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FPGA常用算法列举004——9

时间:2014-5-16 20:49:32 点击:

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基于嵌入式LinuxFPGA的数据通信系统设计

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针对嵌入式系统在数据采集和智能控制领域的应用需求,设计并实现了一种基于嵌入式LinuxS3C2440A处理器和FPGA的数据通信系统。介绍了FPGA中总线接口设计和ARM-Linux下的驱动程序设计,并给出了部分源代码和测试方法。测试结果表明,该系统成本低,功能完善,运行稳定,在实际工程应用中具有一定的价值。

 

 

基于FPGAOFDM基带系统研究与设计

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号处理中的各模块的实现方法及技术。以ALTERA公司的CycloneII系列EP2C8Q208C8芯片为基础,使用Verilog-HDL硬件描述语言,在FPGA仿真软件Quartus II9.0中对OFDM基带处理过程中的模块进行编程仿真。在正交调制模块的实现中,通过比较各种FFT算法的优缺点,选择了一种新的快速傅里叶变换(FFT)算法基-24FFT算法。最后,研究了各种二进制数的表示格式,通过比较选择了精度较高,实现简便的块浮点数据格式,减少了硬件资源消耗。

 

非正弦无功功率计算的FPGA设计与实现

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在分析了非正弦无功功率数学模型的基础上,提出了非正弦无功功率计算的FPGA模型。利用Altera公司的FFT IP Core估算各次谐波的幅度和相位,并设计了乘积之差模块用来实现无功功率的数学计算,同时设计了移位电路模块和累加器模块用来完成数据的修正和无功功率的累加。利用VHDL语言实现了各个功能模块,并通过QuartusII软件对系统进行仿真验证,最终结果应用到某电能计量芯片的ASIC设计中。理论计算和仿真结果表明,该设计具有较高的计量精度。

 

 

基于三维摄像头的视差图像处理在FPGA上的实现

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三维视频、图像处理行业是目前炙手可热的产业之一。目前,国内外许多研究学者都在致力于研究如何以高速、有效的方式得到高质量的三维视频图像。迄今为止,关于三维视频、图像计算的讨论有很多,但是行业内目前还未出台一个统一的产业标准。在这种情况下,目前主流的研究方向有三个,一是基于多角度拍摄同一物体得到多方位目标信息与景深数据进行立体匹配,二是基于现有的二维图像信息完成三维物体的重建,三是针对目前市场上出现的三维摄像头对摄像头提供的视差图像进行增强处理。基于立体匹配的三维视频处理手段

 

 

一种基于FPGAB超数字波束形成技术

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论述了一种运行在FPGA芯片上应用于B超的全数字波束形成技术。采用孔径变迹、幅度加权变迹和动态变迹相结合的综合变迹技术和动态聚焦技术,两种技术均形成直观的数学模型,FPGA上的实现方法类似,先将数学模型数字化,然后计算出数据表存入ROM,运行时将ROM中提取的数据与输入数据进行运算,即可得到预期的输出数据。在Matlab仿真和样机测试中达到了很好的抑制旁瓣和动态聚焦效果,提高了波束形成的精度。

 

 

基于FPGA双振荡电路定时器的设计

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考虑冲击环境下定时器会遇到的问题,并分析了单一的晶体振荡器和谐振振荡器都不能很好地满足抗冲击性和高精度两方面要求,因此提出了一种基于FPGA设计的双振荡定时器。此定时器能有效地解决爆破作业中延时雷管起爆精度和抗冲击性能之间的矛盾。更主要的是CPLD的时序比集成芯片更加容易控制。在FPGA实现,该设计的定时精度达到纳秒级,很好地满足系统性能要求。本方法具有结构简单、成本低、可靠性高、精度高等优点。

 

 

一种改进型整数倍多相滤波器在FPGA中的应用

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,当然滤波器的响应也越好。由于大量的抽头增加了对逻辑资源的需求、增加了计算的复杂性,增加了功耗。在多速率信号处理系统中,特别是高倍数的抽取和插值应用中,对于用FPGA实现的DSP系统是很大的挑战。使用多相技术实现的重采样滤波器,可以达到与传统FIR滤波器相同的性能水平,但是使用了更少的逻辑、更简单的算法实现更低的功耗。结合spartan6中特殊Dsp结构,在利用多相技术的同时利用对称FIR滤波器系数,可以使用比传统整数型多相滤波器更少的资源,来获得相同的性能。

 

 

利用AD574A设计基于FPGA的高速数据采集系统

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在分析FPGA数据采集控制系统结构与工作原理的基础上,利用AD574A作为控制器,构建了一种基于FPGA的数据采集系统。该系统的核心电路,包含控制器、内嵌双口RAM、地址计数器3个模块,结合模数转换器件AD574A构成高精度、快速采集、存储控制系统。可以通过单片机或DSP进行数据的后续处理。并在Quartus II平台下实现FPGA内部3个功能模块,给出了时序仿真波形图。

 

 

