算法举例.docx
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算法举例
基于FPGA的VGA图像显示系统的设计与实现
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文中依据VGA接口的设计原理,提出一种基于DE2-70的VGA图像显示控制系统,与传统的VGA控制系统相比,由于FPGA体积小,可重构,因此很适合小型便携式系统设备的设计,给出了QuartusⅡ9.1的仿真结果。
在硬件平台上实现了VGA的汉字显示和彩条信号的显示。
实验结果表明:
由FPGA作为处理器来控制VGA图像的和汉字的显示,能够达到预期的效果,克服传统VGA控制系统的弊端。
传感器动态误差高速并行修正方法及其FPGA实现
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为了运用动态补偿器来修正由传感器系统特性引起的动态误差,提出了一种基于改进粒子群优化(PSO)算法的动态补偿器设计方法,该方法有效的克服了PSO算法的初始值对补偿器系数的影响。
为了将获得的最优动态补偿器运用于实时在线测量,将分布式算法引入到动态补偿器的硬件结构设计中,完成了传感器动态补偿器的高速并行FPGA实现。
实验表明高速并行动态补偿器不但能够修正传感器的动态误差,而且其高速并行结构极大减少了对FPGA资源的占用率并有效地提高了系统等效吞吐率。
卫星导航弱信号接收算法研究与FPGA实现
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出差分相干积分更适合弱信号的接收。
设计实现易于FPGA/DSP平台实现的差分相干积分形式。
研究了弱信号捕获中的互相关干扰的原因及其抑制技术。
2)根据环路的数学模型,分析了PLL、FLL与DLL在弱信号环境下的性能与跟踪测量误差,设计实现了二阶FLL辅助下三阶PLL的弱信号载波跟踪环与载波辅助下二阶DLL的弱信号码跟踪环。
3)为了提高捕获速度,设计实现了大块并行相关器捕获的FPGA方案,包括载波NCO、相位旋转下变频、码NCO、伪码发生器和相关-相干积分累加器模块。
相关-相干
基于FPGA的FIR低通滤波器
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求。
随着可编程逻辑器件和EDA技术的发展,使用FPGA来实现FIR滤波器,既具有实时性,又兼顾了一定的灵活性,越来越多的电子工程师采用FPGA器件来实现FIR滤波器。
本文首先介绍了数字滤波器的基本理论,对数字滤波器进行了分类说明,着重研究了FIR数字滤波器的基本特点和基本结构。
从组成的复杂度以及实现的难易角度分析比较了多种组成结构后,确定本研究中的FIR数字滤波器将采用具有线性相位的FIR系统结构,以减少硬件资源的占用。
其次对FIR滤波器的常用设计方法进行了分析说明。
对滤波
基于IEEE802.11a的OFDM同步算法研究与FPGA实现
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OFDM技术是一种多载波调制技术,其技术特点使其具有频谱利用率高、抗多径干扰能力强、系统误码率低等优点,目前已应用于4G通信系统,是未来无线通信系统的核心技术。
在具有众多优点的同时,OFDM也存在两个主要缺陷:
高均值平均功率比和对载波频率偏移敏感。
同步技术作为OFDM的关键技术,主要针对OFDM对载波频偏敏感的特点,完成频偏补偿,FFT窗口位置确定等过程,以保证FFT的准确进行。
本文针对IEEE802.11a标准,对同步过程中的符号定时同步和载波同步进行了较为深入的研究。
基于FPGA车牌识别系统的设计与实现 优先出版
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本文对传统的以通用数字信号处理器(DSP)为核心的车牌识别系统进行了改进,介绍了一种新的基于FPGA车牌识别系统。
该系统主要通过摄像头采集汽车车牌图像,经过FPGA核心处理器对图像进行处理,识别出车牌号,并通过LCD显示。
经过调试运行,该系统实现了车牌识别的功能,可运用于工程实践。
基于FPGA的低功耗可变精度通用FFT处理器设计
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、更好实时性、灵活性和低功耗性。
本课题既是基于FPGA通用FFT处理器,除了多点可变等特点,更是以低功耗、高精度为特点,具有很强的应用价值。
本文首先分析了FFT算法中基于硬件较易于实现的基-2、基-4算法,并对基-4算法与其他多种FFT实现算法做了探讨与比较,确定了基-4算法。
在分析系统功耗相关理论后,确定选用最低功耗的单蝶行结构作为系统硬件结构。
在蝶形运算单元的实现中,提出了新型可变精度的运算单元,大大提高了蝶形单元的数据处理范围和精度;提出了优化的基-4算法实现结构,使
基于FPGA的实时数字化光纤传输系统
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提出一种实时数字化光纤传输系统,该系统分为发送端和接收端。
发送端用A/D转换器将输入的模拟信号数字化,再用FPGA对数据进行处理,并通过光纤传输。
同时,FPGA还控制A/D转换器的工作。
接收端用串行收发器TLK1501对接收数据进行解码处理,还原有效信号。
实验表明,该系统实时性好、信号传输误码率低、工作性能稳定、抗干扰性强,系统具有可行性和有效性。
基于FPGA的高速实时数据采集系统设计
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设计的基于FPGA的高速实时数据采集系统,可控制6路模拟信号的采集和处理,FPGA中的6个FIFO对数据进行缓存,数据总线传给DSP进行实时处理和上传给上位机显示。
