基于FPGA的SAR回波仿真快速实现方法

回波仿真是进行合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）研究的重要途径,但其计算量巨大,所需的时间较长。为了快速实现SAR回波仿真,提出一种改进的同心圆方法进行快速计算,同时考虑到运算较为规整的特点,采用现场可编程门阵列（field programmable gate array,FPGA）作为主处理芯片。设计了专用于SAR回波信号模拟的数字信号处理板卡,并在板卡上编程实现整个回波模拟算法,给出资源使用情况和量化噪声影响,实际应用结果显示,采用FPGA来实现SAR回波仿真可以在保证精度的前提下大大加快仿真速度。     

基于FPGA的改进型最小均方自适应时延估计器

提高时延估计器的运算速度和时延分辨力是实现垂直线阵水下被动声目标快速、精确定位的关键。将最小均方自适应时延估计算法中原有的按“滤波-误差更新-权系数更新”严格依次递进的顺序迭代运算,优化为只包含误差更新和权系数更新操作的全并行乘/加运算。改进后的自适应时延估计器结构紧凑,并未改变其误差收敛特性。消声水池缩比试验表明,基于现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array, FPGA)实现的改进型最小均方自适应时延估计器能够在不需要流水线或时序控制单元的前提下提高数据处理速度,且具有一定的抗噪声干扰性能。     

混杂交通微观仿真原型系统的验证

在混杂交通微观仿真原型系统的开发中，需要做大量实地研究工作，并且验证主要是验证交通参与者模型。考虑到这些特点，在借鉴现有仿真验证方案的基础上，为其验证制定了方案。验证方案包含5步：仿真用途确定、比较基准定义、概念模型验证、规则库验证、结果验证。在文章最后，给出了一个应用该验证方案的具体实例。     

基于FPGA的实时整数霍夫变换

为了解决霍夫变换计算量大、难以实时实现及峰值检测不准确的问题,提出一种适合在FPGA上实现的基于两阶段快速搜索算法的改进整数霍夫变换,并将其在FPGA中实现。首先,设计了一种基于该改进霍夫变换算法的流水线结构,能够在单个时钟周期内完成霍夫空间的参数计算和累加;接着,设定3个参数阈值,以寻找霍夫子空间中的局部极值;最后,确定全局极值,实现直线参数的提取。采用实际图像在FPGA中进行实验验证,结果表明提出的算法占用硬件资源较少,其准确率达到93%以上。     

基于SoC的孤立词语音识别算法的C语言仿真

研究了用C语言对孤立词语音识别算法进行了仿真,对每个算法的效率、时间复杂性、空间复杂性进行深入的讨论和分析,对语音识别算法FPGA的实现以及语音识别SoC的研究和设计提供了一个C语言行为级仿真设计原型。     

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。     

机载图像处理引擎实时仿真平台

针对航空电子系统中图像处理模块数字化设计的趋势,建立了一个完整的机载图像处理实时仿真平台。该平台以电子系统级设计（ESL）方法为基础,利用Handel-C语言将视频处理系统中关键算法模块抽象为知识产权核（intellectual property core）,同时进行系统级仿真与验证,并通过FPGA实现。解决了单纯用软件实现算法实时性差、难以协同设计验证的问题。座舱综合显示和视景增强子系统被用来作为案例在该平台上实现,验证了平台仿真的实时性。     

基于FPGA的4096点基-4 FFT模块的实现

现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray,FPGA)技术,具有集成高度、逻辑实现能力强等特点,已经成为数字系统设计的重要技术之一。数字脉冲压缩技术可靠性高,灵活性好,可编程,在现代雷达中广泛应用。快速傅里叶变换(fastFouriertransform,FFT)是一种实现数字脉冲压缩的高效、灵活的方法,也是实现雷达数字信号中重要技术。首先说明了基4FFT的基本知识,然后介绍了如何使用Xilinx的FPGA的来实现雷达信号处理机的数字脉压的核心———4096点FFT模块。     

基于FPGA的战术数据链中继传输复接技术

有效传输和分发遥控遥测、定位/导航、战场情报等信息对保障己方战术信息共享具有重要意义。为了节省信道资源,降低调制解调设备的复杂度,战术数据链数据中继传输复接系统在信息化战争中得到了广泛应用。针对机载设备体积小、重量轻、功耗低、信息传输效率高等要求,提出了一种基于现场可编程门阵列（field-programmable gate array, FPGA）的实现空中战术数据链中继传输数据复接的新方法。该方法在单片FPGA芯片的基础上,采用优化的硬件编程算法和结构,占用较少芯片资源;采用完全流水线的并行设计,满足高速战术信息实时处理的要求;FPGA内部采用模块化设计,具备开放性和灵活性,便于系统可重配置和升级;实例仿真验证表明,该模块能够有效地实现不同速率多种战术数据链中继传输的数据复接。     

多处理器NoC仿真平台

面向多媒体和无线通讯领域的多处理器片上系统(MPSoC)对通信带宽的要求与日俱增,于是片上网络(NoC)被提出来满足这种要求.在NoC设计初期,建立一个速度、精度满足要求,能支持设计空间探索的仿真平台显得尤为重要.采用SystemC建模和仿真环境,建立了一个完整的多处理器NoC仿真平台,包括处理器模型、通信结构模型、存储器模型和并行编程支持软件,并且提出了基于读平台的设计方法学和应用开发流程.在仿真平台支持下,面向各种应用的多处理器NoC设计空间探索和原型验证等研究变得不再困难.DCT、FFT和JPEG解码器三种算法被用来作为案例在该平台上实现,验证了以上提出的仿真平台及其设计方法学.     

