基于DSP和FPGA的多通道RS422总线采集技术研究

在航空测试领域RS422总线被广泛用于数据传输。文章介绍了一种RS422总线信号的多通道采集技术,系统以FPGA和DSP为处理器实时采集总线上的数据信息,根据需求可以进行部分数据或者100%数据的采集,按照传输协议将数据传输给主控并生成网络数据包发送出去。     

一种高性能低功耗的移动机器人视觉处理系统

针对传统的由图像采集卡和主控计算机构成的移动机器人视觉系统中存在的计算速度和功耗瓶颈问题,设计了一种基于数字信号处理器(DSP)和场可编程逻辑器件(FPGA)的智能图像采集卡和基于该智能图像采集卡的机器人视觉系统.该智能图像采集卡可以在完成图像采集工作的同时,通过FPGA和DSP高速处理图像数据,实时完成多种低层图像处理功能,在很大程度上减轻上位机的计算负担,使得在高性能机器人控制与传感系统中采用较低性能的上位机成为可能.实验结果表明,这种机器人视觉系统能够很好地满足移动机器人对运算速度和功耗的要求.     

基于SRIO 的高速图像串行传输系统设计

针对CCD 图像具有分辨率高、数据量大的特点,本文提出一种新的平台,可实时完成数据采集,并将采集的数据通过SRIO 接口以3.125 Gb/s 的速度进行传输与显示.该方法根据SRIO 接口协议,采用FPGA+DSP 的方式,利用FPGA 内的高速串行通信接口MGT,实现SRIO 通信协议,与DSP 之间的SRIO 接口模块进行高速传输,再通过DSP 的网络接口将接收到的数据实时传输到PC 机,进行显示.实验结果表明,这种新的平台能够实时传输所采集的CCD 相机数据,并具有可靠性高,可移植性强,升级简单,易于工程实现的优点.     

基于FPGA+DSP的USB高速数据采集系统设计与实现

为了满足高速数据采集系统的实时性、高速性和结构小型化要求,设计完成了基于FPGA+DSP+USB控制器架构的嵌入式数据采集与处理系统.利用FPGA实现多通道高速数据采集,利用DSP完成对已采集数据的处理.系统采用高速USB2.0控制器完成对数据的高速传输.实验表明,该系统采样速率最高可达10 MSPS,并具有较高的实时性与稳定性.     

基于可变阈值和过零检测的四声道气体超声波流量变送器

针对四声道气体超声波流量计,提出基于可变阈值和过零检测的数字信号处理方法,快速、准确定位回波信号,提高系统抗干扰能力。设计了集中采集-集中处理数据的工作模式和双发双收的收发方式,采用FPGA和DSP双核架构,研制了四声道气体超声波流量变送器。利用FPGA擅长并行处理和复杂逻辑控制的优势,实现换能器双发双收、高速DAC和ADC的驱动控制以及数据存储,完成信号的集中采集;利用DSP擅长数字信号处理的优势,实时实现数字信号处理方法,完成信号的集中处理。气体流量标定实验结果表明:研制的四声道气体超声波流量计满足0.5级精度相关技术指标的要求。     

基于DSP和FPGA的多通道GPS中频信号源设计与实现

卫星导航信号源是卫星导航接收机研制过程中的重要测试设备。采用软件无线电技术,实现了一种基于DSP+FPGA的多通道GPS中频信号源。基于GPS中频信号数学模型,给出了系统整体设计方案。采用模块化设计,详细阐述了DSP与FPGA的数据交互逻辑、总线接口模块、载波NCO模块、码模块和导航电文缓冲模块等系统关键部分的实现及重要参数设置的依据,并给出Model Sim-Altera 6.4a下各模块的仿真结果。实测结果表明,信号源生成中频信号波形、频谱符合GPS信号体制规范,且能够被软件接收机正确捕获、跟踪。该信号源具有良好的实时性和可扩展性,成本可控,可有效应用于实验室环境下接收机的性能测试。     

一种三维图像处理系统的FPGA与DSP实现

三维图像信息处理系统在传真、远程加工、快速成型等方面有着重要的实际意义,基于FPGA与DSP的实时三雏图像处理系统利用xilinx公司的FPGA芯片和ADI公司的高速DSP处理芯片构建了三维图像处理硬件系统,借助DSP的高速运算性能和优化的DSP代码,实现了系统的软件设计。基于FPGA与DSP的实时三维图像处理系统为三维图像的处理提供了一种更加实用的解决方案。     

