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计算机理论

计算机软件与理论是计算机的一种学科分系,主要研究对象是现代的计算机及其相关的现象。现在也作为一种学校的学科进行授课学习。
  • 基于FPGA的高分辨率图像采集卡

    随着计算机科学和视频技术的广泛发展,数字图像采集在电子通信与信息处理领域得到了广泛的应用,例如广播电视的数字化、网络视频、监视监控系统等. 视频图像采集卡作为计算机视频应用的前端设备,承担着模拟视频信号向数字视频信号转换的任务,在多媒体时代占据着重要的位置.设计一种功能灵活,使用方便,便于嵌入到系统中的视频信号采集电路具有重要的实用意义. 本文首先介绍数字图像采集系统的发展现状和前景,提出了本次设计的目标: 完成基于PCI总线的高分辨率图像采集卡设计.然后简单介绍了本次设计用到的基本理论:数据采集理论,特别说明了采样和量化的定义与区别,以及量化的几种方式和量化与AD技术之间的关系. 图像采集系统的基本构成,是以数字信号处理器为核心,控制外围的A/D、D/A转换器和外围存储器.本文对比了当下流行的DSP芯片和IFPGA芯片作为数字处理核心的优缺点,并根据系统实际需要,选用FPGA作为数字信号处理器.然后列举了几款常用A/D视频芯片,还介绍了SDRAM控制的基本流程,最后提出了系统的整体设计方案. 图像采集卡的硬件设计分为A/D前端模拟通道设计和FPGA数字信号传输及外围电路设计.本文重点介绍了A/D芯片外围电路连接和使用方法,对PCI总线和它的控制电路也做了详细阐述.对图像采集卡的PCB布局布线也有详细说明. 图像采集卡FPGA内部程序构成也是本文的一个重点.本次的程序设计主要分为数据采集模块,即与A/D接口模块,数据暂存模块,即SDRAM读写控制模块,数据处理模块和数据传输模块,即PCI控制模块.重点在于对的SDRAM的连续读写控制和各个模块间的协调工作.说明了.A/D采集数据从接收到存储详细过程,以及对SDRAM读写状态机和PCI总线的操控. 最后介绍了硬件调试和FPGA程序验证结果.详细说明了以Modelsim为平台的前端功能仿真和后端时序仿真,以及以SignalTapⅡ为平台,程序下载到FPGA中进行的实时验证.结果表明整个图像采集系统基本达到了系统设计中所给出的性能指标,证明了整个系统设计的正确性和合理性.

    标签: FPGA 高分辨率 图像采集卡

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:amandacool

  • 高速图像采集系统的研究与设计

    图像采集是数字化图像处理的第一步,开发图像采集平台是视觉系统开发的基础。视觉检测的速度是视觉检测要解决的关键技术之一,也是专用图像处理系统设计所要完成的首要目标

    标签: 高速图像采集

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:waitingfy

  • 基于FPGA的GPS星座模拟器

    全球定位系统(GPS)可以向全球用户提供位置、速度和时间信息,在航空、航天、海上及陆地等诸多领域得到了广泛的应用,成为一种主要的导航手段。随着空间定位技术的不断发展,空间定位系统必将出现多元化。本文结合计算机技术,以GPS定位系统为例,研究了卫星定位技术中的GPS星座模拟器。 本文综述了卫星导航系统的历史,现状及发展的方向,介绍GPS模拟器的研究发展状况。详细研究了GPS卫星信号传输理论和GPS卫星定位原理。在此基础上,提出GPS模拟器的理论模型和实现方法,研究了GPS星座模拟器的设计思路、组成模块,分析各个模块的设计原理。在理论研究和分析的基础上,提出模拟器的FPGA的设计与实现,以FPGA为平台,用verilog硬件语言实现了卫星信号的模拟,详细研究了基带模块的实现方法,包括C/A码产生模块,导航电文合成模块,码转换模块。最后通过射频模块发出,完成卫星信号的模拟。在信号测试部分,用示波器,频谱仪,MATLAB程序对模拟信号进行了验证实验。验证结果表明,设计满足要求,达到预想目标。

