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基于SoC FPGA的心电信号检测系统设计 被引量:11
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作者 江培海 黄启俊 +2 位作者 常胜 王豪 何进 《传感器与微系统》 CSCD 2016年第2期74-77,共4页
设计实现了一种基于片上系统现场可编程门阵列(So C FPGA)的心电信号(ECG)检测系统。系统通过具有高输入阻抗、高共模抑制比和低噪声的前置采集放大电路,实现心电信号的拾取和预处理。通过基于So C FPGA的硬件平台和移植的嵌入式Linux... 设计实现了一种基于片上系统现场可编程门阵列(So C FPGA)的心电信号(ECG)检测系统。系统通过具有高输入阻抗、高共模抑制比和低噪声的前置采集放大电路,实现心电信号的拾取和预处理。通过基于So C FPGA的硬件平台和移植的嵌入式Linux开发环境的软硬协同设计方式,完成了心电信号的A/D转换、VGA显示、Micro SD卡数据存储和心电信号算法处理,能够对心电信号进行小波分析和QRS波检测,实现了对心电信号的采集、显示、存储和处理。 展开更多
关键词 片上系统现场可编程门阵列 心电信号 Linux 小波分析 QRS波检测
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基于FPGA面向多媒体处理的MPSoC 被引量:1
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作者 李晶皎 陆振林 +1 位作者 王爱侠 王骄 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期486-490,共5页
针对嵌入式单核处理器处理速度慢及主频提升受限等问题,提出了嵌入式双核处理器(two-cores embedded processor,TEP)模型.针对处理器运行时对存储器的依赖和分配问题,提出了基于非统一存储结构模拟分布式存储结构的方案;针对多核间对共... 针对嵌入式单核处理器处理速度慢及主频提升受限等问题,提出了嵌入式双核处理器(two-cores embedded processor,TEP)模型.针对处理器运行时对存储器的依赖和分配问题,提出了基于非统一存储结构模拟分布式存储结构的方案;针对多核间对共享数据存储器的访存问题,给出了从属单元的仲裁机制,实现了共享资源的访问;针对面向多媒体应用的多核处理器间传输数据量大及通讯开销高的问题,提出了基于消息数据分离的传输方案.系统在FPGA平台进行了实现和验证,测试结果表明,TEP系统以较少的资源消耗和通讯开销获得了大加速比的性能. 展开更多
关键词 片上多处理器 嵌入式双核处理器 非统一存储结构 fpga 消息数据分离
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基于SoC FPGA硬件并行化计算的配电网电压控制技术 被引量:5
3
作者 党皓天 刘东 +3 位作者 陈飞 赵现平 刘斯扬 王宏宇 《电力工程技术》 北大核心 2022年第3期39-47,91,共10页
随着主动配电网以及物联网技术的发展,无功设备的接入呈现复杂化和边缘化趋势,电压控制的相关计算也向边缘计算发展。由于算力受限,边缘终端纯软件式的计算所需时间较长,无法满足控制的实时性要求。针对此问题,文中提出一种基于片上系... 随着主动配电网以及物联网技术的发展,无功设备的接入呈现复杂化和边缘化趋势,电压控制的相关计算也向边缘计算发展。由于算力受限,边缘终端纯软件式的计算所需时间较长,无法满足控制的实时性要求。针对此问题,文中提出一种基于片上系统现场可编程门阵列(SoC FPGA)硬件并行化计算的配电网电压控制策略。首先,设计基于SoC FPGA的软硬件计算框架;然后,对配电网电压控制模型及遗传算法求解方法做出适用于FPGA计算的针对性改进;最后,分模块设计FPGA硬件求解结构。算例场景验证表明,相比于边缘终端纯软件式的求解方式,文中所提策略在电压越下限、电压越上限场景的平均求解效率分别提高了2.41倍和2.15倍,可有效提升电压控制的实时性。 展开更多
关键词 主动配电网 电压控制 边缘计算 片上系统现场可编程门阵列(soc fpga) 并行计算 遗传算法
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基于FPGA的动态部分可重构智能I/O接口设计与实现 被引量:11
4
