基于FPGA的轮廓提取并行计算系统研究及实现

针对高质量的轮廓提取算法计算量大、实时性差的问题,提出了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的图像轮廓并行计算系统。通过设计适合的硬件结构及相应的算法改进,采用了多种不同的并行方式加速算法的计算。实现了一种高质量的轮廓提取算法--Pb（Probability Boundary）算法的高速计算。实验结果表明,在FPGA工作频率200 MHz时,被处理图像分辨率为481×321时,该系统处理速度可达39帧/s,为将Pb算法应用于实际系统提供了条件。     

FPGA平台实现基于遗传算法的图像识别的研究

利用模板匹配方法,采用基于遗传算法的图像识别技术,完成了对图像目标识别的算法验证。在此基础上进行了基于该算法的图像识别系统的FPGA实现,并在相关验证平台进行了硬件仿真与时序分析。实验结果表明,所设计的图像识别电路具有较高的识别精度和较快的识别速度。     

基于FPGA的PCI目标接口控制器的设计与实现

给出了一种基于FPGA实现PCI总线目标模块接口控制器的设计方案,用时序状态机来实现总线访问操作复杂的时序。给出了PCI总线配置空间的设计以及PCI接口控制器中时序状态机的实现。模式设计在Xilinx Foundation环境下通过VHDL源程序进行仿真、逻辑综合后下载到Xilinx公司生产的两万门的FPGA-XCS20内,效果令人满意。     

基于FPGA的误码率测试仪的设计与实现

本文提出了一种使用FPGA实现误码率测试的设计及实现方法。该设计可通过FPGA内建的异步串行接口向主控计算机传递误码信息。也可以通过数码管实时显示一段时间内的误码率。文章先介绍了系统构成和工作流程，然后重点分析了关键技术的实现。     

基于色差空间的并行彩色插值算法及其FPGA实现

针对各种彩色插值算法存在的缺陷即算法的硬件可实现性和图像恢复后的质量之间的矛盾,提出了一种基于色差空间的并行彩色插值算法.该算法以5×5菱形领域内像素点的色差分量几乎相同为前提,利用当前像素的已知颜色分量和不同颜色分量之间的关联性插值得到未知的颜色分量.同时考虑到FPGA强大的并行处理能力,采用FPGA来实现该算法.MATLAB仿真和时序分析验证了算法的可靠性和高效性,使以较少的硬件资源达到较好的插值效果成为了可能.     

基于FPGA的Systolic乘法技术研究

Systolic乘法是一种基于SIMD-MC2模型的矩阵乘算法,无法直接应用在单独的嵌入式系统中,所以提出一种采用FPGA技术实现Systolic乘法的方法。该方法将FPGA的硬件并行特性与巧妙的并行算法结合起来,利用FPGA灵活可编程的特点,在FPGA内部设计了一种基于MC2模型的节点阵列来实现Systolic乘法。实际应用中,可以灵活地修改节点单元的数量和节点的功能来满足不同规模的运算矩阵需求并充分利用FPGA的资源。仿真结果验证了该方法的正确性。实际测试结果表明:该方法具有较快的速度和较高的实时性。     

PCI总线协议的FPGA实现及驱动设计

采用FPGA技术,在ALTERA公司的FLEX6000系列芯片上实现了从设备模式PCI总线的简化协议,并给出了Windows9x系统下的虚拟设备驱动程序,提供了与应用程序的接口。实现结果表明:该设计结构灵活,功能可靠,有利于与其它模块实现单片集成应用。本系统已应用在数据采集和处理、图像处理等方面。     

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.     

一种高吞吐量MD5算法的FPGA实现

MD5数字摘要算法在网络安全的诸多方面都得到广泛的应用。由于其串行计算的特点,对MD5算法的加速并不像其它具有并行操作算法那样容易实现。提出了采用4级流水线的结构来提高MD5运算的吞吐量,可以提升至吉比特级。在设计中,参考了分布式存储模型的结构来实现低延迟、低资源消耗及更好的可扩展性。     

基于PCI总线的FPGA+双DSP结构信号处理系统

根据软件无线电的设计思想,以高频地波雷达为开发背景,研究了一种基于PCI总线的FPGA＋双DSP结构信号处理系统,以一片FPGAXC3S400、两片ADSP21065L和一片PCI9054为主要芯片,构成了一个通用标准化硬件平台,并详细介绍了该系统的软硬件设计方案及实现方法;该系统充分发挥了不同处理器的优点并能满足灵活加载程序、对信号进行实时处理的要求,具有运算能力强、接口方便、可扩展性等特点;实验证明,该系统各部分均能正常工作,在实际中能够得到很好的运用。     

基于FPGA+DSP的实时图像处理平台的设计与实现

药用管制瓶在灌装前必须进行多个指标检测。针对实际生产的需要,基于FPGA和DSP,提出并设计了小型化、低功耗的多通道高速实时图像采集、处理和显示系统。给出了影响系统性能的主要因素。     

总线式数控系统中PCI接口控制器的FPGA实现与应用

在总线式多处理器高档数控系统中,为了满足高速高精加工的要求,让数控装置的操作系统与外部设备接口之间快速稳定地传输大批量的数据十分重要.在分析了基于PCI协议的传输方式在数控系统中应用的优势后,在数控装置接口控制板的主控芯片FPGA中利用软件设计了一款PCI接口控制器.并详细论述了PCI接口控制器内部结构关键部分,以及其...     

