基于FPGA的高速光谱数据处理系统设计与实现

为了实现对光谱数据的高速采集及对光谱信息的快速提取,研究了一种应用于静态干涉结构的基于FPGA的高速光谱采集系统.通过对静态干涉条纹进行滤波、FFT、光谱标定等得到了其光谱分布信息.开发设计了专用于获取静态干涉条纹的CCD驱动模块,并由 Modelsim进行了仿真分析,结果显示,该模块可以有效地将干涉条纹数据采集至 FPGA,再由FPGA完成对光谱分布数据的反演.实验针对655 nm半导体激光器进行光谱分析,并且对于不同位深条件下傅氏变换产生的频谱情况进行了比较,当定点为12 bit时,光谱数据反演完成且转换速率较高.同时,还将测试数据与MATLAB的仿真数据进行比较,实验结果显示,该系统的光谱反演结果与MATLAB结果基本一致.     

基于FPGA的白光干涉仪数据采集系统的设计

为了对白光干涉仪的干涉条纹进行分析处理,该文设计了一种以FPGA为核心的数据采集系统。低相干白光光源在发生干涉后,会形成明暗相间的干涉条纹。通过对干涉条纹测量分析,就能对数据进行精确的测量。整个系统以FPGA作为主控制器,配以CCD采样,AD模数转换,内部FIFO存储、以太网高速传输,从而把干涉数据实时传送到上位机中,具有传输速度快,效率高等优点,实现了白光干涉信号的数字化处理。     

基于FPGA的小型化实时CMOS成像处理系统

针对成像处理系统的实时性和小型化的问题,设计了一种基于Cyclone IV系列FPGA的CMOS数据采集处理系统,实现了图像的实时采集、处理和双通道输出;通过体系结构上的优化实现了系统的小型化设计。介绍了系统总体框架、硬件体系结构、FPGA功能模块以及图像预处理算法等。最后对系统进行了功能性实验,在满足双通道实时显示的情况下,可以实现图像增强等实时处理,表明该系统具有一定的实用价值。     

基于FPGA的彩色图像实时采集显示系统设计

设计并实现了一种基于FPGA硬件平台的Bayer到RGB格式图像数据转换实时采集显示系统。该系统能够对前端Camera Link接口的CMOS相机采集的分辨率为1 920×1 080、帧率100 f/s以上的Bayer格式图像进行实时处理,并且将处理得到的RGB彩色图像数据通过DVI显示器以60 f/s的帧率实时显示。根据FPGA并行处理能力强的特点,采用像素矩阵模板实现了Bayer到RGB的彩色图像插值算法,实现了高分辨率、高帧率彩色图像的实时采集显示。     

干涉条纹计数实验软件设计

干涉条纹计数实验软件可自动完成光学实验中干涉条纹的自动采集和移动条纹计数。该系统利用PCI高速的数据采集与传输特性,实现干涉图像的采集,运用图像的处理算法实现条纹的识别和定位。本系统融合了图像处理不同阶段的多种算法,取得较好的效果。克服了光学实验中依靠人眼直接判读干涉条纹的种种缺陷,实时跟踪移动的条纹及自动计数,便于学生完成干涉条纹进行测量物理量的实验。     

基于TMS320C6455的实时图像处理系统的设计

介绍了以TMS320C6455为核心处理器,用FPGA对图像做增强预处理,实现图像数据实时采集,实时处理并通过网络进行传输的视频数字图像处理系统.本文详细介绍了TMS320C6455的特点以及系统的工作原理,阐述了一种基于FPGA的非线性灰度拉伸方法,在系统中实现了图像增强和目标识别.     

基于多DSP的干涉超光谱复原系统设计

为了满足干涉超光谱复原处理系统对数据及实时性要求,本文提出了一种基于多ADSP-TS101的FPGA+DSP[1]的并行图像处理系统的解决方案,并给出了具体硬件实现.目前,该系统能够满足超光谱仪70Hz帧频的实时性要求,并且能够实现时干涉型超光谱图象进行多通道复原,为超光谱地面实时复原提供了理论基础和实践经验.     

基于DSP和FPGA的被动声探测实时采集系统设计

为了给被动声探测技术研究提供实验验证平台,设计了一种可以进行实时数据采集和处理的系统方案.整个系统以数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)为基本架构,由FPGA控制模数转换器(ADC)采集数据,通过USB 2.0电路将数据传送给个人计算机(PC),用于初期的离线验证;FPGA将采集到的数据通过外部存储器接口(EMIF)传递给DSP,用于实时处理.实验证明:系统实现了被动声探测中的实时数据采集、离线数据存储.数据采集与数据处理分别由不同处理器执行,提高了系统的响应速度与处理性能,能够满足探测系统的实时性要求.     