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。     

通用一体化仿真平台软件的设计与实现

主要介绍了一个通用一体化仿真平台的概念模型和设计与实现技术方法。所开发的仿真平台既能对不同的工程和社会应用问题实现建模、仿真、分析和可视化,又能对一般工控过程系统进行实时仿真和监控,并且能支持其它仿真系统或与之进行数据交换和资源共享。 该仿真软件平台已成功地在一些实际工控系统的过程仿真与优化控制、辅助决策分析和教学仿真实验等方面得到应用,获得了较好的经济和社会效益。     

基于MATLAB的LTE仿真平台CoMP功能的设计与实现

以维也纳技术大学的LTE系统级仿真平台为基础,设计实现了多点协作传输(CoMP)功能。在原仿真平台上增加了三个模块:边缘用户判断模块,协作小区选择模块和资源分配模块。新增加的三个模块使用SINR门限法来判断边缘用户,采用用户选择协作小区方案以提高仿真平台的CoMP性能,并提出了新的资源分配方法解决了用户选择协作小区带来的资源分配冲突问题。模块化的设计使得平台可用自带的初始配置文件对三个模块进行统一配置,实现了与原平台的兼容,又降低了与原平台的耦合性,增加了可扩展性。此外增加了基站与用户进行CoMP时需要相互交互的信令。还增加了用户运动的动画演示,能直观有效地观察用户的移动和基站对用户进行CoMP的情况。最后对该CoMP功能进行仿真测试,结果与3GPP相关提案基本一致,证明了此功能的正确性和有效性。     

基于柔性总线的嵌入系统虚拟平台研究及实现

针对嵌入系统设计过程中普遍存在系统级仿真支持不够、硬件描述手段缺乏、仿真系统可移植性差等问题,提出并实现了一种基于柔性总线的嵌入系统虚拟平台。通过引入柔性总线设计概念,实现嵌入系统底层架构的柔化,在此基础上建立软/硬件协同设计及仿真集成环境和实时并发仿真控制台。平台采用面向实现模型的仿真机制,可迁移应用于不同设计抽象层次。     

铁道车辆动力学云平台架构设计及原型验证

现阶段铁道车辆动力学领域的基础仿真软件多为单机模式,基于单机模式开发追赶国外先进仿真软件短时间难以达到,鉴于此,提出一套基于云平台的自主可控的车辆系统动力学软件架构。依据车辆系统动力学理论,依托云服务,搭建拥有自动化流程建模、云计算、后处理分析等功能的平台。在此基础上建立拖车仿真模型,并与SIMPACK仿真计算结果进行对比研究车辆动力学性能,验证平台的可用性和可靠性。平台的实现在一定程度上可以替代常用的铁道车辆动力学软件,可为同类型软件的开发提供参考。     

网络控制系统仿真平台的设计与实现

已有NCS仿真平台采用单一的全数字仿真或半实物仿真方式,在灵活性或真实性方面具有一定的局限性。首先归纳理想NCS仿真平台所应具有的品质,然后以其为指导提出了一种新的NCS仿真平台的实现框架,并基于MATLAB、OPNET、VisualC 等软件平台和软件组件设计思想实现了仿真平台NCS-SP(NCS-SimulationPlatform)。NCS-SP突破时延小于一个采样周期的限制,提供不同模块的多种选择属性,从而克服已有平台的不足,增强了仿真平台的有效性和灵活性。最后,通过不同网络环境下的仿真试验分析了网络时延和丢包对系统性能的影响。     

基于虚拟维修仿真的维修性分析系统设计与实现

提出了基于虚拟维修仿真的堆修性分析系统的结构框架，并进行了系统的设计，系统主要由虚拟维修样机模块、维修仿真模块，维修性分析与评价模块以及系统管理模块等4个功能模块组成。在Jack软件平台下进行了系统开发。以某装备部件拆卸为例，对系统进行实例验证，达到设定目标。     

分布式多传感器信息融合仿真系统设计与实现

针对多传感器信息融合算法仿真验证应用背景,通过系统需求分析,提出了基于HLA的分布式仿真系统结构,通过构建实体模型,生成红蓝双方的兵力,配置多种典型剧情、作战平台、传感器,实现在全局意义下验证局部信息融合算法的效果.并对系统开发过程中的想定配置、雷达模型、传感器数据处理,软件集成进行了讨论.此项研究对于其他分布式仿真系统的设计和开发具有参考价值.     

基于Agent的分布仿真环境原型设计与实现

基于Agent的分布仿真是基于Agent的建模与仿真(ABMS)研究的重要内容。在提出的基于Agent的分布仿真软件框架和通信系统的基础上,利用Java语言和面向对象的方法实现了一个基于Agent的分布仿真环境原型系统ADSimE。对该分布式仿真环境的主要实现细节进行了阐述,给出了全系统的主要Agent类的UML设计图,重点阐述了保守策略仿真Agent类和乐观策略仿真Agent类的设计及处理流程。最后以闭合排队网络为例,说明了怎样在该环境下进行基于Agent的分布仿真应用的开发。