基于FPGA的快速脉冲数据采集及处理系统设计

为了提高脉冲信号多参数提取的准确性,从而更精确地表征细胞多种物理和生化特性,设计了基于FPGA的快速脉冲数据采集与处理系统;首先,采用对时间窗口和幅值同时设定阈值的方法,有效避免了噪声对有效脉冲识别的影响;其次,采用FPGA实现数据采集、快速数字滤波、以及脉冲峰值、面积和脉宽3个参数的提取,并利用FPGA作为外部主控制器实现对USB芯片CY7C68013A内部FIFO的控制,实现脉冲数据的高速处理、传输;最后,对系统的可行性及准确性进行了实验;实验结果表明,本系统能够对脉冲信号进行有效实时识别和高准确度的参数提取,同时USB的数据传输速度可达29.8Mb/s,满足系统数据传输的实时性要求.     

基于FPGA的图像预处理快速算法及仿真

工程实践中,可编程逻辑器件已经越来越多的受到重视和应用.文中以DSP处理大量数据时,实时性难以达到要求入手,介绍了应用可编程逻辑器件FPGA提高程序效率、实现快速运算的一种方法,并设计了一个利用中值滤波进行图像预处理的系统,之后进行了仿真和实验验证.文章最后得到结论,采用FPGA通过用硬件逻辑来实现运算量大但相对比较简单的算法,效率要大大高于软件的多次循环,若在系统中采用DSP和FPGA合作处理数据,则可以各自发挥长处,实现快速算法.     

基于改进的Canny算子实时视频边缘检测系统在FPGA上的设计与实现

为了提高图像边缘检测的性能,缩短处理时间,提出了一种基于FPGA的实时视频边缘检测系统;该系统以EP2C8Q208C8为实验硬件平台,首先采用摄像头OV7670获取模拟视频数据,双端口SDRAM实现对图像数据的缓存,利用FPGA并行处理的特点,采用Verilog HDL硬件描述语言实现改进的Canny边缘检测算法,最终实现在VGA显示屏上显示图像边缘的效果;实验结果表明,较传统的边缘检测算法,该系统边缘检测定位精度高,对噪声的抗干扰能力强,能够准确快速的输出图像边缘信息。     

基于三轴加速度传感器的老年人摔倒检测系统

为解决老年人摔倒检测中的检测精度和检测设备功耗高的难题,设计了基于三轴加速度传感器的老年人摔倒检测系统.采用MEMS三轴加速度传感器和低功耗单片机完成人体三轴加速度数据的采集和处理,以满足低功耗要求;并建立基于三轴加速度信息的摔倒检测阈值点判断算法,并对关键参数进行确定,以提高检测算法精度.通过仿真老年人日常行为动作和多种摔倒行为,获取到全面有效实验数据,采用阈值点摔倒检测算法进行验证.摔倒准确率为93.96％,说明系统可以有效地对老年人摔倒行为作出检测,实现低功耗长时间工作.     

基于FPGA的云闪时差定位同源脉冲匹配算法实现

针对甚高频(VHF)云闪时差法雷电定位同源脉冲匹配难点,提出了用FPGA实现相关性判断的同源脉冲算法设计思路。为提升系统性能、适应云闪甚高频信号的处理需求,采用了改进的算法并用实测数据在MATLAB、FPGA上对算法进行验证,设计完成了云闪波形同源脉冲匹配算法在FPGA上的实现。系统通过了Modelsim的仿真验证并在DE2平台上完成了硬件测试。设计共消耗了3 499个逻辑单元,最高处理速度可达98.07 MHz,满足了实际应用的要求。     

基于FPGA+DSP的实时图像处理系统设计与实现

针对图像处理系统计算量大、实时性高和体积小的要求,研制了一种以DSP为主处理器FPGA为辅处理器的高性能实时图像处理系统.利用这两种芯片的各自特点,将算法分成两部分分别交由FPGA和DSP处理,大大提高了算法的效率.系统具有结构简单易于实现和运用方便灵活的特点,加载上相应的程序之后能实现对所获取的图像跟踪、识别和匹配等处理方法.详细说明了系统的设计思路和硬件结构,并在硬件系统上进行了算法仿真及实验验证.实验结果表明:该系统实时性高,适应性好,能够满足设计要求.     

GPS闪烁软件接收机的设计与实现

为了通过实际观测数据提取并实时显示闪烁指数S4,用于电离层闪烁现象的研究和空间天气环境监测.根据电离层闪烁测量的基本原理,主要探讨了用于电离层闪烁测量的GPS软件接收机系统的设计与实现.设计了以GP2015、FPGA和DSP芯片为核心的GPS信号采集处理系统,并在PC机上进一步探讨了信号的捕获、跟踪算法以及电离层幅度闪烁指数S4的提取方法.相关结果表明GPS软件接收机的计算结果与美国硬件闪烁接收机GSV4004的观测结果是一致的.GPS软件接收机的硬件结构可靠,软件算法合理,具有良好的应用和开发价值.     

基于ASIC的微机和RAM间脉冲驱动的接口设计

论述了利用Verilog HDL语言实现ISA端口操作和脉冲驱动RAM接口逻辑没计,并充分利用端口读操作脉冲的所有信息（前后沿和其低电平）实现了微机-端口-RAM的流水线式接口设汁,设计原理及其编程简洁,基于可编程逻辑器件FPGA的逻辑实现使外部硬件连接布线简单可靠;逻辑仿真结果符合硬件接口时序的要求,在线阵CCD数据采集系统中应用效果良好。     

轨道动静结合快速检测多源数据采集模块设计

多源异构数据的高精度同步采集是轨道动静结合快速检测系统中的关键技术.设计了一套轨道动静结合快速检测多源数据采集模块,该模块以Xilinx公司的Artix-7系列FPGA为主控芯片,以英伟达TX2高性能计算机为核心数据处理单元,利用高稳晶振、结合GPS输出的PPS脉冲和NEMA数据建立高精度时间基准,通过控制AD采样频率...     

基于线结构光的水下目标扫描定位方法

当海底环境噪声及声学散射影响比较严重时,声呐方法无法实现高精度的海底探测．因此,设计了一种基于线结构光的扫测系统．激光中心线条纹提取及系统参数快速标定是影响线结构光测扫精度的2大关键问题．在激光中心条纹处理方面,多阈值算法通过采用不同的阈值可以有效地滤除背景噪声,基于极值法的高斯拟合法则对部分激光条纹采用高斯函数进行拟合,结合多阈值算法和基于极值法的高斯拟合法提出了一个条纹中心线提取算法．该算法在保留多阈值法快速性的同时,又具备高斯拟合法的准确性．而在系统参数标定方面,提出了一种共线点的快速标定法,设计的平面标定靶只需通过确定3个共线的特征点即可快速实现系统参数的标定和高精度的海底快速测扫．最后,在水池中进行了模型实验,验证了该方法的可行性和有效性．