基于LabVIEW平台的嵌入式光谱强度检测系统设计

为了便于实际项目需要,设计了一种低成本、易集成的光谱强度测量系统。采用线阵CCD器件TSL1401作为光电转换器件,以FPGA芯片EP1C3T100C8作为采集系统的控制核心,ARM芯片STM32F103RCT6作为数据传输通道与上位机通信,通过LabVIEW上位机模块完成采集数据的实时显示。实验结果表明,系统可以明显区分不同条纹物体,结果符合理论预期,系统稳定高效,可广泛应用于光谱的实时快速准确测量。     

基于FPGA的实时心电监护系统设计

介绍了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的实时心电监护系统。该系统采用FPGA为中央数字处理器,采用硬件描述语言(VHDL)进行结构化设计,实现了心电信号(ECG)的实时采集、处理和传送。同时还在芯片内集成了数字滤波和数据压缩存储算法,实现心电信号的实时处理和压缩。     

基于FPGA的实时双目图像采集与预处理系统设计

针对目前智能交通监控系统中动态目标数据量大、噪声干扰多、实时性要求高等问题,设计了基于FPGA的实时双目图像采集与预处理系统。利用FPGA的并行特性和流水线技术,实时采集双通道图像数据,且通过DDR3 SDRAM缓存,再将其用拼接方式输出显示;采用像素排序流水线操作,实现了基于FPGA的并行中值滤波算法,提高了算法处理速度。试验结果表明,所设计的双目图像采集与预处理系统能够实现图像的实时采集与显示,并能快速地进行图像降噪处理。     

基于DSP+FPGA的实时信号采集系统设计与实现

为了提高对实时信号采集的准确性和无偏性,提出一种基于DSP+FPGA的实时信号采集系统设计方案。系统采用4个换能器基阵并联组成信号采集阵列单元,对采集的原始信号通过模拟信号预处理机进行放大滤波处理,采用TMS32010DSP芯片作为信号处理器核心芯片实现实时信号采集和处理,包括信号频谱分析和目标信息模拟,由DSP控制D/A转换器进行数/模转换,通过FPGA实现数据存储,在PC机上实时显示采样数据和DSP处理结果;通过仿真实验进行性能测试,结果表明,该信号采集系统能有效实现实时信号采集和处理,抗干扰能力较强。     

基于FPGA+DSP的数据采集与实时处理系统的设计

针对数据采集系统的大数据量处理要求,以及系统的实时性问题,提出了一种克服各自劣势,FPGA和DSP相结合的实时数据采集和处理系统。阐述了系统的工作原理及各功能模块的构成,该系统由FPGA模块、DSP模块、采集模块、数据传输模块、电源模块组成,通过对此系统的调试分析,实现了数据的实时采集与处理。该数据采集和处理系统结构灵活、控制简单、可靠性高,具有较大的实用价值。     

基于FPGA的海量数据采集系统的设计

介绍了一种海量数据采集的方法,解决了石油管道检测中多通道、高速实时采集的问题.利用FPGA实现了对400路模拟信号、每路采样频率1 kHz的数据采集;使用SPI总线简化了传感器与FPGA控制板之间的大量连线,同时满足了实时性和小型化的要求.通过实测数据和实测波形对系统进行了验证.     

基于FPGA的实时图像采集系统

针对实时图像采集系统数据量大,实时性强的特点,提出了一种基于FPGA的解决方案;在单片FPGA芯片上完成整个系统的软硬件设计,集成度高,可靠性强;图像的采集、存储及显示都采用硬件逻辑实现,此外,用逻辑实现处理算法,经几个时钟周期的延时就完成了图像处理,充分体现了FPGA并行处理的优势;实验表明,该系统较好地满足了系统的实时处理要求。     

一种有效的视频数据提取方法

一般的基于FPGA的视频采集系统中,FPGA与视频解码芯片的连接需要用到较多的FPGA I/O资源。文章介绍了一种新的通过检测SAV信号对视频信号进行定位和采集的方法。该方法只需用到视频数据和像素时钟同步信号即可实现有效的视频提取功能,节省了有限的FPGA I/O资源,进一步提高了系统的集成度。仿真结果表明,该方法达到了实时提取视频信号的目的。     

2Gsps高速数据采集系统的设计与实现

介绍了2Gsps采样率高速数据采集系统的构成及设计要点,通过采用ADC+FPGA的设计方法简化了系统硬件构成,实现了系统实时采集存储。该系统已应用于辐射探测脉冲信号测试中,获得了良好实验结果。     

基于FPGA+GPU的图像采集处理系统设计

随着嵌入式图像处理系统的快速发展,对于前端图像采集模块的需求越来越高。图像采集的速度、分辨率、可靠性以及集成度对后续设计的准确度由极大的影响。通过对数字图像采集系统进行研究,设计出了基于FPGA和GPU架构的图像采集处理系统,重点研究了图像采集处理系统的硬件设计过程和软件设计过程。在基于FPGA+GPU的图像采集处理系统中,让具有强大运算处理能力的GPU专注于数据存储、用户交互以及后续的图像处理。系统中,FPGA则负责图像的采集、外设控制、任务调度。GPU与FPGA之间通过高速PCIE总线进行通信,分别设计编写基于Linux系统的驱动程序和FPGA端PCIE程序。实验结果表明,所设计基于FPGA+GPU的图像采集处理系统可实现437.5Mbps的实时图像采集存储速度,传输过程实时稳定,数据传输完整。