检索结果-内蒙古大学图书馆

制造业自动化 2009年第3期31卷 49-52,85页

作者：覃永新陈文辉杨叙广西工学院电子信息与控制工程系柳州545006

介绍了一种在视频数据压缩系统中采用FPGA实现数据的实时采集和预处理的设计方案。根据视频处理算法的要求,对视频输入数据的存储格式及读写时序进行了优化,解决了原始视频数据格式与压缩算法不兼容的问题,提高了系统的数据传输速率,满... 详细信息

介绍了一种在视频数据压缩系统中采用FPGA实现数据的实时采集和预处理的设计方案。根据视频处理算法的要求,对视频输入数据的存储格式及读写时序进行了优化,解决了原始视频数据格式与压缩算法不兼容的问题,提高了系统的数据传输速率,满足了后续视频处理的需要。

关键词：实时采集视频压缩数据格式可编程逻辑阵列

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基于SOPC的RSA密码芯片设计

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计算机工程与设计 2010年第21期31卷 4587-4591页

作者：陈颂刘欣宇装甲兵工程学院信息工程系中国人民解放军96610部队

为了提高RSA密码算法在密码芯片上的实现性能,基于SOPC技术设计了一款RSA密码芯片,完成了NIOS II的软硬件协同设计。该硬件系统由处理器、存储模块和自定义指令3部分组成,其关键的模乘模块采用改进的模乘算法和交叉存取设计方案设计实现... 详细信息

为了提高RSA密码算法在密码芯片上的实现性能,基于SOPC技术设计了一款RSA密码芯片,完成了NIOS II的软硬件协同设计。该硬件系统由处理器、存储模块和自定义指令3部分组成,其关键的模乘模块采用改进的模乘算法和交叉存取设计方案设计实现,显著提高了系统性能。整体设计在ALTERA的CYCLONEII器件上进行了验证与测试,并进行了逻辑综合及布局布线。与传统的RSA密码芯片设计相比,该芯片系统灵活性高,资源占用少。

关键词：可编程逻辑阵列可编程片上系统 RSA 模乘运算密码芯片

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金属介质中声载波信号传输系统设计

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仪表技术与传感器 2016年第11期 77-80页

作者：吴华彬张自嘉刘杨生南京信息工程大学信息与控制学院江苏南京210044 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心江苏南京210044

针对电磁干扰和屏蔽等复杂环境下的无线通信难问题,设计了一种以超声波为信息传输载体,以金属介质为信息传输信道的通信系统。系统以FPGA为2FSK信号调制解调系统的核心,利用高频升压芯片和场效应管设计了声波发射驱动电路。在分析了阻... 详细信息

针对电磁干扰和屏蔽等复杂环境下的无线通信难问题,设计了一种以超声波为信息传输载体,以金属介质为信息传输信道的通信系统。系统以FPGA为2FSK信号调制解调系统的核心,利用高频升压芯片和场效应管设计了声波发射驱动电路。在分析了阻抗匹配特性后,设计了接收端放大电路和带通滤波电路,对信号进行调理。测试结果表明,该系统能实现较低速率的信号传输,验证了利用超声波在金属介质中进行通信的可行性。

关键词：金属介质超声波高频升压可编程逻辑阵列二进制频移键控

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基于FPGA和LabVIEW的超声波螺栓应力测量系统设计

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仪表技术与传感器 2019年第12期 82-86页

作者：甘文成王雪梅倪文波刘家斌西南交通大学机械工程学院

针对传统螺栓应力测量方法的局限性,基于声弹性效应建立了超声螺栓轴向应力测量系统。测量系统由以FPGA为核心的下位机与基于LabVIEW的上位机两部分组成。研制了基于FPGA的超声激励、采集和传输控制模块,能灵活产生不同频率、不同周期... 详细信息

针对传统螺栓应力测量方法的局限性,基于声弹性效应建立了超声螺栓轴向应力测量系统。测量系统由以FPGA为核心的下位机与基于LabVIEW的上位机两部分组成。研制了基于FPGA的超声激励、采集和传输控制模块,能灵活产生不同频率、不同周期数的高电压超声激励脉冲信号,以适应不同频率探头和不同类型螺栓对激励信号的要求。针对应力测量中超声回波信号周期重复的特征,系统结合等效时间采样法、三次样条插值法和平均值法,提高了螺栓轴向应力测量精度。试验结果表明,所建立的系统成功实现了螺栓轴向应力的精确测量,应力测量不确定度约为1.2 MPa。

