基于TMS320C6455的目标跟踪系统设计与实现

介绍了一种基于高速处理芯片TMS320C6455和FPGA架构的目标跟踪系统。该系统以DSP与FPGA为主体设计一套图像处理设备,利用局域熵算法来实现简单背景下小目标的跟踪。FPGA采用Xilinx公司生产的XC5VSX95T ,用来对原始图像数据进行预处理。DSP芯片采用TI公司生产的 TMS320C6455,通过局域熵算法对预处理后的图像进行实时跟踪并且将目标信息返回FPGA。FPGA获得跟踪结果后,将目标信息与原图像叠加,通过显示器将图像结果进行显示。局域熵算法经过优化后,目标检测跟踪时间大大缩短,满足硬件系统实时性的要求。     

基于NiosII软核的SOPC彩灯控制系统设计

彩灯控制设计是一个典型的EDA实验,以往都是用硬件描述语言VHDL或Verilog编写程序,在FPGA芯片上用纯硬件逻辑来实现。本设计是基于NiosII软核的软硬件复合的SOPC系统设计实现的。并在Altera公司CycloneII FPGA芯片EP2C35上验证实现彩灯功能。     

基于FPGA的智能化电器改进设计

利用片上可编程系统设计方法,设计了基于FPGA的智能化电器.在综合分析智能化电器结构模块的基础上,设计了构成微机保护芯片的一系列IP模块,并充分利用NiosII软核处理器的宏功能模块,组合实现线路保护的系统芯片设计.在Altera公司的FPGA作硬件仿真和测试,验证了芯片设计的正确性.     

基于SOPC技术的串口通信模块的设计

本文利用嵌入式处理器NiosⅡ构建一个可编程片上系统（SOPC）,实现了FPGA片上串口通信模块的设计,避免了传统设计中专用串口扩展芯片进行串口扩展的设计。本文简要介绍了SOPC设计架构,从硬件、软件两个方面详细介绍了基于SOPC的串口数据采集系统的实现。并通过实验验证FPGA与外界系统的通讯的可靠行,有效提高了系统的集成性,降低了硬件成本。     

基于FPGA的红外和CCD图像融合研究及实现

为了能够同时显示多个传感器的信息,需要对红外传感器和CCD传感器获得的图像信息进行融合。通过对红外图像的插值放大、彩色编码运算,使得红外图像的分辨率和CCD图像的分辨率保持一致,并得到红外彩色图像。为了实现2幅彩色图像的融合,采用颜色空间变换的方法将颜色信息和亮度信息分离开来,采用不同的融合策略对各通道图像信息进行融合,并在 FPGA 内实现了图像的融合算法。最终设计出了一套基于 FPGA 的实时图像融合系统。     

红外小目标实时检测硬件系统设计与实现

设计并测试了红外小目标实时检测硬件系统。系统采用FPGA＋DSP的结构,以提高实时性。FPGA完成图像的部分预处理和缓存,DSP实现视频编解码器的控制、数据快速搬移存储与处理,并通过实验验证系统性能。     

基于SOPC的检焦图像实时处理系统设计

针对投影式光刻机检焦系统对图像处理强实时性的需求,以FPGA芯片为载体,设计了一种基于SOPC的检焦图像实时处理系统。首先,使用Microblaze嵌入式软核执行图像处理算法,无需更改硬件架构即可进行系统方案验证和算法调试;然后,采用软硬件协同的方案,将算法移植到FPGA硬件中,实现了检焦流程的加速。FPGA片内通过AXI总线进行软硬件间数据交互,片外通过光纤接口与工件台互连,完成检焦结果的高速上传。实验结果表明,系统运行稳定,完成整个检焦流程需要104μs,软硬件协同实现速度约为软核实现的1700倍。     

基于ADSP-BF533的图像匹配处理机的硬件平台设计

图像匹配处理机是目标识别系统的重要组成部分,是机器人视觉系统的核心技术,在现代信号处理特别是图像处理中占有重要地位.本文提出了以ADSP-BF533作为核心处理器并配以外围器件SDRAM、Flash和双端口RAM组成图像匹配处理机的硬件方案.本文对该硬件设计方案进行了详细分析和论述,并给出了硬件总体实现框图.该处理机硬件系统结构简单,实时性好,可靠性高.实验结果证明,本系统完全可以实时可靠地完成图像匹配任务.     

