检索结果-南通市图书馆

作者：盛家波西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着打印机市场的发展，大幅面扫描仪和大幅面喷绘机已经应用于各个领域。由于扫描喷绘一体机能够同时实现打印、扫描、复印等多种功能，对其需求也在日益增加。扫描喷绘一体机运动控制器作为一体机的执行模块，主要负责接收、解析和执... 详细信息

随着打印机市场的发展，大幅面扫描仪和大幅面喷绘机已经应用于各个领域。由于扫描喷绘一体机能够同时实现打印、扫描、复印等多种功能，对其需求也在日益增加。扫描喷绘一体机运动控制器作为一体机的执行模块，主要负责接收、解析和执行来自主控制器的命令，结合对敏感元件的检测，控制一体机机械部件的运动，使打印过程有序地进行。在对扫描喷绘一体机的工作原理、工作过程、机械机构原理等进行研究的基础上，根据扫描喷绘一体机总体设计要求，提出了扫描喷绘一体机的运动控制器的总体设计方案，设计实现了运动控制电路和软件。运动控制器硬件电路采用微控制器和现场可编程逻辑阵列相结合的方式实现，体积小，可靠性高。本文详细论述了运动控制器硬件电路的总体设计方案以及各功能模块的详细设计和实现;针对FPGA内部逻辑设计，给出了功能和时序仿真图。在FPGA内部，通过硬件编程实现了两种电机速度、加速度控制方案：基于Rom表的线性加速度和S曲线加速度。在FPGA内部采用状态机实现了光栅信号四倍频，提高了位置反馈的精度和可靠性，保证了喷头的精确定位;结合FPGA中的设计，给出了运动控制器软件的总体设计，以及各功能模块的详细设计，提出了进纸电机和走纸电机的速度同步方法。对扫描喷绘一体机的运动控制器硬件、软件的调试结果表明:所设计驱动控制器的各功能模块工作稳定，满足设计要求。

关键词：扫描喷绘一体机运动控制器微控制器现场可编程逻辑阵列

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数字集成的莫尔条纹信号细分原理及应用

数字集成的莫尔条纹信号细分原理及应用

作者：陈曦沈阳工业大学

学位级别：硕士

对比分析了一些常用的莫尔条纹细分方法的优、缺点及适用范围,基于载波调制锁相倍频细分原理,提出了采用测整周期与小数分频细分相结合的方法。该方法通过测量输入信号整数个周期的准确位移值与非整数周期的预测位移值来计算出当前时刻... 详细信息

对比分析了一些常用的莫尔条纹细分方法的优、缺点及适用范围,基于载波调制锁相倍频细分原理,提出了采用测整周期与小数分频细分相结合的方法。该方法通过测量输入信号整数个周期的准确位移值与非整数周期的预测位移值来计算出当前时刻的位移值。其优点是能够提高测量精度并减少细分信号的抖动。提出了一种新型的低延迟的部分串行结构的FIR滤波器设计方法。这种方法通过提前计算后n-1项乘累加使其延迟约等于并行结构FIR滤波器的延迟,而且合理的利用FPGA内部各种资源。还提出了一种新型的小数分频算法。这种方法采用两次插值和50%占空比的奇数分频。其优点是:更有效的降低输出信号的抖动;节约资源;更精确。整体系统设计采用软硬件相结合的方法。系统硬件设计做到很好的速度与面积的平衡,各进程之间并行工作,提高了系统的速度,实时处理能力更强。软件设计利用当前流行的NiosII CPU,便于系统的升级和功能的扩展。整个控制系统都集成到一片FPGA内部,因此其性能更加稳定。经过电路的实验、仿真及调试,验证了该设计方案的可行性,达到了高细分数、高集成度、系统可靠性好的效果,实现了磨床系统的数字化控制,具有一定实际应用价值。

关键词：光栅细分现场可编程逻辑阵列 FIR滤波器小数分频

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CCD控制电路研究与实现

CCD控制电路研究与实现

作者：马菁汀西安电子科技大学

学位级别：硕士

CCD是一种以电荷为信号载体的图像传感器，是现代光电子技术发展过程中最重要的成果之一，并以其高灵敏度、低噪声等突出优点，广泛应用于高端数字成像领域。目前，我国在CCD芯片和相机研制方面发展较为落后，少数单位虽具有CCD相机的... 详细信息