程序部分是用VerilogHDL语言,并利用QuartusⅡ等EDA软件进行仿真,验证了设计功能的正确性。
基于FPGA的视觉电生理图像刺激系统的设计
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双显卡来实现,实时性和同步性较差,设计一种基于FPGA的新型视觉电生理图像刺激器,以硬件描述语言VHDL(Very-High-SpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage)对可编程器件进行功能模块设计,设计VGA显示器的时序控制信号模块和刺激图像生成模块。
实验表明通过对FPGA编程能实现不同颜色、不同空间频率、不同空间视野和不同显示方式的图像刺激系统,与传统的在Windows系统下通过双显卡来实现的刺激图像相比
基于FPGA的AIS控制器SOC设计
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系统原理与构成以及AIS设备原理的基础上,利用FPGA具有使用高速低耗、设计周期短、生产成本小和Verilog语言、C语言在对软硬件电路进行编程时使用方便灵活的特点,设计一套AIS设备核心部分,即能够实现AIS信息调制与解调功能的片上系统SOC。
其具体的实现过程如下:
(1)根据ITU-RM.1371-4建议书中对AIS系统的设计要求,提出针对AIS信息调制与解调技术的理论方案,分析各种调制解调方案的优势与弊端,最后确定一种适合AIS系统实际应用的调制解调方法。
(2)使用V
基于FPGA的数据采集与压缩系统
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针对某些特殊的测试试验,既要求测试系统微体积、低功耗,还要求记录大量数据的问题,提出基于FPGA的数据压缩解决方案。
介绍了LZW压缩算法的基本理论及其用FPGA硬件实现的方法。
数据采集部分用FPGA实现对模数转换器的控制、负延迟技术和内外触发可编程控制技术。
大量的实验表明,系统工作稳定、压缩速度快(8MByte/s以上)、对实测数据的压缩效果好(25%左右)、工作时电流小(37mA),实现了速度、性能、功耗三者的统一。
基于FPGA的光纤通信系统的设计与实现
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光纤通信是现今数据通信系统的主要通信方式,其性能的好坏直接影响数据通信系统的质量。
本文采用Ver-ilog语言实现FPGA光纤通信系统的功能。
光纤通信系统又包含位同步时钟提取模块、8B/10B编解码器模块和NRZI编解器模块;这些模块都利用了DA(DesignAnalyzer)、QuartusII以及Modelsim等EDA工具来完成综合与仿真,从仿真的结果可以看出该设计方法很好地满足了系统的要求。
基于FPGA的三相变频电源系统设计
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rogrammableGateArray,FPGA)设计了一种单相输入三相输出的数字式控制变频电源.将单相市电输入该系统后,经过整流、升压、滤波、三相桥式逆变和低通滤波输出三相近似正弦交流电.根据三相异步电动机的调速特性,系统由控制器改变内部调制波的幅值和频率,进而调节三相正弦脉冲宽度调制(SinusoidalPulseWidthModulaton,SPWM)波的脉宽和频率,最终实现三相交流异步电动机的变压变频调速(VariableVoltageVariabl
基于FPGA的VGA显示简易数字示波器设计
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为了实现数字示波器的便携化和模块化,基于FPGA设计了1款VGA显示的简易数字示波器。
利用FPGA芯片将控制单元和存储单元融合代替了传统的单片机控制单元,减小了系统的复杂程度,提高了示波器的性能。
同时,根据具体指标和软件性能选用了合适的ADC等芯片对信号前级调理做了优化,利用程控放大电路实现了对信号的增益控制。
显示部分则选用了VGA显示器,用VGA标准接口连接FPGA,提高了整个系统的模块化程度,使整个系统的成本降低,维护性提高。
经过相关实验检测,系统工作稳定,输入信号动态
可编程FIR滤波器的FPGA实现
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介绍了FIR滤波器的基本的线性相位结构及FIR滤波器的抽头系数SD算法编码。
给定滤波器的数字指标,用MATLB设计抽头系数,最后用VerilogHDL语言实现了一个16阶的FIR低通滤波器并在QuartusⅡ上仿真,并对仿真结果与理论值进行比较,波形仿真结果和理论值相吻和,最后将编程数据文件下载到FPGA芯片上。
对于不同性能的FIR滤波器,抽头系数是变化的,因此只要对本设计的抽头系数重新在线配置,就可以实现不同的FIR滤波器。
基于FPGA的可配置伪随机序列发生器的设计与实现
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设计实现了一种数据率可调,m序列级数可配置的伪随机序列发生器.该设计在线性反馈移位寄存器基础上,通过线性反馈函数来产生模最长的m序列,并利用FPGA的可重构性与灵活性,采用硬件描述语言VHDL进行设计,使用QuartusⅡ8.0进行综合布线,最终适配到DE2开发板用示波器等设备进行了测试.系统设计具有结构简单、安全性高、运行速度快、灵活性强,可被广泛应用于网络、通信、信息安全等领域.