基于FPGA的遥感相机图像传输系统设计

设计了一种遥感相机图像传输系统,用于接收并解码光学遥感系统的数据.该系统以FPGA作为逻辑控制的核心,以CameraLink接口作为与上位机数据传输的接口.描述了系统的主要组成和FPGA模块化设计的实现方法,阐述了系统的基本硬件结构和软件工作流程,并给出了其核心模块的时序仿真波形图.测试结果表明本系统数传速率达到6.72 Gbps,能实现遥感相机图像数据的实时解码传输,满足系统设计要求.     

FPGA开发中一种新的OPB总线与IP核连接设计

基于SoC以及FPGA的编解码器,充分利用片上系统的CPU等资源,是当前业界的设计热点之一。本文以JPEG解码器为例,首先介绍了JPEG及OPB总线的相关原理,然后在传统OPB总线与IP核连接方式的基础上,在二者之间设计了一个桥接模块OPB2LOCAL Bridge,并详细说明了该设计的构架、接口及实现,并通过Verilog HDL硬件语言实现硬件设计,验证了该设计在实际工程应用系统中的有效性。     

运动目标检测与跟踪中FPGA的应用

运动目标检测与跟踪需要处理大量的视频数据,FPGA并行处理的工作方式和可重复执行多任务的能力,使其在视频数据运算与处理中能够发挥很大作用。讨论了FPGA结合DSP实现目标检测与跟踪的技术方案,重点研究了以FPGA构建图像预处理环节中处理器的设计方法。仿真和实验结果表明,基于FPGA的处理器能够完全满足图像预处理中运算量大、重复性强、速度高的要求,有效地缓解了DSP在后续的目标检测与跟踪中数据运算处理的压力,使得系统更加实时、准确、高效。     

基于FPGA的整数三维DCT变换的实现

图像去噪作为数字图像处理领域的一个基础问题,对很多图像处理的算法研究具有重要作用.随着图像的数据量越来越大,对于图像处理的速率要求越来越高.FPGA具有吞吐量大、处理速度快、适合做并行运算的特点,可以使用FPGA实现图像去噪.基于相似块搜索的数字图像去噪算法的核心是三维DCT变换,HEVC中的整数DCT变换算法有助于减少计算复杂度,更适合FPGA的设计要求,进一步提高DCT变换速度.提出了一种基于FPGA的整数三维DCT变换实现方法,使得三维DCT变换速度显著提高.     

基于FPGA图像滤波算法硬件化设计

本文分析图像滤波处理特点及其基本方法,初步研究基于SOPC的图像低层次处理的硬件化方法设计。对数字图像滤波方法进行对比分析和优化,用FPGA实现快速中值滤波算法;分析利用Sobel算子和系统级并行流水线进行图像边缘检测硬件电路设计的优点及可行性;采用基于系统级流水线的滤波器设计方法,用以优化平衡性能要求和设计大小的实际限制。由于采用的都是基本算术逻辑运算,完全能够保证处理的实时性。     

光电瞄准镜电池监测系统研究

为了实现便携式光电瞄准镜电池信息监测,考虑到光电瞄准镜低功耗、小尺寸的要求,提出一种仅使用单片FPGA作为处理器的电池监测系统结构。系统对2个串联的18650电池进行实时状态监测,FPGA对电池信息和图像信息进行同步融合叠加,在OLED屏上显示。显示屏上可以直观看到剩余电量、电池温度、电压、电流信息,当电池电量不足或者电流、电压异常时,通过字体颜色变红给出相应警示。经过多次反复系统实验,光电瞄准镜的电池监测系统具有精度高、稳定性高等特点,具有工程实用性。     