作者 徐健 李贺 +1 位作者 龚东磊 方明 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期14-20,共7页
由ASIC芯片实现的总线接口中,存在装备计算机配置冗杂、软硬件升级不灵活、芯片垄断和停产、体积功耗瓶颈日趋明显等问题。为此,基于Xilinx公司的ZYNQ-7000系列现场可编程门阵列,设计部分可重构的智能I/O接口。采用可编程片上系统技术,... 由ASIC芯片实现的总线接口中,存在装备计算机配置冗杂、软硬件升级不灵活、芯片垄断和停产、体积功耗瓶颈日趋明显等问题。为此,基于Xilinx公司的ZYNQ-7000系列现场可编程门阵列,设计部分可重构的智能I/O接口。采用可编程片上系统技术,基于Vivado2014.4和Peta Linux开发环境和开发工具,以RS232,RS422,CAN总线接口为例,通过TCP/IP网络数据包切换总线接口配置指令,动态切换对应的局部比特流文件,以按需通信方式实现各接口的实际配置。仿真实验结果表明,部分可重构技术与片上系统技术的结合使得产品设计流程更加灵活,可降低产品对硬件的依赖度和更新换代的成本,减小资源和功耗的消耗,在一定程度上提升产品的安全性及可靠性。 展开更多
关键词 现场可编程门阵列 片上系统 Vivado工具 PetaLinux环境 部分可重构 总线接口
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SRAM型FPGA单粒子辐照试验系统技术研究 被引量:5
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作者 孙雷 段哲民 +1 位作者 刘增荣 陈雷 《计算机工程与应用》 CSCD 2014年第1期49-52,共4页
单粒子辐射效应严重制约FPGA的空间应用,为提高FPGA在辐射环境中的可靠性,深入研究抗辐射加固FPGA单粒子效应评估方法,设计优化单粒子效应评估方案,开发相应的评估系统,提出基于SRAM时序修正的码流存储比较技术和基于SelectMAP端口配置... 单粒子辐射效应严重制约FPGA的空间应用,为提高FPGA在辐射环境中的可靠性,深入研究抗辐射加固FPGA单粒子效应评估方法,设计优化单粒子效应评估方案,开发相应的评估系统,提出基于SRAM时序修正的码流存储比较技术和基于SelectMAP端口配置回读技术。借助国内高能量大注量率的辐照试验环境,完成FPGA单粒子翻转(SEU)、单粒子闩锁(SEL)和单粒子功能中断(SEFI)等单粒子效应的检测,试验结果表明,该方法可以科学有效地对SRAM型FPGA抗单粒子辐射性能进行评估。 展开更多
关键词 现场可编程门阵列(fpga) 空间辐射 单粒子效应 回读 静态随机存储器(SRAM) field programmable gate array(fpga) Static Random Access Memory(SRAM)
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基于FPGA的SM3算法优化设计与实现 被引量:30
6
作者 王晓燕 杨先文 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第6期244-246,共3页
介绍SM3密码杂凑算法的基本流程,基于现场可编程门阵列(FPGA)平台,设计SM3算法IP核的整体架构,对关键逻辑进行优化设计。选用Cyclone系列器件作为目标器件,与现有算法进行实现比较,结果表明SM3算法IP核耗费较少的逻辑单元和存储单元,具... 介绍SM3密码杂凑算法的基本流程,基于现场可编程门阵列(FPGA)平台,设计SM3算法IP核的整体架构,对关键逻辑进行优化设计。选用Cyclone系列器件作为目标器件,与现有算法进行实现比较,结果表明SM3算法IP核耗费较少的逻辑单元和存储单元,具有最高的算法效率,可为密码片上系统产品的开发提供算法引擎支持。 展开更多
关键词 密码杂凑算法 片上系统 关键路径 IP核 现场可编程门阵列
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基于FPGA的图像采集与VGA显示系统 被引量:45
7
作者 朱奕丹 方怡冰 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2011年第5期1258-1261,1264,共5页