CCD是一种以电荷为信号载体的图像传感器，是现代光电子技术发展过程中最重要的成果之一，并以其高灵敏度、低噪声等突出优点，广泛应用于高端数字成像领域。目前，我国在CCD芯片和相机研制方面发展较为落后，少数单位虽具有CCD相机的设计能力，但远未达到国际先进水平，因此仍然有必要对其开展进一步的研究。本文首先描述了CCD的发展及应用状况，之后对CCD芯片的成像原理、常见类型及性能参数做了详细的论述，在此基础上系统地研究了CCD整个控制电路的设计方法，其中特别分析了系统中的噪声来源及相应抑制方法，并讨论了实现控制电路通用性的问题。最后，本文以可编程逻辑门阵列FPGA、专用CCD信号处理芯片AD9923A和USB2.0通讯芯片CY7C68013为主要组件，构建CCD控制电路，以实现对Sony公司的ITCCD芯片ICX205AL的驱动和信号读出，并完成图像数据向上位机的传输。

关键词： CCD控制电路噪声通用性 AD9923A 现场可编程逻辑阵列

软件无线电在第三代移动通信系统终端中的应用研究

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软件无线电在第三代移动通信系统终端中的应用研究

作者：张涛湖南大学

学位级别：硕士

软件无线电是近几年来提出的一种通信新技术，目前主要应用在无线通信领域。它的核心是：将宽带A／D和D／A变换器尽可能地靠近天线，而电台功能尽可能地采用软件进行定义。这样，无线通信系统具有很好的通用性、灵活性，使系统互联和升... 详细信息

软件无线电是近几年来提出的一种通信新技术，目前主要应用在无线通信领域。它的核心是：将宽带A／D和D／A变换器尽可能地靠近天线，而电台功能尽可能地采用软件进行定义。这样，无线通信系统具有很好的通用性、灵活性，使系统互联和升级变得非常方便。软件无线电在第三代移动通信系统中的应用越来越成为研究的热点。在第三代移动通信系统所要实现的目标与系统的特点中，最核心的问题是提供不同环境下的多媒体业务，因而它要求实现多种网络的综合，达到任何人在任何时间、任何地点可以向任何人传送信息的目标。这样可以为用户提供在无线与有线环境下统一的业务使用方式，又适应多种业务环境，且与第二代移动通信系统兼容，便于平滑升级。对于通信终端而言，它面对的是多种网络的综合系统，因而需要实现多频多模式终端(手机)。软件无线电为通信系统提供一种新型的结构，那就是利用统一的硬件平台，不同的软件来实现不同的功能。应用软件无线电技术能较好的解决多频多模式多业务终端问题。本文研究了这个问题，给出了解决办法。本文分为四章：第一章介绍了软件无线电的基本概念、发展状况;第二章研究了软件无线电的关键技术及所面临的技术上的挑战和解决办法;第三章探讨了第三代移动通信技术中的无线接入以及软件无线电在其中的应用;第四章研究了应用基于DSP的软件无线电技术来实现第三代移动通信终端的基带处理模块，并分析了其前端电路，然后对它的资源需求做了分析，给出了TD-SCDMA基带模块的硬件结构和软件算法流程，对模块的关键算法的实现进行了分析，最后提出了实现模块应当注意的几个问题。

关键词：软件无线电第三代移动通信系统用户设备数字信号处理器现场可编程逻辑阵列数字变频时分同步码分多址

基于FPGA的PET图像快速重建与预处理系统研究

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基于FPGA的PET图像快速重建与预处理系统研究

作者：林琦琛南京航空航天大学

学位级别：硕士

正电子发射断层扫描成像（PET）检测技术作为一种非侵入式成像检测手段,具有很强的抗干扰能力,能实现恶劣条件下对工业件内部结构、缺陷的检测工作。复杂的PET原理导致图像重建算法,尤其是迭代重建算法存在运算量大、执行时间长的缺点,... 详细信息

