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文章速递基于FPGA硬件描述语言实现SLIP协议设计 认领
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作者 陈继海 熊海军 《单片机与嵌入式系统应用》 2021年第5期59-61,共3页
本文介绍了SLIP通信协议的组成部分,以及串口通信在MCU和PC机间的解析方式。通过分析与实践发现,使用传统C语言设计SLIP协议占用代码空间及数据空间都较大,本文提出了一种基于FPGA硬件描述语言实现SLIP协议的设计方案,效率高,资源占用少... 本文介绍了SLIP通信协议的组成部分,以及串口通信在MCU和PC机间的解析方式。通过分析与实践发现,使用传统C语言设计SLIP协议占用代码空间及数据空间都较大,本文提出了一种基于FPGA硬件描述语言实现SLIP协议的设计方案,效率高,资源占用少,可灵活移植于各型号的FPGA中。 展开更多
关键词 SLIP通信 串口通信 硬件描述语言 FPGA
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文章速递采用RS编码的改进高速数据传输平台实现 认领
2
作者 严紫薇 陈少华 张宝朋 《单片机与嵌入式系统应用》 2021年第5期79-83,共5页
为了满足部分工业控制系统的高速、单向数据传输需求,基于Aurora协议和PCIE接口设计了高速数据传输平台,在AX7325开发板上完成逻辑电路设计和实验仿真。采用RS编码技术,改善了单向传输中高误码率和数据包丢失的情况,并实现了多个RS编译... 为了满足部分工业控制系统的高速、单向数据传输需求,基于Aurora协议和PCIE接口设计了高速数据传输平台,在AX7325开发板上完成逻辑电路设计和实验仿真。采用RS编码技术,改善了单向传输中高误码率和数据包丢失的情况,并实现了多个RS编译码单元并行处理的管理控制。经过仿真和板级实验,所设计的改进高速数据传输平台可满足传输速率要求,性能稳定,误码率低。 展开更多
关键词 FPGA Aurora协议 光纤通信 PCIE接口
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文章速递基于FPGA的高速公路机电设备智能监测系统 认领
3
作者 郑梽浩 《电子测量技术》 北大核心 2021年第2期27-31,共5页
针对高速公路机电设备维护过程中人工效率低、管理不够精确的问题,设计一种基于FPGA的高速公路机电设备智能监测系统。首先,该系统以FPGA为主控芯片,结合STM32模块对设备状态信息进行多种传感器数据采集,其中传感器输出的信号利用放大... 针对高速公路机电设备维护过程中人工效率低、管理不够精确的问题,设计一种基于FPGA的高速公路机电设备智能监测系统。首先,该系统以FPGA为主控芯片,结合STM32模块对设备状态信息进行多种传感器数据采集,其中传感器输出的信号利用放大滤波电路进行了调理。其次,利用分层卷积深度学习对采集到获得机电设备状态数据进行分析。通过残差网络替换传统的特征提取网络并建立候选区域的损失函数模型,实现了机电设备故障智能监测。实验结果表明,相比其他监测方法,该系统在噪声干扰下的故障漏警率得到大幅降低,仅为0.16%,满足了自动化管理工作的需求。 展开更多
关键词 公路机电 设备智能监测 FPGA STM32 卷积神经网络
基于FlexRay总线的机载公共设备管理计算机设计 认领
4
作者 刘卫华 张波 +2 位作者 张浩 许亚星 梁波 《航空计算技术》 2021年第1期94-98,共5页
针对传统机载公共设备管理计算机可靠性提升与小、低、轻的设计需求,提出一种基于FlexRay总线的高可靠、模块化系统架构,规划了基于FPGA与MFR4310的通用FlexRay总线通信单元的软硬件方案,完成了CPU模块与接口功能模块的软硬件设计,并搭... 针对传统机载公共设备管理计算机可靠性提升与小、低、轻的设计需求,提出一种基于FlexRay总线的高可靠、模块化系统架构,规划了基于FPGA与MFR4310的通用FlexRay总线通信单元的软硬件方案,完成了CPU模块与接口功能模块的软硬件设计,并搭建公共设备管理计算机测试环境。测试结果表明:基于FlexRay总线架构的新型公共设备管理计算机,可大幅提升功能模块间数据通信的可靠性与时间确定性,减小了产品的体积重量,为公共设备管理计算机功能与性能提升提供了有效的解决方案。 展开更多
