用于数字视频芯片的图像缩放算法。仿真结果表明此算法由优于目前流行的图像缩放算法。 介绍了FPGA的开发工作大致可以分为设计和验证两大部分,在具体开发流程上可以根据要求灵活控制。缩放芯片的开发可以分为:芯片结构设计、时钟系统设计、存储器读写控制、IP核复用设计、计算精度控制等方面的电路设计。在设计完成各级子模块以后拼接各子模快完成整个缩放模块的设计。通过测试发现设计中存在的缺陷,修改再测试,最终完成整个模块的设计。  

    标签: FPGA 图像 法的研究

    上传时间: 2013-05-31

    上传用户:tdyoung

  • MPEG-4解码关键技术研究及FPGA实现

      本论文将在对MPEG-4解码中的几种关键技术的充分理解和算法分析的基础之上,结合FPGA的灵活性,采用VHDL语言对几种关键技术在应用层面上进行结构设计并仿真验证。 本文讨论了一种高吞吐量流水方式构建的MPEG-4可变长解码器的设计。在这种解码器中,我们采用了基于PLA的并行  解码算法,这种算法能够实现每个时钟解码一个码字。同时,为了提高解码的效率,降低操作的延迟,我们在设计中还引入了流水线操作方式、码表分割等技术,这些技术有利于并行操作的实现。 本论文的设计充分利用IDCT算法对称性,用高度的并行结构来加速处理,采用一维IDCT单元复用的方式来实现二维IDCT运算,并提出一种基于加法操作的结构来取代乘法操作,实现了一种高效二维逆DCT变换处理器。  

    标签: MPEG FPGA 解码 关键技术

    上传时间: 2013-06-02

    上传用户:MATAIYES

  • 基于ARM和Linuz的图像采集与传输系统

    随着多媒体技术和网络技术的发展,嵌入式图像采集系统的研究与实现越来越受到人们的重视。传统的图像采集系统一般采用基于PC机平台和视频采集卡的形式,该方案系统体积大、成本高,在远距离、多点系统中实现困难。在这种背景下,设计一种轻便小巧的采集系统来采集、存储并显示所需的图像成为市场所需。 本论文研究设计了一种基于嵌入式的图像采集与传输系统,具有体积小、成本低、稳定性高等优点。该系统硬件平台采用基于ARM920T核的S3C2410X处理器,软件采用嵌入式Linux操作系统,利用USB摄像头采集图像并在目标板的LCD上进行显示,通过网络还可将采集到的图像传输到PC机上显示。该方案大大降低了系统的复杂性,同时提高了系统的稳定性和图像质量,可以扩展应用在远程监控系统等诸多领域,具有广阔的市场和应用前景。 本论文首先介绍了课题研究的时代背景、实践意义和研究现状,并对嵌入式系统开发的基础理论知识作了介绍,在此基础上给出了嵌入式图像采集与传输系统的总体结构设计;接着详细分析了嵌入式Linux操作系统的开发技术,包括嵌入式开发环境的建立、Bootloader移植、Linux内核移植和根文件系统的制作,并介绍了嵌入式Linux下的设备驱动程序,实现了USB摄像头驱动的移植,完成了利用摄像头采集图像的功能;然后完成了MiniGUI图形用户界面的移植和图像在LCD上的显示;最后实现了基于socket的网络通信,完成了视频采集和传输系统的整体功能,并给出了最终的实验结果。 论文的最后是对全文的一个总结,对系统设计所完成的工作进行了概括,指出所存在的不足,对后续的研究工作做了进一步的展望,并给出了改进方法。

    标签: Linuz ARM 图像采集 传输系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:1966640071

  • 基于ARM的自动售货机控制器的研究与开发

    随着计算机技术和互联网技术的发展,嵌入式系统已成为近年来新兴的研究热点。嵌入式系统的硬件核心是嵌入式微处理器,ARM处理器以其高性能、低功耗、低成本等优点占领了嵌入式系统处理器的大部分市场,基于ARM的嵌入式系统的应用已深入到工业控制、网络通讯设备等领域。Linux作为功能强大、源码公开的操作系统,在嵌入式领域中被广泛应用。 本文针对自动售货机控制系统在校园一卡通系统中的应用要求,以开发具有射频卡结帐功能的新型自动售货机控制系统,并与校园一卡通信息管理系统相连为目标,提出了基于ARM-Linux的自动售货机控制器总体设计方案。根据方案对自动售货机控制系统进行总体设计,在分析嵌入式软硬件可实现模块化设计的基础上,采用数据处理能力强和能够实现数据网络传输的HMS30C7202微处理器,对ARM处理器最小系统和关键的接口电路进行了硬件结构设计,系统扩展有FLASH、EPROM、以太网接口、RS232接口、GPIO接口、USB接口等外围电路。利用Protel软件完成了开发板的原理图设计、绘制以及印刷电路板布局布线工作,PCB设计以高速电路设计为准则,集成了多种接口电路,完成了硬件系统的设计。研究了嵌入式Linux操作系统下的自动售货机控制系统软件环境建立方法,论述了移植Linux到ARM控制板的过程,分析了嵌入式软件的应用程序架构与各部分设备驱动程序的设计方法,设计了硬件驱动程序。在嵌入式软、硬件开发的基础上,对基于ARM的嵌入式自动售货机控制系统进行实例研究和系统功能调试,完成了自动售货机控制系统的基本功能,并使系统能够基于以太网进行数据通信,为进一步的开发和应用提供了良好的基础。