正电子发射断层扫描成像（PET）检测技术作为一种非侵入式成像检测手段,具有很强的抗干扰能力,能实现恶劣条件下对工业件内部结构、缺陷的检测工作。复杂的PET原理导致图像重建算法,尤其是迭代重建算法存在运算量大、执行时间长的缺点,限制了其在工业检测中的应用。利用FPGA并行加速技术能提高图像的重建与处理速度,有利于扩大PET技术在工业上的应用范围,使得PET技术应用于工业件内部的动态检测成为可能。为了满足对工业件的快速检测需求,研究了一种基于FPGA的PET图像快速重建与预处理方法,从重建算法优化和FPGA并行技术实现两方面对PET图像的重建过程进行了加速。针对迭代重建算法迭代时间长、迭代次数多的缺点,提出了一种引入先验估计值的快速MLEM优化算法（FML-PE）,通过先验估计值增强迭代图像与目标图像关联性,减少得到相同质量的图像所需的迭代次数,同时摒弃算法中对无贡献元素的调用与计算,加快单次迭代重建速度。将FPGA作为硬件加速器,在Vivado上运用模块化设计的方法构造算法各功能单元,灵活调用IP核实现复杂的电路功能,以流水线结构串联成组,多组相同电路结构并联成阵的方式搭建图像重建算法的并行加速电路。根据重建图像的特点,利用FPGA实现了一种基于快速中值滤波的多方向Sobel边缘检测优化算法,用以快速提取重建图像边缘信息,完成对重建图像的预处理操作。对比实验结果表明,本文研究改进的图像重建算法和边缘检测算法在处理性能上都优于相对应的经典算法。在FPGA硬件平台上搭建了PET图像快速重建与预处理系统。系统相比于同价位的CPU,在快速实现高质量的PET图像重建与边缘提取功能的同时,实现了对图像重建算法20倍的加速以及上百倍的边缘检测算法加速效果。

关键词：正电子发射断层扫描成像现场可编程逻辑阵列图像重建边缘检测

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机载雷达高速检测模块设计

机载雷达高速检测模块设计

作者：李若铭湖南大学

学位级别：硕士

随着FPGA技术的发展，尤其是专门用于数字信号处理单元在FPGA中的集成，以多MAC运算单元的并行结构在高速数字信号处理方面具有突出的优势。DSP在根本上适合串行算法，且多处理器系统非常昂贵，同时DSP只适合粗粒度的并行运算。然而FPG... 详细信息

随着FPGA技术的发展，尤其是专门用于数字信号处理单元在FPGA中的集成，以多MAC运算单元的并行结构在高速数字信号处理方面具有突出的优势。DSP在根本上适合串行算法，且多处理器系统非常昂贵，同时DSP只适合粗粒度的并行运算。然而FPGA可以于片内实现细粒度高度并行的运算结构。首先阐述了项目研究的背景以及目前国内外的研究现状，介绍了Virtex-6系列FPGA的硬件结构特点并详细讨论了DSP48E1、CLB和相关IP核的原理及用法。针对雷达检测模块对高速采样信号进行实时处理的要求，采用Virtex-6xc6vsx315t-1ff1759的FPGA芯片作为核心芯片，设计了雷达检测模块的IP(Interllectual Property，IP)核。雷达检测模块的工作流程是将一路采样率为4GS/s的雷达信号分成16路采样率为256MS/s的信号，在IP核内以流水线形式完成雷达信号与特征库信号的实时相关计算，计算结果以严格的要求时序分16路按每路250MHz/s的速度输出给后续模块。设计采用快速相关计算方法，在FPGA芯片内构建8个乒乓结构的流水式FFT硬件计算电路，每两路实数信号构成一个复数信号进入一个FFT电路，利用实部与虚部的依赖关系将FFT处理后的信号分开，再在频域里与特征频谱共轭信号相乘，最后IFFT得到两信号的相关计算结果。其中，采用重叠相加法计算以满足信号流水处理的需要。在模块设计过程中，先通过MATLAB进行了算法的架构设计和误差分析，随后进行逻辑代码编写和仿真，最后对整个模块布局布线、时序分析并讨论了设计中为满足时序要求进行的改进。最终调试后，设计的IP核满足所耗Virtex-6xc6vsx315t-1ff1759的DSP48E1不能超过950个、BlockRam不能超过65%、工作频率为250MHz、计算误差不超过2%、有效数据输出距有效数据输入的时钟间隔不能超过5k个时钟周期等设计要求，圆满地完成了设计任务。

关键词：重叠相加法现场可编程逻辑阵列快速傅立叶变换快速相关

基于FPGA的对象存储控制器SATA接口及关键技术研究

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基于FPGA的对象存储控制器SATA接口及关键技术研究

作者：刘勋华中科技大学

学位级别：硕士

随着存储需求的增加及存储应用日益复杂,以块为基础的存储接口已限制了存储系统的发展,以对象为基础的存储接口应运而生。对象级接口是块级接口和文件级接口的完美结合,具有安全性、跨平台操作性、高性能和智能化的特点,但是对象级接口... 详细信息