高分辨率CCD成像系统的实时显示技术研究
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高分辨视频监测系统的发展趋势。
现场可编程门阵列FPGA具有并行工作的特点,在嵌入大量可用于数字信号处理的乘法器、加法器、片内RAM等单元时,可应用于对海量数据进行实时的处理,其数据处理能力等同于与任何DSP。
本文提出了一种基于现场可编程门阵列FPGA的高分辨率CCD成像控制与图像实时显示设计方案,具有对成像前端进行成像控制、CCD图像信号预处理以及HDMI接口实时显示高分辨率CCD成像系统的RGB彩色图像。
CCD成像实时显示系统硬件电路分为前端CCD成像电路和后端CCD成像
基于EDMA的FPGA与DSP图像传输的设计与实现
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设计了在FPGA与DSP之间进行图像数据传输的硬件结构,介绍了EDMA的工作原理、传输参数配置和EDMA的传输流程。
在开发的实验平台上实现了这一传输过程。
借助TI公司的DSP调试平台CCS把接收到的图像数据恢复成图像,验证了传输过程的正确性和稳定性。
基于FPGA乘法器的FIR滤波器系统设计
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针对传统的FIR滤波器的缺点,介绍了一种基于FPGA乘法器的FIR滤波器设计方法,该滤波器利用FPGA自带的18位乘法器MULT18×18SIO进行乘法计算,利用寄存器对相乘结果进行累加,实现了FIR滤波功能。
该滤波器具有占用极少的资源、提高滤波速度和高速灵活性等优点。
基于FPGA+ARM的数据采集系统设计
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设计了基于FPGA与ARM芯片的数据采集系统,FPGA负责控制A/D转换器,保证了采样精度与处理速度,ARM负责逻辑控制及与上位机交互的实现,并将采集到的数据通过USB高速上传至主机进行实时处理。
对模拟数据采集的测试结果达到了较高的采样精度和速度,验证了整个系统的高速性和可行性。
高精度中频数字鉴相器在FPGA上的实现
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介绍了一种高精度中频数字鉴相器的鉴相原理,以及在设计过程中以数字滤波器为主的参数选择方法,并且将其在FPGA上硬件实现。
该鉴相器采用数字I/Q技术,鉴相精度达到0.029°,利用该高精度中频数字鉴相器对3.71875MHz中频信号进行鉴相,实际鉴相结果为:
绝对相位鉴相结果好于0.05°,均方根值为0.0076°;相对相位鉴相结果好于0.1°,均方根值为0.0287°。
基于FPGA图形字符加速的液晶显示模块
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符为主的人机界面。
而在对实时性能和可靠性要求比较高的航空航天领域,通常要求液晶显示器内部集成图形显示功能,以减轻主控处理器的负担,并提高系统的实时性。
重点介绍了如何利用FPGA实现基于Bresenham算法的2D图形绘制(包括画点、画线、画圆、画椭圆),以及点阵字符和位图在液晶屏上的显示,并提出了显示性能优化的一系列策略。
经过仿真验证和产品实际应用,该设计方法实现的液晶显示模块图形和字符显示功能稳定,性能良好,适合于航空航天领域高可靠性液晶显示模块的应用需求。
步进电机速度曲线的设计与FPGA实现
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为了优化步进电机的开环控制性能,研究了几种常见的步进电机速度曲线。
根据步进电机运行原理及运动学方程,推导出采用梯形速度曲线时加速阶段、匀速阶段和减速阶段每步的步进周期关系式。
设计了一种基于梯形速度控制的高性能步进电机IP核,包括Avalon总线接口、位置检测、速度剖面生成、脉冲信号产生等算法模块,并规划了各运算模块的时序调度。
利用Altera公司的DE0开发板进行了实验验证,实验结果符合预期的设计要求。
基于FPGA和OV7620的双目视觉图像采集系统设计
温小艳; 杨荣骞; 吴效明 广东省生物医学工程学会成立32周年纪念大会暨2012广州(国际)生物医学工程学术大会论文集 国际会议
基于DSP/FPGA的伺服控制器的研究