测控系统中B码同步技术的FPGA实现

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为了对测控系统进行精密测量和控制,须为其各子系统提供一个统一的精确的时间标准。IRIG-B码是国际靶场试验通用的同步时间码。提出了一种基于FPGA实现IRIG-B码的同步解码方案,并在某测控系统的应用中成功实现时间同步,精度达到μs,可满足现阶段国内多数测控系统对时间精度的要求。

 

 

 

基于FPGA的平方根升余弦滤波器设计

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为了满足陆上集群无线电(TETRA)数字集群系统对基带信号成形处理的要求,提出了一种用于TETRA数字集群系统的平方根升余弦(SRRC)滤波器设计,论述了基带成形滤波和SRRC滤波器的基本原理,分析了窄带调制带宽限制、TETRA邻道干扰限制和滤波器阶数等需解决的问题,论述了滤波器参数设计和FIR滤波器FPGA实现等关键技术,完成了对基于FPGASRRC滤波器设计的仿真分析。

 

 

基于FPGALTE-A系统中QPSK载波恢复模块的设计与实现

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LTE-A(LTE-Advanced)LTE技术的平滑演进,QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)调制方式是LTE-A中调制方式的一种,它具有较高的频谱利用率、较强的抗干扰性及电路实现简单等优点。本文讨论了如何在FPGA上实现QPSK解调中的关键部分——载波恢复模块,并通过仿真结果和试验平台进行了验证。

 

 

简单遗传算法在FPGA中的应用研究

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ltera公司为实现SOPC技术而设计的第二代FPGA(FieldProgrammable Gate Array,现场可编程门阵列)嵌入式处理器,它具有灵活性、可裁剪性等优点受到了广大EDA工程师的青睐。遗传算法作为人工智能的一种,是模拟自然界生物进化的自适应算法。它具有全局搜索能力、操作简单、鲁棒性以及隐并行性特点,迅速成为应用广泛的智能算法之一。本文首先介绍了遗传算法的原理和SOPC结构,然后针对TSP问题,在交叉算子和变异算子上进行改进优化,提高算法的运行效率,最终将

 

 

基于FPGANAND Flash的存储器ECC设计与实现

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量固态存储器,在存储功能实现的过程中可能出现的错""现象,在存储器的核心控制芯片,Xilinx公司Virtex-4系列FPGA XC4VLX80,设计和实现了用于对存储数据进行纠错的ECC算法模块。在数据存入和读出过程中,分别对其进行ECC编码,通过对两次生成的校验码比较,对发生错误的数据位进行定位和纠正,纠错能力为1 bit/4 kBECC算法具有纠错能力强、占用资源少、运行速度快等优点。该设计已应用于某星载存储系统中,为存储系统的可靠性提供了保证。

 

 

基于FPGA的直流电动机伺服系统改进

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,直流电机控制的方式正在发生着很大的变化。当计算机进入控制领域后,PWM脉宽调制方式已经成为电机控制的主流。随着可编程逻辑器件的出现,又给直流电机的伺服提供了新的方法和手段。文中系统利用FPGA作为主控制芯片,利用VHDL语言在片内实现分频模块,AD控制模块,反馈控制模块等,最后完成对PWM波形的脉宽调制,从而达到对电机的转速、正转或者反转等等参数的控制。在Quartus II软件上仿真后说明采用位置反馈、速度反馈和电流反馈对直流电机进行控制更精确,更可靠。

 

 

 

高性能维特比在卫星导航接收机中FPGA实现

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卫星定位接收机中卷积码译码即维特比译码器,在处理器中面临占有资源较多、处理时间过长等问题,为了减少处理器资源的占用和提高处理速度,采用并行加比选蝶形单元的的方法,FPGA平台上用硬件描述语言设计一种高性能维特比译码器,作为GPS L2频点和GALILEO E1频点接收机的通用译码器,GPSGALILEO接收机上运用,大大减少资源使用,提高接收机的处理速度。

 

 

基于FPGA的核磁共振测井仪控制逻辑设计

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CPMG脉冲序列的时序要求完成大功率射频脉冲的发射和微弱回波信号的接收,在脉冲发射完成后快速泄放天线中储存的能量.该文介绍一种基于现场可编程门阵列(FPGA)NMR测井仪控制逻辑和典型脉冲序列,详细说明在CPMG脉冲序列下FPGA的工作时序和流程;讨论NMR测井仪发射电路、Q-转换电路和隔离电路的控制原理和时序要求,给出各电路的控制逻辑仿真结果;最后,利用所设计的控制逻辑和自制NMR测井仪探头,在实验室条件下对水溶液进行了测量,得到满意的结果.

 

 

基于单片机及FPGA的高效率、低失真D类功放设计

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提出了基于单片机及FPGA控制的高效率、低失真的D类功放设计.首先,单片机对声音信号进行A/D采样,将声音信号转换为数字信号,然后进入FPGA,FPGA将数字音频信号信号调制成两路互补的40KHz以上的脉宽可调的PWM信号,利用脉宽可调PWM信号将音频输入信号转换成高频开关信号,从而使功率开关管处于D类工作状态,因此,实现了高效率、低失真的目的.

