可重构视频阵列处理器测试平台设计与实现

针对可重构视频阵列处理器的设计要求及传统测试方法测试视频编解码系统时速度慢、精度低和可观测性不强的问题。开发了基于Qt的用户界面,设计实现了以现场可编程门阵列(Field programmable gate-array,FPGA)为核心的软硬件协同测试平台。在PC端实现以软件仿真为基础的数据传输与图像重现,在FPGA端实现以可重构视频阵列处理器为基础的视频编解码算法并行映射。实验结果表明,在工作频率为100 MHz时,FPGA与PC之间可正确传输数据并满足算法测试时不同测试用例的更换需求,具有较好的可观测性。     

面向多任务的可重构星载计算机设计

为了使可重构星载计算机更好地满足微小卫星中多任务、多进程的工作需求,对其传统的体系结构进行了改进,参照生物体中干细胞的管理机制提出了一种现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array, FPGA)资源的动态管理方法,并以此为基础结合动态部分重构技术提出了一种能够根据星上任务进程自主调整电路结构的可重构星载计算机设计方法。该体系结构在消除可重构星载计算机中多个任务进程之间对硬件电路功能单元竞争的同时,不但简化了在轨升级机制,大幅减少了硬件升级所需上传的文件大小,还在系统层面增强了其对辐射损伤的应对能力。经过与传统星载计算机(386-EX)和普通可重构星载计算机的对比实验,可以看出该体系结构在多任务、高计算量的工作环境下具有非常明显的优势。     

High performance reconfigurable hardware system for real-time image processing

1 .INTRODUCTIONRecently, real-ti me i mage processing systems havebeen widely utilized in the field of military,medicine, industry, agriculture , business and re-search. Many application areas where a real-ti me pro-cessing solution is required i mpose considerable con-straints on physical size ,power dissipation and cost ofthe solution and so on. An additional constraintwhichis ofteni mposedis that of flexibility of the so-lution, enabling reconfigurability or modificationwhileinservice .…     

小波图像去噪算法的DSP实现

小波变换在图像处理中的应用一般都是编制软件,在PC机上进行,这种方法应用在离线图像处理中,则实时图像处理必须用硬件实现。将图像去噪的小波算法在ADI公司BlackfinDSP系列产品之一的ADSP 21535芯片上实现,将算法的VC下的C++程序经过优化后,在ADSP 21535仿真器上进行实验。结果表明,利用该DSP芯片的资源处理图像,能达到图像处理的实时性要求,且图像处理质量高,芯片资源还有较大的潜力。     

基于现场可编程门阵列的图像调焦系统

数字图像自动调焦技术,不仅能提高调焦精度,而且能降低对成像系统加工和装配精度的要求。采用基于功率谱的评价函数对成像系统的聚焦位置进行识别,提出了基于现场可编程门阵列(FPGA)的自动调焦系统实现方案,主要完成图像预处理、清晰度判别和对焦控制等功能。针对自动调焦算法计算量大、计算复杂等特点,采用中值滤波和灰度值线性变换的图像预处理方法,以及流水线作业、"乒乓"操作、双蝶形处理器复用、基-2 FFT算法相结合的工作模式。研究表明,利用FPGA强大的并行及高速数据处理能力,使得图像调焦算法不再成为复杂控制系统的速度瓶颈。     

可重构计算平台上软硬件任务划分与调度算法

软硬件任务划分和任务调度是保证任务集合在可重构计算平台上高效运行的重要技术。传统上软硬件任务划分与任务调度独立进行,划分方案和调度方案不一定匹配,加速效果难以保证。提出了一种将软硬件任务划分与任务调度相结合的算法。该算法综合考虑了任务的执行时间、任务间的通信开销、任务间的依赖关系以及计算资源间的并发关系,可以同时获得给定任务集的软硬件任务划分方案和任务调度方案,加速效果良好。算法开销与传统的任务调度算法相当,时间复杂度为O(V²log₂V+PVlog₂V)实验结果表明了该算法的可行性和有效性。     

