多通道宽带数字接收技术研究和实现

以宽带相控阵雷达系统和SAR雷达系统为背景,论述利用高速A/D对射频进行高速采样,然后由高性能FPGA进行数据抽取、多相滤波、CORDIC算法等实时处理。对系统中的关键技术进行研究与分析,并给出实验结果。     

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。     

基于VXI总线高速数据采集的DSPs多线程实时处理

数字信号处理器(DSPs)由于具有高性能和灵活可编程的优点而得到广泛的应用，特别是在一些实时的信号处理系统中。如何利用DSPs实现高速采集过程中的实时处理，对大型设备的状态监测具有十分重要的意义。本采用以DPSs为核心的多线程编程，实现了VXI模块高速采集、数据的实时分析、数据搬迁的实时处理。本重点讨论了各个线程之间的载荷分配和时间分配，以确保系统的实时性。     

基于FPGA的多波束实时动态聚焦波束形成方法

提高多波束测深系统的综合精度,不仅需要提高远场精度,近场精度也不可忽视。针对常规多波束测深系统中采用远场近似模型,使得近场精度急剧下降的不足,研究了基于FPGA的多波束实时动态聚焦波束形成(RT-DFBF：Real-time Dynamic Focused Beam-forming)方法。该方法引入相移聚焦波束形成,论证其在多波束测深系统中解决近场问题的可行性,同时深入分析各个影响因素的实时处理情况,提出了一种基于FPGA的实时处理结构,该结构在输入通道为80个、采样率为28kHz、波束数为128个的条件下完成RT-DFBF。水池实验结果验证了该方法的实时性、有效性和实用性,具有重要工程应用价值。     

基于FPGA的偏振OCT双路信号处理系统

针对目前基于计算机的偏振OCT具有系统数据处理速度慢、不能实时显示等问题,设计了基于FPGA的偏振OCT双路信号处理系统.FPGA设计包含同步时序控制、正交解调和CORDIC运算三个模块.同步时序控制模块为系统的各器件提供同步控制信号,实现数据的实时处理和同步显示.正交解调和CORDIC运算模块对预处理后的干涉信号进行振幅解调和相位解调,获取反射率和双折射率数据,经USB接口送入计算机进行实时显示.对玻片、云母片和生物组织进行偏振OCT系统成像,对成像结果的分析验证了系统具有实时探测生物组织反射率和双折射率的能力.     

基于NIOSⅡ的高分辨率图像采集系统设计

介绍了一种基于NIOSⅡ的高分辨率图像采集系统的设计.系统以NIOSⅡ软核处理器为主控制器,配合高像素CMOS图像传感器、大容量SDRAM、高速DAC器件,实现高速高分辨率数字图像采集与实时显示.详细阐述了将Bayer图像转化为RGB图像的算法原理及其FPGA硬件实现,同时还给出了系统中其他各模块的FPGA硬件实现及其时序仿真图.系统提供了灵活的图像数据传输接口,可满足大多数工业应用.     

基于FPGA和DSP的气体超声流量计驱动和数字信号处理系统

采用FPGA+DSP双核芯结构,研制气体超声流量计驱动和数字信号处理系统。利用FPGA很高的工作频率和丰富的内部资源,实现高速DAC和ADC的驱动控制和数据存储;利用DSP的高速运算能力,实现数字信号的实时处理。针对利用正弦波驱动产生的超声波回波信号,基于实验数据统计,提出跟踪回波信号峰值的可变阈值法,准确地提取特征波,有效地克服了噪声的影响,扩展了量程比。气体标定实验结果验证了方法和系统的有效性。     

光度测量系统中的光子计数采集卡

光度测量系统需要实时采集并存储光子计数值。针对其高频特点,提出了基于 FPGA 技术和 PCI总线实现高速实时光子计数采集的方法,在 FPGA 内部构造双计数器,很好地实现了无缝计数,从而降低了光子计数的误差。采用 S5933 PCI控制芯片设计的集成采集卡,通用性强,在实用中完全满足高速实时要求。     

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.     

空间材料二次电子发射特性智能测试系统的设计

通过电子枪的优化、智能测试电路以及测量方法的选择,成功设计了一种新型的空间材料二次电子发射特性的测试系统。该系统运用可编程控制器PLC与组态王6．52作为开发平台,并结合电子控制和通信技术,实现真空获取、电子枪脉冲调制、各种电源启闭等的多线程控制以及数据的高速采集与实时处理,提高了系统的智能控制能力与实时监测能力。     

利用FPGA实现红外焦平面阵列实时非均匀性校正

实时非均匀性校正是红外成像的一项关键技术。根据红外焦平面阵列探测元光谱响应的特点和基于参照源的两点温标非均匀性校正理论，提出一种利用FPGA硬件实现红外焦平面阵列实时非均匀性两点校正的新方法。该方法动态范围大、处理速度快，适用于红外成像系统实时图像处理场合。仿真和实验结果证明是可行的。     

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。     

基于SSD硬盘的嵌入式高速图像存储技术

高速大容量图像数据的存储技术是数字图像处理中的一项重要技术.为了实现图像数据的高速实时存储,提出了在嵌入式Linux平台上基于SSD硬盘的高速数字图像记录方法.采用Linux驱动程序控制SAS硬盘控制器,将图像数据高速记录在SSD硬盘上.介绍了整个系统结构,给出了Linux驱动程序的实现方法,分析了影响图像数据记录速度的因素.实验测试中图像数据记录速度可以达到150 MB/s,可以满足对高帧频相机的高速图像数据存储的要求.     

