卫星图像模拟源系统控制器设计

卫星图像模拟源是在星载图像压缩系统研发过程中,通过模拟多路CCD相机向卫星图像压缩系统提供多路图像数据的测试设备;该设备基于FPGA研发,需要对海量图像数据进行存取,使用SDRAM作为数据存储是一种非常有效的方法,然而采用传统的FP-GA芯片内部集成的SDRAM控制器无法满足该设备大容量、高速率存储的要求;基于此,提出了基于MicroBlaze和VHDL联合编程实现SDRAM控制电路的方法,该方法实现了SDRAM的高速读写,能完全满足卫星图像模拟源系统的需求。     

基于MicroBlaze软核处理器的图像采集系统设计

针对传统图像采集系统功能单一及调试困难等缺点,在图像采集与处理系统中引入基于MicroBlaze软核处理器的SOPC;通过平台FPGA设计技术,在一片可重构SOPC中集成了一套用于图像数据采集与阶段调试的系统,内部OPB总线上采用自定义的IP核实现图像数据的采集与缓存控制,并通过USB口将图像处理数据向主机PC进行实时的转送;通过实验验证以及系统最终实现表明,该设计能快速高效地完成图像数据的采集与系统实时调试,具有体积小、可重构、稳定性好等特点,并已应用于某一科研相机的图像采集与处理系统中。     

基于MicroBlaze软核处理器的Bootloader设计

文章介绍了基于MicroBlaze软核处理器的Bootloader程序的设计,详细介绍了适用该程序的FPGA嵌入式系统的硬件配置及Bootloader程序设计的硬件逻辑设计流程和软件设计流程。该程序是在FPGA硬件配置完毕之后,在内部处理器上运行的一段启动代码,用来将FLASH中的用户程序传输至外部RAM,并引导嵌入式系统从用户程序中开始运行。它解决了使用大规模复杂应用程序的嵌入式系统的引导问题,已在实际中应用,具有良好的适应性。     

高速可编程遥感卫星数据模拟源的设计与实现

本文以高性能可编程逻辑器件,高精度、低抖动、低畸变可编程时钟芯片为核心器件,采用PCI总线技术,设计了高速可编程遥感卫星数据模拟源,在使用windows2000的高性能服务器上,实现了1MHz～400MHz,步进为1MHz,逐步可编程模拟卫星信号输出,有效的解决了遥感卫星地面记录系统维护和开发的数据源问题.     

高速可编程遥感卫星数据模拟源的设计与实现

本文以高性能可编程逻辑器件,高精度、低抖动、低畸变可编程时钟芯片为核心器件,采用PCI总线技术,设计了高速可编程遥感卫星数据模拟源,在使用windows2000的高性能服务器上,实现了1MHz￣400MHz,步进为1MHz,逐步可编程模拟卫星信号输出,有效的解决了遥感卫星地面记录系统维护和开发的数据源问题。     

遥感卫星数传基带数据模拟源的设计与实现

随着使用高级在轨系统(AOS)业务的空间和地面设备越来越多,根据空间数据咨询委员会(CCSDS)定制的标准,提出了一种遥感卫星数传基带数据模拟源的解决方案;首先,对AOS格式进行了基本介绍与分析,然后对模拟系统的各个功能模块与处理流程进行了详细说明,并在刀片服务器上实现了该系统;实验表明,该设计有效地解决了遥感卫星数传基带处理系统开发验证、功能测试和故障诊断的信号源问题。     

星载光学遥感相机图像模拟源的设计与实现

在星载光学遥感相机研制过程中,进行相机的原理实现和功能验证是必要环节,图像模拟源就是关键的实验设备;图像模拟源主要是模拟相机输出的高速图像,以及相机的工作模式和工作流程;采用现场可编程门阵列FPGA实现模拟源的时序与逻辑控制,通过RS-422总线接收控制命令,高速的图像数据的传输采用Channel Link技术,通过高速LVDS接口发送给地面图像数据采集与处理系统,模拟源输出的总数据率达到4.56Gbps;该图像模拟源具有设计灵活、性能稳定可靠、可维护性强等优点,为星载光学遥感相机的研究提供了行之有效的测试手段。     

基于MicroBlaze的AXI总线实时时钟IP核设计

应用MicroBlaze软核作为CPU的硬件平台,在此平台上设计了基于AXI总线的通用实时时钟IP核。给出了创建IP核的过程和导入IP核的方法。介绍了实时时钟的IP核结构,给出了IP核的结构框图。介绍了实时时钟的原理,给出了实时时钟各个模块的核心代码。     

基于MicroBlaze的时间触发以太网终端设计与实现

针对确定性机载网络通信系统实时性强、可靠性高的需求,设计了一种时间触发以太网终端的实现方案;以MicroBlaze软核处理器为核心,使用LWIP协议栈实现UDP通信;经过60 s的性能测试,平均带宽约为621 Mbits/s;在TTE交换机与终端设备之间,使用主从式同步方式实现时间同步;经过10次时间同步测试,链路传输延时在150～250μs之间;建立时间同步后加入时间触发任务,进行周期性的发送时间触发消息;为了保证系统可靠性,在传输层中采用MD5数据校验,并设计了一种四余度管理机制;测试结果满足TTE终端的功能需求。     