采用双DSP的实时傅里叶变换系统设计

系统设计目的是使FFT变换能够实时完成,以便能够在图像处理等方面应用于实际工程中。系统应用两片TI公司的数字信号处理器TMS320C6416为核心,以可编程逻辑阵列CPLD进行逻辑控制,采用两片现场可编程门阵列FPGA分别作为图像预处理和两片DSP之间的通讯,系统在运算1024点FFT与反傅里叶变换iFFT时耗仅为178μs,实现了实时的图像傅里叶处理。     

基于FPGA的多DSP系统接口电路设计

针对多DSP(数字信号处理器)的数据传输有三种常用接口方式:EMIF,HPI和IdcBSP方式.而采用EMIF接口方式,利用FPCA(现场可编程逻辑门阵列)设计FIFO的接口电路,将各个DSP的EMIF总线接人FPGA中,可实现多块DSP之间的连接.实验结果表明,这种方式无需外加逻辑器件即可实现高速传送数据通用于数据块的传送.这种设计已应用于由4片DSP构成的信号处理系统中.     

基于DSP+FPGA的影像白板控制器设计

本文针对目前市场上的影像白板产品存在的触摸延迟和部分定位误差偏大问题。设计了一款基于DSP+FPGA的影像白板控制器,同时配备高性能摄像头,FPGA通过内部锁相环将主频率倍频至300MHz。第一帧数据在DSP中DMA传输、运算处理的同时FPGA同步控制预处理、缓存第二帧数据,利用FPGA并发运行的特点在FPGA内部设计三个功能模块,实现同步高速数据采集、存储、传输、实时显示的功能。     

FPGA-based reconfigurable processor for ultrafast interlaced ultrasound and photoacoustic imaging

In this paper, we report, to the best of our knowledge, a unique field-programmable gate array (FPGA)-based reconfigurable processor for real-time interlaced co-registered ultrasound and photoacoustic imaging and its application in imaging tumor dynamic response. The FPGA is used to control, acquire, store, delay-and-sum, and transfer the data for real-time co-registered imaging. The FPGA controls the ultrasound transmission and ultrasound and photoacoustic data acquisition process of a customized 16-channel module that contains all of the necessary analog and digital circuits. The 16-channel module is one of multiple modules plugged into a motherboard; their beamformed outputs are made available for a digital signal processor (DSP) to access using an external memory interface (EMIF). The FPGA performs a key role through ultrafast reconfiguration and adaptation of its structure to allow real-time switching between the two imaging modes, including transmission control, laser synchronization, internal memory structure, beamforming, and EMIF structure and memory size. It performs another role by parallel accessing of internal memories and multi-thread processing to reduce the transfer of data and the processing load on the DSP. Furthermore, because the laser will be pulsing even during ultrasound pulse-echo acquisition, the FPGA ensures that the laser pulses are far enough from the pulse-echo acquisitions by appropriate time-division multiplexing (TDM). A co-registered ultrasound and photoacoustic imaging system consisting of four FPGA modules (64-channels) is constructed, and its performance is demonstrated using phantom targets and in vivo mouse tumor models.     

光纤实时传输的多核DSP图像处理系统(英文)

为解决光电经纬仪上高速率、高分辨率实时图像传输及处理瓶颈问题。本文提出了基于光纤传输的实时图像处理平台体系架构思想,设计了以FPGA+多核DSP结构的图像处理单元,实现高速实时图像经光纤传输至处理单元。在此基础上,开发了自定义的光纤图像传输协议。利用该协议,使得图像处理系统与各个分系统之间的光纤互联,以及高速实时图像光纤传输至显示子系统,处理子系统和记录子系统。本文阐述了系统总体结构思想,系统硬件原理设计和软件设计,并对其中的图像光纤传输协议设计,多核DSP处理单元设计等进行详细介绍。搭建了实验测试平台,通过实验平台对系统进行测试和分析。实验结果表明,实时图像在光纤上进行3.125Gb/s、在FPGA与多核DSP之间进行3.125Gb/s速率上传输,系统稳定、可靠、误码率低,且具有处理能力强、抗电磁干扰性能强等优点,并已应用到实际工程项目中。     

