基于FPGA和线阵CCD的麦粒检测系统研究

为满足粮食安全性和麦粒等级划分的需求,本文提出了一种基于FPGA和线阵CCD的麦粒快速检测系统的设计方案。选用线阵CCD作为图像传感器采集麦粒图像信号,FPGA产生与控制整个系统时序,通过A/D对采集信号进行处理,并通过串口传输到上位机。结果表明,该设计能够实现对麦粒图像信息的采集、存储、处理及显示。本系统在麦粒图像数据的高速实时采集和处理上具有采集信号质量好、可靠性高、传输速率高等优点,并且具备良好的稳定性与抗噪性,在粮食监测中具有广泛的应用价值。     

基于FPGA的高速线阵CCD图像采集系统

针对传统采集方式不灵活的特点设计了一种以FPGA为控制核心的高速图像采集系统.该系统选用线阵CCD作为图像信号采集芯片,采用FPGA产生与控制整个系统的时序,通过A/D对采集到的信号进行处理,最后通过以太网将信号传至上位机.此系统在图像数据的高速实时采集和处理上具有很大优势,且整体电路设计简单、直观、稳定、易修改,还具有设计灵活,传输速度快等特点.实验表明该系统可以有效地完成图像信号的采集,并且具备良好的稳定性与抗噪性.     

PCI Express总线高速数据传输测试系统

介绍了一种高速数据传输测试系统.系统由上位机及本地系统组成.其中,本地系统中使用FPGA产生特定序列,发送信号并接收测试结果;PEX8311芯片完成本地总线与PCI Express总线转换,将测试结果通过PCIExpress总线上传至上位机.上位机中,使用内存映射文件技术实现高速率数据实时存储.详细介绍了PCI Express总线标准及测试系统的组成、FPGA逻辑划分及各部分功能;比较内存映射文件技术与传统储存方式不同,并简述使用方法.通过测试,系统工作稳定,目前已成功应用于测试信号采集.     

基于FPGA的遥感相机多模式数传转接电路设计

为满足遥感相机视频处理电路的测试需求,研究并设计了一种遥感相机数传转接电路,对视频处理电路处理过的不同模式的图像数据进行格式转换,再通过Cameralink接口与上位机进行图像数据传输并实时成像,同时系统采用乒乓操作提高图像数据的传输速率。主要描述系统的主要组成和FPGA模块化设计的实现方法。以Xilinx公司XC2V型号FPGA为核心,采用VHDL语言实现图像数传转换的逻辑设计,利用RS232接口接收上位机指令实现不同模式图像信号的选择输出,对不同模式的图像信号进行格式转换。实际应用表明,本系统成像结果准确,具有较好的灵活性,能够满足多种遥感相机视频处理电路的测试需求。     

高分辨THz-TDS采集传输的嵌入式设计与优化

为了满足太赫兹高分辨检测及实时处理需求,利用光电导天线产生和探测太赫兹时域光谱信号,基于现场可编程门阵列(field programmable gate array, FPGA)实现太赫兹时域光谱的采集、维纳滤波反卷积处理、传输和上位机显示等功能。将采集到的太赫兹时域光谱数据进行维纳滤波反卷积处理,实现还原太赫兹信号、提高时间分辨率以及降噪的效果,将数据由以太网传输的方式传输到上位机进行实时显示,针对实际检测中太赫兹信号反卷积后脉宽较宽,提出在维纳滤波反卷积算法中引入与频率相关的函数对算法进行优化,使信号的脉宽变窄,提高检测精度。优化的维纳滤波反卷积算法处理结果相比于原始算法信噪比增加7 dB,脉宽降低0.2 ps,实现更高的检测分辨能力,算法在FPGA中实现,精度误差小于0.7%,处理效率提升14.29倍,并且减少后期上位机处理时间。     

基于PC104和FPGA的数据采集系统的研究和实现

为了检测风电场动态无功补偿装置的运行状态,提出了基于PC104工控机和FPGA的数据采集系统的实现方法。以PC104为系统主机,主要负责数据的接收与处理、网络通信,人机接口等功能;以FPGA为从机,主要完成电压、电流信号的同步采集并通过PCI接口芯片PCI9054传送至PC104、PC104和FPGA通过PCI9054实现双向数据传输。FPGA与四片六通道高速同步A/D连结,可以实现最多二十四路模拟量的同步采集。     

基于SOPC系统的多功能虚拟仪器设计

以FPGA为基础,融入SOPC技术,实现了1种嵌入Nios Ⅱ软核的多用虚拟仪器实验样机,具有双通道示波器、信号发生器、频率特性测试仪等多种功能.它利用FPGA平台和模拟信号调理电路对信号进行采集和数据输出,采用USB总线与上位机通信,并由上位机进行数据处理和显示.采用LabWindows/CVI编写上位机软件,很方便...     