 

 

基于FPGAFLASH ROM的图像信号发生器设计

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XC2V1500-FPGA为硬件架构,设计了一种图像信号发生器,作为自适应光学系统波前处理机的信号源,为波前处理机的调试和算法验证提供支持。系统采用大容量的NANDFLASH存储数据,存储容量为1GB。图像数据通过USB总线预存入FLASH ROM,FPGA控制逻辑作用下循环读出,并通过Camera Link接口输出。该Camera Link接口支持base,medium,full三种模式,输出像素时钟频率可以达到70MHz

 

基于FPGA的智能火工品等效器设计实现

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针对导弹弹上火工品发射前检测问题,设计一种基于FPGA的智能火工品等效器。该系统采用EP3C16F256C8以及其外围电路,在火工品通路测试(低压状态)时等效火工品电爆管阻值;在低压时序测试、高压时序测试时,检测时序指令发出情况。对等效器等效通路进行电阻值测试,同时在实验测试平台对低压电流时序以及高压电压时序进行实验验证,结果表明,本等效器其电阻值、时序宽度满足设计要求并具有高可靠性、良好维修性、实用性强等特点,可以广泛推广和应用。

 

 

基于FPGA的图像缩放技术分析

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针对轨道交通调度显示系统中监控视频控制器的实际需求,介绍了双3次插值图像放缩算法和抗混叠滤波器的原理,提出了作为视频控制器核心的图像缩放技术的功能划分,分析了基于现场可编程门阵列(FPGA)的图像缩放技术实现的工作流程,论述了输入缓冲、图像缩放、帧频调整和图像拼接等功能模块的详细功能和实现方案,完成了对该技术实现的仿真分析,比较了该技术实现与传统图像缩放技术的仿真结果。

 

 

基于FPGA+ARM的智能图像门控系统

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提出了一种基于图像的智能门控系统,成功改善了传统智能门控系统控制范围小、灵敏度低的缺点。系统采用FPGA+ARM双控制器的硬件结构,实现了系统的小型化和实时性。FPGA控制摄像头采集图像数据,并进行灰度预处理,通过2SRAM乒乓操作实时缓存图像数据,采用总线的方式与ARM嵌入式系统进行通信,并通过移植OpenCV实现图像门控算法。实验结果表明该系统的准确率达到96%

 

 

具有串口选控波形的DDS核在FPGA中的实现

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文章主要介绍了一种具有串口选控波形的基于FPGADDS核的设计与实现方法,通过DDS核可以产生任意波形信号。首先在FPGA中实现了DDS核设计,包括频率控制、相位控制、波形控制以及查表几个模块,FPGA将频率控制字、波形控制整合为地址,然后用该地址实现查表,查表后的数据向DA转换器输出;其次在FPGA中实现了串口通信和DA转换的FPGA控制,而串口主要完成输出波形的选择;最后整个设计通过FPGA开发平台得以验证,结果表明设计是正确有效的。

 

 

 

 

基于FPGA可扩展的Mapreduce架构设计与实现

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duce架构模型基础上,提出了一种基于CPUFPGA环境、可扩展的Mapreduce架构。通过网络连接和驱动模块,实现了计算机软件与可编程硬件之间的通信,其中,CPU主机主要完成于文件系统的通行,将复杂耗时的运算过程转移到FPGA平台中处理,并引入内部流水线处理过程,大幅度加速了系统运算过程。同时,该架构可将更多的任务扩展到多个FPGA平台,弥补了器件内部存储资源的局限性,提高了系统的性能。此外,软硬件之间的命令、状态等信息交互为管理在FPGA中扩展任务提供了有效途径。实

 

 

基于FPGA的智能误码测试仪

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现有的大多数市售误码仪无法完成对实际工作中大量存在的特殊信道的误码测试,文中实现了一种基于FPGA的多接口码型、多传输速率的误码测试仪的设计。先从误码测试仪的基本原理框图入手,介绍它的各个功能子模块的作用,并侧重分析了误码测试仪的一些关键模块的工作原理及具体实现方法。在此基础上还给出了一种新的实现误码率统计的运算方法,使得系统用较少的逻辑资源实现了对误码测试结果的计算。误码仪选用了单片机和FPGA作为核心器件,提高它的升级和可移植能力。

 

 

基于FPGAJPEG高速编码系统

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介绍了一种基于FPGA的高速编码系统。该系统通过增加编码核的数量实现了并行加速处理图像,利用4个编码核,使系统能够同时并行处理4个相邻的8×8图像块,编码核之前的乒乓缓存设计保证了4个编码核保持高效率工作。系统的DDR缓存保证了编码器的输出能够及时送出,不造成数据阻塞。在系统的firmware管理下,中断程序捕获的码流,由主程序进行码流输出和帧率控制,保证了不会丢帧或浪费编码资源。实验结果表明,该系统满足了10%的压缩率和PSNR 36dB以上的压缩质量的要求。该系统在10