基于MicroBlaze的PetaLinux嵌入式操作系统移植

近年来,SoPC(System On a Programmable Chip,可编程片上系统)的应用日益增多。针对此趋势,系统介绍了Xilinx公司的MicroBlaze软核处理器和PetaLinux操作系统的特点,利用EDK开发套件搭建一个基于MicroBlaze的硬件平台,并研究了PetaLinux的移植、自定义设备驱动的添加、配置和启动。实验证明,使用PetaLinux开发的SoPC能够满足用户复杂多变的需要,且构建简单、快速,缩短了产品的开发周期。     

MicroBlaze嵌入式处理器的硬件加速模块设计

MicroBlaze软核是嵌入在Xilinx FPGA之中的RISC处理器.介绍了在基于MicroBlaze的系统中引入用户自定义的IP core作为硬件加速模块的两种方式.其一是通过基于CoreConnect架构的片上外设总线(OPB),其二是通过Xilinx的快速简单连接(FSL).通过在MicroBlaze嵌入式处理器上引入硬件加速模块的设计,执行一系列常见算法并作出比较和分析.     

基于MicroBlaze的测控终端数据处理模块的设计与实现

为了解决实时实时遥测数据挑路及浮点运算在FPGA上实现难度较大的问题,设计了一种基于MicroBlaze的测控终端数据处理模块;测控终端数据处理模块利用FPGA嵌入式处理器实现了复杂遥测数据的挑路及浮点运算,同时利用FPGA的动态部分重配置技术实现了遥测数据挑路的在线配置功能;测试表明该模块可以实现对1553B等具有复杂数据结构的遥测数据进行处理,并能够实现20帧/秒以上的处理速度;测控终端数据处理模块可以实现很多以往需要ARM或DSP才能够实现的复杂遥测数据处理功能。在不增加系统硬件成本的情况下,有效提高了系统的集成度和设计灵活性。     

高速图像模拟源的研究与实现

针对视觉测量系统的研发与验证问题,设计了一种具有高稳定性、高传输能力、高抗干扰能力的图像模拟源。设计的新型图像模拟源可以根据不同的应用场景输出符合相应要求的图像数据,且用户可以自主选择不同的分辨率与帧率进行图像格式输出。采用PCI Express 3.0总线标准协议,实现了图像数据源从上位机PC到FPGA板间的高速传输。其中,配置参数信息通过直接内存访问(DMA)从模式的寄存器通道下发,大容量图像数据源通过DMA主模式的高速数据通道下发;设计了多个控制器,完成了SDRAM DDR3缓存图像数据的工作,最终输出了符合Camera Link标准协议的图像数据。板级测试表明,上位机与FPGA板间图像数据传输的同步时钟达250 MHz,位宽达256 bit;最终模拟源输出图像数据的同步时钟为80 MHz,帧率达60 fps,且还有很大的提升潜力。图像数据输出满足Camera Link标准,验证了所设计模拟源的正确性,其有助于各种不同的视觉测量系统研发工作,具有广泛的应用价值。     

基于MicroBlaze的可重构嵌入式系统设计

基于MicroBlaze软核设计了一个可重构嵌入式系统,可完成基于嵌入式Web服务器的远程监控。介绍了Xilinx微处理器软核MicroBlaze的定制、硬件平台的搭建及uCLinux操作系统的剪裁,最后给出了实现远程监控的程序流程图。     

基于卫星遥感图像的变化检测算法

在石油勘探、开发炼制及运储过程中,由于意外事故或操作失误,造成原油或油品从作业现场储器里外泄,溢流向地面、水面、海滩或海面,同时由于油质的不同,形成薄厚等一片膜这现象称为溢油.大范围的海上溢油往往会对数个国家的生态、社会以及经济带来严重影响.本文基于卫星遥感数据,将变化检测引入海上溢油的问题中,研究实现对比了多个变化检测算法,最终实现了一个变化检测的溢油检测系统.实验表明,变化检测能有效地减少因地理位置、光照条件因素的影响,泛化能力显著地强于单幅图的分类方法,文章提供的系统能有效地将油区与水面、轻油区域与重油区域分割.     

基于PDE的卫星姿态图像分割

为了分析卫星的在轨姿态,需要分割卫星图像序列,本文给出了一种基于偏微分方程(PDE)的卫星姿态图像分割算法.算法首先使用Perona-Malik各向异性扩散模型去除图像的噪声,同时保持图像的边缘;然后以Mumford-Shah模型为基础,根据图像的灰度信息,通过求解水平集方程以获取全局的最优曲线;最后经过形态学处理后得到分割结果.实验结果表明,该算法能够有效地分割卫星姿态图像,从而获取图像特征.     

基于MicroBlaze的公式发现系统研究

SoPC是当前嵌入式系统设计的发展趋势,基于FPGA的SoPC系统设计不仅具有便携性和高效性,而且可以更大限度的增加其架构的灵活性.在此基础上,提出一种基于FPGA的SoPC技术实现嵌入式经验公式发现系统的思想,通过对MicroBlaze处理器软核的配置及接口设计搭建硬件平台,并移植了uClinux嵌入式操作系统,结合FDD算法,实现了基于FPGA的嵌入式FDD系统.