基于FPGA＋DSP的红外弱小目标检测与跟踪系统设计

为了以更快的速度完成对红外弱小目标的检测与跟踪任务,将图像的预处理电路放在FPGA里实现,通过完成Top-hat算法使后续DSP的处理大大减轻任务,使其在有限的时间内能够完成更多的运算,这在很大程度上保证了系统的实时性。实验证明,此红外图像处理系统的实时性更高,检测与跟踪效果更好。

基于FPGA＋DSP＋ARM的中频信号处理系统的开发

为掌握某型电台的数字中频信号设计及其通信原理，采用FPGA＋DSP＋ARM架构，以FPGA（XC3S1000）为核心实现中频信号的上下变频，以DSP（TMS320C6416）为核心实现基带信号的调制与解调，以ARM（$3C2410A）为核心实现程序加栽和模式控制，开发一个通用中频数字化信号处理系统，通过软件编程实现中频信号的数据通信，并对其通信、调制以及解调功能进行测试验证，实验结果表明其有效性。该系统可用于某型电台的通信测试与产品修理。

基于FPGA＋DSP的信号处理板多处理器加载设计

水声信号处理系统，因需实时处理数据，处理数据量大等需求，多采用多处理器协同的结构。因其上电加载稳定性和配置加载数据存储方案的考虑，需对多处理器加载时序，方式进行设计。该文采取了一种基于FPGA＋DSP构架的多处理器加载方法。对系统上电加载时序，各处理器加载方式，加载代码的存储，数据流向等方面进行了设计。实现FPGA，DSP的动态配置和加载，提高了系统稳定性，省去FPGA等处理器专用配置FLASH芯片，分利用了系统资源。

基于CPCI总线的FPGA＋DSP架构通用视频图像处理系统的设计

为了应对实时视频图像处理复杂的现场环境条件,设计了一种通用视频图像处理系统。该系统便于扩展,可同时应用于多种不同现场环境。FPGA＋DSP架构由于同时吸取了具有优秀运算性能的DSP芯片以及具有高实时性的FPGA芯片的优点而在实时图像处理领域中得到了广泛的应用,而Compact-PCI总线由于其与工业控制计算机有标准的接口而具有良好的可扩展性,通过对二者的有机结合设计了基于Compact-PCI总线的FPGA＋DSP架构的通用视频图像处理系统。硬件实验表明,系统可对320×256~1 024×1 024分辨率,8~14bits,最高帧频100 Hz的视频图像进行实时采集与处理,并通过cPCI总线实现实时控制,取得了良好的效果,表明系统可以应用于红外及可见等复杂环境中,实时性很高,处理效果好,提高了系统的应用范围。为视频信号采集处理提供了一种新的可靠解决方案。

基于FPGA＋DSP的红外弱小目标检测系统设计

文章针对复杂背景下红外小目标检测中实时性和算法复杂性的问题，硬件设计方面采用基于FPGA＋DSP架构，其中FPGA作为协处理器，DSP作为主处理器，实现实时高效的检测系统。软件算法上FPGA完成图像预处理算法，DSP实现目标识别等核心算法。通过软硬件优化设计，实验证明单帧图像处理速度大大提高。

基于FPGA＋DSP的核信号数字时间谱仪设计

针对核电子学中核脉冲信号的高速实时数字化处理,设计了基于FPGA+DSP的两通道核信号数字时间谱仪。该实验平台基于数字恒比定时(dCFD)原理,采用高速运放和ADC进行模拟信号成型采样,数字信号送入FPGA完成波形判选、数据缓冲、FIR滤波和基线恢复,利用DSP实时信号重构和函数定时,通过USB2.0接口与上位机通信。该系统的主要特点是具有模数电路的高度集成、数字信号的实时运算,接近模拟定时的精度。

基于FPGA＋DSP图像卡的研究与应用

为了提高棉花异纤清除机对异纤的识别率及检出效果，介绍了以FPGA与DSP为核心的图像卡系统的设计原理、硬件组成和软件流程，阐述了图像卡中各模块功能、FPGA软件功能仿真方式以及图像卡的调试步骤。实际测试结果表明：通过使用基于FPGA4-DSP的图像卡，能准确识别各种颜色的细小异纤，并捕获相关图像；“三丝”综合清除效率达到80％以上。

基于DSP28335的FPGA软件在线升级方法

在DSP+FPGA架构的嵌入式系统中,一些产品不具备拆卸外壳通过JTAG接口进行软件升级的条件。针对这一问题,提出了一种基于TMS320F28335的FPGA软件在线升级方法。该方法通过上位机将FPGA代码发送给TMS320F28335,TMS320F28335通过GPIO模拟JTAG时序,完成对配置PROM芯片的擦除、编程和校验操作,重新上电后FPGA从配置PROM加载新程序。在理论分析的基础上,给出了所提方法的硬件原理图和软件实现流程。大量实验结果表明,该方法具有较好的可行性、稳定性和可靠性,可以实现DSP+FPGA架构下不拆产品就可升级FPGA软件的目的。

