改进的并行积分算法低通滤波器的FPGA设计

对积分算法低通滤波器进行了理论分析,通过加Hamming窗对其进行了改进,使其频谱泄漏有了很大改善.分析了并行结构滤波器的实现方法以及可行性,在FPGA器件上对该算法实现并行设计,给出了硬件具体实现模块.从实验结果可以看出,这种改进滤波器实现结构的算法可以灵活地处理综合的面积和速度的约束关系,使最后的设计达到最优.     

高精度数字测速及动态位置检测算法

为提高伺服系统的反馈精度,讨论了针对增量式光栅编码器的常用数字测速方法的测量精度.提出了基于32位浮点运算和改进的M/T法的高精度数字测速及动态位置检测算法.并以高性能32位浮点型DSP和大容量FPGA实现了算法的软硬件结构和功能.结果表明该算法可以充分发挥增量式光栅编码器的动态连续测量能力和高频时标信号的内插作用,在整个测速范围内获得很高的测速精度和精度一致性,提高位置反馈的动态测量分辨率.对提高速度和位置反馈精度,改善伺服控制系统性能具有实际意义.     

一种新型的多DSP图像处理系统的设计与实现

提出并实现了基于TI的TMS320C6414多DSP的实时图像处理系统．该系统采用模块化设计和多总线结构,使用FPGA设计了一种LINKS作为DSP之间的专用图像传输通道,其传输速度可以达到3．2Gbit／s.使用DSP的McBSP构成命令通道,用以传输DSP之间的命令消息．既可以实现点对点的通信,也可以实现广播方式的通信,并且使该系统具有极强的可扩展性,而且可以实现拓扑结构的动态可重构．系统可以根据图像处理算法并行化结构的改变,通过编程实现流水线、SPMD或MPMD结构,以得到较高的并行化效率．     

一种FPGA实现的红外小目标检测算法

针对环形去最大中值滤波和帧间轨迹关联红外小目标检测算法流程与现场可编程门阵列(FPGA)并行不兼容的问题,对原有算法进行了并行化改进.主要从简化阈值计算、采用上一帧统计值进行自适应阈值分割和多帧检测循环三个方面进行了优化.在对检测性能影响较小的前提下,通过对算法结构进行优化,消除了算法中全局计算依赖,使其更适于FPGA进行算法实现.以FPGA实现优化后算法时,在80 MHz工作时钟下,处理2 800×2 800像素图像能够达到10帧/s的速度,满足大部分实时红外探测系统的要求.     

基于矩阵三角化分解的Cholesky分解及FPGA并行结构设计

矩阵运算是高性能计算中核心问题之一,矩阵分解是提高矩阵运算并行性的重要途径,飞速发展的FPGA为并行运算结构提供了有力的环境支持。该文基于子矩阵更新同一化算法实现了Cholesky分解,基于FPGA设计了相应的并行结构。实验结果表明:与通用处理器的软件实现相比,本文实现的Cholesky分解的FPGA并行结果在核心计算性能上可以取得10倍以上的加速比,该算法针对矩阵三角化计算过程具有更高的数据和流水并行性。     

基于NIOS嵌入式软核图像处理算法的研究

提出了一种在SOPC上自己配置系统并且基于FPGA可编程图像处理算法的设计方案.用户可以根据设计要求修改配置SOPC片上系统,采用自顶向下软硬件并行设计方案,并且图像处理结果通过VGA的IP核实时显示,系统设计好后,用户可以在Nios IDE下实现不同图像处理功能.     

合成孔径雷达回波信号实时生成算法的FPGA实现

本文着眼于高分辨率SAR模拟器的FPGA实现的算法研究,充分利用现代VLSI设计中的流水线技术与并行阵列技术以及超大规模集成电路FPGA的优良性能和丰富资源,在时间上采用同步流水结构、空间上采用并行阵列形式,将速度和容量问题统一为数据的高速生成问题,给出了SAR回波数学模型和硬件实现框图。     

直接序列扩频信号快速捕获

提出一种新的基于频域并行搜捕法的改进型快捕电路结构.该结构利用设计复用技术实现FFT单元和IFFT单元的复用;通过软件计算本地伪码FFT,并将其结果存储在ROM中,使硬件规模大幅减少;采用并行设计提高系统的运算速度;采用块浮点算法提高动态范围和运算精度.整个快捕电路由一块FPGA XC2V3000-5实现,工作时钟为29 ns,精度为1/4码片情况下,伪码捕获仅需4.145 ms.仿真和测试结果验证了设计的正确性.     

基于神经网络路径规划的硬件设计

传统路径规划算法在实时系统中存在速度慢等缺陷,笔者给出了路径规划算法的神经网络模型,并通过硬件描述语言在FPGA中得以实现.该算法充分发挥了FPGA的并行运算功能,稳定性好.     

基于AccelDSP的自适应滤波器设计

给出了一种自适应滤波器的设计和FPGA的实现方法.简要分析了最小均方误差(LMS)、归一化最小均方误差(NLMS)和延迟最小均方误差(DLMS)自适应滤波器的工作原理,指出了3种滤波器的区别和联系.详细介绍使用Xil-inx公司的AccelDSP高层次设计工具设计自适应滤波器的流程与方法,说明了可综合Matlab语言的结构特点,提高硬件使用效率的途径等设计细节,得到了设计代码和仿真结果.设计经过硬件时序仿真验证,可以在FPGA中直接实现.仿真结果说明,NLMS滤波器对于音频信号有很好的收敛特性,DLMS滤波器可以达到很高的工作频率设计.设计方法对于其它数字信号处理系统的设计和实现具有参考价值.设计过程表明AccelDSP工具可以显著地提升数字信号处理系统的设计效率.     