关键词 公共设备管理计算机 FLEXRAY总线 FPGA MFR4310
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一种自适应可重构通用浮点加速器的设计 认领
5
作者 余振波 聂言硕 +1 位作者 宋宇鲲 侯宁 《微电子学与计算机》 北大核心 2021年第1期89-94,共6页
用加速器因其专业性过强往往缺乏一定的灵活性,在处理不同类型的应用时不可避免的导致能效比的下降.本文设计了一款自适应可重构浮点加速器,它可以根据计算任务需求和可重构计算资源使用情况,在运行时将计算任务映射到可重构计算资源,... 用加速器因其专业性过强往往缺乏一定的灵活性,在处理不同类型的应用时不可避免的导致能效比的下降.本文设计了一款自适应可重构浮点加速器,它可以根据计算任务需求和可重构计算资源使用情况,在运行时将计算任务映射到可重构计算资源,具有自适应可重构的能力.该浮点加速器整体采用"RISC-V+可重构浮点运算单元"的架构,可重构浮点运算单元由一系列粗粒度浮点运算器构成,负责具体的浮点计算.该设计在Xilinx Ultrascale XCVU440FPGA芯片上进行了原型验证,结果表明,该浮点加速器具有较广的应用面,运算效率高,算法适应性强. 展开更多
关键词 可重构 浮点加速器 RISC-V 高密度计算 FPGA
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基于FPGA的暗通道白平衡算法设计与实现 认领
6
作者 王超 甄国涌 单彦虎 《电子技术应用》 2021年第2期77-80,91,共5页
为确保系统实时性以及解决完美反射法在曝光环境中失效的问题,提出一种基于FPGA的暗通道自动白平衡校正算法。通过彩色图像暗通道光线透射率分布情况,选取参考像素点实现偏色像素点自动白平衡校正。实验结果表明,暗通道自动白平衡算法使... 为确保系统实时性以及解决完美反射法在曝光环境中失效的问题,提出一种基于FPGA的暗通道自动白平衡校正算法。通过彩色图像暗通道光线透射率分布情况,选取参考像素点实现偏色像素点自动白平衡校正。实验结果表明,暗通道自动白平衡算法使用FPGA校正可以满足整个系统的实时性要求和消除过度曝光环境影响;同时可以使其有效应用于动态场景中。 展开更多
关键词 自动白平衡 暗通道 完美反射法 FPGA
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一种共形阵星地通信地面接收波束形成器设计 认领
7
作者 田靖才 徐达龙 王昊 《无线电工程》 2021年第1期49-57,共9页
为了满足卫星和地面实现通信的需求,设计了一种共形阵的星地通信面接收波束形成器。采用球面阵圆极化天线的形式,在FPGA平台上完成信号处理。系统可以完成对信号的接收、下变频和数字波束形成等功能。系统内置整套卫星定位和数字波束形... 为了满足卫星和地面实现通信的需求,设计了一种共形阵的星地通信面接收波束形成器。采用球面阵圆极化天线的形式,在FPGA平台上完成信号处理。系统可以完成对信号的接收、下变频和数字波束形成等功能。系统内置整套卫星定位和数字波束形成算法,可根据上位机给出的星历平根数据,自主完成实时计算卫星位置、波束指向角度和权系数,可同时完成6个波束的形成。实现了方位范围全覆盖,俯仰覆盖75°范围的空间大范围波束扫描。天线拥有左旋右旋双通道,可以根据发射信号的极化方式选择其中一种通道进行数字波束形成,增强了抗干扰性能。实验结果表明,接收站性能良好,在暗场测试环境下,理论性能最差的角度上的G/T值可达到-13.2 dB/K,可满足星地通信的需求。 展开更多
关键词 共形阵 FPGA 数字波束形成 星地通信 阵列信号处理
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4G通信技术的FPGA远程更新系统设计 认领
8