针对传统的PCI图像采集卡的弊端,利用Altera公司的DE2开发平台,设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的图像采集与VGA显示系统。该系统以嵌入了NiosⅡ软核的可编程逻辑芯片FPGA作为控制器,以图像传感器、数字存储器、视频D/A转换器、VGA显... 针对传统的PCI图像采集卡的弊端,利用Altera公司的DE2开发平台,设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的图像采集与VGA显示系统。该系统以嵌入了NiosⅡ软核的可编程逻辑芯片FPGA作为控制器,以图像传感器、数字存储器、视频D/A转换器、VGA显示接口等作为FPGA外设,利用可编程片上系统(SOPC)技术实现对FPGA及其外设的编程与控制,最终实现对实时图像的采集、处理与显示。设计结果表明,利用SOPC技术实现的电子系统具有设计方法灵活高效、可移植性强、易于实现高速数据采集、通用性好等优势。 展开更多
关键词 可编程片上系统技术 现场可编程门阵列 DE2 NiosⅡ CMOS图像传感器 视频D/A转换器 VGA显示接口
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基于MPSoC的遥感图像目标检测算法硬件加速研究 被引量:7
8
作者 李强 武文波 何明一 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2022年第1期58-68,共11页
遥感图像目标实时检测是遥感应用领域的关键技术问题之一。深度神经网络遥感图像目标检测准确率高,但此类网络通常结构复杂、参数多、计算量大,对计算资源和存储的需求较高,设计轻量化软硬件系统实现星载边缘端部署较为困难。针对上述问... 遥感图像目标实时检测是遥感应用领域的关键技术问题之一。深度神经网络遥感图像目标检测准确率高,但此类网络通常结构复杂、参数多、计算量大,对计算资源和存储的需求较高,设计轻量化软硬件系统实现星载边缘端部署较为困难。针对上述问题,文章提出了一种基于多处理器片上系统(MPSoC)现场可编程门阵列(FPGA)的遥感图像目标检测算法硬件加速方案。首先研究了适合星载边缘端部署的目标检测算法;然后设计了深度卷积神经网络并行加速计算结构和引擎,采用有限精度运算实现网络参数,使其数字量减少了75%,显著降低了计算和存储开销;最后基于MPSoC FPGA处理器实现了飞机目标检测的原型演示验证系统。实验结果表明,文章提出的遥感图像目标检测系统方案的目标检测精度可达92%以上;与基于嵌入式CPU、CPU、GPU的方案相比,单帧图像推理时间从100s、1000ms、100ms缩短至10ms级,可以满足遥感图像目标检测实时处理要求,具有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 目标检测 多处理器片上系统 现场可编程门阵列 深度卷积神经网络 嵌入式 硬件 加速 遥感应用
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CPLD/FPGA的发展与应用之比较 被引量:13
9
作者 徐伟业 江冰 虞湘宾 《现代电子技术》 2007年第2期4-7,共4页
可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)是一种可由用户对其进行编程的大规模通用集成电路[1]。从PLD的发展历程着眼,主要对PLD的2个发展分支———复杂可编程逻辑器件和现场可编程门阵列的基本结构、功能优势和应用场合进行了... 可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)是一种可由用户对其进行编程的大规模通用集成电路[1]。从PLD的发展历程着眼,主要对PLD的2个发展分支———复杂可编程逻辑器件和现场可编程门阵列的基本结构、功能优势和应用场合进行了较详尽的分析和比较;并从结构和定义上指出二者的区别,同时根据不同技术要求和设计环境指出了相应的CPLD和FPGA的选择方法,最后给出了PLD最新研究热点和未来的发展趋势。 展开更多
关键词 可编程逻辑器件(PLD) 复杂可编程逻辑器件(CPLD) 现场可编程门阵列(fpga) 可编程片上系统(SOPC)
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阻塞斩波三相交交变频电源的FPGA控制实现 被引量:1
10
作者 朱虹 潘小波 +2 位作者 陈玲 关越 张庆丰 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2014年第21期116-123,共8页