基于DSP+FPGA的旋转平台自抗扰控制方法

旋转平台在低速运转过程中易产生非线性摩擦,由于非线性因素的影响,传统PID算法的控制效果远不能满足超精密运动平台定位精度高、响应快速等要求。因此,设计了基于DSP+FPGA的旋转平台自抗扰控制算法(active disturbance rejection control,ADRC),利用扩张状态观测器(extend states observer,ESO)对系统内外部未知扰动进行实时估计并予以补偿,提升系统响应速度,增强鲁棒性与抗干扰能力。最后,通过正弦扫描实验进行验证,PID对正弦输入信号无法及时响应,超调明显;ADRC响应迅速,稳态误差波动小。相比PID,ADRC最大跟踪误差降低79.5%,跟踪误差平均值降低65.4%。

基于FPGA的DSP与ARINC429总线控制器接口设计

提出了一种基于FPGA的DSP与ARINC429总线控制器的接口设计方法和电路,该设计方法也适用于DSP与串口控制器、CAN控制器等接口的扩展设计。首先,分析了TMS320C6713 EMIF与HI-8582的主要信号与时序,表明通过FPGA实现译码逻辑和时序控制就可实现TMS320C6713与HI-8582之间的通信;接着,给出了详细的硬件设计和接口逻辑设计;然后,讨论了ARINC429总线驱动软件设计;最后,通过环境试验和实际应用验证了该接口电路工作稳定可靠。

一种多FPGA及多DSP的通用远程更新系统设计

为解决传统JTAG方式更新FPGA或DSP程序距离受限且灵活性较差的问题,设计了一种以FPGA为主控芯片的多FPGA+多DSP的远程更新系统。通过接收上位机指令的方式判断待更新的目标芯片,并将应用程序下发给指定FPGA或DSP完成程序的更新。同时设计了FPGA与DSP的重启方案,实现了远程更新程序与应用程序的跳转切换。测试结果表明,该远程更新系统可以实现对多FPGA+多DSP架构信号处理系统程序的远程更新。该系统实现简单、稳定可靠、可复用性强,能够降低工程应用的开发难度、缩短其开发周期。

基于FPGA和DSP的核磁共振两相流采集系统

为了满足石油工业中核磁共振两相流采集系统的高精度、低成本、小型化等需求,实现对核磁共振FID信号的采集、存储、传输及显示,设计了基于DSP和FPGA的核磁共振两相流采集系统。系统采用模块化设计,主要包括AD信号采集模块、双核控制传输模块以及上位机显示模块。采集过程主要依靠FPGA控制ADC完成数据的采集、存储、传输。然后通过DSP设计最优滤波器完成对信号的去噪处理,再由串口将数据传输给上位机进行反演处理以及显示。实验结果表明:该系统能够实现FID信号的采集、存储、传输及显示,去噪后的信号信噪比提升了34.6%,反演处理后的T2谱可以识别出不同含水率下的两相流。

基于DSP+FPGA线性结构的计算机图像处理系统设计

以DSP为主要处理器的数字信号处理器加FPGA技术作为辅助工具的高性能实时图像处理系统,利用两种芯片各自的优点,将其中的算法分成两部分,分别交给DSP和FPGA进行处理。因此,该方法的性能得到极大提升。基于上述背景,文章设计了以DSP和FPGA线性结构为基础的计算机图像处理系统。该系统结构简单,而且运行容易,通过加入相关的程序,可以高效地对图像进行识别、跟踪及匹配等。试验表明:该方法实时性和实用性强,可以很好地满足实际应用的要求。

基于FPGA+DSP的光纤数据传输电路设计

随着信息传输技术的推陈出新和航天技术的更新迭代,系统内数据总量越来越大,带宽需求和速度要求越来越高。这对传输效率提出了更高的要求,传统传输方式已不满足高速数据传输要求的现状。而光纤传输凭借大容量、宽频带、抗干扰强等优势,使光纤数据传输电路成为重点研究课题之一。光纤数据传输电路属于外系统等效器项目的硬件平台,文中依据项目设计要求、电路试验需求和数据传输的研究现状,设计一种基于FPGA+DSP的光纤数据传输电路,符合FC⁃AE⁃1553光纤总线标准。各类模拟信号通过多模光纤、光接口转换器和光电模块向测量设备接收和发送信号,数据处理通过FPGA与DSP间异步通信EMIF总线进行实时交互。搭建电路测试平台对光纤数据传输电路各功能进行验证,实现外系统等效器的光信号传输和处理测试。结果表明:所设计电路工作稳定,向测量设备传输光信号满足2.5 Gb/s速率,没有出现漏采、漏传、重复采集、重复传输的现象。