基于FPGA与PXIe总线的光纤通信板卡设计与实现

为实现基于线阵CCD成像原理的调焦调平系统的图像数据采集、上传与分析,设计了基于PXIe总线与FPGA的数据传输系统.系统采用FPGA夹层卡(FMC)架构,由夹层卡和载卡构成.夹层卡配备4个高速光纤通信接口,实现与高速图像输出设备的接口互联.载卡采用FPGA做为主控制器,实时接收夹层卡传输的图像数据,将其缓存至板载的DDR SDRAM后,通过PXIe接口传输至PC机.系统研制完成后,对10 Gbps传输速率下的光纤接口的数据传输性能进行了测试,得到了端正、线迹清晰的眼图;进行了PXIe接口的批量数据传输测试,结果表明FPGA发送的数据与上位机接收的数据完全一致,验证了方案的正确性及合理性.     

基于FPGA的CCD模拟器采集系统的设计

为满足卫星相机视频处理电路的测试需求,针对一款新型高性能模拟前端,提出了一种可行的CCD数据采集处理方法,以Xilinx公司FPGA为核心,采用VHDL语言实现FPGA的逻辑设计,通过FPGA输出满足A/D的工作时序信号,利用RS232接口接收上位机指令实现不同种类CCD信号的选择输出,验证这款A/D在相关双采样(CDS)模式下的工作情况.最终将处理后的数据输出到Camera Link接口,观察图像数据。测试结果表明本系统具有很好的通用性和灵活性,能够满足多种星载相机视频处理电路的测试需求。     

基于FPGA的X射线脉冲信号数据采集系统设计

为研究脉冲星X射线辐射脉冲信号的特点,需要记录X射线脉冲信号的上升沿时刻与脉冲信号峰值.设计了基于FPGA的X射线脉冲信号数据采集系统.重点介绍了数据采集系统的组成、功能及硬件设计.其中,系统采用11片多通道高速串行ADC用于X射线脉冲信号的采集,利用数字电位计及高压电源模块实现探测器偏置电压的精细调节,利用数据存储校正电路等完成采集数据的校正处理,并可通过图像传输电路完成图像数据的传输与显示以及系统功能的调试.与上位机通信,完成指令的收发控制,调整采集系统的工作状态.     

基于FPGA的高速大容量数据采集系统设计

在利用超声波进行长距离输油管道无损检测过程中,检测系统需要对采集到的多通道高速、大容量数据进行实时存储。本文介绍了一种基于FPGA控制的超声信号实时采集系统设计,该系统能在脱离PC机CPU及总线方式下由FPGA直接控制IDE硬盘,实现对高速、大容量数据的实时存储,并在检测完成后可以通过上位机接口对硬盘进行离线访问分析。目前,在工程实践应用中,硬盘记录的平均速度可达到5 MB/s以上。     

基于交替采样的频谱分析模块设计

采用时间交替采样技术,基于FPGA高速信号采集结构,设计了基于实时交替采样技术的频谱分析系统,实现了高速数据采样和频谱分析模块;系统完成了FPGA的快速傅里叶变换,有大量复杂的逻辑控制,是用FPGA设计实现的;给出了模拟前端控制电路中重要模块的设计思路、FPGA算法实现过程及测试结果,同时将频谱信息输出到上位机保存显示。     

基于FPGA的干涉信号双ADC采集系统设计

干涉信号在光谱分析领域有着广泛应用.干涉信号具有动态范围大的特点,为了提高其采样精度,设计了一种以FPGA为核心的双ADC采集和数据处理系统,将输入信号分两路分别进行预处理和AD量化,并通过FPGA进行校正、滤波等信号处理得到一路高精度采集的干涉信号,由CameraLink接口传输至上位机进行显示和分析.通过上位机MATLAB对采集数据进行分析,并与单通道采集结果进行对比,证明采用本文的双ADC采集系统能够提高干涉信号的量化精度,对得到更精确的光谱分析结果具有重要的意义.     

