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基于FPGA的动态光谱数据采集系统.rar

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标签: FPGA

FPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。 系统设计师可以根据需要通过可编辑的连接把FPGA内部的逻辑块连接起来,就好像一个电路试验板被放在了一个芯片里。一个出厂后的成品FPGA的逻辑块和连接可以按照设计者而改变,所以FPGA可以完成所需要的逻辑功能。FPGA一般来说比ASIC(专用集成芯片)的速度要慢,无法完成复杂的设计,但是功耗较低。但是他们也有很多的优点比如可以快速成品,可以被修改来改正程序中的错误和更便宜的造价。厂商也可能会提供便宜的但是编辑能力差的FPGA。因为这些芯片有比较差的可编辑能力,所以这些设计的开发是在普通的FPGA上完成的,然后将设计转移到一个类似于ASIC的芯片上。

动态光谱数据采集系统

FPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。 系统设计师可以根据需要通过可编辑的连接把FPGA内部的逻辑块连接起来,就好像一个电路试验板被放在了一个芯片里。一个出厂后的成品FPGA的逻辑块和连接可以按照设计者而改变,所以FPGA可以完成所需要的逻辑功能。FPGA一般来说比ASIC(专用集成芯片)的速度要慢,无法完成复杂的设计,但是功耗较低。但是他们也有很多的优点比如可以快速成品,可以被修改来改正程序中的错误和更便宜的造价。厂商也可能会提供便宜的但是编辑能力差的FPGA。因为这些芯片有比较差的可编辑能力,所以这些设计的开发是在普通的FPGA上完成的,然后将设计转移到一个类似于ASIC的芯片上。

近红外光谱法是血液成分无创检测方法中的热点,也是取得成果最多的方法之一。但是,个体差异和测量条件是影响近红外光谱血液成分无创检测的一个较突出的问题。而动态光谱法就是针对这个问题而提出的一种全新的近红外无创血液成分浓度检测方法。它从原理上消除了个体差异和测量条件等对光谱检测的影响,为基于近红外光谱法的血液成分无创检测方法进入临床应用去除了一个较为关键的障碍。因此,本文根据动态光谱检测原理设计了基于FPGA的动态光谱数据采集系统。 在分析了动态光谱数据采集系统的性能要求后,采用DALSA的高性能线阵CCD IL-C6-2048C作为光电转换器件;根据CCD输出数据的高速度和信号微弱及含有噪声等特点,选用了高速、高精度、并带有相关双采样芯片的图像处理芯片AD9826作为模数转换器件;以FPGA及其内嵌的NIOSⅡ处理器作为核心控制器,并用LabVIEW对采集得到的数据进行显示。 在FPGA中,利用Verilog HDL语言编写了CCD和AD9826的控制时序;利用两块双口RAM组成乒乓操作单元,实现高速数据的缓存,避免利用NiosⅡ处理器直接读取时的频繁中断。将NIOSⅡ处理器系统嵌入到FPGA中,实现整个系统的管理。NiOSⅡ处理器利用中断方式读取缓存单元中的数据、经对数变换后传递给计算机。其中缓存数据的读取及对数变换均采用自定义组件的方式将硬件单元添加到NIOSⅡ系统中,编程时直接调用。NIOSⅡ系统通过串口将处理后的数据传递给LabVIEW, LabVIEW对数据简单处理后显示,以实时观察采样数据是否正确。 最后对系统进行了实验测试,实验结果表明,系统能够很好的采集并显示数据,能够初步完成光信号的检测。

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京津友味
刚刚开始准备毕业设计,这个对我帮助很大,谢谢
2020-01-16 15:02:20回复
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