一种基于FPGA的图像中值滤波器的硬件实现

随着超大规模集成电路 (VLSI)技术的不断发展 ,图像的并行处理技术也得到飞速发展。现场可编程门阵列 (FPGA)是在专用集成电路 (ASIC)的基础上发展起来的一种可动态编程的器件 ,与其他中小规模集成电路相比 ,其优点主要在于它有很强的灵活性 ,即其内部的具体逻辑功能可以根据需要配置 ,对电路的修改和维护很方便 ,设计周期短 ,可重构 ,扩展性好等 ,特别适用于流水线方式的数据处理。文中以XILINX公司的XVC30 0 5BG35 2型FPGA芯片为平台构建图像中值滤波实时处理模块 ,并成功地实现了对一帧 1 2 8× 1 2 8× 8像素的灰度图像的滤波处理。     

基于FPGA的单频激光干涉仪高速相位检测器设计与实现

设计并实现了一种对正交信号进行高速相位检测的FPGA电路,并将其成功应用于自制单频激光干涉测长系统中。该电路主要采用CORDIC算法并使用流水线结构,同时为了矫正实际测量时正交信号存在的畸变,增加了信号修正处理部分。仿真和实验结果表明该电路稳定可靠,满足高速、高精度相位检测的需求。     

基于PSK调制的激光通信系统研究

设计了一种基于PSK(相移键控)外调制的激光通信系统。该系统选用637nm的全固态激光器作为光源,利用FPGA(现场可编程门阵列)开发板作为调制解调硬件控制声光调制器将调制信号加载于激光,通过大气信道传输,采用光电倍增管作为激光接收器。对传统PSK解调进行了改进,消除了相位模糊现象,搭建了完整的激光通信系统实验平台。实现了通信速率为115.2kbit/s、误码率低于10-8的激光通信系统。     

基于FPGA的高速FIR滤波器的设计与实现

对FIR滤波器中的乘法如何在FPGA得到高效实现进行了研究.结合FPGA查找表结构,兼顾资源和速度的要求,采用改进的分布式算法,设计了20阶常系数FIR滤波器.在此基础上,用OBC编码对其查找表进一步优化.最后,在ISE13.1下进行综合,并在Modelsim下进行仿真,用Matlab分析得到的数据频谱,以确定达到设计效果.结果表明,该设计既节省了FPGA的资源占用,又提高了运行速度.     

基于FPGA的高效数字下变频的设计与实现

介绍了一种基于软件无线电思想的高效数字下变频的实现方法,阐述了数字下变频中的数控振荡器、CIC滤波器、半带滤波器和低通滤波器的设计与实现.结合Matlab滤波器算法技术和在Quartus Ⅱ系统下仿真,改进了滤波器组结构和参数.仿真结果表明,基于FPGA设计的数字下变频能够满足多制式短波电台性能指标要求,并且减少硬件资...     

基于MATLAB及FPGA的高速FIR滤波器的设计

FIR滤波器是一种被广泛应用的基本的数字信号处理部件。现提出采用MATLAB的窗函数方法设计并在附上实现高速FIR滤波器的一种新的方案。这种结构采用流水线技术，通过对高速乘法器的合理分割并组合Wallace加法树阵列构成，可以方便地调整滤波器的阶数和系数，适合不同场合的应用。通过编程调试结果表明，该设计是可靠的，可作为高速数字滤波器设计的较好方案。     

基于声光调制的激光通信调制系统研究

通过对激光外调制不同方式的对比分析,重点研究了AOM(声光调制)器件的原理及控制方法,提出了三种可控调制方法,且在控制方面分别进行了对比验证。采用其中的TTL电平(典型值高电平3.5V,低电平0.2V)调控方法,将数字信号经FPGA(现场可编程门阵列)以2FSK(二进制移频键控)方式进行调制编码,调制信号通过AOM加载于激光上,激光通过自由空间传输,借助串口实现了通信速率为115.2kbit/s的数字通信,且该激光外调制通信系统高频载波达到了0.7MHz左右。     