变频技术是重要的节能技术,所以针对低频或转速不恒定的节能设备,提出了基于FPGA数字控制的三相交交直接变频电源技术。用VHDL语言对主控芯片FPGA编写程序,其输出的高频SPWM信号经驱动电路后作为电源和负载间开关MOSFET的控制信号。MOS... 变频技术是重要的节能技术,所以针对低频或转速不恒定的节能设备,提出了基于FPGA数字控制的三相交交直接变频电源技术。用VHDL语言对主控芯片FPGA编写程序,其输出的高频SPWM信号经驱动电路后作为电源和负载间开关MOSFET的控制信号。MOSFET周期性地部分阻塞电源不能达到负载来改变输出电压的频率,同时在放行的时区斩波来改变输出电压的幅值。基于Matlab仿真平台,对系统进行了建模和仿真,仿真结果验证了该技术的正确性。最后给出了频率为7.14 Hz和2.63 Hz的实验波形,实验结果证明了该技术的可行性。 展开更多
关键词 交交变频 fieldprogrammable gate array(fpga) 斩波 恒压频比 面积等效 占空比 Very—High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language(VHDL)
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FPGA IP核数字水印保护与检测技术 被引量:2
11
作者 聂廷远 刘海涛 +1 位作者 周立俭 李言胜 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第8期585-589,607,共6页
数字水印技术是一种重要的知识产权核(IP)保护技术,也是应用最广泛的IP核保护技术。介绍了常用的数字水印生成方法,分析了在FPGA设计的各个层面(软核、固核、硬核)的IP核数字水印技术。IP核保护数字水印技术可以分为附加保护技术、约束... 数字水印技术是一种重要的知识产权核(IP)保护技术,也是应用最广泛的IP核保护技术。介绍了常用的数字水印生成方法,分析了在FPGA设计的各个层面(软核、固核、硬核)的IP核数字水印技术。IP核保护数字水印技术可以分为附加保护技术、约束保护技术和检测技术,从附加和约束两个方面分析了水印嵌入技术,介绍了水印检测技术,分析了各种方法的原理和优缺点。从性能影响、资源开销、透明性、安全性、可信度等5个方面,对几种典型的水印技术进行评估比较,最后指出数字水印技术需要解决的问题和发展趋势。 展开更多
关键词 知识产权核保护 数字水印 现场可编程门阵列 检测技术 片上系统
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基于内嵌Cortex-M3内核FPGA的等精度频率计设计 被引量:3
12
作者 王立华 周松江 +1 位作者 高世皓 张恒 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2017年第7期139-143,181,共6页
为了提高频率计的测量精度和系统性能,解决在传统的频率计中无法实现高低频率等精度测量的情况,采用京微雅格公司的M7系列FPGA,设计了一种基于SOPC技术的等精度多功能频率计。该频率计以内嵌Cortex-M3内核的FPGA芯片为控制核心,通过对F... 为了提高频率计的测量精度和系统性能,解决在传统的频率计中无法实现高低频率等精度测量的情况,采用京微雅格公司的M7系列FPGA,设计了一种基于SOPC技术的等精度多功能频率计。该频率计以内嵌Cortex-M3内核的FPGA芯片为控制核心,通过对FPGA模块和Cortex-M3内核部分的设计,并借助AHB接口的FIFO实现FPGA与Cortex-M3内核之间的数据通信,完成了1Hz^50MHz范围内等精度频率计的设计。通过Model Sim软件仿真和硬件实测表明,该频率计可以完成等精度频率和占空比的测量功能,具有精度高、实时性好等特点。 展开更多
关键词 频率计 等精度 可编程片上系统 现场可编程门阵列 高性能总线 CORTEX-M3
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RTL综合中FPGA片上RAM工艺映射 被引量:4
13
作者 李艳 张东晓 于芳 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2660-2667,共8页
