基于FPGA的智能网络接口设计

为了实现一种基于FPGA及片上系统(SOC)的智能以太网接口设计,在FPGA内集成了PowerPC440硬核处理器、以太网络接口控制器IP(TEMAC)、DDR2 控制器、通用串行接口IP核及定时器等;该设计使用Verilog HDL硬件描述语言,在ISE12.4下的嵌入式集成开发环境XPS下进行IP核定制、系统的集成设计、综合、布局布线,在Model Sim下完成功能、时序仿真,在SDK环境下完成片上系统软件程序的开发;最后在XILINX 的Virtex-5系列FPGA器件上实现了具有千兆以太网络接口的智能片上系统, 智能网络接口具有可重配置、可扩展性、灵活性、兼容性、功耗低等优点。     

基于OMAP3530嵌入式最小系统的开发

随着嵌入式系统日趋复杂,类似机载状态监测系统,对嵌入式处理器在高性能计算和复杂控制方面的性能提出了更高的要求。针对复杂嵌入式系统的高性能需求,分析了嵌入式处理器的发展现状,介绍了TI公司ARM+DSP架构的双核异构处理器OMAP3530,并开发了OMAP3530嵌入式最小系统。硬件设计包括电源、时钟、存储器以及外围接口等模块,实现了OMAP3530启动以及和外围通信的最基本硬件组成;软件设计包括ARM端操作系统移植、ARM和DSP双核通信,在此基础上设计了应用程序。ARM端操作系统采用嵌入式Linux系统,采用DSPLINK驱动模块实现ARM和DSP双核通信,应用程序包括ARM端程序和DSP端算法程序。最后采用LabVIEW在上位机上设计了软件部分的测试程序,测试了系统的完整性。OMAP3530作为一款高性能的嵌入式处理器,为复杂的嵌入式系统应用提供了解决思路。     

基于嵌入式计算机的核测系统设计与应用

嵌入式系统以功能专一、集成度高、可靠性高、功耗低等优点,在核测量领域方面有着巨大的应用前景。设计基于嵌入式计算机PCM-3343核测量系统具有模拟信号采集、脉冲信号采集、开关量信号采集、模拟输出、开关量信号输出等功能,以触摸屏、液晶屏、键盘鼠标作为人机交互接口。根据功能要求,硬件上设计了基于PC104总线的具有相应功能电路模块,软件方面设计了基于FPGA的功能模块、基于Windows CE 6.0的嵌入式操作系统的应用程序和基于迪文触摸屏的软件界面。该系统在核电厂硼浓度计、反应堆集中数据采集系统、数字反应性仪等设备上均有良好应用。     

基于NiosⅡ的非制冷红外图像处理系统研究

设计一个非制冷红外图像处理系统，该系统放弃了目前普遍应用的数字信号处理器（DSP）＋现场可编程门阵列（FPGA）的系统构架，采用基于FPGA的NiosⅡ嵌入式处理器的系统构架，实现了系统的小型化。提出一种基于流水线结构的信号处理方法，并利用NiosⅡ嵌入式处理器软硬件开发工具，实现了在该系统上对非制冷红外焦平面阵列非均匀性进行校正和盲元补偿的实时处理，降低了系统的工作频率。实验结果表明：该系统能够对非制冷红外图像进行实时处理，工作性能稳定，处理效果良好。     

基于ARM FPGA的远程显示终端设计

为了有效解决嵌入式显示终端实时性和高分辨率的问题,提出了一种基于ARM FPGA的远程显示终端设计。本设计采用RS485总线实现远程通信,由ARM获取图像数据,FPGA控制数据存储和VGA显示。为了有效解决图像数据刷新与显示的同步,提高系统实时性,提出了一种多主机交替访问SRAM的分时复用技术。基于FPGA构建了VGA控制器,实现了远程终端的高分辨率显示。在通信距离1km、SRAM 容量512K x 16Bits的条件下,实现了图像数据刷新速度为40MHz、分辨率为800*600(60Hz)的VGA显示,图像无抖动、无花屏、稳定清晰、效果良好,很好地满足了嵌入式远程显示终端对实时性和高分辨率的需求。     