激光多普勒测速雷达信号处理的FPGA实现

激光多普勒测速雷达信号处理由于数据量大、实时性强等特点,对信号处理单元的要求较高。现场可编程门阵列(FPGA)具有高速、并行性等优点,可以满足测速雷达的需求。介绍了利用单片FPGA实现激光多普勒测速雷达信号处理的过程,详细说明了数据的缓存、干扰频率的滤波、2倍降采样、快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)和脉冲累积等步骤的FPGA实现,最后分析了模块的性能并给出了测试结果。     

无线激光通信系统中DPIM技术研究

为了改善通信的带宽效率、功率需求,以及信道中信号传输的抗干扰性能,对应用于无线激光通信系统中的DPIM(数字脉冲间隔调制)方式进行了研究。通过仿真分析,比较了OOK(开关键控)、PPM(脉冲位置调制)、DPPM(差分脉冲位置调制)以及DPIM方式的功率、带宽、单位传信率和差错性能。根据DPIM的理论分析,设计了一种以FPGA(现场可编程门阵列)为核心的DPIM系统。结果表明,该调制系统性能稳定,可以达到较高的调制速率。     

三通道高速数据采集与脉冲压缩系统的实现

介绍了一种三通道高速数据采集与脉冲压缩系统的研究与实现。系统使用AD13465实现14位32MSPS数据采集，使用FPGA实现1024点和256点可变点数脉冲压缩。脉压模块采用双蝶形运算单元并行处理，其中的基4蝶形运算单元可同时完成FFT、复乘和IFFT运算，使硬件的规模减少到正常情况下的1／3。系统采用块浮点算法以提高动态范围。脉压结果使用32位IEEE754／854浮点格式输出。整个芯片完成1024点和256点脉压时间最快分别为57．70μs和12．65μs。     

基于FPGA的实时彩色图像边缘检测算法的实现

针对传统的基于灰度图像的边缘检测算法抗噪能力弱、对方向敏感、获取边缘细节信息较粗等不足,本文通过分析彩色图像的特点,提出一种改进的Sobel算子与快速中值滤波相结合的彩色图像边缘检测算法,通过扩展边缘检测算子的方向模板,提高Sobel算子对纹理复杂图像的适应能力及抵抗噪声的能力。该改进算法在Altera DE2-70FPGA硬件开发平台上,应用Verilog HDL语言与Quartus II中的可编程宏功能模块实现。实验结果表明,该算法的处理只占用了约2%的系统硬件资源,资源占用相对合理,且图像边缘定位准确,抗噪能力强,能够实时有效地提取出彩色图像的边缘。     

激光靶海量通道信号模块化并行采集系统设计

为了解决测试弹幕武器弹着点激光靶信号通道过多的难题,提出了模块化的系统组成以及基于现场可编程门阵列加中央处理器的并行数据采集方案,分析了被测弹丸飞行参量及数据采集和存储速度要求,给出了平行阵列激光靶的坐标定位原理,设计了结构简单、可靠性高的光电检测电路,推导了电路灵敏度调整方法,并进行了数据采集实验验证。结果表明,该系统易安装调试、工作可靠性高,采集和存储速度满足弹幕武器密集度测试需要。     

基于FPGA数字相位调制光外差激光稳频系统设计

为了实现中心波长为1064nm的单频光纤激光器的稳频,采用相位调制光外差（PDH）激光稳频技术,搭建稳频系统光路。分析了相位调制光外差稳频信号以及误差信号特征;设计基于现场可编程门阵列（FPGA）的数字式解调和反馈控制电路,在FPGA中实现对相位调制光外差稳频信号的数字解调,再经数模转换器输出获得误差信号。结果表明,在FPGA中能成功实现对相位调制光外差信号的解调,经Allan方差计算,频率漂移的方差值可达10-11,即所设计的数字系统实现了较高的稳频精度。     

