一种基于FPGA的多DSP并行处理系统的设计

为了满足实时信号处理对处理速度的需求,提出了一种基于FPGA的多DSP并行处理系统。该系统由DSP和FPGA相结合构成一种处理平台,多DSP通过HPI接口进行通信,实现了多DSP并行处理。并给出了系统设计原理图。经验证该系统具有实时性好,数据传输速率高等优点。     

分数阶简化Lorenz系统的FPGA实现

目前针对分数阶混沌系统的研究大多数都是基于DSP(Digital Signal Processor)平台,由于分数阶混沌系统的复杂度较大,用DSP实现存在序列生成速度较慢的问题,只能应用于对速度要求不高的系统.针对该问题,研究了基于分数阶微积分Grunwald-Letnikov(GL)定义的分数阶简化Lorenz系统的FPGA(field programmable gate array)实现.通过最大Lyapunov指数和0～1测试验证了基于GL定义的分数阶简化Lorenz系统是混沌的.详细分析了基于GL定义的分数阶简化Lorenz系统的FPGA实现结构,并使用定点数格式实现了该系统.通过示波器观察FPGA输出结果与MATLAB仿真结果一致,从而进一步揭示了分数阶混沌系统的可实现性.     

基于FPGA的地板图像采集和中值滤波设计

实木地板图像采集和预处理是基于计算机视觉的地板等级在线分选的重要步骤,由于图像数据量大,采用基于CPU架构的软件处理方法无法满足在线分选的实时性要求．该文充分利用FPGA的并行处理能力和流水线技术,设计了灵活度高、处理速度快的地板图像采集与预处理系统,设计的基于FPGA并行运算的快速中值滤波算法,有效解决了经典中值滤波算法比较次数多、比较速度慢的问题实验结果表明该文所设计的算法能够显著提高图像预处理速度。     

一种新的多路数字信号光纤传输系统的设计与仿真

提出了一种新的多路数字信号光纤传输系统,介绍了系统总体架构,同时阐述了硬件电路的设计思路和方法,完成了整个系统电路的VHDL设计、验证以及FPGA实现,并给出了系统的仿真结果。仿真结果表明,该系统符合光纤传输的技术要求。     

农副产品加工过程的FPGA高速多路数据采集系统

介绍一种基于FPGA的高速多路数据采集系统,描述该系统的主要构成及FPGA实现方法。该系统在硬件上采用了EP2C5T144C8器件,实现对高精度A/D转换器TLC549的控制、多路数据转换与存储等功能,软件上采用VHDL硬件描述语言实现。该系统具有速度快、可靠性高、结构简单、体积小等优点。将该系统可应用于农副产品加工过程中的质量监测数据采集,能有效推进农副产品加工过程中检测技术的速测化、智能化、动态化及便携化,为农副产品安全生产与消费提供有害残留物快速检测的技术支撑。     

嵌入式应用系统的数字化控制技术的研究

阐述了单片机、数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)的结构特点与性能特点,描述了嵌入系统中数字化控制技术的方案选择,展望了嵌入系统中数字化控制技术的发展趋势.     

基于DSP的小波变换并行算法

为了提高小波变换的处理速度,提出了基于块的尺度优先的多维并行处理算法,并结合美国TI公司的最新一代C67X DSP芯片的硬件特点,设计了浮点离散小波变换的DSP并行实现.     

基于DSP的色选机分选控制系统

为解决物料颜色分选过程中的图像高速采集与处理问题,采用TMS320F28335为核心处理芯片,以FPGA实现图像数据传输与缓冲,分析并改进图像处理算法,并通过分选执行模块执行分选,设计了基于DSP的色选机分选控制系统。经试验验证,该系统能达到设计的各项性能指标要求,具有很强的实用性。     

高清视频车辆检测及跟踪系统的设计与实现

针对目前视频车辆检测与跟踪系统存在检测精度低、跟踪稳定性差等问题,设计基于数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)结构的高清视频车辆检测和跟踪系统。该系统采用高清摄像机为图像采集单元,利用现场可编程门阵列对采集到的IP视频图像进行实时图像解码和图像预处理,高性能DSP做为系统主控单元实现前景提取、车辆检测、识别和跟踪等功能,DSP与FPGA之间的数据交换通过两路高速串行接口连接,以满足运算处理时大批量中间数据的交互;采用基于背景图像差分检测方法进行运动目标的实时检测,通过计算目标物体的紧密度对运动目标进行分类,利用区域特征跟踪法来快速跟踪图像序列中的车辆目标。试验结果表明:与普通视频相比,高清视频条件下对视频图像进行处理,在定位及寻找物体边缘方面具有优势,提高检测精度10%以上,能够实现对运动车辆的实时、准确、快速跟踪。     

