基于LabWindows/CVI的便携式热车试验台测控系统设计与开发

根据某热车试验台对气路压力流量参数的控制需求,设计开发了一种便携式测控系统;系统选用NI CDAQ系列产品搭建硬件平台,4槽CDAQ-9185以太网机箱内配置有CDAQ-9203模拟量输入模块、CDAQ-9265模拟量输出模块以及CDAQ-9401 I/O模块,可以满足恶劣测试环境以及可移动远程测控的要求;选用LabWindows/CVI作为软件开发平台,保证了系统对执行效率的要求;采用乒乓操作和多线程技术对数据流进行控制,实现了高速采集数据的实时存储,节约了计算资源,加快了系统响应速度;采用增量式PID控制算法实现对管路流量的自动调节,通过对比例系数、积分时间以及微分时间依次调试,达到了系统对控制精度的要求;试验结果表明,本控制系统运行稳定,响应速度快,能够实时保存并显示气路当前参数,有效控制气路压力流量,满足了试验台的测试控制要求,已正式投入使用。

视频处理算法中的SDRAM接口设计

提出了一种在视频处理算法电路中的SDRAM接口设计,它巧妙地利用SDRAM高效的Full-page模式和Ping-Pang模式,在性能和模式选择上进行了很好的折衷,为需要大容量、高吞吐率存储器进行高速率数据处理提供了新思路。

高速基2FFT处理器的结构设计与FPGA实现

本文研究了采用AISC来实现高速实时基2FFT处理器的设计方案。在实现中采用了单基2定点内核,设计了防溢出控制结构,在不增加系统延时的基础上,提高了运算精度。设计了对称乒乓RAM结构,在保证蝶形运算核的占用率的条件下,提高了该FFT处理器的连续运算能力。将RAM集成在FFT处理器内部,提高了使用的灵活性。本文所设计的FFT具有可配置特性,可根据需要计算2的幂次方的FFT。256点的FFT运算只需1072个时钟周期,在VertexII-xc2v1000上综合实现,频率可达112.007MHz,完成整个256点的FFT运算仅需9.57μs。

实时视频处理系统中乒乓缓存的设计

实时视频处理系统中,采用乒乓缓存结构来为恒速的视频编解码与变速的DSP图像处理过程之间提供适应通道。文中比较了FIFO、双口RAM、乒乓缓存结构三种数据缓存电路的优缺点,讨论了乒乓缓冲控制器的结构和原理,并以高速、大容量的SRAM以及FPGA器件为基础,设计了一种适应于高速DSP图像处理系统的乒乓缓存结构,其特点是速度快、所需器件少,易于与DSP器件接口。

地震数据采集中基于FPGA的多DDR SDRAM控制器设计

实现高速大容量数据的无死时间乒乓存储是地震数据采集系统的一项关键技术,本设计采用在一片FPGA中,通过共享同一个PLL和DLL来实现2个DDR SDRAM控制器,应用于海上高精度地震拖缆采集与记录系统中光纤控制接口板上,完成对水下地震采集数据的接收、乒乓缓存、数据拼接及时序转道序功能.最终系统仿真和测试结果表明,该控制器能够在133MHz频率上稳定运行,达到了预期的设计目标.

高速图像采集系统的研究及FPGA实现

针对图像采集速度慢和图像品质低等问题,设计并实现了一种基于NiosⅡ双核的高速图像采集系统。该系统利用现场可编程门阵列(FPGA)对图像传感器进行控制,并通过乒乓操作原理对图像进行采集。然后采用面积换速度的原则进行图像处理,在图像处理过程中采用BP网络图像压缩的算法保存并传输给上位机。对采集数据进行仿真表明:与传统图像采集方法相比较,该系统的图像采集速度和图像采集质量都得到了极大的提高。

基于GPGPU的Lattice-Boltzmann数值模拟算法

对Lattice Boltzmann方法(LBM)在GPGPU下的建模和算法进行了一系列研究,使得该方法在GPU下的计算加速比提升,大大缩短计算过程的时间消耗.重新设计了GPU的计算流程,在舍弃pixel buffer离屏渲染的同时,采用最新的帧缓存对象,多重纹理、多通道渲染和乒乓技术来设计一套基于方腔的LBM数值模拟程序,最终使GPU的计算时间缩短到CPU计算时间的六分之一.