    标签: ARM 自动售货机 控制器

    上传时间: 2013-07-05

    上传用户:Ruzzcoy

  • 基于ARMVxWorks的多现场总线网关BSP及驱动程序研究

    作为一种全数字化的现场通信网络,现场总线以其可控性强、可靠性高、开放性好等优点。在实际应用中常常需要在不同种类的现场总线间进行数据通信以及用户需要对不同种类的现场总线设备进行操作和控制。同时,工业测控系统在控制层采用现场总线技术,而在管理层采用以太网构成的企业信息网

    标签: ARMVxWorks BSP 现场总线 网关

    上传时间: 2013-05-25

    上传用户:xianglee

  • 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

  • 基于ARM与FPGA的高速数据采集技术研究

    本文研究基于ARM与FPGA的高速数据采集系统技术。论文完成了ARM+FPGA结构的共享存储器结构设计,实现了ARMLinux系统的软件设计,包括触摸屏控制、LCD显示、正弦插值算法设计以及各种显示算法设计等。同时进行了信号的高速采集和处理的实际测试,对实验测试数据进行了分析。 论文分别从软件和硬件两方面入手,阐述了基于ARM处理器和FPGA芯片的高速数据采集的硬件系统设计方法,以及基于ARMLinux操作系统的设备驱动程序设计和应用程序设计。 硬件方面,在FPGA平台上,我们首先利用乒乓操作的方式将一路高速数据信号转换成频率为原来频率1/4的4路低速数据信号,再将这四路数据分别存储到4个FIFO中,然后再对这4个FIFO中的数据拼接并存储在FPGA片上的双端口双时钟RAM中,最后将FPGA的双端口双时钟RAM挂载到ARM系统的总线上,实现了ARM和FPGA共享存储器的系统结构,使ARM处理器可以直接读取这个双端口双时钟的RAM中的数据,从而大大提高了数据采集与处理的效率。在采样频率控制电路设计方面,我们通过使FIFO的数据存储时钟降低为标准状态下的1/n实现数据采集频率降为标准状态的1/n,从而实现了由FPGA控制的可变频率的数据采集系统。 软件方面,为了更有效地管理和拓展系统功能,我们移植了ARMLinux操作系统,并在S3C2410平台上设计实现了基于Linux操作系统的触摸屏驱动程序设计、LCD驱动程序移植、自定义的FPGA模块驱动程序设计、LCD显示程序设计、多线程的应用程序设计。应用程序能够控制FPGA数据采集系统工作。 在前端采样频率为125MHz情况下,系统可以正常工作。能够实现对频率在5MHz以下的信号波形的直接显示;对5MHz至40MHz的信号,使用正弦插值算法进行处理,显示效果良好。同时这种硬件结构可扩展性强,可以在此基础上实现8路甚至16路缓冲的系统结构,可以使系统支持更高的采样频率。