 

 

基于FPGA的红外图像采集与传输系统设计

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结合FPGA的特点,FPGA作为整个设计方案的核心,设计了一套红外图像采集以及远程传输系统。通过FPGA对红外图像采集前端、SDRAM以及网卡控制芯片RTL8019AS等实现逻辑控制,将采集的数字图像信号进行增强算法处理之后存储到SDRAM,然后将数据从SDRAM中读出并封装成帧,通过以太网传输到远端PC机并显示。整个系统具有电路简单、功耗低、数据传输方便等优点,实验结果表明,系统性能稳定,能够达到预期目的。

 

 

基于FPGAVGA接口驱动技术

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泛应用。依据VGA显示原理,利用Verilog硬件编程语言作为逻辑描述手段,设计了一种基于现场可编程器件FPGAVGA接口控制器。主要是对于系统时序的控制,完成对整个显示器的扫描,利用FPGA的高频率时钟优点;在使用FPGA的嵌入式系统中能代替VGA的专用显示芯片,节约硬件成本,节省计算机处理时间,加快数据处理速度并具有显示面积大、色彩丰富、承载信息量大、接口简单等优点。最后利用ModelSim进行仿真运行,得出与资料相同的时序波形。

 

 

 

基于FPGA的数字PI超声波电动机速度控制系统

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针对超声波电动机速度蠕动,提出一种基于FPGA的数字PI的速度控制方案。该方案对超声波电动机输出的光电编码器方波信号进行高频插值细分,作为速度的反馈信号,通过PI运算,将其结果进行D/A转换,控制直流电压的输出,并把此直流电压作为超声波电动机驱动器的调速控制电压,构成超声波电动机速度闭环系统,从而有效解决了超声波电动机转速蠕动的问题。

 

 

FPGA创新实验平台的设计与应用

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以大学生自主创新能力培养为目标,设计和开发了以Cyclone Ⅲ的EP3C16Q240C8 FPGA器件为核心的多功能模块化创新实验平台。该平台符合工程设计要求,突出创新能力培养,开发了规范、完整和丰富的实例,具有良好的可行性和稳定性,使学生在同一平台上逐步有序地开展培训、学习和开发,有助于工程实践能力的提高和创新能力的培养。

 

 

软件无线电中频数字化模块的FPGA设计实现

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,需对中频信号进行数字化下变频。论文构建了基于FPGA的数字下变频系统,该系统参照GSM系统标准,并与现有通信模式兼容。在该数字下变频系统中,数控振荡器采用坐标旋转矢量计算方法来实时计算所需的正、余弦样本值,以易于实现的流水线结构取代了传统的需占用的大量ROM资源的查找表。同时,通过多相结构的等效变换将抽取滤波模块以抽取滤波器来实现,并采用积分梳状(CIC)滤波器、CIC补偿滤波器、半带(HB)滤波器和FIR滤波器四级级联的结构。用Verilog语言实现了中频数字化系统模块

 

 

基于FPGA的数字下变频SDR-PHS系统的设计及实现

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的无线通信标准和系统的要求。而现场可编程门阵列FPGA(Field Programmable Gate Array)由于其可灵活编程的特点,其处理能力、逻辑资源规模的不断增强,在需要灵活配制的SDR设计中承担着越来越重要的角色。本文从软件无线电的设计思想出发,描述一种应用于个人手持式电话系统PHS(Personal Handyphone System)中基于FPGA的数字下变频SDR处理方案的设计分析及其实现过程,阐述基于硬限幅和RSSI幅度信息恢复的低成本SDR实现方法。

 

 

基于FPGA的心音信号采集

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设计了基于FPGA的心音采集系统,该系统包括高性能的心音传感器、预处理电路、A/D转换电路和串口通信电路。传感器将心音信号转换成电信号,通过预处理电路的放大和滤波,再经过A/D转换电路送到FPGA,FPGA把现场采集到的数据及时可靠地传递给PC。实验结果表明,该系统能无创、快速、廉价地采集心音信号。

 

 

 

基于FPGA的医疗诊断数据采集器的设计与实现

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现行医疗仪器仪表的控制系统多数采用单片机实现,普遍存在操作烦琐、显示不直观、数据共享性差等缺点。针对上述情况,采用FPGA数字信号处理板和ARM计算机板实现了一款安全、有效且便于图像采集及共享的医疗仪器图像诊断数据采集器。实验结果表明,该采集器能够采集VGADVI等格式的视频、图像信号,并将其转换、压缩,有效地实现了医疗信息传输及共享。

 

 

FPGA在高速实时信号采集系统中的应用

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高速实时信号采集系统是由高性能ADCFPGAQDRSRAM等组成。其中高性能ADC实现模数转换,FPGAQDRSRAM实现ADC信号的接收、数据重组、存储和传输。重点讲述了FPGA如何接收采样率为2 GS/s的高速ADC数据并保持一定的时序裕量,并通过分析FPGA中资源占用情况可以看到FPGA在高速实时信号采集系统中具有很大的优势。