关键词：螺栓应力测量超声波等效时间采样三次样条插值可编程逻辑阵列虚拟仪器处理平台

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可转债价值的加速计算及套利研究

可转债价值的加速计算及套利研究

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作者：黄琦上海财经大学

学位级别：硕士

可转换公司债券,简称可转债,是一种特殊的公司债券。其价格由纯债券价值和可转换为股票的期权价值所决定。近年来,作为多层次资本市场的重要补充,可转债发行规模和余额逐年上升,交易量也日趋活跃。可转债既是公司以较低成本进行融资的... 详细信息

可转换公司债券,简称可转债,是一种特殊的公司债券。其价格由纯债券价值和可转换为股票的期权价值所决定。近年来,作为多层次资本市场的重要补充,可转债发行规模和余额逐年上升,交易量也日趋活跃。可转债既是公司以较低成本进行融资的重要手段,同时也是一个很好的投资标的:可转债的纯债价值构成了其价值的保底部分,同时其具有的可转换为公司股票的期权价值,使得投资可转债具备获得超额收益的可能。对可转债进行定价研究,既有理论意义,也对实际交易具有现实意义。本文首先对可转债的发行历史与发行现状进行了回顾与小结。同时,综合国内外已有的研究成果,分析了可转债的期权属性,定价方法及其优劣,探讨了可转债交易是否存在套利可能。从而确定了本研究的主要意义在于,使用可编程逻辑阵列芯片(FPGA)对可转债的价值进行加速计算,可以更快地得到可转债的理论价格,从而动态地快速构建由股票与可转债组成的无风险投资组合。为了阐述可转债的定价模型,本文首先归纳总结了可转债的主要发行条款,包括利率,转股,赎回,回售等交易规则,从而得出了可转债的价值主要是由其面值与利息构成的债券价值;可转换,可赎回,可回售等选择权构成的期权价值组成。基于股票价格的随机游走模型,伊藤引理,B-S模型构成了期权作为股票的衍生交易品的定价理论基础。在欧式期权假设下,股票期权具有解析解,可以用来粗略估计可转债的期权价值;而要考虑其在存续的某些特定时间段可以进行转股,提前赎回,回售等美式期权特性,使用蒙特卡洛模拟方法是计算此类路径依赖型美式期权的常用数值方法。使用蒙特卡洛模拟法进行期权定价,其结果的精确性与收敛性,取决于模拟次数。传统上,通过方差减少技术与抽样改进技术,可以部分地提高模拟效率。而使用可编程逻辑阵列芯片辅助中央处理器基于硬件进行加速计算,相比较传统的基于算法的加速方案,具有明显的速度和精度优势。本文简要介绍了可编程逻辑阵列的体系结构与工作原理,以及OpenCL异构编程模型,以说明期权定价模型与算法得以加速计算的原理。本文对可转债市场的主要交易数据进行了归纳与总结,并选择光大银行与光大转债作为例子进行计算。通过欧式期权近似下,利用公式解进行的计算表明,其结果距离实际价格差距较大;使用传统的蒙特卡洛方法对美式期权进行模拟计算,发现模拟次数对结果的收敛性有较大影响;而增加模拟次数,会显著延长计算时间;使用可编程逻辑阵列进行蒙特卡洛模拟,可以快速的进行大量的模拟,即提高了模拟速度,也达到了较为满意的模拟精度。快速的进行期权价格的模拟计算,从而得到期权与股票交易价格比率,即Delta值,可以快速地构建期权与股票的无风险资产组合,并动态地调整资产配比,通过多种途径进行高频交易套利,从而使得本研究具有较强的现实意义。本文的主要创新点在于:使用了一种新的技术手段来进行金融加速计算,即使用可编程逻辑阵列辅助中央处理器来计算可转债的价值;我们通过硬件逻辑电路来产生高质量的服从正态分布的随机数序列,并使用循环流水线技术来加速计算;新的加速计算方案能在毫秒级完成期权模拟计算,从而能用于可转债套利策略的实施与实际操作。

关键词：可转债可编程逻辑阵列期权定价蒙特卡洛模拟

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基于ARM的远程控制九画面分割系统设计

基于ARM的远程控制九画面分割系统设计

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作者：朱彦电子科技大学

学位级别：硕士

近年来,广播电视技术发展迅速,电视信号也在由模拟、数字共存的状态向全数字化转变,体现在显示系统上的变化就是多画面显示系统及其视频处理技术的逐渐发展成熟。由于与传统电视墙相比“多画面分割器+大屏幕”的显示系统优点突出,并且... 详细信息