基于FPGA和ARM的新型电能质量监测系统的设计

设计了一种基于FPGA和ARM的新型电能质量监测系统。该系统在FPGA上利用FFT核和软核处理器进行数据采集和处理,通过ARM处理实现数据显示、存储、通信和实时波形显示等功能。系统采用软、硬件协同设计,便于调试与修改。经过实际的调试和运行,电路功能正常,证明了该设计的合理性和可用性。     

基于SDRAM的FPGA实时图像采集系统的设计

针对基于FPGA的实时图像采集系统提出了一种基于SDRAM的实现方法,FPGA中采用模块化设计方法,详细给出了系统的硬件框图,并对SDRAM控制器的控制方法、各模块功能和软件部分进行了具体的设计.仿真结果表明,该系统设计灵活、工作稳定可靠、体积小、成本低,完成了高速数据的大容量存储,可满足于高性能的实时图像采集系统要求.     

基于FPGA的FFT的实现

在信号处理中,FFT占有很重要的位置,其运算时间影响整个系统的性能。传统的实现方法速度很慢,难以满足信号处理的实时性要求。针对这一现状,本文研究了FFT算法的VHDL程序设计方法,讨论新一代大容量、高速FPGA实现FFT处理中的若干问题。结果表明,时序分析结果与计算结果相一致,验证了程序的正确性,而且利用FPGA实现FFT处理运算速度非常快,可以满足需要高速处理的应用场合。     

Hardware-based image processing for high-speed inspection of grains

A high-speed, low-cost, image-based sorting device was developed to detect and separate grains having slight color differences or small defects. The device directly combines a complementary metal–oxide–semiconductor (CMOS) color image sensor with a field-programmable gate array (FPGA) which was programmed to execute image processing in real-time, without the need of an external computer. Spatial resolution of the imaging system is approximately 16 pixels/mm. The system includes three image sensor/FPGA combinations placed around the perimeter of a single-file stream of kernels, so that most of the surface of each kernel is be inspected. A vibratory feeder feeds kernels onto an inclined chute that kernels slide down in a single-file manner. Kernels are imaged immediately after dropping off the end of the chute and are diverted by activating an air valve. The system has a throughput rate of approximately 75 kernels/s per channel which is much higher than previously developed image inspection systems. This throughput rate corresponds to an inspection rate of approximately 8 kg/h of wheat and 40 kg/h of popcorn. The system was initially developed to separate white wheat from red wheat, and to remove popcorn having blue-eye damage, which is indicated by a small blue discoloration in the germ of a popcorn kernel. Testing of the system resulted in accuracies of 88% for red wheat and 91% for white wheat. For popcorn, the system achieved 74% accuracy when removing popcorn with blue-eye damage and 91% accuracy at recognizing good popcorn. The sorter should find uses for removing other defects found in grain, such as insect-damaged grain, scab-damaged wheat, and bunted wheat. Parts for the system cost less than $2000, suggesting that it may be economical to run several systems in parallel to keep up with processing plant rates.     

基于FPGA和分水岭算法的甜瓜图像分割

准确从背景中分割出瓜体以及从瓜体表面分割出缺陷是甜瓜外观品质分级计算机视觉系统的重要任务。采用分水岭算法可以一次完成这2项工作。针对软件实现的分水岭算法在图像分割过程中实时性较差的缺点,采用了并行分水岭算法,并在FPGA平台实现该算法。试验表明,基于硬件的算法实现具有较好的实时性,提高了甜瓜图像的分割速度。     

基于EPP模式的激光通信系统

利用计算机并口的EPP(Enhanced parallel port)模式来实现计算机高速数据输出和输入。本系统主要由Altera公司生产的FPGA芯片EPC10K10LC84-4、激光发射头、激光接收器组成。其功能可以实现两台计算机之间无线传输文本及文件。FPGA芯片完成数据的并串与串并转换,其程序由VHDL硬件描述语言编写。激光发射器与接收器完成串行数据之间的传输。与两台互相通信的计算机端口的操作和数据的发送与读写有关的程序由VC编写。整个系统完全由USB口提供5V电源,无需另加外置电源。整个传输过程只需由人用鼠标和键盘做简单的控制,即可由计算机和激光传输系统自行完成,将其显示在屏幕上。