一、FPGA技术在数字电路实验中的应用（论文文献综述）
栾岚[1]（2021）在《FPGA技术在数字逻辑课程中的应用》文中提出新时期的高等院校在人才培养目标上进行了革新,高技能、高素质的实践型应用人才是现在高校为中国特色社会主义主要输送的人才类型。数字逻辑课程是电子信息工程、通信工程、计算机科学技术等理工类专业的技术基础课程,是一门集理论知识和实验探究于一身的综合性课程。传统"灌输式"的教学模式在很大程度上抑制了学生的学习兴趣,基于高校现在的教育目标,传统教学模式已经不能满足企业对人才的需求,也不能满足学生学习需要,教学模式的变革已是必然,在新型教学方法的探索过程中,FPGA技术被运用于数字逻辑课程的教学过程中,该技术的应用可以将抽象的理论知识形象化,降低学生的学习难度,也可实现对学生实践能力和创新思维的培养,进而提升数字逻辑课程的教学质量。
柯凌云[2]（2021）在《在束PET全数字化系统高速数据读出方法研究》文中指出中国科学院近代物理研究所设计的重离子癌症治疗装置（Heavy-Ion Medical Machine,HIMM）,是放射治疗中最有效的技术设备之一,主要用于癌症的非侵入精准治疗,于2019年获得国家医疗器械注册证书,开辟了我国核技术民用新领域。HIMM通过重离子束穿过人体时的布拉格峰（Bragg Peak）和相对生物效应（Relative Biological Effectiveness,RBE）实现对肿瘤的有效杀伤,结合实时影像学技术对束流空间分布及剂量的监测,从而保证患者治疗方案安全、准确地实施。安装在HIMM治疗束流线上的正电子发射断层扫描成像设备（Positron Emission Tomography,PET）,也称为在束PET（in-beam PET）,可为重离子精准放疗提供影像学参考依据,有效降低治疗过程中非均匀组织中的射程不确定性、靶区运动带来的剂量分布畸变和不合理适应症带来的治疗风险,是治疗现场唯一的非侵入式检测方法。在束PET全数字化系统结构为树形,其双头平板型探测阵列作为叶节点,对靶区现场的湮灭光子进行捕获,然后完成光信号到电信号的转换并传输至作为枝干的数据获取单元（Data Acquisition Unit,DAQU）提取湮灭事件的时间、能量信息,最后汇入树干节点中央处理模块（Central Processor Module,CPM）进行数据汇总和实时符合事例判选,获得的符合事例上传至主机端完成图像重建。各单元模块的时钟统一由时钟同步单元（Clock and Synchronization Unit,CSU）提供,保证信号测量在时间上的一致性。其中,应用于PET电子学的高速数据读出方法是系统功能实现的核心,通过实时信号处理算法及树形结构各节点间高速通信技术的设计,实现对探测阵列的全事例获取以及在线的湮灭事例甄别,可有效支持治疗过程中在束PET实时图像重建的需求。为实现PET影像学在治疗过程中的实时监测的作用,本文基于现有的在束PET数字化系统,对高速数据读出方法展开研究,以实现对探测器阵列信号的实时波形读取、信息提取以及湮灭事例的在线符合甄别,进而减少信号测量及处理时间,提高图像重建效率。本文所负责的高速数据读出方法由数字事件实时处理算法和Gigabit高速通信控制技术两部分组成。针对DAQU对前端PET探测器信号的读出,设计数字定时算法和光纤传输链路,提高了前端全数字化采集能力及数据传输带宽。针对CPM中央数据处理模块,实现了CPM多通道高速数据处理的功能需求,即与前端多路DAQU的光纤链路通讯网络的建立、事件实时排序与符合事件鉴别、PCIe高速数据交互以及上位机控制等。该读出方法已用于当前具有8个输入通道的PET系统,实现事例率为8MHz的事件进行实时采集、排序、全事例上传及相应的控制工作。该读出方法已通过实验室电子学及HIMM束流联合测试。本课题设计的数字定时方法的最优时间分辨可达21ps,排序算法支持对前端电子学对最高计数率事件的实时处理,高速通信模块具有最高20 Gbps的全事例采集处理能力,有效保障了在束PET数字化系统高速数据读出的工程需求。
王淋[3]（2021）在《用于光探测磁共振的FPGA技术研究》文中认为自旋磁共振技术可以快速、准确、无损的获得物质的组成和结构上的信息,是当代科学中最为重要的物质探索技术之一。磁共振技术包括核磁共振和电子顺磁共振,其经过几十年的发展,已经形成了一套成熟的系统。近年来,一种新兴的基于金刚石氮-空位色心的室温光探测磁共振技术得到了快速发展。氮-空位色心是金刚石中的一种点缺陷。该缺陷在室温条件下,可以实现自旋状态的光极化和光读出,是室温量子计算以及量子精密测量的优良载体。当前要开展基于金刚石氮-空位色心的光探测磁共振研究,需要依靠自主搭建的实验平台。其中的电子学系统,是实验装置与上位机沟通的桥梁,负责信号的产生、时序的操控、实验结果的读出以及实时数据处理等,扮演着至关重要的角色。早期的电子学系统主要依靠分立的商用设备搭建而成,使得我们的前沿科学和技术研究受限于国外仪器设备。因此自主研制多功能高性能的电子学系统势在必行。由于实验需求的复杂性和多变性,自研电子学系统不仅需要高性能指标和丰富灵活的数字逻辑功能,还需要低成本、高效的开发及优化能力,以应对实验系统的不断改进和需求更新。