RAM(Random-Access-Memory,随机存储器)是FPGA(Field Programmable Gate Arrays)片上最重要的宏单元之一,RTL(Register-Transfer-Level)综合对FPGA开发中RAM的有效利用起至关重要作用.本文针对RTL综合中RAM源描述和目标结构多样化带来... RAM(Random-Access-Memory,随机存储器)是FPGA(Field Programmable Gate Arrays)片上最重要的宏单元之一,RTL(Register-Transfer-Level)综合对FPGA开发中RAM的有效利用起至关重要作用.本文针对RTL综合中RAM源描述和目标结构多样化带来的技术难题,提出了一种RAM工艺映射方法,即建立工艺无关的RAM统一模型,在模型基础上通过建模、模式匹配、造价计算、绑定四步实现.该方法应用于RTL综合,可以将多种RAM源描述有效地映射到最佳类型和数量的FPGA片上RAM资源.实验数据表明采用该方法实现的RAM工艺映射效果和主流FPGA综合工具——Synplify和XST相当,该模块已经集成在自主开发的RTL综合工具——Hqsyn中并实现商用. 展开更多
关键词 现场可编程门阵列 寄存器传输级综合 片上随即存储器 工艺映射
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基于FPGA的Twofish加/解密芯片设计 被引量:3
14
作者 李佳 姚明林 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期169-170,173,共3页
针对安全的数据传输及个人隐私权的保护等问题,研究基于FPGA的改进型Twofish加/解密芯片的设计。采用16组Rijndael-like S-boxes设计Twofish算法,提高算法的安全性,加入伪随机数器决定每回合使用的S-boxes,增加攻击者破解的难度。以Alt... 针对安全的数据传输及个人隐私权的保护等问题,研究基于FPGA的改进型Twofish加/解密芯片的设计。采用16组Rijndael-like S-boxes设计Twofish算法,提高算法的安全性,加入伪随机数器决定每回合使用的S-boxes,增加攻击者破解的难度。以Altera公司的Stratix EP1S20验证该芯片的功能,结果证明其能达到高安全性的要求。 展开更多
关键词 改进型Twofish算法 加/解密芯片 现场可编程门阵列 伪随机数发生器
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一种基于FPGA的CPCI总线接口设计方法 被引量:3
15
作者 郭立俊 谭剑波 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期596-599,共4页
在深入研究CPCI总线标准基础上,文章介绍了基于FPGA的CPCI总线接口通信模块设计方法,通过硬件描述语言产生相应的控制时序信号来控制数据总线和地址总线,完成CPCI总线接口通信功能,并利用Signaltap仿真工具验证CPCI总线接口通信的有效性。
关键词 fpga芯片 CPCI总线 桥片 配置寄存器 端口读写
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针对FPGA密码芯片的近场差分电磁分析攻击 被引量:1
16
作者 陈开颜 余浩 +1 位作者 邹程 吴恒旭 《计算机工程与应用》 CSCD 2013年第18期89-93,共5页
为探究现场可编程门阵列(FPGA)密码芯片运行时电磁辐射造成的涉密信息泄漏情况,研究了互补金属氧化物半导体(CMOS)电路直接电磁辐射的原理,构建了FPGA密码芯片的近场电磁辐射模型。根据这个模型,探讨了近场电磁辐射测量点的选取,采用电... 为探究现场可编程门阵列(FPGA)密码芯片运行时电磁辐射造成的涉密信息泄漏情况,研究了互补金属氧化物半导体(CMOS)电路直接电磁辐射的原理,构建了FPGA密码芯片的近场电磁辐射模型。根据这个模型,探讨了近场电磁辐射测量点的选取,采用电磁扫描的方法解决了电磁探头在FPGA表面电磁信号采集的定位问题。此外,在阐释了差分电磁分析(DEMA)攻击原理的同时,完成了高级加密标准(AES)的FPGA电路设计,针对FPGA密码系统的DEMA攻击实验表明,通过电磁扫描找到最佳测量点,在42 000个样本的条件下能成功破解AES密码电路的128 bit密钥。 展开更多
关键词 密码芯片 近场 电磁辐射 差分电磁分析 高级加密标准 现场可编程门阵列
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基于FPGA的自准直系统数据处理技术 被引量:1
17
作者 王晔 周志炜 王元伟 《传感器与微系统》 CSCD 2017年第2期46-48,52,共4页