 

 

基于FPGA的高速ADC测试平台的设计

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高速ADC是超宽带宽通信、雷达信号处理等领域的关键组成部分,所以对它的测试越来越重要;针对传统测试系统成本高、难度大,利用FPGAFFT算法设计了一套高速ADC动态参数测试系统;重点介绍了高速采样信号的降速处理、硬件电路以及FPGA的设计,从而完成对中科院微电子研究所自主研发的4G4bit高速ADC裸片的测试;最后通过对比测试结果和参考值验证了测试系统的可行性。

 

 

基于FPGA的网络型运动控制芯片设计

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针对运动控制系统网络化、集成化的需求,提出了一款基于FPGA的网络型运动控制芯片设计方案。在单片FPGA中实现了以太网网络芯片的控制、数据协议解析、运动控制精插补器和编码器反馈接口,与上位机、网络主站构成运动控制网络,可以驱动步进电机、位置模式伺服驱动器,实现高效集成的网络化运动控制,适合在多通道复合数控机床、多轴运动控制等场合应用。仿真与实验验证了方案的可行性。

 

 

一种混合结构高速LDPC编码器的FPGA实现

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分析了准循环低密度奇偶校验码生成矩阵的结构特点,讨论了硬件可实现的三种常见编码器结构,提出了一种混合结构的FPGA实现方法。通过利用循环矩阵的结构特性,增加少量硬件开销,就可以实现编码器高速编码,满足高速通信需求,吞吐量达1.36Gb/s

 

 

一种应用于OFDM系统中的符号精确定时算法的FPGA实现

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量大,功率受限的多媒体传感网的OFDM系统中,以突发模式传输数据,要求快速精确地完成定时同步。这里分析了一种应用于OFDM系统中基于长训练序列与本地序列互相关的精同步算法原理,同时给出了算法的FPGA设计方案,并在ISE中和FPGA测试板上进行验证。在实现的过程中,对传统实现方法进行了改进,对本地序列的位数进行截取符号位处理,并且对判决函数进行了近似处理。实现结果表明,该方法在不降低性能的前提下优化了系统资源损耗和运算速度,具有较好的工程实践价值。

 

 

基于FPGA+PC104的雷达目标模拟器设计

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介绍了一种基于PC104FPGA构成的嵌入式系统来模拟雷达回波信号的方法。给出了以FPGA为核心采集雷达参数以及产生雷达目标和干扰信号的硬件实现方法,分析了通过PC104产生理论航迹和进行目标参数计算与控制的实现流程。测试结果表明,该模拟器能够逼真地实现雷达空情目标及干扰信号,且具有结构简单、控制方便、灵活性强的优点,可用于实装训练和雷达调试。

 

 

一种短时间间隔测量方法的研究及其FPGA实现

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介绍了基于FPGA(Field-Programmable Gate Array)实现高精度时间间隔测量的系统结构及关键技术.采用锁相环对时钟源进行倍频、相移产生多路相关联的参考时钟,对短时间间隔进行双边沿采样测量,从而等效提高时钟频率,减小量化误差,提高了时间间隔测量的分辨率.最大分辨率可达625ps,测量范围优于20s,为更高精度的时间间隔测量提供更小的测量范围,从而为精细测量专注于更高的分辨率和测量精度打下基础.

 

 

FPGABRAM的设计

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也越来越高。因此,本文在分析virtexIIFPGA的体系结构的基础上,采用SMIC0.12μm工艺设计了一款块状存储器BlockRAM,重点研究了BRAM主要模块静态存储单元、灵敏放大器以及外围电路。文中设计了一种适用于双端口存储器的8T SRAM存储单元结构。这种8TSRAM存储单元的静态噪声容限可达到515mV,单元结构抗噪声能力是同尺寸条件下6T SRAM存储单元的1.27倍。文中对传统差分锁存型灵敏放大器的结构做了优化设计,设计中引入了预充电电路和平衡管电路。优

 

 

FPGA动态局部重构在通用远程接口单元设计中的应用

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为了提高飞机机载机电系统的信号处理终端设备——远程接口单元(RIU)的通用性、配置的灵活性、故障后自修复能力等,研究了通用远程接口单元(GRIU)的系统架构。在硬件结构上,由开关矩阵桥接各类机载机电信号;应用FPGA动态局部重构(DPR)技术,由模块化BIT文件流实现机载机电子系统的功能配置和故障后重构。介绍了RIU的作用和特点,DPR的设计方法,并以起落架系统和液压系统为例,给出了GRIU在机载机电系统中的工程应用方法。

 

 

基于SHA-1算法的FPGA加密设计

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为了解决基于SRAM工艺的FPGA的保密性问题,通过利用SHA-1加密算法,在身份验证的过程中将产生随机数的种子随机化和验证时间间隔随机化的双重随机化方法,实现了高可靠性能FPGA系统加密。该设计具有较高的抗追踪性,可有效地防止对芯片的非法拷贝。