随着存储需求的增加及存储应用日益复杂,以块为基础的存储接口已限制了存储系统的发展,以对象为基础的存储接口应运而生。对象级接口是块级接口和文件级接口的完美结合,具有安全性、跨平台操作性、高性能和智能化的特点,但是对象级接口智能化的管理和复杂存储协议的解析使对象存储控制器的负荷加重,为了提高对象存储系统的性能,进行了对象存储控制器的硬件设计与研究。基于现场可编程门阵列FPGA(Field Programmable Gate Array),使用交换式的Avalon总线与RISC(Reduced Instruction Set Computer)型的NiosII处理器,设计对象存储控制器的总体架构;基于可编程片上系统技术,用硬件描述语言实现串行高级连接技术SATA(Serial Advanced Technology Attachment)协议与光纤通道底层协议的部分功能;基于IP(Intellectual Property)核,并采用锁相环进行分频倍频,实现了DDR内存控制器及其时钟电路;基于实时操作系统ucLinux,并采用硬件抽象层技术屏蔽硬件细节,在软件层次上实现面向对象存储协议。进行循环冗余校验CRC(Cyclic Redundancy Check)算法的优化与扰码(Scrambling)算法的优化,通过资源复用提高空间并行度,以更多的组合逻辑资源换取更高的性能;对SATA链路层的大型状态机进行切割,运用流水线原理提高时间并行度,以更多的寄存器资源换取更高的性能。进行功能仿真与时序仿真,确保在功能正确的前提下,硬件的工作频率得到提高,系统的性能得到提升。

关键词：对象存储控制器现场可编程逻辑阵列串行高级连接技术

基于FPGA的中国菜肴烹饪机器人测控系统设计

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基于FPGA的中国菜肴烹饪机器人测控系统设计

作者：李奕上海交通大学

学位级别：硕士

随着现代生活水平的提高,人们对烹饪质量的要求也不断提升,中国菜肴作为一项国粹艺术也从中国走向世界,但由于烹饪技术自身传承发展的特殊性,使得仅靠数量有限的厨师难以满足世界对中国餐饮的需求。而中国饮食文化中菜肴现点现做的特点... 详细信息

随着现代生活水平的提高,人们对烹饪质量的要求也不断提升,中国菜肴作为一项国粹艺术也从中国走向世界,但由于烹饪技术自身传承发展的特殊性,使得仅靠数量有限的厨师难以满足世界对中国餐饮的需求。而中国饮食文化中菜肴现点现做的特点要求又使得其难以像国外的快餐食品一样实现流水线生产。因此,一款能够实现中国菜肴标准化自动烹饪的机器人必将提高国人的生活水平并加速中国餐饮文化在全世界的普及。本论文通过设计一种基于FPGA（Field Programmable Gate Array,现场可编程逻辑阵列）的嵌入式测控系统来适应中国菜肴烹饪机器人的测控功能需求。主要工作包括以下几点:首先,根据中国菜肴烹饪机器人系统的资源需求按照软硬件协同设计的原则选择合适的测控系统,并设计符合烹饪机器人需求的现场总线系统。其次,从硬件整体框架着手介绍中国菜肴烹饪机器人硬件平台设计与开发的过程及采用的系统构架和通信机制,并对FPGA片上逻辑系统的设计过程进行了分析说明。再次,根据软件系统设计流程,配置操作系统、编写相关硬件驱动程序及设计应用程序。同时,通过软件加密设计,提高测控系统的安全性。

关键词：烹饪机器人测控系统现场总线现场可编程逻辑阵列

高速PCIe传输FPGA设计与KMDF驱动实现

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高速PCIe传输FPGA设计与KMDF驱动实现

作者：汪舒重庆大学

学位级别：硕士

在大数据时代的背景下,数据传输及处理已是一个重中之重的话题。这其中涉及到三个重要点:数据传输速度必须快、数据处理方式需要灵活、数据传输过程需要稳定。在传输技术方面,PCIe总线凭借其超高的传输功率及良好的抗扰能力已处于行业... 详细信息