基于OMAPL138 FPGA构架的PC104主板检测系统

为了对PC104主板进行自动检测,分析了PC104主板工作原理及其总线时序,提出了一种基于ARM FPGA的嵌入式检测系统的设计方案。该方案采用德州仪器(TI)双核架构的高性能芯片OMAPL138中的ARM核来实现检测系统的应用管理,DSP核实现数据的处理,并利用FPGA技术来实时采集PC104总线数据。检测系统在Linux操作系统下,通过人机交互方式实现了PC104主板的各种功能的自动检测。实验结果显示该检测快速可靠,为PC104主板的自动检测提供了一种有效的方法。     

基于DE1-SoC的磁性介质显示系统设计与实现

针对常规平面成像技术表现形式单一,容易视觉疲劳等问题,提出一种新型的基于FPGA/ARM异构双核控制的磁性介质显示系统,实现磁性介质的立体动态成像;本系统通过在Altera DE1-SoC的Linux平台上构建Lighttpd轻量级Web服务器和设计开发功能程序、底层驱动程序、自定义IP核和Verilog逻辑译码程序来实现该显示系统的软硬件开发;本系统具有网络设备跨平台控制能力、磁流体精确控制能力以及多种样式的汉字和图案显示能力;大量实验表明该系统能够通过控制磁流体完美的表现出立体书法、绘画图案,且系统运行稳定可靠。     

基于OMAPL138和FPGA构架的PC104主板检测系统

为了对PC104主板进行自动检测,分析了PC104主板工作原理及其总线时序,提出了一种基于ARM+FPGA的嵌入式检测系统的设计方案;该方案采用德州仪器(TI)双核架构的高性能芯片OMAPL138中的ARM核来实现检测系统的应用管理,DSP核实现数据的处理,并利用FPGA技术来实时采集PC104总线数据;检测系统在Linux操作系统下,通过人机交互方式实现了PC104主板的各种功能的自动检测;实验结果显示该检测快速可靠,为PC104主板的自动检测提供了一种有效的方法。     

基于FPGA的核磁共振数字化发射机

提出了一种基于FPGA的核磁共振数字化正交发射机的设计技术.利用FPGA内嵌块RAM以及丰富的逻辑资源,并基于ARM7等嵌入式通讯系统完成发射机的高速调制,可以灵活地实现脉冲的频率、相位以及幅度等的调制,精确地控制脉冲的间隔时间.同时FPGA对两片DDS芯片的同步控制还可以实现正交射频信号的发射.     

基于下变频和IQ解调的外差型相位敏感光时域反射技术的模式识别EI北大核心CSCD

基于模拟下变频器、数字IQ解调和反向传播(BP)神经网络,采用现场可编程门阵列结合数字信号处理器(FPGA+DSP)的数据采集和处理架构,提出了一种全嵌入式高信噪比(SNR)、高分辨率和低成本的外差型相位敏感光时域反射(Φ-OTDR)技术模式识别方法。针对外差型Φ-OTDR技术,使用DSP、FPGA及其外围硬件电路替代原有的GHz级高速采集卡和信号发生器,减小了系统的体积和成本。在此基础上,设计了基于时空域二维图提取形态学特征的方法,并采用BP神经网络进行分类识别;所提方法相对于传统的针对一维信号进行模式识别的方法误报率更低、识别率更高。实验结果表明,所设计的基于FPGA+DSP全嵌入式并行信号处理架构满足实时监测的要求,SNR高达12.43dB,事件识别准确率达到97.78%。     

一种新型通用化图像处理系统的设计

提出了一种基于FPGA+DSP的通用化嵌入式图像处理模块,可以用于不同的项目,只需要针对不同的项目设计不同的AD、DA和接口就可以了。该处理模块具有高性能、低功耗、低成本、可扩展、可重构、灵活性强等优点,可以大大降低开发成本和设计周期。     

基于异构双核的磁共振接收机的设计

提出了基于异构双核的低场核磁共振（Low-field Nuclear Magnetic Resonance,low-field NMR）接收机的设计,具有ARM（Adanced RISC Machines）和现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）先进的异构双核结构、高速的模数转换器（Analog to Digital Converter,ADC）采集、增益的可控以及可视化显示等特性,提高了整个系统的性能指标.设计中采用Xilinx公司的系统开发工具System Generator来实现内部信号处理功能.实验结果表明,数字接收机具有结构紧凑、可重构性强、采样速率高和成本低等特点,并且增益的可控使接收机获得了较大的动态范围,提高了重建图像的信噪比（Signal-to-Noise Ratio,SNR）.     