 

 

辐照加固SRAMFPGA总剂量辐射效应研究

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对电子元器件性能产生影响。文章对自主研发的SRAMFPGA芯片在60Co-γ源辐照下的总剂量辐射效应进行了研究。实验表明:(1)总剂量累积到一定程度后功耗电流线性增大,但只要功耗电流在极限范围内,FPGA仍能正常工作;(2)SRAMFPGA在配置过程中需要瞬间大电流,故辐照后不能立即配置;(3)总剂量辐照实验时,功耗电流能直观反映器件随总剂量的变化关系,可作为判断器件失效的一个敏感参数。该研究为FPGA的设计提供了基础。

 

 

一种基于FPGA的简易逻辑分析仪的设计和实现 优先出版

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逻辑分析仪已成为数字电路与系统实验教学的必要设备。文章采用了ARM7系列嵌入式微处理器实现了人机界面。采用了低成本、高性能FPGA设计了数据获取电路,完成了同步、触发、延迟计数和存储控制等功能模块。使用VHDL语言和模块化方法进行了FPGA的设计,确保了设计的可行性,缩短了开发周期。通过验证,设计出的低成本、普及型逻辑分析仪各项功能指标基本达到预期设计要求。

 

 

LMS自适应算法的FPGA设计与实现

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自适应算法的实现是自适应滤波技术应用于工程实践的基础。本文在分析LMS(最小均方误差)算法原理的基础上,讨论了算法实现的数制、计算量和迭代流程,在减小计算复杂度的基础上,给出了一种基于FPGA的实现方案。仿真结果表明,该方案能够保证LMS算法的收敛性和稳定性,可以应用于实际的数字信号处理系统。

 

 

基于FPGA的小型化太阳敏感器图像采集与处理方法

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介绍一种适用于小型化太阳敏感器图像数据采集及处理系统的实现方法.系统设计使用了抗辐射加固COMS APS图像传感器芯片和现场可编程门阵列(FPGA),利用FPGA实现了对图像传感器芯片的控制和对图像数据的检测、采集、缓冲、预处理以及传输,同时协调系统各部分的工作.最后,给出了这种小型化太阳敏感器的标定结果,试验结果表明各项指标可以基本达到国际航天同类产品设计水平.

 

 

GSM系统中数字上下变频技术的应用研究及其FPGA实现

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,利于系统前后端对信号的处理。现场可编程门阵列FPGA是基于查找表的可编程器件的一种,它具有显著的并行处理能力和实时性,并且集成了大量的关于数字信号处理的IP核,因此成为对信号实时处理不错的选择对象。本论文设计了一种基于GSM系统的多通道软件无线电数字上/下变频系统,并通过FPGA予以实现。本论文深入研究了软件无线电的理论基础:包括Naquist低通和带通采样定理;同时还研究了软件无线电中信号处理基本理论:包括多速率信号处理理论和数字信号正交变换理论;简单地介绍了GSM系统

 

 

FPGA在空中红外小目标检出技术中的应用

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针对空中红外图像中小目标的检测问题,为了提高检出的实时性,本文提出了一种通过FPGA来实现图像预处理的算法。FPGA完成对输入红外图像进行形态学滤波、图像分割、行程编码等预处理操作。实验结果表明该算法具有很高的实时性,是一种有效的红外小目标检测预处理算法。

 

 

FDTD算法的FPGA实现

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FDTD是电磁波数值仿真的重要方法,应用中的主要问题是对于大尺寸仿真,计算量太大。为了提高计算速度,采用FPGA来实现FDTD算法,通过设计专门的硬件计算电路,来提高计算速度。在设计中采用了流水线技术、并行计算等方法加速措施,并采用双口RAM存储数据,极大地减少了数据读取时间。综合以上方法可以使算法的运算速度得到明显的提升。

 

 

基于ARMFPGA的时间同步仪控制单元设计

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以时间同步仪的功能为出发点,设计了基于ARMFPGA的控制系统,该系统以ARM芯片S3C2440A为控制核心,FPGA芯片XCS30的辅助控制下,完成了时间同步仪系统的人机交互、参数设定、电文处理、远程控制等功能。通过键盘操作,LED灯和LCD显示屏,实现了简洁的人机交互控制界面,并在人机交互模块的基础上完成了参数设定模块的设计。通过以太网控制器实现了电文处理,采用CRC校验法,在处理过程中对电文进行检验,确保电文处理的安全可靠,利用Telnet服务器实现了远程控制模块

 

 

基于FPGA的运动估计设计

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利用功能强大的FPGA实现视频图像的一种运动估计设计,采用的搜索方法是三步搜索法。在进行方案设计时,本文采用了技术比较成熟的VHDL语言进行设计,并使用Quartus Ⅱ软件进行时序仿真。由仿真结果可知,无论是在功能的实现上还是在搜索的准确性、高效性以及FPGA片上资源的利用率上,本设计方案都具有明显的优越性。