    标签: FPGA ARM 高速数据 采集

    上传时间: 2013-07-04

    上传用户:林鱼2016

  • 二维离散小波变换的FPGA实现

    小波变换是一种新兴的理论,是数学发展史上的重要成果。它无论对数学还是对工程应用都产生了深远的影响。最新的静态图像压缩标准JPEG2000就以离散小波变换(DWT)作为核心变换算法。 本文首先较为详细地分析了小波变换的理论基础,对多分辨率分析、Mallat算法和提升算法做了介绍。然后分析了JPEG2000所采用的小波滤波器,并引入了一个新的LS97小波。该小波系数简单、易于硬件实现,并且与CDF97小波有很好的兼容性,可作为CDF97小波的替代者。使用Matlab对CDF97小波和LS97小波的兼容性做仿真测试,结果表明这两个小波具有几乎相同的性能。在确定所用的小波后,本文设计了二维离散小波变换的硬件结构。设计过程中对标准二维小波变换做了优化,即将行变换和列变换的归一化步骤合并计算,这样可以减少两次乘法操作。另外还使用移位加代替乘法,提取移位加中的公共算子等方式来优化设计。对于边界数据的处理,本文采用了嵌入式对称延拓技术,不需要额外的缓存,节约了硬件资源。为提高硬件利用率,本文将LeGall53小波变换和LS97小波变换统一起来,只要一个控制信号就可实现两者之间的转换。本文所提出的结构采用基于行的变换方式,只需要六行中间数据即可完成全部行数据的小波变换。采用流水线技术提高了整个设计的运行速度。最后也给出了二维离散小波反变换的实现结构。 在完成硬件结构设计的基础上,使用Verilog硬件描述语言对整个设计进行了完全可综合的RTL级描述,采用同步设计,提高了可靠性。在Xilinx公司的FPGA开发软件ISE6.3i中对正反小波变换做了仿真和实现,结果表明,本设计能高速高精度地完成正反可逆和不可逆小波变换,可以满足各种实时性要求。

    标签: FPGA 二维 离散小 波变换

    上传时间: 2013-07-25

    上传用户:sn2080395

  • 基于FPGA的FFT处理器的实现

    现场可编程门阵列(FPGA)是近年来迅速发展起来的新型可编程器件。随着它的不断应用和发展,也使电子设计的规模和集成度不断提高。同时也带来了电子系统设计方法和设计思想的不断推陈出新。 随着数字电子技术的发展,数字信号处理的理论和技术广泛的应用于通讯、语音处理、计算机和多媒体等领域。快速傅里叶变换(FFT)作为数字信号处理的核心技术之一,是离散傅里叶变换的运算时间缩短了几个数量级。FFT已经成为现代信号处理的重要理论之一。 该文的目的就是研究如何应用FPGA实现FFT算法,研制具有自己知识产权的FFT信号处理器具有重要的理论意义和实用意义。 设计采用基4算法设计了一个具有实用价值的FFT实时硬件处理器。其中使用了改进的CORDIC流水线结构设计了FFT的蝶型运算单元,将硬件不易于实现、运算缓慢的乘法单元转换成硬件易于实现、运算快捷的加法单元。并根据基4算法的寻址特点设计了简单快速的地址发生器。整体采用流水线的工作方式,并将双端口RAM、只读ROM全部内置在FPGA芯片内部,使整个系统的数据交换和处理速度得以提高。 整个设计利用ALTERA公司提供的QUARTUSⅡ4.0开发软件,采用先进的层次化设计思想,使用一片FPGA芯片完成了整个FFT处理器的电路设计。整体设计经过时序仿真和硬件仿真,运行速度达到100MHz以上。

    标签: FPGA FFT 处理器

    上传时间: 2013-07-01

    上传用户:FFAN

  • 基于FPGA的红外图像预处理系统

    随着红外探测技术和超大规模专用集成电路的发展,实时红外成像系统得到了越来越广泛的应用。如何针对红外图像的特性对红外图像进行实时处理,得到能真实反映探测场景、适合观察分析的红外图像是目前红外成像技术的研究热点。针对红外图像在被采集后立即进行预处理,简化后级数字信号处理单元的繁重任务,在红外成像技术中具有重要意义。本论文主要工作如下: (1)对红外成像的原理、红外图像的形成过程、红外图像的特征以及红外图像与可见光图像的区别进行了阐述。 (2)简要介绍了频域中图像的增强算法,以及图像的灰度变换原理。 (3)通过对时域中各种算法的分析对比,以及时域处理与频域处理的对比,选择数种适合红外图像预处理的算法进行硬件实现,然后再根据硬件实现的难易程度和算法对硬件资源的占用率,以及最终对图像的处理效果,选择一种最佳的平滑和锐化方法。 (4)针对FPGA的特点,采用了模块化结构设计,方便构成并行运算,充分体现了实时处理的要求。 (5)分析了红外图像灰度变换的硬件构成,实现了对红外图像的直方图统计。 (6)阐述了I2C总线标准,使用I2C总线对SAA7115视频图像处理芯片的控制,对模拟的红外图像采集、量化成数字图像信号;由于采用SDRAM进行数据的存储,所以针对数据的存储及读取方式设计了SDRAM存储器的控制器,将量化后的数据存储到SDRAM存储器。 (7)详细阐述了图像频域处理的硬件实现方法,并特别说明了DFT的FPGA硬件构成方法及这种方法与DSP处理器构成方法的区别。然后针对整个系统的时序构成及时序要求,采用了PLL核构成了系统的时序部分,并对系统进行了优化,以提高运行速度及减少资源占用率。

    标签: FPGA 红外图像 预处理

    上传时间: 2013-07-12

    上传用户:顶得柱