电刷接触不良对发电机旋转励磁回路接地保护性能的影响

针对电刷与滑环间接触不良会对旋转励磁式发电机励磁回路接地电阻的正确测量产生影响的问题,提出了励磁回路接地保护的统一模型。利用该统一模型,分析了外加直流电压法、外加交流电压法、乒乓切换法中电刷接触电阻对励磁绕组接地电阻测量值的影响和危害。得出如下结论:对于外加直流电压法,电刷接触不良使接地电阻的测量值增大,可能导致继电器拒动;对于外加交流电压法,电刷接触不良使接地电阻测量值或减少或增大,可能导致继电器误动或拒动;对于乒乓切换法,电刷接触不良对保护性能的影响与接地位置有关。

基于DSP的红外标志点实时跟踪方法研究

提出了一种DSP实现的红外标志点实时跟踪方法。使用DSP的直接内存读取(DMA)传输方式后台传输图像数据,通过引入DSP片上乒乓缓存结构实现了对多个红外标志点的实时连通域标记、标志点识别和标志点跟踪等操作。实验结果表明,原始图像传输结束时即可得到实时处理结果,消除了传统硬件和软件方法中的延时;红外标志点的连通域标记精度达到亚像素级。算法经优化后实际耗时为5.574ms,仅占CPU总时钟周期的16.72%,能够满足高速图像处理应用场合对实时性的要求。

基于FPGA的TFT显示屏控制系统的设计与实现

提出一套以大规模现场可编程门阵列(FPGA)-EP1C 12Q 240C 8为控制核心,对静态存储器实行乒乓操作,实时处理解码后来自显卡数字视频接口(DV I)的信号及产生相应控制信号,以实现驱动薄膜晶体管(TFT)显示屏的实时动态图像显示的方案,并成功验证了该驱动方法的可行性。该系统对于驱动不同类型的TFT液晶或OLED显示屏,只需根据具体的屏编写相应的软件和增加少量的接口电路就可以实现,具有多用途、可复用的特点。

FFT算法的一种FPGA实现

FFT运算在OFDM系统中起调制和解调的作用。针对OFDM系统中FFT运算的要求,研究了一种易于FPGA实现的FFT处理器的硬件结构。接收单元采用乒乓RAM结构,扩大了数据吞吐量。中间数据缓存单元采用双口RAM,减少了访问RAM的时钟消耗。计算单元采用基2算法,流水线结构,可在4个时钟后连续输出运算结果。各个单元协调一致的并行工作,提高了系统时钟频率,达到了高速处理。采用块浮点机制,动态扩大数据范围,在速度和精度之间得到折衷。模块化设计,易于实现更多点数的FFT运算。

一种基于FFT的超宽带数字正交变换算法及实现

本文提出了一种基于FFT的超宽带数字正交算法。利用FPGA的丰富资源,采用并行处理技术,构造复合FFT变换,进行速度匹配,在硬件中实现了该正交变换算法。与其他数字正交变换技术相比,该方法具有输出I/Q信号相位正交性好、幅度误差小的优点。结合算法FPGA硬件实现需要,本文通过将一个256点的FFT(IFFT)分解成8个32点FFT(IFFT)的并行结构,实现了算法的并行处理。在XILINX公司VirtexIV系列FPGA器件中的硬件仿真表明,该设计实现了对采样率为1.2GHz、带宽为600MHz的超宽带实信号的连续、实时正交变换处理。