在大数据时代的背景下,数据传输及处理已是一个重中之重的话题。这其中涉及到三个重要点:数据传输速度必须快、数据处理方式需要灵活、数据传输过程需要稳定。在传输技术方面,PCIe总线凭借其超高的传输功率及良好的抗扰能力已处于行业的尖端地位。在保证传输速度的同时,数据的灵活处理和稳定交互也显得尤为重要。本文将PCIe总线技术结合到FPGA板卡与计算机的交互上,以FPGA板卡处理的灵活性为支撑,同时利用了微软最新的面向对象的驱动模型WDF为框架,设计并实现了内核模式下的KMDF驱动和FPGA板卡,以保证数据稳定、快速地传输并处理。本文首先进行了PCIe总线协议的理论研究,根据协议设计并实现了FPGA板卡的PCIe接口及相关模块。工作主要分为两个部分:其一是PCIe总线协议的研究,这里分别从PCIe的三个层次结构对协议标准进行了理论分析,掌握了各个层次数据包的格式及作用,同时列举了PCIe总线通信中常用的信号。其二是根据PCIe总线协议设计并实现了FPGA模块来进行数据传递和数据处理。这里的主要工作包含IP核实现、数据输入模块实现、数据输出模块实现以及FIFO队列模块的实现。IP核用于转换PCIe总线信号与FPGA板卡所用的AVALON-ST信号。数据的接收与发送工作分别由数据接收模块及数据发送模块来完成,其模块内包含转换逻辑,分别用于解析及封装AVALON信号。除此之外,本文针对FPGA模块间高耦合性导致的时间冗余设计并实现了FIFO队列模块,其平衡了各模块间的负载,有效增加了数据的传输及处理效率。在驱动设计与实现方面,本文通过对WDF框架的理论研究同时结合FPGA板卡的相关特性设计并实现了内核模式下的KMDF驱动程序。其中主要包含驱动程序的设计与实现和应用程序的设计与实现两部分工作。在驱动程序部分,首先编写了KMDF框架的相关功能,包含硬件资源分配函数、I/O回调处理函数、中断处理函数以及DMA处理函数等。由于传统DMA模块仅采用一块缓存用于映射上位机和硬件设备,这导致了接收数据会覆盖发送数据,从而无法验证发送数据并且无法实现重传。因此本文采用了两块缓存分别映射输入与输出两个空间来进行DMA传输,增加了容错率也实现了重传机制。在应用程序部分,本文利用内核API来与驱动程序进行交流,编写相关I/O控制码的处理函数来传输数据和接受数据,使数据能够直观展示。在最后的实验工作中,本文首先进行了应用程序与驱动程序间的数据传输验证,之后进行了驱动程序与FPGA板卡的通信验证,最后将三者结合并在FPGA板卡上加入简单计算逻辑以及FFT数据处理模块进行数据的传输及处理实验。经实验对比,两种方式均实现了数据的正确传输及处理,达到了实验的目的,验证上位机数据通过外设硬件进行数据处理的可行性,具有一定的应用价值及现实意义。

关键词： PCIe总线现场可编程逻辑阵列内核模式驱动模型直接内存存取

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FPGA芯片测试方法研究

FPGA芯片测试方法研究

作者：代莉复旦大学

学位级别：硕士

FPGA是目前广泛使用的一种可编程器件。由于FPGA电路规模大,结构复杂,高覆盖率的自动化测试一直是FPGA设计与生产上的难点。测试一种FPGA结构需要大量的时间设计测试方案,测试成本很高,虽然研究者在这方面做了大量的工作,但仍依赖于很... 详细信息

FPGA是目前广泛使用的一种可编程器件。由于FPGA电路规模大,结构复杂,高覆盖率的自动化测试一直是FPGA设计与生产上的难点。测试一种FPGA结构需要大量的时间设计测试方案,测试成本很高,虽然研究者在这方面做了大量的工作,但仍依赖于很多的手工测试方法。本文的主要工作首先提出了一种针对FPGA互连资源开路故障的测试算法。该算法在FPGA布线算法的基础上发展而来。该方法首先建立测试资源图,通过事先规定的输入输出端口,运行算法,使其在测试资源图上经过尽可能多的资源节点,以便生成尽量少的测试配置文件。对实际芯片FPGA-1进行了测试,160个测试配置文件能够覆盖测试99.59%的互连资源。接着本文提出对于FPGA芯片的测试,仅仅测试开路故障是不够的。为了对FPGA芯片进行完备的测试,本文提出了一种与芯片结构无关的测试算法。该方法通过建立布线资源图,根据线网的走向动态设定各边的权重,然后利用改进的Kruskal算法,自动生成测试配置集。对于FPGA不同的互连结构,该方法能够对互连资源中的开路和短路故障达到100%的覆盖率,且测试配置个数少,运行速度快,与具体硬件结构无关。

关键词：现场可编程逻辑阵列芯片测试自动化故障类型