    标签: FPGA GPS 模拟

    上传时间: 2013-05-30

    上传用户:hoperingcong

  • 计算机温度控制系统设计

    一、 课程设计(论文)的内容 设计一个由微机(单片机)实现温度控制系统。通过这个过程学习计算机闭环温度控制系统的软硬件设计。 二、课程设计(论文)的要求与数据 1.温度控制指标:60~100℃之间任选;偏差:2℃。 2.在线调整可控硅导通角,通过改变加热丝两端电压调整温箱温度,自行确定控制算法。 3.通过按键设置系统设定温度并在显示器上显示设定温度值和实时温度值。 4. 加热丝两端最高电压为AC220V +/-5%,最高功率为1000W。

    标签: 计算机 温度控制 系统设计

    上传时间: 2013-07-01

    上传用户:2525775

  • 伪随机序列发生器的FPGA设计与实现

    伪随机序列 (Pseudo-Random Sequence,PRS)广泛应用于密码学、扩频通信、雷达、导航等领域,其设计和分析一直是国际上的研究热点。混沌序列作为一种性能优良的伪随机序列,近年来受到越来越多的关注。寻找一种性能更为良好的混沌伪随机序列(ChaosPseudo Random Sequence,CPRS)并且完成其硬件实现,在理论研究与工程应用上都是十分有价值的。基于切延迟椭圆反射腔映射混沌系统(Tangent-Delay Ellipse Reflecting Cavity map System,TD-ERCS)已被理论分析和测试证明具有良好的密码学性质。本文介绍了一种基于TD-ERCS构造伪随机序列发生器 (Pseudo Random SequenceGenerator,PRSG)的新方法;并基于这种方法,提出了以现场可编程门阵列 (Field Programmable Gate Array,FPGA)为平台的硬件设计实现方案,采用硬件描述语言 (VHSIC Hardware DescriptionLanguage,VHDL )完成了整个系统的设计,通过了仿真与适配,完成了硬件调试;详细地论述了系统总体框架及内部模块设计,重点介绍了TD-ERCS算法实现单元的设计,并在系统中设计加入了异步串行接口,完善了整个系统的模块化,可使系统嵌入到现有的各类密码系统与设备中;基于FDELPHI编程环境,完成了计算机应用软件的设计,为使用基于TD-ERCS开发的PRSG硬件产品提供了人机交互界面,也为分析与测试硬件系统产生的CPRS提供了方便;同时依据美国国家标准与技术研究院 (National Institute of Standards andTechnology,NIST)提出的伪随机序列性能指标,对软件与硬件系统产生的CPRS进行了标准测试,软件方法所得序列各项性能指标完全合格,硬件FPGA所得序列仅三项测试未能通过,其原因有待进一步研究。

    标签: FPGA 伪随机序列 发生器

    上传时间: 2013-06-20

    上传用户:heart520beat

  • 椭圆曲线密码体制的数字签名算法

    随着计算机运算速度的提高和计算机网络的发展,基于离散对数问题和大整数因子分解问题的数字签名算法越来越不能满足信息安全的需要。为了满足信息安全的要求,安全性依赖于椭圆曲线离散对数困难问题(ECDLP)的椭圆曲线密码体制是当前密码学界研究的热点之一。现有的求解ECDLP的算法都是全指数时间复杂度的算法。由于专用集成电路具有速度快、性能好、安全性高等优势,使得采用专用集成电路来实现椭圆曲线密码体制己成为主要趋势。因此,本课题着眼于应用,针对基于椭圆曲线数字签名算法的FPGA实现进行了较为深入的探讨与研究。 本课题从实际应用的需要出发,以初等数论、有限域理论、数字签名技术和椭圆曲线理论为依据,确定了如下基于椭圆曲线数字签名算法的硬件实现方案:首先,对实现基于椭圆曲线数字签名算法所需的算法和技术进行了剖析和系统设计。然后,按照层次化、模块化的设计思想,在Xinlinx公司的ISE 7.1工具中,采用硬件描述语言VHDL作为设计输入,对各运算器和控制模块进行电路设计;采用Menter公司的ModelSim SE 6.2b工具对之进行功能仿真,以保证底层设计的正确性。最后,在确保每个模块的设计正确的前提下,完成电路的总体设计,再进行总体设计的仿真与测试。 本课题对Schnorr数字签名算法的改进,实现了比未改进前的Schnorr数字签名算法平均节省三分之一的运行时间。对基于椭圆曲线数字签名算法的设计也获得了良好的指标:产生签名只需要1ms多的时间,验证签名也需要不到3ms。本课题的研究对实现电子交易安全方面有重要的作用,尤其是在密钥分配、电子货币、电子证券、电子商务和电子政务等领域都有重要的应用价值,其成果具有广泛的应用前景。