An FPGA Design Project: Creating a PowerPC Subsystem Plus User Logic

This paper presents a reference design and tutorial for an embedded PowerPC subsystem core with user logic in a Xilinx field-programmable gate array (FPGA). The design and tutorial were created to help graduate students who are doing research in complex electronic applications and want to prototype their designs in an FPGA. Specifically, the design provides a starting point for any application that requires an embedded processor plus user logic that is external to the processor block, but must interface to it. In addition, this material is useful as a supplementary laboratory module in advanced FPGA design (for senior- and graduate-level courses). The design project provides a practical introduction to system-on-chip (SOC) design, embedded processor design, hardware–software codesign, and general FPGA development. The authors' assessment shows that even third-year electrical engineering students can complete the tutorial successfully (within approximately three hours). The design database and tutorial document are publicly available and can be downloaded from a website at The University of British Columbia (UBC), Vancouver, BC, Canada.      

用于PHM的数据采集处理系统设计

本设计应用于故障预测与健康管理(PHM)体系,负责采集传感器数据,并按照传感器种类对数据进行相应的数字信号处理,提取出上层系统感兴趣的信息.传感数据采集处理系统以DSP为主处理器,负责数字信号处理,以FPGA为辅助处理器,控制AD芯片进行采集,采用CPCI接口与上层系统通信.该系统实现了多通道高速采集、高性能DSP与F...     

基于FPGA的嵌入式语音记录议的设计

本文介绍了在FPGA上利用VerilogHDL语言实现语音记录仪的设计.系统以Altera公司的NiosII 嵌入式软处理器为核心,采用硬盘作为数据储存媒介,自定义Verilog模块实现语音信号的A/D转换及控制硬盘读写.使用Quartus II平台自带的SOPC Builder设计工具,将处理软核,外围设备和用户定义逻辑集成到一片FPGA芯片上,海量的存储空间能实现对语音长时间的记录减小了系统体积,提高了处理速度,增强系统的实用性.实验结果表明:该系统具有电路接口简单,可靠性高,录音时间超长等特点,具有广阔的应用前景.     

基于FPGA和DSP的全数字PGC解调系统设计

本文设计了基于FPGA DSP的全数字相位载波(PGC)解调系统,用于消除双臂干涉型光纤传感器中固有的相位漂移,采用FPGA实现混频相乘和低通滤波环节,采用DSP实现其余的PGC解调环节。在FPGA软件设计过程中,通过使用知识产权(IP)核提高了程序的质量和稳定性。在DSP软件设计过程中,将其余PGC解调环节设计为中断服务程序,接受FPGA产生的中断以完成后续PGC解调过程。浮点数据格式的使用提高了数据的动态范围同时提高了解调精度。实验结果验证了全数字PGC解调系统的设计。     

大尺寸部件测量信息高速并行处理系统设计

针对航空、航天等工业中的大尺寸部件,传统的测量方法精度低、效率低,研发一种全视角、高精度的三维测量设备尤为必要。全视角图像信息处理是整个设备的关键,为了高速、高实时性地处理大尺寸图像信息,对高速并行图像处理技术进行研究,设计基于FPGA+双多核DSP的并行图像处理方案,实现系统硬件电路,提出并行处理的软件实现方法,将图像处理算法向硬件系统移植,对系统进行试验验证。对8 000×10 000的图像处理结果表明,单帧图像处理平均速度不大于0.15 s。     

基于FPGA的VGA图象信号发生器设计

为了方便地获得可视化的标准图形信号,针对VGA(视频图形阵列)接口显示器的检测要求,设计了一种基于FPGA(现场可编程门阵列)的VGA图像信号发生器。阐述了采用FPGA产生图像信号的设计原理,通过FPGA MCU(微程序控制器)组合,利用FPGA产生时序信号及图形信息存储、MCU完成功能控制与显示驱动,实现了图象数据处理的实时性和稳定性。具有电路简单,实用性好的特点。可以广泛用于视频和计算机的显示技术领域。