基于FPGA红外成像光谱数据处理系统研究

目标实时探测是红外成像光谱系统的重要研究方向之一。为了同时保障系统数据处理速度与光谱复现精度, 研究了一种高速光谱反演系统。该系统由现场可编程门阵列(FPGA)芯片实现, 对干涉条纹图像进行非均匀性校正、加窗切趾, 从而抑制干涉条纹数据中的直流噪声及杂散噪声; 再经快速傅里叶变换、相位校正、光谱标定最终获得光谱分布。结果表明, 本算法对杂散噪声具有很好的抑制效果, 非均匀性系数由11.23%降低至1.05%;对光谱的反演实验中本系统获得的光谱分布形态与MATLAB结果基本一致, 且在光谱细节部分的准确度更好一些; 系统采用流水线工作方式缩短了数据处理周期, 并且基于FPGA芯片的开发模块具有更强的兼容性。该系统具有处理速度快、体积小、稳定性高、兼容性强等优点, 在红外目标实时探测领域具有很好的应用前景。     

基于线阵CCD与小波去噪的光谱数据采集系统研究

为实现光谱数据高效稳定的采集、存储、传输及显示,提出了基于线阵CCD与小波去噪的光谱数据采集系统的实现方法.系统完全依靠FPGA控制线阵CCD模块及AD转化模块、信号调理模块、电源模块,完成光谱数据采集、存储.通过USB2.0接口将数据稳定传输至上位机,对光谱数据进行中值与小波混合算法去噪处理,最终获取光谱曲线.系统使...     

基于DSPs的实时多光谱检测系统研究

为了实现多光谱数据的实时获取，抑制光源间及背景噪声的干扰，设计了一种高速光谱反演系统，采用帧减降噪处理算法抑制噪声，设计了三级兵乓缓存结构提高系统处理速度，仿真了帧减降噪算法对多光谱同时入射的分离效果。实验中，系统同时采集处理555ｎｍ、660ｎｍ和805ｎｍ3种激光信号，由DSP5510实现数据控制，由DMA82337实现高速采集，结果显示，干涉条纹在不做任何处理时其对比度为0.39，经滤波校正后为0.57，提高了48.7％，可见对背景光噪声具有明显抑制效果，直接反演的光谱分布半宽约40ｎｍ，而经帧减降噪算法后半宽仅约15ｎｍ，可见其旁瓣抑制效果明显。     

基于ZYNQ的微型光谱仪高速数据采集系统设计

介绍一种基于ZYNQ的微型光谱仪高速数据采集系统,以ZYNQ7010为核心微处理器,搭配ILX511CCD线列探测器与高速模/数转换器AD7621构成高速光谱数据采集系统,最高采样率可达3 MS/s。ZYNQ7010集成了双核ARM CortexA9 MPCore处理器、FPGA逻辑和DSP单元,可以使光谱数据采集系统空间更小,扩展性更高,并为后期的光谱数据处理提供了丰富的资源。     

基于多FPGA的高速尺寸测量系统设计

针对传统尺寸测量系统处理速度慢、测量精度低等问题,设计了一种基于多FPGA技术和高灵敏度线阵CCD图像采集单元的高速尺寸测量系统。该系统采用延迟锁相环技术实现时钟同步,调用FPGA内部存储器IP核,并引入乒乓操作的异步FIFO设计对数据进行缓存,再由接口电路传输至上位机,实现对多参数物体测量。各子模块功能均在Xilinx FPGA的编译环境ISE中进行综合,使用MODELSIM工具进行时序仿真。实验结果表明,该系统可以满足高精度、高速实时测量的要求。     

大规模网络数据存储系统的设计与实现

当前的网络数据存储系统在处理大规模数据时需要较长时间,增加了网络数据存储周期,存储性能较差。因此设计并实现一种大规模网络数据存储系统,该系统主要包括A/D高速采集模块、FLASH存储模块和FPGA数据接收模块。A/D高速采集模块采集大规模网络数据,采用FPGA数据接收模块对采集到的网络数据进行接收和处理,过滤其中的噪声因素,再将处理好的网络数据保存在FLASH存储模块中。依据三层架构模式设计大规模网络数据存储系统软件架构,并给出了业务逻辑层完成数据传递的关键代码。实验结果表明,所设计的大规模网络数据存储系统具有较高的数据存储和读取速度,能够实现网络数据的负载均衡存储。     

基于FT2232H的USB2.0数据采集系统设计

基于FTDI的USB2.0通信芯片FT2232H和FPGA设计了一种高速、稳定的数据采集系统。采用时分多路复用的方法采集前端的模拟信号,FPGA作为系统的主控核心,FT2232H是USB通信模块的控制芯片,两块单口RAM组成数据的缓存区,结合A/D采样模块组成了数据采集系统。数据的采集、缓存以及传输等操作在 FPGA中并行执行,通信速度达到6.8 Mbyte/s,满足高速的数据采集和传输要求。经实验证明,基于FT2232H的采集系统能够实现稳定、高速的通信。     

基于FPGA的多普勒雷达测速系统设计

为了实现对车辆速度进行高实时性、高精度的测量,设计了一种基于FPGA的多普勒雷达测速系统。系统以Spartan 6系列FPGA作为核心处理器,使用高精度ADC采集微波雷达模块输出的混频信号,将数据通过FPGA进行快速傅里叶变换(FFT)处理并利用Welch算法进行频谱分析,提取出运动车辆的多普勒频移,进而根据多普勒效应计算出被测车辆的运动速度。该设计利用FPGA在并行处理方面的速度优势对算法进行了优化,有效地降低了系统延时、提高了系统的处理速度和实时性。仿真和实验结果表明：系统工作稳定,具有较高的实时性,测量精度小于1km/h。     

基于FPGA的面阵CCD驱动及快速显示系统的设计实现

为了实现面阵CCD传感器采集的数据在TFT液晶屏上的快速显示,提出一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的快速显示系统。利用FPGA构建软核处理器(NiosII),采用专用IC模块AD9929作为CCD驱动与处理芯片,并依据TFT液晶屏和芯片AD9929的接口时序设计驱动电路,利用DMA技术实现采集数据的快速显示。电路的测试结果表明,利用该方法可以把面阵CCD传感器采集的数据快速显示在TFT液晶屏上,在工业现场监视场合具有广泛的实用性。     

基于FPGA的WIM压电式车辆动态称重信号采集系统的设计

为解决汽车动态称重系统中，实现多通道称重传感器信号采集的问题，设计了一款基于“FPGA”的WIM压电式车辆动态称重传感器的多通道高速数据采集系统，该数据采集系统可实现对多车道动态称重传感器信号的同步采集、存储、传输和处理。采用FPGA作为信号采集单元，带有2片2G的高速数据存储SDRAM模块用于多通道的数据存储；采用分辨率为16位，采样率为1Msps的AD采集模块，设计可实现最多16通道的信号采集。上位机系统中搭载嵌入式操作系统，用于完成动态称重的信号处理，其通过PCIe总线可实现与FPGA的数据传输。经过实验验证，该数据采集系统可同步实现16通道，车辆以最高120Km/H时速行驶通过压电式动态称重传感器的信号采集、存储和处理。