近年来,广播电视技术发展迅速,电视信号也在由模拟、数字共存的状态向全数字化转变,体现在显示系统上的变化就是多画面显示系统及其视频处理技术的逐渐发展成熟。由于与传统电视墙相比“多画面分割器+大屏幕”的显示系统优点突出,并且随着平板显示设备的成本降低,其已经在转播车、信号监看中心、播控中心、演播室等场合得到广泛应用。多画面分割器是把多路信号合成一路输出,输入到一台显示设备。在同一屏幕上同时呈现多个画面信息。原理就是把多路不同格式信号源(包括高清、标清、模拟复合、分量、SDI),采用图像压缩技术和数字处理后,把几个画面按一定比例压缩为一路信号在一个监视器的屏幕上显示。形成一个显示屏分割显示多个画面的格局,达到用一个监视器能同时监视多路信号的目的。本文主要基于LPC2214-T144+AQ309M的多路视频画面处理系统方案。视频处理采用全硬件实现,极大地提高了系统的工作速度实现几乎零延时实时同步的效果。本系统采用LPC2214-T144和一片RTL8019AS组成控制系统,另外还采用了两片EPM240-T100作为辅助控制器,用Philips公司SAA7113完成视频解码部分, Philips公司的SAA7121完成视频编解码、采用了AQ309M作为视频处理核心,采用RTL8019AS作为网络控制器,采用一片LPC2214-T144与LPC2214共同组成网络部分。本系统可以直接接入以太网,通过电脑对系统进行直接控制,达到对系统进行远程控制功能。

关键词： ARM7 CPLD 可编程逻辑阵列帧合成画面分割

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基于SATA接口高速电子存储阵列的设计与实现

基于SATA接口高速电子存储阵列的设计与实现

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作者：孟琪西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着科学信息产业的发展,对高速射频信号记录的精度要求不断提高,使得信号采集的持续时间增长,采样频率增大。为了使采集的信号可以实时无损的记录下来,研制一种高速大容量的存储设备变得十分必要。为了更好的适应外场测试环境,存储设... 详细信息

随着科学信息产业的发展,对高速射频信号记录的精度要求不断提高,使得信号采集的持续时间增长,采样频率增大。为了使采集的信号可以实时无损的记录下来,研制一种高速大容量的存储设备变得十分必要。为了更好的适应外场测试环境,存储设备不仅要具有高速、海量的特点,同时还应具有脱机运行、便于携带的特点。本文为了解决对高速射频信号存储能力的要求,分析各项具体需求,对存储技术进行深入研究,给出了高速存储阵列的系统架构并在科研项目中予以应用。本存储系统集成在一片Virtex-5系列FPGA中,以其内嵌的硬核Power PC440作为存储阵列的控制核心,以EDK作为系统的开发环境,以8块SATA接口的固态硬盘作为存储介质,通过例化多个并行的SATA控制器,实现了组成形式为RAID0的硬盘阵列存储。论文主要工作如下:1.分析研究SATA2.0协议,并在此基础上,将SATA控制器的物理层、链路层、传输层以及总线接口例化为用户IP核。以FPGA作为开发平台,以Power PC440作为处理器,利用EDK,开发基于嵌入式SATA控制器的存储系统。利用C语言对PPC440处理器编程,不仅实现了SATA协议的命令传输协议同时也实现了对数据存储的控制。并对单SATA控制器的嵌入式存储系统进行读写性能测试,错误个数为0,写速率约为210MB/s,读速率约为275MB/s。2.针对项目的存储需求,在基于单SATA控制器的嵌入式存储系统的基础上,本文提出了高速电子存储阵列架构。本系统在单片FPGA上通过例化8个相同的SATA控制器挂载到系统总线上,并行工作,完成了RAID0级别的硬盘阵列。为了解决采集速率与数据存储速率不匹配的问题,本文设计了高速缓存单元,利用多片DDR2组成缓存阵列交替工作,并利用MPMC对DDR2进行直接的数据读写,将控制信息与数据进行分开传输。为了进一步提高存储带宽,采用了流水线方式的数据分配策略,并设计了数据分配模块对数据进行分配。3.设计了基于PPC440控制的高速缓冲读写控制逻辑。系统工作流程为:写数据时,AD采集的数据通过GTX输入,经过数据分配模块写入多片DDR2,SATA控制器组在PPC440的控制下直接读取DDR2,将数据写入硬盘阵列;回读数据时,SATA控制器组在PPC440的控制下,从硬盘阵列读取数据,通过数据分配模块进行数据的拼接,写入DDR2,并通过GTX上传到上位机。4.设计了自定义文件系统,实现了对硬盘阵列数据的管理。文件系统采用连续存储的方式,分为引导扇区、文件目录以及数据块,并定义了各个分区的数据结构。根据项目的具体需求,本文定义了与上位机进行交互的命令协议并通过RS232协议完成。本文件系统具有写文件、读文件以及删除文件的基本功能,同时,具有高速、简单等特点。5.对高速电子存储阵列进行读写性能测试。使用8块SSD盘组成RAID0硬盘阵列式,系统的写传输速率约为1.6GB/s,读速率约为2.1GB/s,文件系统可正常工作。