作者 郝国锋 邵春伟 沈小波 《单片机与嵌入式系统应用》 2021年第2期5-7,共3页
为了解决在恶劣环境、偏远地区等特殊场合的FPGA远程更新问题,提出了一种基于4G无线通信技术的FPGA远程更新系统设计方法。应用4G无线通信模块实现了更新控制器的通信组网,远程控制器通过4G网络与更新控制器建立通信连接,下发控制命令实... 为了解决在恶劣环境、偏远地区等特殊场合的FPGA远程更新问题,提出了一种基于4G无线通信技术的FPGA远程更新系统设计方法。应用4G无线通信模块实现了更新控制器的通信组网,远程控制器通过4G网络与更新控制器建立通信连接,下发控制命令实现FPGA的远程更新。通过实际测试验证了新方法的可行性、正确性,有效弥补了传统更新方法布线复杂、效率低、距离短等不足,提高了设备维护效率、降低了维护成本,对工程应用具有重大意义。 展开更多
关键词 嵌入式系统 FPGA XC7K325T 2FFG676I 4G无线网络 远程更新
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基于FPGA的IRIG-B DC码编码设计与应用 认领
9
作者 陈言 蒋琪 王逸伦 《无线互联科技》 2021年第2期64-65,共2页
IRIG-B码授时是一种较为通用的时间同步方式,在一定条件下,IRIG-B码授时相对于GPS授时具有更高的可靠性和稳定性。文章提出了基于单片机和FPGA硬件平台的IRIG-B码时间同步方法,首先采用单片机对固定格式的消息进行一系列信息提取,再利用... IRIG-B码授时是一种较为通用的时间同步方式,在一定条件下,IRIG-B码授时相对于GPS授时具有更高的可靠性和稳定性。文章提出了基于单片机和FPGA硬件平台的IRIG-B码时间同步方法,首先采用单片机对固定格式的消息进行一系列信息提取,再利用FPGA对信息进行转换后输出特定波形。文章方案得到的FPGA输出的波形与理论结果完全一致且同步速度较快,证明IRIG-B授时方案的正确性和可行性。 展开更多
关键词 IRIG-B码 授时 FPGA
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基于FPGA的CNN图像识别加速与优化 认领
10
作者 齐延荣 周夏冰 +1 位作者 李斌 周清雷 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2021年第4期205-212,共8页
目前,CNN已广泛应用于许多应用场景中,包括图像分类、语音识别、视频分析、文档分析等。由于CNN计算密集,常以GPU进行加速,但GPU功耗高,不适用于CNN推理阶段。基于此,文中研究了基于FPGA的CNN图像识别加速与优化的应用方法,利用Intel F... 目前,CNN已广泛应用于许多应用场景中,包括图像分类、语音识别、视频分析、文档分析等。由于CNN计算密集,常以GPU进行加速,但GPU功耗高,不适用于CNN推理阶段。基于此,文中研究了基于FPGA的CNN图像识别加速与优化的应用方法,利用Intel FPGA提供的OpenCL SDK,在FPGA板卡上设计并优化了CNN前向模型。首先,针对计算量问题,通过功能模块划分,充分发挥FPGA的高计算效能优势。其次,优化核心算法,提高运行速度;分析特征图处理操作,利用参数共享策略降低数据存储量;采用通道传输数据,减少访问片外存储次数。最后,对数据缓存、数据流、循环进行优化设计,缓解了FPGA片上的资源限制;通过量化参数降低FPGA内存资源占用量。实验结果表明,FPGA具有较低的功耗,CPU的功耗是其2.1倍,而GPU的功耗是其6.5倍;与近年来相关领域文献中提出的方法相比,所提方法具有较高的吞吐量和计算性能。 展开更多
关键词 CNN FPGA 图像识别 OPENCL 模块划分 数据流优化
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嵌入式平台下红外图像坦克目标识别的实现方法 认领
11
作者 王磊 关英 +2 位作者 孟志敏 郝永平 徐九龙 《兵器装备工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期132-137,共6页
