改进CORDIC算法实现及其在边缘检测中的应用

针对图像处理中的超越函数的计算,对传统的CORDIC算法进行研究改进,设计并实现了定点、浮点计算的硬件单元。提出两种CORDIC算法迭代的微旋转角度,扩展了函数计算的定义域,并采用角度编码的方式减少了三角函数计算的迭代次数。可在向量模式下实现反正切、开方以及旋转模式下正弦、余弦这4种超越函数的计算。定点、浮点单元均采用流水线的结构设计,可通过模式配置选择计算的函数。浮点单元采用IEEE 754单精度浮点数的格式,数据通路包括对阶、迭代、规格化,以24个时钟周期完成一次浮点数的计算。编写SystemVerilog平台的验证,定点计算精度最差为10-3,浮点计算误差为10-7,并在FPGA上进行板级验证,32 bit定点数计算最大工作频率可达2439 MHz,相比传统的CORDIC算法占用的资源更小。将改进的定点CORDIC算法应用于图像Sobel边缘检测,边缘更加清晰,成像速度更快,并搭建FPGA图像数据采集、处理与显示系统,完成算法处理的实际验证。     

基于CORDIC算法实现三角函数的运算

快速精确的三角函数运算在现代工程中应用的相当广泛,结合近年的研究成果,基于Cordic算法提出了一种实现三角函数运算的数字硬件结构,并运用FPGA技术得以实现,实验证明,此种硬件结构实现简单,易于三角函数运算结果的精度调整,因此有非常大的实际应用价值.     

机器人减速器负载的CORDIC计算算法与FPGA实现

减速器是工业机器人的运动核心部件之一,在其实时负载计算中存在大量三角函数计算,计算量较大,使用传统方法计算复杂且延迟较高。本文提出一种机器人减速器负载的CORDIC计算算法,能有效降低负载计算延迟,重点研究该算法在FPGA中实现方法及结构改进等,最后在Quartus Ⅱ及ModelSim软件中进行联合仿真,结果表明：基于CORDIC算法的机器人减速器负载计算绝对误差小于,计算延迟15ns,与传统负载计算方法相比,具有准确性高、实时性好、占用FPGA内部资源少的特点。     

FPGA的结构原理及在交流伺服电机中的应用

现场可编程门阵列(FPGA—Field Programmable Gate Array)是新型的大规模集成逻辑器件。它采用高级计算机辅助设计技术进行器件的开发与设计，其优越性大大超过普通TTL集成门。重点介绍了FPGA的基本组成原理及在交流伺服电机中的应用。     

星上迭代图像处理算法的FPGA实现研究

针对现场可编程门阵列(FPGA)不擅长处理迭代运算的问题,提出一种基于FPGA的星上迭代图像处理算法的架构.首先,对算法所需参数个数进行估计;然后,依据参数个数及类型对双口RAM进行相应分配;最后,控制双口RAM和寄存器组"读"写"时序以实现算法迭代和不同CCD之间的运算切换.提出的算法架构嵌入了包含迭代运算的图像处理算法,使图像处理算法能够流水线处理多片不同类型的CCD,而只占用处理一片CCD的FPGA资源.实验以8片不同类型线阵CCD为例,FPGA的Slice资源仅占用20％,满足了设计需求,有效的提高了FPGA资源的利用率.且该架构可以广泛应用于其他迭代算法的FPGA实现中.     

实现PWM脉宽调制的FPGA芯片研制

阐述了利用现场可编程门阵列（FPGA）器件实现脉宽调制的设计原理，方法以及由硬件描述语言（HDL）设计实现PWM。     

一种多通道信号处理复用结构及其FPGA实现方法

在FPGA硬件实现多通道信号处理的过程中,为了减少占用的FPGA硬件资源,降低设备的研制和生产成本,本文提出了一种多通道信号处理复用结构,并给出了该复用结构的调度机制以及在实现过程中遇到的速率匹配、处理速度、复用通道数、硬件资源等问题的解决方法.实践表明,当运用Altera公司的StratixII器件时,32个通道信号处理复用结构在增加FPGA器件的寄存器资源占用量18.2%情况下,能够减少ALM资源占用量94.3%.     

TD-SCDMA系统的信道编码技术及其FPGA实现

为了提高TD-SCDMA信号传输的可靠性和有效性,TD-SCDMA移动通信系统采用了循环冗余编码、卷积编码等重要信道编码手段,从而提升系统的纠错性能,提高通信质量.本文对相关的信道编码技术进行仔细研究,然后采用FPGA器件来实现信道编码,并给出VHDL实现信道编码程序,该程序已经TD-SCDMA系统运用,达到良好的效果,另外,信道编码模块也可以移植到WCDMA、CDMA2000移动通信系统.     

基于FPGA的太阳能MPPT算法实现的研究

最大功率点跟踪(MPPT)算法是太阳能发电系统常用的控制算法,大多数系统利用微控制单元(MCU)实现.在此利用现场可编程门阵列(FPGA)实现了一种低成本的太阳能MPPT的电路,探讨了系统硬件的组成、各功能部分接口实现的方法.用Verilog语言实现了ADC控制器、乘法器、MPPT算法及PWM波波形发生器.并通过Modelsim平台对设计电路进行了仿真,最后在CycloneⅡ系列EP2C8Q208C8芯片上实现下载.实验结果表明电路工作正常,达到了设计要求,为太阳能发电系统的系统级芯片(SoC)控制打下了基础.     