基于SOPC设计的红外图像直方图均衡器

基于Altera公司的SOPC-NIOSⅡ嵌入式软核处理器技术,提出了一种实现实时红外图像直方图均衡的设计方法.并在FPGA上实现了这一系统,使用Quartus Ⅱ软件中集成的SOPC Builder工具完成了整个系统的设计.该系统主要包括NIOS Ⅱ主控模块、存储器模块、自定制的直方图统计模块以及用户控制模块.实验结果表明,该系统具有体积小,功耗低,数据处理速度快,可靠性高等特点.     

一种基于双核架构的视频跟踪与处理系统的实现

提出一种基于ADSP-BF561的视频跟踪与处理系统设计方法。系统利用ADSP-BF561的双核并行处理性能和丰富的视频编解码接口,采用一种相关跟踪算法对其进行优化,算法是一种以相关系数作为相似性度量准则的相关跟踪算法。对该系统进行测试,结果表明:针对PAL制目标视频图像序列,系统可以实现复杂背景下的实时目标跟踪,视频目标跟踪对每帧的处理时间为22 ms,解决了目标跟踪的实时性要求。     

高光谱图像运动误差实时校正处理平台设计与实现

高光谱图像数据由星上压缩打包至地面,再对其进行处理,这种处理方式对实时应用场合显得过于迟缓。同时,图像数据量大,处理步骤多,反演算法复杂,因此,迫切需要搭建精确快速的数据处理平台来进行实时处理,目前,用硬件进行实时复原和进行误差校正的平台比较少,能够成功应用的平台也由于处理速度不高,精度不够,灵活性差,不能升级和配置等缺点,也会直接影响到目标探测和识别的效果。本系统以空间调制型光谱仪下传数据作为研究目标,设计并实现了一种基于Xilinx Virtex-5 FPGA的数据处理平台,通过可配置的、高精度、接口灵活的IP软核资源,实现了光谱数据处理的关键环节,并给出相关试验验证,为光谱仪图像反演及误差校正探索了一种新途径。     

FPGA-Based Implementation and Synchronization Design of a New Five-Dimensional Hyperchaotic System

Considering the security of a communication system, designing a high-dimensional complex chaotic system suitable for chaotic synchronization has become a key problem in chaotic secure communication. In this paper, a new 5-D hyperchaotic system with high order nonlinear terms was constructed and proved to be hyperchaotic by dynamical characterization characteristics, the maximum Lyapunov exponent was close to 2, and there was a better permutation entropy index, while a valid chaotic sequence could be generated in three cycles in the FPGA (Field Programmable Gate Array)-based implementation. A multivariable nonlinear feedback synchronous controller based on FPGA was proposed to design and implement synchronization of high order complex hyperchaotic systems. The results show that the error signal converged to 0 rapidly under the effect of the nonlinear feedback synchronous controller. This lays the foundation for the synchronization of high order complex chaotic systems.     

基于FPGA小型化谱仪控制台的设计

针对核磁共振波谱仪中控制台的功能需求,考虑到仪器小型化的趋势,提出了基于FPGA和ARM的小型化控制台设计方案. 该方案具有体积小、处理速度快、控制精准、开发周期短和成本低等特点. 该文着重介绍了FPGA在系统中的功能实现,包括命令字接收、参数配置、脉冲发射和数据采样模块. ARM嵌入式模块实现控制台与上位机的以太网通信,以及和FPGA的高速并行总线通信,使控制台内部运行不受网络状况的干扰. 最后针对该设计方案提出几点改进建议.     

基于现场可编程门阵列的高能工业CT同步系统设计

 介绍了一种基于现场可编程门阵列的嵌入式高能工业CT同步控制系统。该系统将现场可编程门阵列作为系统时序控制的核心,其内部集成了UART、指令解码、LCD显示、EEPROM读写和同步时序产生等模块。系统采用有限状态机设计了指令解码模块,具有良好的可扩展性。同时,设计了基于查找表结构的频率计数值产生模块,提高了系统处理速度,减少了逻辑资源的占用。最后,采用VC++设计了控制软件,并通过实验得到了清晰的图像数据。