针对战场环境下红外图像中坦克目标在嵌入式系统中的快速识别,提出一种改进的HOG特征提取结合AdaBoost分类算法的红外图像坦克目标识别实现方法。为了便于在ARM/FPGA嵌入式平台实现,该方法根据FPGA的计算特性对HOG特征提取算法进行优化... 针对战场环境下红外图像中坦克目标在嵌入式系统中的快速识别,提出一种改进的HOG特征提取结合AdaBoost分类算法的红外图像坦克目标识别实现方法。为了便于在ARM/FPGA嵌入式平台实现,该方法根据FPGA的计算特性对HOG特征提取算法进行优化设计,克服FPGA不适合的除法运算与反正切运算带来弊端。为验证算法的有效性,通过软硬协同设计的方法搭建了嵌入式系统,开发了ARM/FPGA样机,采集坦克目标的红外样本数据,在不同平台开展了目标识别实验。实验结果表明:改进后的算法在保证识别率的基础上,单张图片的处理时间平均为52ms,大幅地提高了运算速度。 展开更多
关键词 红外图像 坦克目标识别 FPGA 嵌入式系统
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一种频率自适应欠采样电路的设计及FPGA实现 认领
12
作者 裴永浩 苏淑靖 《电子器件》 CAS 北大核心 2021年第1期81-85,共5页
针对数字式锁相环前端A/D单元中,采样时钟在锁相环锁定前存在动态变化的问题,利用16位ADC器件AD7626的特点设计了一种基于FPGA的频率自适应欠采样电路,提出了频率自适应的时序控制策略,解决了FPGA时序控制驱动程序对输入采样信号频率变... 针对数字式锁相环前端A/D单元中,采样时钟在锁相环锁定前存在动态变化的问题,利用16位ADC器件AD7626的特点设计了一种基于FPGA的频率自适应欠采样电路,提出了频率自适应的时序控制策略,解决了FPGA时序控制驱动程序对输入采样信号频率变化的自适应问题。动态欠采样频率下对时基信号进行采样的实验测试结果表明,采集信号频率与理论一致,设计采样电路具有频率自适应特性。 展开更多
关键词 欠采样 奈奎斯特定律 频率自适应 时序控制 FPGA
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图像特征匹配算法的FPGA实现 认领
13
作者 陈超 《电子器件》 CAS 北大核心 2021年第1期103-107,共5页
图像特征匹配算法是对同一场景不同条件下所获取的两幅图像进行特征提取的过程,目前被广泛应用于多个领域。针对传统匹配算法存在的实时性差、准确度不高、环境适应能力弱等问题,本设计提出了基于FPGA开发平台实现的SIFT算法。匹配结果... 图像特征匹配算法是对同一场景不同条件下所获取的两幅图像进行特征提取的过程,目前被广泛应用于多个领域。针对传统匹配算法存在的实时性差、准确度不高、环境适应能力弱等问题,本设计提出了基于FPGA开发平台实现的SIFT算法。匹配结果表明:该算法对于图像的旋转、光照、仿射、尺度等具有良好的不变性,能满足特征匹配的需求,存在一定的实际应用价值。 展开更多
关键词 图像特征匹配 SIFT算法 特征点 FPGA
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基于FPGA的实时视频边缘检测系统 认领
14
作者 隋旭阳 陈卓 +1 位作者 刘议聪 李亚南 《兵工自动化》 2021年第2期58-60,80,共4页
为解决Canny算法计算量大、耗时长以及在视频边缘检测系统应用中实时性较差的问题,提出一种基于FPGA的Canny算法硬件加速设计。以模板代替卷积运算,以流水线形式对系统结构进行改进和优化,给出实时视频边缘检测系统,并对相机原图、Sobel... 为解决Canny算法计算量大、耗时长以及在视频边缘检测系统应用中实时性较差的问题,提出一种基于FPGA的Canny算法硬件加速设计。以模板代替卷积运算,以流水线形式对系统结构进行改进和优化,给出实时视频边缘检测系统,并对相机原图、Sobel与Canny处理图进行实验分析。结果表明:该系统能实时高效处理复杂图像的边缘,既能节约硬件资源又能大幅提升处理速度。 展开更多
关键词 FPGA CANNY 边缘检测 实时图像采集