基于USB+FPGA技术的密码算法硬件实现平台设计

设计了一种基于USB2．0和现场可编程门阵列（FPGA）技术的密码算法硬件实现平台。讨论了该平台系统架构、各层面划分及其解决方案,使用超高速集成电路硬件描述语言设计了端口复用先入先出阵列存储器、数据加密等功能模块,对平台功能进行了验证。     

CORDIC算法在基于FPGA的PMSM控制器中的应用

在基于FPGA的交流永磁同步电机(PMSM)高精度控制器算法中,CLARK-PARK变换和空间矢量脉宽调制(SVPWM)运算是必须的.其中CLARK-PARK变换需要做正余弦运算,SVPWM运算中的扇区的判断和控制输出力矩的波动也需要从直角坐标到极坐标的转换,这些运算使用传统方法在FPGA中都难以实现.在此引入Coorclinate rotation digital computer(CORDIC)算法,设计适合PMSM控制器使用的CORDIC处理器,讨论CORDIC处理器实现过程中的定点数处理问题,以及迭代次数与精度的关系,并给出具体的实现方法和硬件测试结果.实验证明:CORDIC处理器可以在0.5μs内完成正余弦运算或者直角坐标系到极坐标系的转换,占用很少的FPGA硬件资源,速度快,精度高,对于解决这类问题非常有效.     

基于FPGA和CORDIC算法的交流电动机直接转矩控制

提出一种基于FPGA的交流电机控制系统.在综合分析交流电动机直接转矩控制的基础上,运用CORDIC算法,开发了一种基于FPGA的电动机控制系统,提高了交流电动机控制系统的快速性和稳定性,在高性能运动控制系统中具有重要的应用价值.实验结果表明,此系统具有良好的动静态特性.     

基于CORDIC算法数字下变频的FPGA实现

介绍了基于CORDIC算法数字下变频的FPGA实现,此种方法能同时完成NCO的功能和混频器功能.可以解决基于查找表的DDS实现数字下变频占用FPGA中的乘法器和大量的ROM资源以及输出频谱杂散较大的问题.介绍了CORDIC算法的基本原理,论述了基于CORDIC算法数字下变频结构原理和FPGA实现的具体方法.还在Quartus Ⅱ和Modelsim平台上综合并对滤波器和系统进行功能和时序的仿真.测试结果证明,该方案正确,且有效节省FPGA硬件资源.     

基于FPGA的三相锁相环的优化设计方案

提出了一种基于可编程逻辑门阵列(FPGA)的适用于电力系统的三相锁相环(PLL)的优化设计与实现方案.首先介绍了包括鉴相器、环路滤波器和压控振荡器等在内的锁相环基本结构和工作原理,然后利用模块化的设计方法利用VHDL语言设计了这些模块.为了尽量节省逻辑资源,在利用FPGA实现该锁相环的过程中,采用了面积共享的优化设计方案:同时提出了一种新的正弦函数产生方法,该方法将CORDIC算法和查表法相结合,这样既保证了数值的精度,又提高了运算速度.该锁相环在Altera公司Cyclone EP1C12Q240C8芯片上得到了验证.验证结果表明,最终优化设计后的三相锁相环大大减少了逻辑资源的使用量,能够很好地跟踪系统频率的变化并锁住基波相位.     

基于CORDIC算法的谐波实时谱分析仪的FPGA设计与实现

谐波污染对电力系统造成很大的危害,及时准确地检测出谐波成分、幅值和相位等因素是治理和消除谐波污染的前提.本文论述了一种利用CORDIC算法在FPGA上实现谐波实时谱分析仪的方法.基于FPGA硬件逻辑实现了具有高速数据处理能力的FFT运算处理器,采用CORDIC算法实现了复乘运算和求模运算,与使用乘法器相比降低了系统的资...     

基于改进型二步索引算法OSD电路的FPGA实现

采用二步索引算法实现了一种新型字符索引结构的OSD电路。该算法通过对单词和字符的二次索引获得OSD菜单所需字符信息。与传统的逐字索引算法相比,由于采用单词的长度信息对索引数据量进行控制,使得新算法下字符索引信息存储器中存储的数据量得到了精简,从而在实现相同功能的前提下新结构的OSD电路对片内存储器资源的需求大大降低,最后通过FPGA的电路功能验证,证实了本算法的可行性。     

基于CORDIC的旋转变压器解码算法研究

CORDIC算法具有速度快、精度灵活可调、硬件实现简单等优点。针对传统的测角系统的精度不足或者价格较高的问题,通过对CORDIC算法角度扩展和旋转变压器输出信号的象限修正的基础上,设计一种基于CORDIC流水线技术的旋转变压器解码算法,并以FPGA为平台实现旋转变压器解码算法。通过在Matlab和Quartus仿真验证了其可行性和准确性。     

基于查找表和Newton插值算法的正余弦函数的FPGA实现

正余弦函数在任意次谐波电流的无锁相环ip-iq检测法中有着重要应用。提出了一种基于查找表和Newton插值算法相结合的正余弦函数的实现方法，给出了具体计算公式和RTL级方框图；与查表法和CODIC算法相比，该方法所需时钟周期少(只需120个时钟周期)，精度高（可达 1LSB），占用资源少（只需483个LE单元）。在Altera 公司的Cyclone系列FPGA 器件EP1C6Q240C8上完成了硬件验证，最终应用到某谐波检测ASIC设计中。     

基于改进CORDIC算法的DDS设计

针对基本CORDIC算法的DDS计算速度随迭代次数增加而降低的问题,对CORDIC算法提出了一些改进.采用了角度分解预测旋转方向和多级迭代并行计算的方法,代替传统算法的多重迭代.时序仿真结果表明:改进的算法实现相位幅度转换;与基本CORDIC算法相比,在保持数据较高精度的同时提高了运算速度.此种设计具有运算速度快、计算...