3G中一种改进的盲检测算法研究

研究了直扩—码分多址（DS-CDMA）系统中多址干扰（MAI）抑制技术的盲多用户检测算法,在加性高斯白噪声信道环境中,对该检测的最小均方（LMS）算法、递归最小二乘（RLS）算法及卡尔曼滤波算法的信干比及抗干扰性能通过计算机编程仿真进行了分析、研究,提出了一种改进型盲多用户检测LMS算法,并对其信干比及抗干扰性能用Matlabl语言进行了计算机编程仿真,仿真结果表明：改进型盲多用户检测LMS算法的信干比（SIR）稳态输出明显好于基本LMS算法。     

用模糊自适应滤波算法估计时延

为了对系统中的时延进行估计,基于MRAS结构、最小均方算法和模糊理论,利用系统的输入和输出数据,提出了自适应模糊滤波AFLMS算法。该算法的运算量比通常具有IIR形式的系统辨识算法小得多,且收敛快,便于实时应用。在各种最小均方算法中,μ因子决定算法的收敛速度和稳定性,然而它是难以选择的。采用模糊技术来确定μ因子,克服了其困难。采用PRBS作为输入测试信号,利用计算机和采样电路,对带有时延的系统的仿真结果说明了该算法的有效性。     

线性调制下LMS和RLS算法研究及仿真

利用MATLAB仿真软件对线性调制下LMS和RLS两种算法进行仿真,通过仿真比较了两种算法的收敛速度,对两种算法收敛后的误码率进行分析,研究了步长对LMS算法均方误差性能曲线的影响和遗忘因子对RLS算法性能曲线的影响．     

基于FPGA的车辆振动信号提取方法

为了从车辆复杂噪声背景中实时提取陀螺仪的有效振动信号,在分析弱信号特征提取方法的基础上,针对自适应滤波算法处理相关信号时收敛速度降低的缺点,提出一种适用于FPGA(Field Programmable Gata Array)的自适应步长LMS(Least Mean Square)算法.该算法通过建立步长和误差信号相关值...     

基于FPGA的电子节气门控制器硬件设计与实现

针对电子节气门控制系统对控制器的快速性、 低成本、 微型化等控制性能的要求, 通过现场可编程门阵列(FPGA: Field Programmable Gate Array)实现控制器的硬件设计, 在发展较为成熟的增量式PID(Proportional, Integral, Differential)算法基础上加入积分分离环节, 利用高级综合工具Catapult C实现了基于FPGA全硬件方案的积分分离PID控制器。设计制作了AD/DA采集板, 实现了基于FPGA的积分分离PID控制器与电子节气门之间的数据通信, 并进行了电子节气门的实物跟踪控制实验。实验结果表明, 基于FPGA的全硬件积分分离PID控制器实现了电子节气门跟踪控制, 提高了控制器的运算精度。     

基于FPGA的自适应均衡器设计与实现

在对LMS算法进行MATLAB仿真的基础上,采用硬件描述语言VHDL和FPGA完成LMS自适应算法的硬件实现。自适应均衡器的设计采用自上向下的设计思想、串并行相结合的流水线操作方法、定点运算方法,在Quartus II 4.1平台和Stratix II系列芯片上进行了综合和仿真。结果表明,该设计结果符合要求,能实现自适应过程。     

基于LMS的AUV空间避障模拟方法研究

为了模拟自主式水下航行器（AUV）在复杂海洋环境中对未知环境的感知以及避障过程,设计了AUV空间避障模拟试验系统．介绍了模拟平台的硬件结构和参数设计,应用激光测距系统（LMS）模拟水下声纳,建立了AUV空间避障仿真环境,设计了基于Q—Learning的避障算法,并完成了模拟试验．试验结果表明：AUV空间避障模拟平台可以较真实地反映AUV在水下复杂环境中的空间运动,避障算法可行有效．     

基于箕舌线函数的变步长自适应均衡的研究

影响数字通信信道质量的一个主要因素是码间串扰,目前传输中克服码间串扰的主要技术手段是自适应信道均衡。针对传统LMS算法步长固定,收敛速度、时变系统的跟踪能力和稳态失调之间存在的很大矛盾,该文研究了箕舌线函数对传统LMS算法进行优化后,利用MATLAB仿真软件对改进后的自适应均衡算法进行普通信道中的仿真分析,进而证明改进后的算法有效的提高了函数的收敛速度,降低了稳态误差。     

一种改进的LMS Newton算法及分析

详细论述了对常规LMS Newton算法的改进算法,通过建立步长因子μ与误差信号e（n）之间的非线性函数关系,提出经过修正的新的变步长自适应滤波算法;详细分析了修正算法中的若干因子对算法的影响及在不同IP环境下的表现,表明该算法具有传统固定步长LMS算法计算量小、稳定性好、简单、易于实时处理等优点;理论分析及计算机仿真结果表明,其收敛速度及稳定性优于修正SVSLMS算法。