激光告警中FPGA与DSP的高速数据传输

针对激光告警图像处理系统对于实时性要求高,要求数据快速传输,以及所要处理的数据量大的特点,将增强的直接存储器访问数据传输方式应用到图像数据传输的技术中。基于TI公司TMS320C6713 DSP芯片和XILINX公司XC2S200PQ208 FPGA芯片的图像处理系统,介绍了系统中FPGA芯片的时序逻辑控制,DSP外部存储器接口(external memory interface,EMIF)与FPGA的硬件接口设计,并着重描述了DSP与FPGA之间增强的直接存储器访问(enhanced direct memory access,EDMA)传输方式的配置和程序设计流程。传输过程不需要CPU干预就可实现数据在存储空间中的高速搬移,并且采用Ping-Pong缓存结构,从而使CPU可以在数据传输的同时进行数据处理,充分发挥出了DSP芯片的性能,为整个系统的实时性提供了有力保证。

激光光靶图像识别和测量方法的DSP实时实现

针对火炮光电窥膛系统中对激光靶图像自动识别和测量中的高效、准确、实时性的要求,设计了一套DSP(Digital Signal Processing)快速运算方法的硬件实施方案.介绍了基于高性能DSP实时处理的硬件原理框图,重点分析了硬件系统中的大量数据交换瓶颈问题,存储器访问的软件优化和分配机制以及快速定标量化的压缩存储机制.实践证明该方案有效地提高了系统在实时测量中的应用价值.

11分赛制乒乓球运动员心理压力分析与调适

乒乓球 11分新赛制对运动员心理产生极大的影响。通过对运动员心理压力的分析 。

二维提升小波变换的FPGA结构设计

根据提升小波的框架结构,提出了一种基于JEPG2000的二维多级提升小波变换核的FPGA设计。采用分时复用和流水结构,充分利用FPGA片内存储资源,实现了行列变换的并行执行。在保证精度的前提下采用优化的移位加操作代替浮点乘运算,加快了运算速率,减小了电路规模。同时通过乒乓操作完成FPGA和片外SDRAM间数据的无缝缓冲处理,保证了多级变换的高效实时并行,从而达到各级小波系数的快速并行输出。系统经验证完全满足图像实时处理的要求,为后续实时压缩编码和传输提供了有利条件。

关于11分制乒乓球运动员赛前情绪心理表现的分析

乒乓球11分赛制的特点决定了运动员赛前情绪心理的异常表现,本文对其异常心理表现进行分类、分析并找出原因,提出了乒乓球运动员适应新规则的心理训练参考建议。

乒乓球垂直运动的计算机仿真

描述了乒乓球垂直下落过程中与台面相撞的运动状态，求取了该运动的数学方程和差分方程，设计了相应的程序，并通过图像直观地反映了乒乓球的运动轨迹随参数的变化情况，对于促进和提高学生学习物理、力学、数学及计算机应用技术的兴趣和水平具有积极的作用。

高速光纤总线系统中乒乓缓存的设计与实现

提出了一种基于帧的乒乓缓存结构,来为高速光纤总线系统的业务数据接口和总线数据成帧器接口提供适应通道。并以Virtex-5系列FPGA器件为基础,设计了一种适用于高速信号传输的乒乓缓存,其特点是速度快、效率高。

便携式逻辑分析仪硬件平台设计

针对现有逻辑分析仪制造成本高、不便携带以及应用场合受限的问题,设计了一种基于FPGA+STM32的便携式逻辑分析平台。该平台硬件成本低、易携带等指标满足大多数测试要求。其设计核心主要包括主控芯片、被测信号采样、触发控制、数据锁存、高速存储、串口通信、TFT液晶显示等电路,其功能实现主要依靠FPGA的硬件设计和STM32的软件控制。该平台最大可实现32通道、存储深度64 K、分析速率400 MSa/s的测试要求。通过该平台可以实现被测信号的采集、缓存、分析、显示等功能。