高速多光谱TDICCD图像数据传输系统

为了解决高速多通道CCD应用时数据传输路数多、数据率高的问题,研制了高速多光谱TDICCD的图像数据传输系统,并在实际工程应用中取得良好效果.阐述了系统总体设计思想和FPGA实现方案,并对FPGA功能划分、时分复用存储及LVDS接口等设计要点进行详细分析,最终系统实现了5片TDICCD共60通道并行图像数据转7路串行图...     

基于B样条插值的图像边缘检测的硬件实现

为了能高速、高质量地进行图像边缘检测,提出了一种新的基于B样条插值的边缘检测方法.该方法采用了三次B样条插值原理,对图像的像素点灰度值进行插值运算,提出了基于B样条插值的一阶和二阶微分算子,并引入数字滤波技术加以实现.还利用B样条的可分离特性,实现了2维空间中基于B样条插值的连续图像的重构函数,在此基础上提出了用于边缘检测的基于3次B样条的一阶微分模板和二阶微分模板.设计出一套基于DSP FPGA的实时图像处理和显示系统.     

电视制导序列图像快速分割及目标特征提取

针对电视制导系统需从包含多个干扰目标的序列图像中快速识别和跟踪导弹目标的要求,提出了一种基于二值图像索引图的序列图像快速分割及目标特征提取算法,在序列图像二值化后,只需由FPGA对其遍历一次就可得到一张含有目标信息的索引图表,再由DSP对该索引图表边遍历边计算就可得到图像所含目标的数量.面积,质心坐标,二阶矩不变量等特征.实验结果表明,该算法并行处理效率高,实时性好,完全可满足电视制导系统的要求.     

无缆水下机器人水声图象处理系统设计

水声图象处理系统是无缆水下机器人的重要智能系统，它以ＴＭＳ３２０Ｃ３０高速数字信号处理器为核心，实时地完成水声图象压缩和水声目标参数计算（包括妨碍航行的障碍识别）等功能，本文给出了该系统软件、硬件的设计以及水池实验结果。     

智能天线移动台端实时发送系统的设计

探讨了智能天线的基本理论, 介绍了采用高速可编程逻辑器件 FPGA(Field Programmable Gate Array)的智能天线移动台端实时发送模块的设计与实现, 由于只采用 DSP 实现信号处理不能满足数据的实时生成与发送, 所以本系统采用 DSP FPGA 的硬件结构, 将一些原本由 DSP 执行得很耗时的运算用 FPGA 通过逻辑门的方式并行实现, 保证了数据的实时生成和发送.     

High frequency coded imaging system with RF

Coded transmission is an approach to solve the inherent compromise between penetration and resolution required in ultrasound imaging. Our goal was to examine the applicability of the coded excitation to HF (20-35 MHz) ultrasound imaging. A novel real-time imaging system for research and evaluation of the coded transmission was developed. The digital programmable coder- digitizer module based on the field programmable gate array (FPGA) chip supports arbitrary waveform coded transmission and RF echo sampling up to 200 megasamples per second, as well as real-time streaming of digitized RF data via a high-speed USB interface to the PC. All RF and image data processing were implemented in the software. A novel balanced software architecture supports real-time processing and display at rates up to 30 frames/sec. The system was used to acquire quantitative data for sine burst and 16-bit Golay code excitation at 20 MHz fundamental frequency. SNR gain close to 14 dB was obtained. The example of the skin scan clearly shows the extended penetration and improved contrast when a 35-MHz Golay code is used. The system presented is a practical and low-cost implementation of a coded excitation technique in HF ultrasound imaging that can be used as a research tool as well as to be introduced into production.     

FPGA软硬件协同处理实时图像处理系统

基于PC机图像处理系统实时性不强,DSP+FPGA图像处理系统的成本高、资源利用率低,单纯使用FPGA硬件实现的图像算法类型较为单一,针对这一系列问题,提出了一种基于FPGA软硬件协同处理的实时图像处理系统.采用一片FPGA芯片作为系统的核心,利用CCD相机等采集图像,通过SSRAM将图像缓存,以SOPC为控制核心,协调软硬件共同进行图像处理.易于使用硬件实现的图像处理模块(如滤波、形态学算法、图像校正、边缘检测等)均使用Verilog HDL语言实现,通过SOPC控制这些图像处理模块,实现相应的图像处理功能;而硬件难于实现的部分(如流程控制、复杂的分支判断)则使用SOPC中的CPU来实现.实验表明,系统卖时性强、图像处理速度快、可进行复杂图像算法的运算,同时具有设计简单、应用灵活、成本低的特点.