    标签: 椭圆曲线 密码体制 数字签名算法

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:独孤求源

  • 快速傅立叶变换(FFT)的FPGA实现

    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。快速傅立叶变换(FFT)使离散傅立叶变换的运算时间缩短了几个数量级,在数字信号处理领域被广泛应用。FFT已经成为现代信号处理的重要手段之一。 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。同时基于FPGA实现FFT的设计方法和思想被提出。本次设计的目的是快速傅立叶变换(FFT)的FPGA实现。 此文在分析了快速傅立叶算法的基础上,提出了一种频率抽取基4 FFT的FPGA设计方案,针对现有FFT的FPGA实现过程中蝶形运算需要频繁乘以多个旋转因子提出了改进方法,减少了旋转因子的乘法次数和存储空间,加快了蝶形运算的速度,设计的地址映射方法,无需运算即可得到所需数据的存放地址,并结合采用乒乓结构和流水线方式,来提高快速傅立叶变换(FFT)FPGA实现的速度。描述了一片FPGA芯片内完成了整个FFT处理器的电路设计,经过模块时序仿真和数据的验证及测试,达到工作在50MHz时钟频率的设计要求。最后对后续设计做了描述,并对用FPGA实现FFT做了展望。

    标签: FPGA FFT 傅立叶变换

    上传时间: 2013-04-24

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  • 示波器基本理论培训教程

    示波器基本理论培训教程 示波器基本理论培训教程. 目录. 什么是示波器; 波和波形; 示波器技术的发展; 示波器的 主要指标及其选择指南. 什么是示波器. 示波器是形象地显示信号随时间变化波形地

    标签: 示波器 培训教程

    上传时间: 2013-07-03

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  • 基于DSP和FPGA的机载导航计算机设计

    本文针对应用于军用直升机上的Doppler/SINS组合导航系统对导航计算机高精度、高性能的要求,设计出一种基于DSP(TMS320C6713)和FPGA(Spartan-3E XC3S500E) 协同合作的机载导航计算机系统。在分析Doppler/SINS组合导航系统模型的特点和系统对导航计算机的需求后,提出了基于DSP和FPGA的机载导航计算机整体设计方案,该方案采用DSP负责导航解算,利用FPGA强大的内部资源扩展系统的通信接口,完成外围通信模块控制信号的整合。在导航计算机整体设计方案,包括硬件设计方案和软件设计方案确立的基础上,首先对 DSP和FPGA芯片进行选型,其次对实现各个功能模块的关键技术进行研究和开发,包括基于FPGA的数据通信模块、基于DSP的处理器模块以及数据存储模块,开发过程中做了大量的仿真和验证,最后对系统进行综合测试和联调,并进行了地面跑车实验。实验结果证明:系统能够实时采集IMU角速率和加速度、Doppler雷达的速度等信息,能够对IMU、Doppler、GPS、航姿系统、高度表等信息进行导航解算,生成当前位置、姿态等导航数据,并能够完成与机载电子设备间的数据通信与控制。多次的联调和跑车实验结果证明,机载导航计算机达到了预期设计的目的,可以有效提高导航系统的运算精度,实现了高性能、小体积、低成本的要求,系统具有较高的应用价值。关键词:Doppler/SINS组合导航,导航计算机,DSP,FPGA

    标签: FPGA DSP 机载 导航计算机

    上传时间: 2013-07-25

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  • linux程序设计(第三版)

    linux程序设计(第三版).pdf 本书讲述在Linux系统及其他UNIX风格的操作系统上进行的程序开发,主要内容包括标准Linux C语言函数库和由不同的Linux或UNIX标准指定的各种工具的使用方法,大多数标准Linux开发工具的使用方法,通过DBM和MySQL数据库系统对Linux中的数据进行存储,为X视窗系统建立图形化用户界面等。本书通过先介绍程序设计理论,再以适当的例子和清晰的解释来阐明它的方式,帮助读者迅速掌握相关知识。 本书适合Linux的初学者及希望利用Linux进行开发的程序设计人员阅读,也适合作为高等院校计算机相关专业师生的参考教材。

    标签: linux 程序设计

    上传时间: 2013-04-24

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