用FPGA实现互联的多DSP并行系统结构

为满足实时图像处理要求,在分析了常见DSP并行系统结构基础上,提出了一种基于FPGA互联的DSP并行系统结构。该并行结构通过在FPGA内实现互联网络和特定的数据通信协议,实现三片DSP(TMS320C6713)的有效互联,系统结构可重构、可扩展。对采用该并行结构的原型系统的测试表明,DSP间数据通信既获得了较大的持续带宽又降低了传输延迟,可以满足并行实时处理要求。     

可重构机械臂鲁棒模糊神经补偿控制仿真研究

基于精确模型计算力矩控制,考虑了可重构机械臂的动力学系统中存在的大量不确定性,提出了鲁棒模糊神经智能控制算法辨识补偿结构和非结构不确定性,给出了模糊神经网络的权值、隶属度函数参数以及综合误差的分立量估计Lyapunov稳定性在线调节律。通过Lyapunov稳定性理论证明了提出的RNF补偿算法的最终一致有界性,以RR(Revolute-revolute)和RRP(Revolute-revolute-prismatic)两种构形的可重构机械臂为例,通过仿真研究了算法对轨迹跟踪的有效性。     

高速低复杂度可重构L&R算法研究与实现

为满足卫星有效载荷数据传输系统高速、高可靠性的需求, 提出一种基于L&R(Luise and Reggiannini)算法的高速低复杂度可重构频偏恢复实现方案。为便于算法逻辑架构实现, 对算法的函数功能进行分解及模块化设计; 为减少乘法器资源消耗, 采用复用分解的自相关函数模块; 为提高L&R算法的精度, 对导频段自相关函数进行多段叠加。结果表明, 高速低复杂度可重构频偏恢复实现方案解调性能损失接近为0 dB, 且优化后的算法结构相比于直接结构可减少92.59%的乘法器消耗, 拆分的自相关函数功能模块具有可复用性和重构性。该算法的可工作时钟速率高达370.37 MHz, 在高速接收机中具有极高的应用价值。     

基于非线性能量约束的实时红外亚图像目标跟踪

分析了玫瑰线扫描亚成像空间分布函数 ,提出了一种基于非线性能量约束的亚图像目标识别跟踪技术。该技术用修正的最大类间方差法分割亚图像 ,聚类并去除强背景干扰区域 ,对可能目标区域能量进行统计 ,选择区域能量最大者进行逐帧实时锁定跟踪 ,并对该技术的实时性进行了分析。DSP平台实验结果表明 ,所研究的技术是可行的 ,能够独立、稳定地识别跟踪目标 ,达到了预期的结果。     

一种微光电视图像预处理方法的硬件实现

介绍了一套微光电视图像的预处理系统。本系统采用了噪声抑制 ,图像局部和全局增强的算法 ,并以流水线结构和并行处理结构实现 ,充分利用了大规模可编程器件和DSP芯片的资源 ,解决了一般视频信号处理计算量大、难以达到实时性要求的问题。该系统在现场试验中 ,取得了非常好的效果 ,图像质量明显改善     

多点同步并激振动试验控制系统的设计与实现

针对类似导弹的细长条试件进行振动试验,难以实现振动与应力分布的均匀性,需采用多点同步并激振动试验才能达到试验要求,研制了多点同步并激振动试验控制系统。对多点同步并激随机振动试验控制提出系统均衡综合方法,以弥补不同均衡方法的不足。使用多处理器结合扩展总线通讯模式的硬件结构和多层次模块化的软件结构,对系统进行了实现。实验结果表明,该控制系统对多振动台同步振动试验控制效果良好,满足试验要求,具有一定的实用价值。     