关键词： SATA控制器高速存储系统嵌入式处理器文件系统可编程逻辑阵列

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基于FPGA硬件JPEG编码的体外磁控无线数字视频胶囊设计与实现

基于FPGA硬件JPEG编码的体外磁控无线数字视频胶囊设计与实现

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作者：赵恒阳上海交通大学

学位级别：硕士

传统消化道疾病的侦查以插管窥镜的手段为主，在检查时不仅为病人带来痛苦并且插管窥镜欠缺对小肠的检查能力。无线胶囊内窥镜克服了这一缺点，病人在吞服胶囊内窥镜之后可以在无痛苦的生理状况下得到包括小肠在内的消化道全部图像，用... 详细信息

传统消化道疾病的侦查以插管窥镜的手段为主，在检查时不仅为病人带来痛苦并且插管窥镜欠缺对小肠的检查能力。无线胶囊内窥镜克服了这一缺点，病人在吞服胶囊内窥镜之后可以在无痛苦的生理状况下得到包括小肠在内的消化道全部图像，用以发现和分析消化道病变。自从以色列的Given Imaging公司于1991年推出首例胶囊内窥镜产品以来，胶囊内窥镜在工程实现中仍存在诸多不足，不能很好地满足临床诊疗需求。这些不足包括对主动位置姿态控制的缺乏、病灶区域漏检、数字图像质量差、体内精确定位难度高和连续工作时间过短等。本文依托于体外磁控诊疗胶囊国家自然科学基金项目（编号31271069）。使用体外永磁体与体内胶囊内置永磁体的作用力主动控制胶囊的位置和姿态，以解决位置姿态控制缺乏和病灶区域漏检的问题。通过本课题的研究，提出将胶囊内窥镜当做进入消化道的可控移动平台，将治疗工具集成于胶囊内窥镜，并借助于胶囊视频图像导航，研制新型的可视化、无创诊断和治疗平台。本文设计集中于上述系统的数字图像压缩和处理模块，重点在于Baseline JPEG压缩器的设计、仿真和硬件验证。本文详细阐述了Baseline JPEG算法原理，描述了包括色彩空间变换器、下采样器、二维离散余弦变换器、量化器、游程编码器、变长编码器、霍夫曼编码器在内的Baseline JPEG压缩器的设计原理和设计细节，描述了基于Xilinx FPGA的硬件算法验证平台和基于STM32的无线数据接收器设计。本文对Baseline JPEG压缩器进行了软件仿真和硬件验证，并对大量结果进行了统计。实验和统计结果表明，所设计的压缩器可以正常工作在30:1的图像压缩比附近，并保证压缩比例不高于40:1时的PSNR大于25dB，符合无线信道的数据通信质量。对于尺寸的图片，可以在2Mbps无线信道中满足30fps的图像帧率。本文主要设计实现了诊疗胶囊的数字图像压缩和传输子系统，完成了技术路线中模块功能验证和试验验证环节，并为将来的整体功能验证和联合调试测试奠定基础。

关键词：无线胶囊内窥镜 Baseline JPEG压缩算法可编程逻辑阵列无线通讯

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基于FPGA交流伺服定位控制系统的研究

基于FPGA交流伺服定位控制系统的研究

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作者：王军浙江工业大学

学位级别：硕士

传统的PID算法因控制器运算速度过慢存在超调量,不能适用于传动部件间隙大的在一些仪器(百分表)和特殊设备(数控机床)上。为提高控制器的运算性能,常采用单片机、DSP等控制系统的芯片为核心并通过软件形式设计实现,然而此方式具有开发... 详细信息