DSP+FPGA的EMIF通信系统设计与实现

数字信号处理(Digital Signal Process,DSP)+可编程阵列逻辑(Field Program Gate Way,FPGA)正在广泛应用于复杂的数字信号处理领域。针对DSP与FPGA单个处理器性能有限、不够灵活等问题.提出DSP+FPGA架构的系统设计方案.基于TMS320C6748(DSP)和EP3C40Q240C8N(FPGA)芯片的外部存储器接口(External Memory Interface,EMIF)实现了DSP+FPGA的协同处理系统。该系统利用FPGA在底层算法的优势与DSP在复杂算法的优势,具有硬件结构灵活、通用性强等特点,相较于单个芯片提高了系统性能,经过测试该系统运行稳定,无误码时通信速率可达到20 MB/s.

基于FPGA与DSP架构的接收机设计

该文以接收机设计和实现为目标,介绍了全球导航卫星系统测量原理、工程设计方案、测试方法和测试结果。在硬件架构上,采用了基于软件无线电思想的FPGA+DPS平台来实现接收机定位算法。其中,射频前端采用MAX2769单芯片解决方案,FPGA完成基带信号处理,DSP完成控制和定位解算功能。采用了GSS6560导航星模拟器对设计方案进行验证,经过数据统计在理想情况下位置测量均方误差为6.49 m,速度测量均方误差为0.17 m/s,测试结果证明了该设计方案的可行性。

安全自主可控的国产化FPGA神经网络部署框架研究

针对现有的深度学习边缘应用依赖非国产FPGA架构和加密IP实现产生潜在的安全问题,并且难以快速部署在IP不足、尚在发展中的国产化FPGA平台,设计了一种基于国产FPGA的神经网络硬件部署框架,配备独立于FPGA厂商的硬件IP库,实现国产FPGA神经网络部署的安全自主可控,并以此为基础进行了验证性实验。实验结果表明,本文所提出的神经网络部署框架具备实用功能,基于所提出框架能够实现国产FPGA神经网络快速部署,并且基于框架实现的16位精度Lenet5网络推理速度提高了6.67倍,仅为0.024 ms,GOPS吞吐率提升了5.13倍,达到147.8 GOPS;框架针对卷积计算转矩阵的数据降维进行了特定优化,相比基于Intel Xeon E 2276M CPU,进行卷积数据预转换加速了124.9倍。

基于DSP与FPGA的蓝牙数据采集系统设计

DSP和FPGA的协同控制处理结构,可以使系统更加稳定、可靠。在数据采集和传输过程中,DSP和FPGA相互协作,使系统拥有更好的容错和稳定性,且可避免单一处理器产生的系统崩溃、数据错误等问题。此外,协同控制处理结构还能提高系统的实时性和并行处理能力。在进行多通道数据处理时,可以同时处理多个信号,不仅提高了处理速度,还在保证数据准确性的前提下,提高了系统的稳定性。总之,采用DSP和FPGA的协同控制处理结构,以蓝牙为数据传输方式,不仅提高了数据采集系统的性能,还提高了系统可靠性和用户使用体验,使其可以在各种环境或特殊场所中得到应用。

基于DSP的图像目标跟踪算法设计与实现

为了准确地检测和定位图像中的目标,并在连续帧之间实现目标的持续跟踪,该文提出了一种基于数字信号处理(DSP)的图像目标跟踪算法的设计与实现。目标跟踪是计算机视觉领域中的重要任务之一,该文深入研究了图像目标跟踪技术,研究了MeanShift算法的理论和实现过程,以及用MeanShift算法进行目标跟踪的流程,根据设计方案的需求选择了DSP与FPGA相结合的总体架构,将目标跟踪算法与嵌入式硬件平台相结合。该文采用“先识别、后跟踪”的方式实现了图像的目标跟踪。通过实验证明,基于DSP的图像目标跟踪算法在实时性、准确性和稳定性方面都取得了较好的效果。

DSP+FPGA折反射全景视频处理系统中双核高速数据通信

对于嵌入式折反射全景视频处理系统,由于计算量大,一般采用多处理器协同的结构,但在该结构下多个处理器之间需要进行高速的数据通信。该文提出一种基于DSP+FPGA架构的双核高速数据通信方法,该方法通过基于地址总线的控制指令编码解析方法协同双核工作,通过逆向波形分析和基于乒乓缓存的间接DMA通信方式,实现DSP与FPGA之间的双核DMA数据通信。实验结果表明,使用上述方法实现的DSP与FPGA之间数据通信速度高达585MBps。