一种声呐用多通道相控扫描信号源的设计

随着声呐技术的发展,基阵发射波形也多种多样。为了适应这种多样化的需求,设计了一种可编程的多通道相控扫描信号源。该信号源采用数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)和现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)结合的方式,应用DSP计算各个波束的波形数据及其各通道的延时,应用FPGA的精确延时形成各个波束。该设计指向精度高,可生成任意信号波形,任意配置波束组合,可下载并存储预成波形,对波形加窗函数,可实时对延时进行补偿和校准,并能够多个信号源协同工作。在实际应用中得到了成功验证,具有很大的改进潜力和广阔的应用前景。     

利用DSP的实时图像识别系统的设计与应用

以TMS320C6205为处理器,设计一种实时图像识别系统。用SAA7111和FPGA完成无 DSP干预的图像采集与存储,通过DMA实现图像传输与DSP识别的并行执行。系统将触发、采集、存储、识别等功能集成在一块PCI卡上,提高了系统的可靠性和安全性。与基于采集卡和PC机的图像识别系统相比,该系统在保持相同的图像识别准确率的前提下,可以将识别速度提高约28.7%。     

随钻声波测井仪控制采集电路的优化设计与实现

从随钻声波测井的实际需要出发,针对作业环境、设计空间、传输速率以及信号特点等方面进行了需求分析,提出了一种适用于随钻声波测井仪采集控制系统的优化设计。该系统以数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)为控制核心,以现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)作为信号传输以及接口转换的桥梁,与外围功能芯片包括模拟与数字转换器、与非门闪存芯片(NAND FLASH)等进行通讯,完成相应的信号采集、控制、存储等功能。所设计的采集控制电路不但充分发挥了DSP数据处理功能强的优势,而且将FPGA控制时序精准、接口丰富的特点表现出来。最后经过上位机软件测试,得到了较好的效果,为实际随钻声波测井控制采集电路设计及实现提供了技术参考。     

星载 SAR 地面快视处理器距离预滤波的设计实现

综合孔径雷达(SAR)实时成像处理器, 在满足分辨率的情况下, 通过预滤波和降采样的方式降低数据率来满足系统处理带宽的要求. 距离向预滤波器由于其在整个信号处理机中的特殊位置决定了其需要极高的运算速度和良好的频响性能. 本文对其工作原理和实现方法作了介绍, 重点比较了采用 TS101 DSP 和 XC4VSX35 现场可编程门阵列(FPGA)实现该高性能滤波器的异同, 并得出采用 FPGA 比采用 DSP 具有无法比拟优势的结论, 本设计工程验证的结果说明了设计的合理性.     

WLAN smart antenna with Bluetooth interference reduction

Because of the coexistence of wireless local area network (WLAN) and Bluetooth at the same ISM band, WLAN systems cannot eliminate the interference by Bluetooth in the physical layer by carrier sense multiple access/collision avoidance. A novel smart antenna system for the WLAN systems to suppress the Bluetooth interference is proposed. The proposed smart antenna system employs the property of multi-carrier transmission of an orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) system to eliminate the correlation among the multi-path components, and the direction of arrival (DOA) estimation algorithm can estimate the correct DOAs. In the simulation, we apply the proposed smart antenna to the 802.11 system using OFDM. The simulation results demonstrate a superior performance under Bluetooth interference.     

基于NIOSII的红外图像实时非均匀性校正

实时红外图像非均匀性校正是红外热成像系统的基础.采用Altera公司的NIOSII嵌入式软核CPU技术,提出了一种基于非线性拟合的实时校正方法以及利用FPGA为核心的硬件实现途径.针对校正中耗时的算法用FPGA中模块完成,采用NIOSII处理器的自定制指令,使FPGA的并行性和DSP的灵活性完美结合在一起,极大的提高了系统的性能.该方法动态范围大,系统仅采用一片FPGA芯片,使得系统小型化成为可能.介绍了硬件电路的原理图以及工作过程并给出实验结果.实验证明了这种方法的优越性,并取得了满意的实验结果.     

新一代数据采集器模拟量采集插件设计技术

数据采集器是飞行试验关键的测试设备,它的性能与现代飞机飞行试验有很大的关系.为满足现代飞机设计定型的需求,新一代数据采集器设计大量采用了FPGA和DSP器件,大大提高了采集器测量参数的采样率、通道数、测量参数类型和使用的灵活性.本文介绍的新一代采集器模拟量采集卡设计技术,用数字信号处理技术来实现信号的放大、滤波及偏置修正,并提供了对采集卡各个部分进行设计的理论依据.