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基于ZYNQ的高清图像显示及检测系统设计 认领
15
作者 林振钰 张志杰 刘佳琪 《计算机测量与控制》 2021年第2期30-34,39,共6页
针对当前基于ARM和DSP的嵌入式图像处理系统前端采集速度慢和图像处理算法不易加速的缺点,设计了一种基于HDMI接口的全高清(分辨率1920×1080)实时视频采集与图像处理系统;采用500万像素级别CMOS摄像头作为前端数据源,主芯片内部采... 针对当前基于ARM和DSP的嵌入式图像处理系统前端采集速度慢和图像处理算法不易加速的缺点,设计了一种基于HDMI接口的全高清(分辨率1920×1080)实时视频采集与图像处理系统;采用500万像素级别CMOS摄像头作为前端数据源,主芯片内部采用ARM+FPGA的异构架构,兼备FPGA的并行处理能力与ARM处理器任务调度功能;基于AXI协议设计了自定义数据存储传输的IP核,实现了处理速度与带宽最大化;利用HLS工具将图像预处理算法快速打包生成IP核,在FPGA中实现图像算法的硬件加速,完成图像处理系统平台原型机的设计;与传统的PC机和相机的机器视觉平台相比,该系统运行平均耗时在10 ms以内,实时检测效果令人满意,有效解决了低功耗与高数据带宽和处理速度之间的矛盾,为后端结果分析和边缘加速提供了良好支持。 展开更多
关键词 ZYNQ芯片 图像处理 实时性 ARM处理器 FPGA Vivado HLS
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一种高压开关综合数据采集与监测系统设计 认领
16
作者 侯建华 刘雪芬 张凯 《计算机测量与控制》 2021年第4期19-24,共6页
高压开关是电力系统中实现电路分合控制的重要电力装备,对高压开关进行在线监测可以实时监测其运行状态,进而为故障诊断、预测、电寿命、绝缘等分析提供数据来源,可以提高高压开关整体运行可靠性和减少故障时间;数据采集与监测装置是实... 高压开关是电力系统中实现电路分合控制的重要电力装备,对高压开关进行在线监测可以实时监测其运行状态,进而为故障诊断、预测、电寿命、绝缘等分析提供数据来源,可以提高高压开关整体运行可靠性和减少故障时间;数据采集与监测装置是实现这种在线监测功能的核心装置,基于FPGA+STM32双处理器架构的高速数据采集系统,利用FPGA灵活的可编程特性实现高速并行数据采集,利用STM32微控制器强大的处理能力和丰富的外围接口实现数据处理、控制和传输,FPGA和STM32之间通过FSMC接口实现快速数据交换;装置采集了高压开关设备多个传感器数据,通过工业串口液晶屏作为本地人机交互界面,同时以太网接口通过TCP协议上传数据给远端,实现了高压开关运行状态的在线监测。 展开更多
关键词 高压开关 STM32 FPGA FSMC 串口通信 TCP 人机界面
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航空发动机高速振动智能检测监控系统设计与实现 认领
17
作者 谭卫娟 《计算机测量与控制》 2021年第4期25-29,共5页
设计了一种航空发动机高速振动智能检测监控系统,系统采用CPCI和模块化架构实现;针对航空发动机高速振动信号的特征,设计了基于DSP的信号采集与处理模块,实现同步采集多路振动信号并进行数据处理;利用FPGA和PowerPC设计信号智能检测与... 设计了一种航空发动机高速振动智能检测监控系统,系统采用CPCI和模块化架构实现;针对航空发动机高速振动信号的特征,设计了基于DSP的信号采集与处理模块,实现同步采集多路振动信号并进行数据处理;利用FPGA和PowerPC设计信号智能检测与数据记录模块;通过多线程DSP软件实现振动数据的智能检测和监控;试验测试和验证结果表明,系统满足飞行安全实时检测监控工程应用的需求。 展开更多
关键词 航空发动机 高速振动 智能检测监控 DSP FPGA POWERPC
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基于FPGA的圆光栅角度动态测量电路研制 认领
18