传统的PID算法因控制器运算速度过慢存在超调量,不能适用于传动部件间隙大的在一些仪器(百分表)和特殊设备(数控机床)上。为提高控制器的运算性能,常采用单片机、DSP等控制系统的芯片为核心并通过软件形式设计实现,然而此方式具有开发周期长、性价比低等缺点。本文以前人在运动控制中应用FPGA技术的研究工作为基础,针对自动定位系统存在超调量等问题进行研究,以交流伺服电机作为研究对象,采用自顶向下设计思想,以FPGA作为控制芯片设计数字电路,搭建了一种基于PC+FPGA的高精度运动控制系统,并对实验测试平台的重复定位精度、定位性能等方面的进行了性能测试,目的是研制一种能单向逼近目标位置的高精度定位系统。论文主要完成了以下工作: (1)分析对比了伺服电机和步进电机性能特性、各种运动控制主控结构的优缺点,并综合运动控制系统精度及其性价比等多种因素,提出了基于PC+ FPGA交流伺服闭环控制系统的实现方案; (2)分析了运动控制系统中各模块的特性,并对运动控制系统各硬件模块(电机、电机驱动器、精密线性导轨、光栅等机械器件)的进行了选型,为实现高精度,各部件都以高精度的标准来选择,是后续实现高精度系统的基础; (3)设计、仿真了基于FPGA数字硬件电路系统。针对硬件模块的选型,以FPGA作为交流伺服系统控制的核心器件,以Quartus II作为开发环境,采用Verilog HDL语言自顶向下的设计方法,设计并仿真了可选参数PID控制器、总线接口、光栅信号处理、PWM发生器及辅助控制等部分模块功能,主要负责运动控制算法及运动规划等工作,并对速度和方向信号的输出、光栅信号进行处理,且还需通过串行总线与上位机PC进行通讯; (4)搭建、测试了交流伺服运动控制实验测试平台。针对实验平台特性,对伺服驱动器、可选参数PID控制器进行了调试,使电机能平稳运行;并对平台进行了重复定位精度、定位性能等方面的性能测试,结果表明,采用可选参数PID控制器,其系统特性优于固定参数PID控制器,系统的重复性较高,其定位误差在[-3,+3](μm )。本文开发的基于FPGA的高精度定位系统以FPGA实现运动控制功能,充分利用FPGA资源等,具有高精度、响应快、可靠性高等优点,可适用于需要被控对象单向逼近目标位置的设备,具有良好的应用前景。

关键词：运动控制系统可编程逻辑阵列运动控制算法 Verilog硬件描述语言自动化

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基于OLCO-I算法的高速星载图像无损压缩FPGA实现研究

基于OLCO-I算法的高速星载图像无损压缩FPGA实现研究

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作者：陈军中国科学院空间研究所

学位级别：硕士

随着星载成像类载荷的数量和精度的提高,在有效观测时间段内卫星获取的图像数据量越来越大。受地面接收站地理分布限制,卫星多采用先存储后下行的机制,即先将采集到的数据放到星上存储器中,之后在过站时向地面传送。由于受体积,重量,功... 详细信息

随着星载成像类载荷的数量和精度的提高,在有效观测时间段内卫星获取的图像数据量越来越大。受地面接收站地理分布限制,卫星多采用先存储后下行的机制,即先将采集到的数据放到星上存储器中,之后在过站时向地面传送。由于受体积,重量,功耗等方面限制,卫星数据存储和传输能力有限,海量的图像数据给卫星数据管理造成极大的压力,进行星载图像压缩是解决该问题必然选择。常用的有损图像压缩算法能以微小的信息损失为代价,从而获得较高的压缩比,但其算法复杂度与无损压缩相比较高。而获取航天器所获取的图像是非常珍贵的,有时候进行无损压缩又是必须的。\n 星载图像压缩的硬件平台主要有ASIC、FPGA和DSP三种,其中基于FPGA的实现方式以其可靠性高、功耗低、速度快、算法适应性好、开发成本中等而成为小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择。LOCO-I算法的全称为图像的低复杂度无损压缩算法,该算法使建模和编码两部分达到了最优结合,从而在较低复杂度上实现了较高的压缩比,其优异的性能满足星载图像无损压缩对硬件复杂度和实时性的要求。\n 本文在对LOCO-I算法进行深入研究的基础上,充分利用了流水和并行技术,给出了基于该算法的高速星载图像无损压缩核的设计和实现,该方案实现了低延时和全流水,且消耗的资源较少。验证系统实验结果表明压缩核在50Mhz频率下数据处理速度即可达到400Mbps,满足星载图像无损压缩的实际要求。

关键词： OLCO-I算法高速星载图像无损压缩可编程逻辑阵列

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