基于FPGA的磁盘阵列校验卡的设计与实现

本文给出了一种采用Altera公司的Cyclone系列EP1C12Q240C8的FPGA芯片设计磁盘阵列校验卡的硬件电路的方法。该设计采用了并行的思想,令数据在PCI总线上的传输过程和校验计算过程在时间上重叠,使得整个校验过程耗费的时间等同于数据在总线上传输的时间,从而最大限度地提高了校验性能。设计经软件仿真和硬件实现,结果表明电路性能
可靠。     

基于FPGA的分子动力学模拟交互控制系统

在分子动力学模拟系统中,实现分子间短程力的计算需要频繁地传输与大量的粒子数据访问。为了减轻CPU的计算负载,可以使用FPGA加速计算。但是,在基于FPGA的分子动力学模拟系统中,短程力计算模块面临巨大的数据传输压力以及访存冲突问题。针对这些问题,基于FPGA上有限的硬件资源,提出一种交互控制系统。该系统由取数控制模块与粒子数据解析模块组成。整个系统通过合理的数据编排以及2个模块的协同工作,实现粒子数据从片上存储到短程力计算模块的快速可靠的传输。通过硬件仿真和板级实验验证了该系统在处理粒子数据过程中的有效性和可靠性。     

基于FPGA的三相PWM发生器

介绍了基于FPGA设计＋的三相PWM发生器。该发生器具有灵活和可编程等优点,可应用于交流电机驱动用的三相电压源逆变器。实验结果验证了本设计的有效性。     

基于PCI总线的FPGA配置系统的设计

在对FPGA配置比特流文件进行结构分析的基础上,通过系统PCI总线利用Select MAP配置模式实现了对FPGA数据进行在线配置系统的设计,解决了传统数据加载方法中需要加载电缆的限制,完成了对FPGA芯片程序加载过程的完全软件化操作．使得整个系统的配置、调试能够同步进行。实验测试表明,系统工作正常,证明系统原理与硬件设计是成功的。     

基于FPGA的遗传算法实现

针对基于软件实现的遗传算法在求解问题的规模与复杂性不断扩大时,往往会速度慢、效率低下的缺点,提出了一种基于现场可编程门阵列的实现方法,并利用测试函数对算法的实现进行效果验证。实际效果显示,这种硬件实现方法,不仅结构简单,而且有效地减少了运算时间、提高了运行效率,为遗传算法能在一些实时、高速的场合得到应用提供了依据。     

低成本网络数据传输存储系统的FPGA实现

三维LED显示阵列显示一帧立体图像需要很大的图像数据,针对它的数据可靠传输的问题,提出了一种一对多远程网络数据传输存储系统的具体连接和实现方案.该方案应用了现场可编程门阵列(FPGA)以及Verilog HDL编程技术,结合了Intel 28FJ3A系列Flash芯片和DM9000A以太网控制芯片,实现了立体图像的同步显示和储存,网络传输速度可以达到100Mbps,具有低成本、低功耗、高速率等特点.     

基于FPGA的8085A CPU结构分析与实现

介绍了基于Altera公司EPF10K20TC144的FPGA的8085A CPU结构分析和实现.用FPGA来实现CPU的功能,研究其工作原理,对于真正理解CSIC CPU工作原理有极大帮助,有利于做成专用集成电路ASIC,开发出一个适合自己的专用CPU,开发出创新型的产品,也有利于教学.描述了FPGA芯片及外围电路、CPU的内部结构、指令系统、CPU工作原理、FPGA实现及编程思路等,着重阐述了CPU的内部结构、算术逻辑部件模块及控制模块的工作原理.状态数的减少提高了执行速度.最后给出编程思路及编译结果,实验验证了设计的正确性.     

基于FPGA的可现场调试微机设计与实现

介绍了基于FPGA的可现场调试微型计算机的设计和实现,给出了CPU的结构图、算术逻辑部件模块及控制模块的工作原理。通过增加外围电路控制模块,使用键盘输入及数码管输出显示,增添了程序设计的灵活性和形象性,并且使其可现场调试。一条指令执行通常只需4个时钟周期,提高了运行速度。最后给出QuartusII的仿真波形和实验结果。