基于FPGA的数字脉冲压缩算法的设计与实现

介绍了雷达信号处理系统中脉冲压缩技术的现场可编程门阵列（FPGA ）实现方法,研究和分析了线性调频信号的脉冲压缩算法,结合研究目标和设计要求,设计了一种基于数据分段的脉冲压缩处理方法,通过SignalTap仿真证明了其有效性。     

基于FPGA的多源信息实时传输系统

针对多传感器协同采集信息,提出了一种基于FPGA的多源信息实时传输系统。利用FIFO缓存各路数据,根据数据特性自动识别优先级,采用智能编队机制,动态传输各路数据。该系统具有通用性强、信道利用率高、智能化和可扩展性的优点,目前已成功应用于多项国家"863"预研项目和无人机及飞艇等型号项目中。实际应用证明,该系统运行稳定可靠,适应性强。     

一种双路图像融合实时处理系统的设计

提出了一种关于双路图像融合实时处理系统的设计,介绍了融合处理系统的总体架构和系统的功能。对系统的硬件设计和软件设计分别进行了说明,硬件设计对电源设计、采集模块设计和处理模块设计进行了详细阐述;软件部分细致分析了现场可编程门阵列(FPGA)的设计和数字信号处理器(DSP)的设计。最后对处理系统进行了测试,表明该设计满足实时处理的需求。同时,可对系统进行扩展,实现更多路图像的融合处理。     

基于圆拟合的非完整圆激光光斑中心检测算法

为了确定非均匀、非完整圆小孔激光光斑的精确中心,提出一种基于圆拟合的非完整圆小孔激光光斑中心检测新方法.该方法通过灰度形态学算法对激光光斑进行阈值分割,从水平和垂直两个方向检测粗略的激光光斑边缘,利用边界生长法消除比较短的圆弧和孤立的边缘点,通过反复迭代拟合获得最佳的圆轮廓并拟合出最终的标准圆.实验结果表明本方法精度明显优于传统的大型激光装置自动准直系统中的重心法,完全满足了该系统中对于非均匀、非完整圆小孔激光光斑中心求取的精度要求.     

一种多相信道化宽带数字接收机的FPGA设计实现

根据雷达、电子战（EW）一体化系统需求,在Xilinx的ISE 10.1工具开发平台上,实现了一种32信道的高效高速实时多相信道化宽带数字接收机的设计。为解决因抽取而产生的接收盲区采用3 dB交叠、相邻信道间重叠50%结构。全部设计方案采用VHDL语言描述,利用ModelSim工具软件在Xilinx公司的大规模可编程逻辑器件XC5VSX95T上实现对系统的逻辑综合和时序仿真。计算机仿真验证了此方法的正确性和有效性,该结构的输出数据率稳定,硬件可实现性强。     

一种激光灭火训练系统的光斑检测算法

为有效解决激光灭火训练系统的激光光斑中心检测问题,在分析传统检测方法的基础上,提出了一种简单实用的光斑检测算法。该算法首先对采集图像进行高斯滤波,消除噪点；然后在图像的HSV颜色空间提取白色和红色分量并二值化；其次在待检测点的周围以光斑尺寸大小为依据选取四个参考点构造十字检测窗口,识别光斑区域；最后根据矩形形心计算光标中心。该方法计算简单,无需背景预测,可满足不同背景、不同光照环境下的激光光斑中心检测。实验结果表明了该算法的有效性。     

红外焦平面图像实时处理的FPGA实现

为了消除非制冷红外焦平面阵列上红外成像结果的非均匀性与成像过程中产生的盲元,提高了图像的对比度以及红外图像的实时处理能力。搭建了基于武汉高德红外公司生产的120×90红外焦平面探测器的电子学实验平台。利用现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array, FPGA)的并行处理和流水化处理的能力,在FPGA上实现了非均匀性校正中的两点校正、基于中值滤波的盲元补偿、直方图均衡化以及伪彩色变换。实验结果表明,在200 MHz的输入时钟条件下,这种红外图像实时处理模块处理一帧图像耗时60.4■s,实时性强。该研究对于非制冷红外焦平面阵列应用优化具有一定的实际意义。