一种全景图象拼合算法

提出了一种新的自动全景图象拼合的鲁棒性算法。一是，基于多分辨率样条提出了一种新的图象拼接算法，它采用多分辨率样条来确定拼接区域宽度T和加权函数，使图象在不同分辨率下分别拼合，这样使拼合成的图象既清晰又光滑无缝；二是，在Levenberg-Marquardt非线性最小迭代算法的基础上提出了一种新的非线性最小迭代算法。算法在大多数情况下能自动完成，适宜于任何大小的图象并又不需要知道任何相机参数；对相邻帧之间相机运动没有严格的限制。     

基于DSP与FPGA的实时数字信号处理系统设计

针对测速雷达实时数字信号处理系统的设计问题,提出了一种基于DSP与FPGA的设计新方法。实时信号处理系统中,低层的信号处理算法处理速度要求高,但运算结构相对简单,适用于FPGA进行硬件实现。而高层处理算法控制结构复杂,通信机制强大,适用于DSP软件编程处理。首先简单介绍了该系统所使用DSP的特点,然后对系统的硬件结构及其软件处理进行了详细说明,最后通过实验结果验证了设计新方法的有效性。     

无人机图像匹配制导系统方案

为实现无人战斗机精确制导实际需求,根据作战的实时性和精确性特点,提出了一种基于图像匹配技术的制导方案。该制导方案引入地标信息,研究匹配方法,分析匹配计算量,提出了基于高速数字信号处理芯片来实现匹配制导的方法。软件仿真结果表明,匹配单元的结构完全能够满足制导系统功能实现的需要。     

在三维面上叠加纹理的一种算法

本文针对以多边形面基本算法为基础的成象计算机系统中实现真实纹理的问题进行探讨,提出了增加逆透视算法实现纹理功能,并且提出了硬件方块图。该方法已经成功的用于我单位研制的JC—3成象计算机,证明是可行的。     

面向可重构制造单元的仿真建模技术研究

针对传统仿真建模方法无法适应可重构制造单元频繁调整的特点,提出了模块化控制模型与数据驱动相结合的仿真建模方法。首先采用层次化建模技术将生产系统复杂的管理和控制过程分解为车间层、单元层和设备层,各层次内部采用面向对象仿真建模技术将基本建模元素与仿真控制逻辑分离,构建过程控制模型;然后在对仿真建模各阶段需要的数据进行分析和分类的基础上,采用系统集成和人机交互的方式及时获取仿真数据,利用变化了的数据驱动各层次控制模型,快速构建生产系统重构后的仿真模型。最后,以某研究所的机加车间为例,验证了该方法的实用性和通用性。     

聚类分析在彩色图像量化中的应用

提出了一种基于模式识别技术的彩色图像量化的新算法—基于最小距离最大的快速统计聚类算法(FSCAMMD)。本算法克服了SCA算法对聚类中心初始值选取的不足,给出了最大频度与类内最小距离最大相结合的方法—初始值优选法。实验结果表明,本算法可较大幅度地减少图像量化后的总方差以及颜色失真度,量化效果优于SCA和其它一些聚类量化算法。     

话音混沌扩频通信实验平台的设计与实现

目前将混沌应用于扩频通信的研究主要以理论分析和计算机仿真为主 ,而硬件实现验证的工作较少。用数字信号处理器 (DSP)设计和实现了混沌扩频的话音通信实验平台。该实验平台由两个独立的模块———话音终端和扩频调制解调器构成。由于采用全数字化处理 ,选用DSP和专用芯片等器件构成硬件平台 ,因此该系统功能灵活 ,便于各种算法的研究。同时 ,该实验平台也可以作为实验用的数字编码话音信号源和扩频信号源     

Design and implementation of a high-speed reconfigurable cipher chip

1. INTRODUCTION For present requirements on network or others security systems, cipher chips are expected to support multi-algorithms and flexibility becomes more and more important. Most cryptographic algorithms have similar basic operations which can be designed as RPUs (Reconfigurable Processing Units). By control- ing of some controllable nodes, RPUs can be reconfig- ured to construct different circuits and can implement different functions to match different algorithms quickly and…