高精度高速模拟信号采集板的设计与实现

本文介绍了利用高精度低零漂运算放大器、高精度高速模数转换器进行数据采集的设计方案。运算放大器实现模拟信号的前端缓冲以及放大,运放输出的信号再用24位的高精度高速模数转换器将其转换成数字信号,经过高速光藕的隔离后输入到单片机的I/O口,单片机再将数字信号进行处理,最后通过RS-485总线将数据发到上位机。文章重点对模拟小信号的干扰抑制和纹波处理进行了详细分析,可以大大提高采集小信号时的数据精度。     

基于FPGA的多通道数据采集电路的设计及实现

介绍了一个基于FPGA的多通道信号采集电路.该电路以FPGA芯片XC3S400作为电路的主控制器,采用电子开关ADG708对7路信号进行了循环采集,使用AD7667作为模数转换器,由主控制器FPGA控制,将采集到的模拟信号转换为数字信号.然后,通过单片机CY7C68013与上位机通信,将采集到的信号通过上位机软件读出并画图显示.通过试验已验证了该采集电路的功能的有效性.     

基于FPGA的高速动态测量数据采集系统

针对长距离多轴激光干涉测长同步动态数据采集问题，研制基于FPGA的高速动态测量数据采集系统及上位机动态测量软件。采用FPGA挂载DDR3的硬件系统方案，提出基于边沿检测捕捉外触发同步信号、构造读写FIFO结合MIG IP核实现读写逻辑的方法设计离线系统，满足降低测量软件的实时性要求。硬件与上位机建立串口通信，实现温度、大气压强、湿度等多参数多路环境传感器的实时采样及激光波长对空气折射率的实时修正。在触发脉冲重复间隔TPRI≤20 μs的条件下，与商品干涉仪进行动态测量比对，实现差值小于8 nm。实验结果表明该系统在50 kHz采样率下实现了纳米级高精度测量，且无数据缺失、误码现象，可广泛应用于高速、高精度的动态测量数据采集。     

基于FPGA的任意波形发生器的设计与实现

介绍了基于直接数字频率合成技术技术,采用MATLAB的图形用户界面语言来编写上位机程序,实现任意波形订制,利用PC下位机与上位机系统设计和FPGA技术实现硬件电路的软件化设计,研制一种信号产生灵活、信号参数可调且具有电路结构简单、实用性强、成本低廉等优点新型任意波形发生器,并提供友好的人机界面和任意波形定制方法;在实验室通过系统配置串口参数进行系统级联调试,并分析所采集的实验数据,总体波形较好,频率实现的误差较小,达到预期设计目标。     

基于IPC和DSP的交流电量同步采集器

本文设计了基于工控机IPC和数字信号处理器DSP的交流电量同步采集器。DSP芯片TMS320F2812作为下位机,主要完成电压/电流信号的同步采集、滤波处理以及与工控机的通信等;PC547B工控机作为上位机,主要负责数据的接收与处理、人机接口等功能;工控机和DSP之间通过双口RAM实现高速数据通信和资源共享;DSP通过CPLD将GPS系统提供的秒脉冲信号转化为同步采样信号,控制不同地点同步采集器的A/D转换器同时开始采样。     

基于FPGA的高速数据采集、缓存与处理系统

介绍了一种基于FPGA的高速实时数据采集、缓存与处理系统,该系统采用12 bit A/D(AD9224),使用20MSPS采样率进行数据采集,数据采集频率为1M,将采集到的数据送人FPGA进行缓存,并做1024点的FFT变换.该系统实现了对1M正弦信号的采样、缓存及FFT变换,通过Signaltap Ⅱ Logic Analyzer和MATLAB验证了系统结果的正确性.该系统的设计具有很好的实时性、比较高的精度等优点,可以满足高速信号的采集和处理的需要,为从事高速信号采集和处理的相关人员提供了良好的方法和手段.     

基于FPGA的遥感高速图像数传系统设计

研究并设计了一种高速图像数传系统,对视频电子系统处理过的图像数据进行格式转换,通过高速串行收发器Tlk2711接收视频处理器发送过来的串行LVDS图像数字信号,并将其转换为并行信号传给FPGA,再通过Camera Link接口与上位机进行图像数据传输并实时成像.同时模拟相机管理控制器实现对相机电子系统中信息处理器的遥测遥控功能,完成控制信号的解析.主要描述数传系统的组成及其FPGA核心模块化设计的实现方法.测试结果表明,本系统成像结果清晰准确,能够完成数据率为2.5 Gbps的点对点高速传输,系统数传速率达到6.72 Gbps.