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明确伺服控制器设计的功能需求,开发基于DSP/FPGA的伺服控制器的硬件平台,包括DSP和FPFA电路、PWM功率放大驱动模块、光电编码器的接口电路、保护电路等。
接着详细介绍了软件开发系统,包括软件设计工具和设计流程。
第二部分为实验与数据处理。
对被控对象(电机与跟踪架)进行了模型辨识,重点在于充分利用全数字化伺服控制器的优点,运用频域方法得到准确的数学模型。
通过对速度信息和位置信息的校正、补偿,实现双闭环控制,研究多环控制结构的带宽匹配问题,提出合理的匹配关系。
运用惯导元件
基于FPGA的信号处理电路在红外图像信噪比提高方面的应用
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本文提出了一种以FPGA为核心的信号处理电路,实现了信号的可编程放大、自适应滤波等功能。
其中,可编程放大模块由TI公司的PGA205AU实现。
为增大放大倍数采取两片串联;自适应滤波模块由数字电位器和OP27组成的二阶有源滤波器实现,改变电位器的阻值可以改变滤波器的截止频率。
实验结果表明,在红外光电系统中应用此信号处理电路可以有效地提高所得图像的信噪比。
基于FPGA的虚拟逻辑分析仪的设计与实现
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的发展。
本文的主要工作是研究以Xilinx系列FPGA芯片为基础的逻辑分析仪的设计和实现。
首先介绍了相关的技术,包括FPGA的工作设计方法,逻辑分析仪的组成和功能以及USB技术和RAM技术。
然后介绍了逻辑分析仪从硬件上的实现,包括各种芯片的选型、功能、使用方法及组成框架和实现原理图。
接着又介绍逻辑分析仪从软件上的实现,内容包括芯片上的功能程序、与PC进行通讯的USB驱动程序及在上位机用来观察结果的应用程序。
最后,介绍了在电子测试中的实际使用过程,证明设计结果的可用性。
基于FPGA的高速数据采集系统的设计与实现
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高速数据采集系统主要由AD、FPGA和DSP组成。
该系统的采样精度为12bit,采样率为100MSPS。
首先介绍了系统中AD部分的两种前端调理电路的设计与实现,并作了对比,然后介绍了AD的时钟电路,说明了基于Verilog的FPGA程序设计过程。
通过调试优化后可以在DSP中稳定、纹波较小地读到AD量化后的数据。
基于DSP和FPGA的导航计算机系统设计
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为提高导航的精度和实时性,设计了基于DSP和FPGA的导航计算机模块,成功实现了低成本、小型化的捷联惯性导航系统。
通过描述硬件的设计原理和软件的框架及流程,简要介绍了系统的设计和实现方法。
经验证,该系统达到了导航定位的性能和精度要求,姿态、位置和速度等参数可以有效融合多传感器的导航信息,能满足导航计算机在处理能力、体积、功耗和适应性等方面的要求。
基于FPGA的除法器设计
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除法器是数字信号处理领域中最基本也是最复杂的运算单元。
目前除法器的设计多采用迭代算法实现,实时性很差。
为了提高除法器的实时性,文章基于线性逼近算法和ROM查找表相结合的方式,提出一种数字复数除法器的实现方法。
相对于传统的数字除法器,它不但资源少,计算速度快,而且还可以根据修改ROM的数值精度来满足不同的性能要求,灵活性很高,在数字信号处理领域有广泛的应用和推广价值。
基于FPGA的数据采集系统设计与实现
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设计并实现了一种基于FPGA的高速数据采集系统,后端系统用于采集目标ADC芯片的数字输出,将采集后的数据传输至PC机再进行分析。
数据采集系统采用DDR2SDRAM存储、千兆以太网(GigabitEthernet,GE)传输设计,在AlteraStratixIIIFPGA平台上进行了测试与应用,最终成功采集1GByte的数据,连续没有数据丢失。
基于FPGA的现场数据采集无线传感器设计
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