 

 

基于FPGASobel图像边缘检测的设计

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位置,是图像分割、目标区域识别、区域形状提取等图像分析的基础。详细地讨论了Sobel图像边缘检测FPGA实现的原理、方法和步骤。以FPGA为中央控制单元,Verilog语言设计并实现了Sobel边缘检测法。通过改进算法、优化FPGA布局布线结构、利用FPGA高速并行机制和采用流水线处理方式,提高了系统速度,减少了FPGA内部资源的使用。通过MatlabModelSim进行仿真和对比,实验得到了理想的图像边缘。

 

 

基于FPGA的高速多路视频数据采集系统

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针对同时处理高速多路视频数据的需求,NiosII软核CPU为核心,通过在FPGA上构建可编程片上系统(Sys-tem On Programmable Chip,SOPC),利用SOPC系统自定义外设接口,配合DMA技术,完成对A/D转换后的多路视频数据的同时解码采集。视频解码模块采用滑动窗法快速检测定时基准信号。FPGA可重构的特性可以使系统根据实际应用需要在原方案基础上扩展、裁减功能模块,并根据资源情况重构系统,达到资源与效率的最优匹配。

 

 

 

 

 

 

用于虚拟同步电机的FPGA电流控制器

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本文设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的用于虚拟同步电机(VISMA)的电流控制器,它是一个具有同步电机性能的并网逆变器。设计并实现了具有FPGA电流控制器的VISMA系统。系统的信号链是完全数字化,减少了标定过程的代价,并增加了系统的集成度。文中对PWM控制的逆变器电流跟踪性能及FPGA中所实现的滞环电流控制算法做了测量和比较。

 

 

基于FPGA的并行高速相位累加器的设计

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介绍了FPGA中常用相位累加器的设计方案,分析了超前进位加法和流水线结构不适合应用于相位累加器的原因,提出了并行技术在高阶高速度相位累加器的设计方案,Quartus II环境下完成该设计的功能验证和时序验证,并以250MHz为系统时钟,成功运行在EP2C5Q208为主器件的硬件平台。该DDS相位累加器具有高速、低资源消耗等优点,易于移植于FPGA中的查表式DDS

 

 

基于FPGA的小型光纤光谱仪系统设计

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设计了一种小型光纤光谱仪,FPGA为控制核心,通过CCD实现光电转换,利用USB接口实现光谱仪的供电以及与计算机之间的通讯,采用C++Builder开发计算机软件同时用汞灯谱线进行标定,最后以低压汞灯作为光源对光纤光谱仪进行了性能测试。测试数据表明:该光纤光谱仪在400nm800nm的有效范围内光谱仪波长扫描精度可达到1nm、像元分辨率可以达到0.12nm/pixel

 

 

高阶QAM载波恢复的FPGA设计实现

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本文介绍了适用于高阶QAM载波恢复的极性判决算法。该算法利用极性判决器捕获大概频偏,再利用DD算法跟踪并进一步纠正频偏,减小抖动误差,从而相较传统算法具有更好的频偏捕获能力和健壮性。同时,该算法能对两种算法模式进行自动切换以达到精确的频偏纠正目的。本文采用实用有效的MSE方法对这两种算法模式进行自动转换控制,并以128QAM为例对该算法进行MATLAB仿真分析。最后在FPGA平台上实现了128QAM的载波恢复算法,并且效果理想,有很好的移植性。

 

 

基于IEEE802.11aOFDM帧检测算法研究与FPGA实现

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通过对传统基于能量值的帧检测算法的研究,采用了一种延时相关算法,克服了传统算法中能量值变化大的缺点,使阈值的选取较为简便,并基于FPGA硬件平台实现了该算法。硬件仿真结果表明,该算法达到了低运算量,具有可实现性的要求,是一种比较理想的帧检测算法。

 

 

基于FPGAPSD多路光电数据采集系统设计

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Q208C8为主控芯片,利用AD73360进行多路、同步模数转换,对两维PSD传感器信号进行数据采集,实现高精度的多路光电数据采集系统设计。通过硬件编程,系统能够实现4路、64 kHz12位有效数据位、16位分辨率的光电信号获取,FPGA运算后实时输出入射光位置,完成光电位置探测功能。试验数据表明:系统位置探测分辨率优于10μm,系统响应时间小于5 ms,适用于快速、同步光电信号获取设计中,为有类似需求的PSD后续处理电路应用提供了一种可供借鉴的技术参考。

 

 

基于FPGA的矩阵键盘控制器及显示电路的设计

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为改变采用CPU控制矩阵键盘导致CPU资源利用下降及引脚不足的现状,介绍了一种基于FPGA的矩阵键盘控制器的开发。在ISE13.4开发环境下,采用VHDL硬件语言开发了一种能有效防止机械式矩阵键盘按键抖动带来的数据错误;实现矩阵键盘的自动扫描、编码、存储、输出等功能;并将输入的数据依次在87段数码管上进行显示的矩阵键盘控制器。将所设计的VHDL控制器配置到开发的硬件电路系统上,验证了各项功能设计的正确性。