提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的CCD自准直测角系统。以FPGA作为系统处理核心;以自适应调节模块为CCD驱动发生器提供准确的波形时序;采用边缘检测算法获得图像的像元级边界;通过最小二乘拟合算法计算得到光斑圆心位置;利用VHDL语... 提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的CCD自准直测角系统。以FPGA作为系统处理核心;以自适应调节模块为CCD驱动发生器提供准确的波形时序;采用边缘检测算法获得图像的像元级边界;通过最小二乘拟合算法计算得到光斑圆心位置;利用VHDL语言以及MAX+plus II软件完成了系统设计。系统测试和实验表明:所设计的片上系统具有高精度、高集成度的特点。 展开更多
关键词 CCD 现场可编程门阵列 亚像元细分 边缘检测 片上系统
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基于FPGA的MEMS捷联惯性导航系统设计
18
作者 张春熹 李胜臣 +2 位作者 高爽 蔡晓雯 陈光建 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期176-179,共4页
针对石油、煤矿等特殊环境中对小型化捷联惯性导航系统的需求,设计并实现了基于现场可编程门阵列(FPGA)单芯片控制的微机电系统-惯性测量单元(MEMS_IMU)小型化捷联惯性导航系统。系统采用ADI公司的MEMS_IMU作为惯性器件,主控芯片使用Cyc... 针对石油、煤矿等特殊环境中对小型化捷联惯性导航系统的需求,设计并实现了基于现场可编程门阵列(FPGA)单芯片控制的微机电系统-惯性测量单元(MEMS_IMU)小型化捷联惯性导航系统。系统采用ADI公司的MEMS_IMU作为惯性器件,主控芯片使用Cyclone III系列FPGA,采用可编程片上系统(SOPC)工作模式,最终制成尺寸4cm×11cm的捷联惯导系统。系统实现了数据采集、误差补偿、导航解算以及与上位机通信等功能。实验结果表明,系统能满足在钻井等小尺寸测量环境中使用,连续姿态变换过程中姿态误差小于2°,实现稳定工作。 展开更多
关键词 微机电系统(MEMS) 现场可编程门阵列(fpga) 可编程片上系统(SOPC) 捷联惯导系统 小型化
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天文图像差异算法的SoC实现
19
作者 张强 魏继增 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第5期240-242,共3页
基于传输触发体系结构,设计一种可配置处理器T*Core,并将该处理器在现场可编程门阵列嵌入式平台上进行片上系统实现,完成AST3天文图像差异算法的数据密集型运算。应用结果表明,该设计可提高数据处理的实时性,减少硬件资源消耗,满足天文... 基于传输触发体系结构,设计一种可配置处理器T*Core,并将该处理器在现场可编程门阵列嵌入式平台上进行片上系统实现,完成AST3天文图像差异算法的数据密集型运算。应用结果表明,该设计可提高数据处理的实时性,减少硬件资源消耗,满足天文图像处理的需求。 展开更多
关键词 天文图像差异 传输触发体系结构 可配置处理器 现场可编程门阵列 片上系统实现
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基于FPGA的关键词识别系统实现
20
作者 阙大顺 田犇 赵永安 《计算机工程与应用》 CSCD 2013年第8期217-221,共5页
随着微电子技术的高速发展,基于片上系统SOC的关键词识别系统的研究已成为当前语音处理领域的研究热点和难点。运用Xilinx公司ViterxⅡ Pro开发板作为硬件平台,结合ISE10.1集成开发环境,完成了语音帧输出、MFCC、VQ和HMM等子模块的设计... 随着微电子技术的高速发展,基于片上系统SOC的关键词识别系统的研究已成为当前语音处理领域的研究热点和难点。运用Xilinx公司ViterxⅡ Pro开发板作为硬件平台,结合ISE10.1集成开发环境,完成了语音帧输出、MFCC、VQ和HMM等子模块的设计;提出了一种语音帧压缩模块架构,有效实现了语音帧信息到VQ标号序列的压缩,实现了由语音帧压缩模块和HMM模块构建的FPGA关键词识别系统。仿真实验结果表明,该系统具有较高的识别率和实时性,为关键词识别系统的FPGA硬件电路的实现研究提供了实例。 展开更多
关键词 关键词识别 片上系统(soc) 现场可编程门阵列(fpga) 隐马尔可夫模型(HMM) 矢量量化(VQ)
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