作者 陆胤桦 朱维斌 +1 位作者 黄垚 薛梓 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2021年第3期35-39,共5页
文中针对静态测量的角度输出值无法表征圆光栅运动中当前时刻的位置这一问题,就圆光栅动态角度测量开展研究,在分析动态测角中延时误差的存在原因的基础上,提出了基于代数导数法的补偿方案。文中在FPGA上开发了适用于圆光栅动态角度测... 文中针对静态测量的角度输出值无法表征圆光栅运动中当前时刻的位置这一问题,就圆光栅动态角度测量开展研究,在分析动态测角中延时误差的存在原因的基础上,提出了基于代数导数法的补偿方案。文中在FPGA上开发了适用于圆光栅动态角度测量的电路,重点阐述了电路中硬件资源和测量精度间矛盾的解决方案。搭建基于FPGA的动态角度测量电路验证系统,通过函数信号发生器产生变化的信号源来模拟光栅动态测角过程,实验结果证明,在各种运动工况下,补偿后的测量误差均处于-0.07″~0.07″范围内,证明了延时误差补偿方案对于圆光栅动态角度测量的有效性,能够有效提高动态角度测量精度。 展开更多
关键词 动态 延时误差 代数导数法 FPGA 圆光栅 角度测量
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基于RS422+LVDS高速长线通信的设计与实现 认领
19
作者 李建翔 王洪凯 +2 位作者 杨玉华 刘东海 李秋媛 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2021年第3期40-44,96,共6页
为了改善高速数据长距离传输时可靠性低的问题,文中提出了一种软硬件相结合的数据传输方案。该设计在指令下发和状态返回的电路中采用RS422接口电路,并选用ADM2682E磁隔离芯片,在保证可靠性的前提下极大简化电路;在数据传输中采用LVDS... 为了改善高速数据长距离传输时可靠性低的问题,文中提出了一种软硬件相结合的数据传输方案。该设计在指令下发和状态返回的电路中采用RS422接口电路,并选用ADM2682E磁隔离芯片,在保证可靠性的前提下极大简化电路;在数据传输中采用LVDS接口电路,选用SN65LV1023A串化器以及SN65LV1224B解串器,并配合驱动器和均衡器进行驱动和补偿,使得信号能够进行高速远距离传输。为了提高抗干扰性能,还在嵌入式软件的指令模块增加校验字环节,提高指令识别的可靠性;数据传输中采用半字节CRC校验的方法,降低误码率。经验证,此方案能够在90 m长的电缆中实现240 Mbit/s的零误码传输,稳定可靠,满足任务要求。 展开更多
关键词 FPGA RS422串行接口 低电压差分信号 半字节循环冗余校验 校验字
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含毫米波高速成像系统的数据接收设计研究 认领
20
作者 麻悦 《电子设计工程》 2021年第3期171-174,共4页
随着毫米波成像技术越来越成熟,用于物体的成像探测工作也被运用到各类安检系统中,由于毫米波具有全天候的工作特点,可以避免检测的间断性,但由于系统比较复杂,对于高速成像系统往往会采用FPGA器件,进行大数据量的传输和处理。文中介绍... 随着毫米波成像技术越来越成熟,用于物体的成像探测工作也被运用到各类安检系统中,由于毫米波具有全天候的工作特点,可以避免检测的间断性,但由于系统比较复杂,对于高速成像系统往往会采用FPGA器件,进行大数据量的传输和处理。文中介绍了黑体辐射理论,针对高速成像的数据接收,采用了Altera系列的FPGA器件,通过AD采样处理的毫米波信号数据接收处理的试验,得出了高效率地完成数据接收的结果。系统搭建完成后,通过仿真与测试,可以克服传统的数据接收单元的灵活性低,功耗大的特点,通过设计数据接收的16个通道,数据采集单元在进入扫描模式时对每个通道均采样210个点,可以进行高速的数据接收。对于毫米波成像系统接收单元的设计体现了积极的研究意义,为该领域的发展提供了思路。 展开更多
关键词 毫米波 FPGA 数据接收 高速成像
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