 

 

一种自适应红外图像增强处理的FPGA实现

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本文介绍了一种自适应平台直方图算法对红外图像增强处理及该算法在FPGA器件上的实现。该方法是根据图像的直方图,自适应地选择平台阈值,实现自适应平台直方图均衡化,增强了目标的对比度。在FPGA上实现了该算法,对红外图像进行了增强处理,使红外图像的清晰度得到极大的提高,目标灰度级得到扩展,抑制噪声,并且利于将目标与背景区别开来。

 

 

基于FPGA的高性能信号源模块设计

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在深入分析直接数字合成(DDS)原理的基础上,提出了在FPGA上嵌入DDS技术实现高性能信号源模块的设计方案。该方案采用了一种基于FPGA的高速48DDS相位累加器优化方法,利用高速SRAMROM相结合的方式大幅度提高信号源的波形存储深度。选用超高速低失真16D/A转换芯片AD9726,设计了基于椭圆函数的低通滤波器并给出其仿真结果。测试表明,该信号源模块具有高速度、高分辨率和低失真等特性。

 

 

基于FPGA的数据采集电路设计

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数据采集技术被广泛应用于电子、通信、医疗器械、工业仪表等行业中。文中介绍了一种基于FPGA的数据采集电路设计,该电路采用了ADC+FPGA+USB的实现方案,在对电路总体设计进行阐述的基础上,给出了各个主要电路的设计方法。该数据采集电路由于采用了FPGA作为数据处理平台,其可编程特点使得该系统具有较强的通用性和实用价值。

 

 

Virtex-Ⅱ系列FPGA的回读与部分重配置

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介绍了基于SRAMVirtex-Ⅱ系列FPGA试验样板的系统功能,实现了对XQ2V3000FPGA的回读与部分重配置,并给出了JTAG接口下的时序,最后分析了试验的结果。结果表明,FPGA回读可以有效地检测FPGA是否发生了单粒子翻转,而部分重配置可以有效地降低FPGA发生翻转的累积效应,并修复系统功能。

 

 

一种基于FPGA的改进型光子计数器

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光子相关技术是一种有效的用于测量亚微米颗粒和纳米颗粒的粒径方法。此技术具有良好的应用前景及商业价值。为了得到准确的光子相关函数值,必须设计高效和准确的光子计数器。本文提出了改进型光子计数器的FPGA实现。使用的编程语言是Verilog HDL。软件设计和系统仿真的ISE集成环境中完成。实验表明,我们的工作是有效的。改进型计数器有要求设计简单,易于升级,精度高的特点。准确的光子计数器,可满足不同要求的光子相关。

 

 

基于FPGAGNSS接收机抗干扰的设计

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由于到达地面的GNSS信号很微弱,导致GNSS接收机极易受到干扰。特别是在作战时,敌方发射的强干扰对GNSS接收机影响很大,如果不施以抗干扰措施,接收机将无法正常工作。本文提出了频域——空域联合抗干扰的技术方案,仿真结果表明频域——空域联合抗干扰的算法比频域抗干扰算法和空域抗干扰算法性能更优越,FPGA中用Verilog语言实现了该联合域抗干扰的算法。

 

 

 

 

基于FPGA的微通道板信号处理系统设计与实现

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提出了一种用于热等离子体探测的微通道板信号处理系统的设计方法。可以通过对前置放大器进行阈值控制,从而解决因为微通道板输出电荷积累而造成的增益下降的问题。通过PC端可以实时地观测测量结果。系统中的数据采集处理模块、通信模块、DA控制模块基于FPGA实现,将所有的数字电路环节集成在一个FPGA芯片中,为系统的小型化、稳定性、抗干扰性和在线修改、升级创造了条件,完成了一体化设计。介绍了这种转换的设计思路、硬件框图和软件的实现方法。

 

基于FPGA的道路环境图像采集压缩系统

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基于视频的道路综合信息检测系统,由于图像数据量大的特点,图像压缩效率低一直是系统设计的瓶颈。利用现场可编程门阵列(FPGA)的并行处理特点,提出了一种以FPGA芯片为核心处理器件的图像采集压缩系统设计方案,FPGA技术、图像压缩等技术应用于设计过程中,提高了图像压缩效率,并有效防止图像信息的丢失。

 

AVS熵编码的FPGA实现

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对算法模块进行分析,提出了一种使用较少存储空间来存储码表的方法,并结合算法特点给出了现场可编程门阵列(FPGA,Field-Programmable Gate Array)的实现方法。本设计中将码表查询、切换和指数哥伦布编码合并为一个流水线单元并行处理,节省了大量存储中间结果所需的空间;并将各任务并行执行,加快了处理速度。利用FPGA开发工具ISE10.1和仿真工具ModelSim SE6.2b,完成了AVS熵编码的FPGA设计与实现。

 

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