现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array,FPGA）是 20 世纪 80 年代发展起来的一种高密度可编程逻辑器件,其具有丰富的数字逻辑资源,能够实现各种数字逻辑功能,具备重复编程能力,设计灵活,是一个优秀的数字功能设计及研究平台。以FPGA为核心设计的电子学系统,能够在实现多功能的前提下,配合高性能外围电路实现灵活性的实验电子学系统设计,并大大节省设计和开发成本。本论文基于FPGA,针对光探测磁共振实验平台中电子学系统的特点,从电子学操控设备和读出设备两个方面出发,对任意波形发生器、任意序列发生器、数据采集卡、时间数字转换器以及计数器的基本原理、FPGA逻辑结构设计、实现方法等进行了详细介绍。然后结合具体的实验系统,对基于FPGA的集成化电子学设计方案进行介绍,展示了在实验中的应用。本文的主要内容,分为五个部分:1.第一章节,介绍了 NV色心、光探测磁共振以及FPGA的基本知识,阐述了使用FPGA进行光探测磁共振实验平台电子学技术研究的意义。2.第二章节,介绍了基于NV色心的光探测磁共振实验装置及其电子学需求。3.第三章节,研究了电子学操控系统:任意波形发生器和任意序列发生器的FPGA数字逻辑设计方法,基于自研的硬件板卡实现了完整的FPGA功能设计并应用于实验系统。创新性地完成了最短脉宽350 ps,分辨率12ps的序列发生器设计。4.第四章节,研究了电子学读出系统:数据采集卡、时间数字转换器和计数器等的FPGA数字逻辑设计方法,基于自研的硬件板卡实现了完整的FPGA功能设计并应用于实验系统。实现了等效码宽1.15 ps,单链测量精度3.5 ps,并带有温度实时修正功能的时间数字转换器。5.第五章节,介绍了集成化电子学的FPGA数字逻辑设计方法,并将其在实验系统中进行应用。
李明峰[4]（2020）在《基于SOPC的图像采集与处理系统设计》文中研究表明随着数字图像技术的高速发展,图像采集与图像处理技术广泛应用于军事、工业以及我们的日常生活中。图像的采集和处理涉及到的数据量大,对带宽需求高,普通的MCU难以胜任。为此,通常采用带有摄像头接口的高主频的MCU方案来实现图像的采集与处理。由于系统主频高,硬件设计的复杂度将大大提高,另外研发的时间成本和系统的功耗也将显着的增加。若是采用纯粹的FPGA方案,虽然可以采用硬件的IP核去实现图像的采集,但是如果要用硬件的方法去实现复杂算法显然是一项富有挑战性的工作,不利于算法的优化和扩展,而且对产品今后的维护也带来诸多不便,维护成本高。与传统的图像采集和处理系统相比,本设计采用了SOPC软硬件协同技术,充分利用了硬件的并行性以及软件的灵活性,从本质上改善了图像处理的速度,使图像处理的效率得到了极大的提高。利用硬件的高速性及并行性来实现对时序要求较高的图像采集部分以及运算量大、重复性强的预处理算法;而针对各个外设的初始化配置参数多,以及外设工作参数需要频繁调整的难点,则可以充分利用软件的可扩展性和灵活性使其得以解决,也可以通过软件输出的控制信号协调各个硬件模块的工作,保证系统各个模块相互配合,有序高效的运作,同时也为实现更高水平的图像处理算法提供了可能。本文研究了一个基于SOPC的图像采集与处理系统架构,该架构只采用了一片DDR2存储器芯片,便同时实现了三方共享,分别是作为摄像头模块的存储内存、TFT液晶显示屏的显示内存以及Nios II软核的运行内存,使资源得到了充分的利用,降低了生产成本。整个图像采集与处理系统在Intel公司AX515的FPGA硬件开发平台上搭建,硬件部分实现系统的图像采集、中值滤波以及TFT显示等功能,而软件部分则实现了对摄像头模块的初始化配置以及工作参数的调整、Avalon-MM master读写IP核的基地址和存储深度的分配以及输出用于协调各个硬件模块的控制信号。本文对系统的总体架构和SOPC开发流程作了详细的介绍,对时钟域进行了分析与划分,并对缓存单元和寄存器配置进行了详细规划。通过对SOPC系统各个模块的仿真验证与板级测试结果,表明了本文所提出的架构是具有可行性的,基于该架构所集成的系统成本更低,且便于维护,具有良好的可升级性、可拓展性和可移植性。
李恒[5]（2020）在《基于FPGA的深度学习目标检测的实现》文中认为近年来,目标检测成为了医疗研究、人工智能设备开发等领域重要研究工具。随着人们对目标检测数据处理效率及检测精准度要求的提升,加大了目标图像特征提取难度要求。深度学习目标检测算法以神经网络CNN体系为基础,具有较高的图像类别检测精准度,支持高精度定位,较传统目标检测算法功能更加强大。因此,该算法成为了目标检测方案研发的首要选择。本文选取Mobilenet-SSD算法作为目标检测方案研究工具,借助ARM硬件平台和FPGA软件平台提出目标检测方案研究。首先,通过查阅文献资料,对国内外在深度学习目标检测方案研究取得的成果进行总结分析,从中提取一些研究思路,作为本文研究依据。其次,本研究选取Mobilenet-SSD算法作为深度学习目标检测方案开发工具,依据目标检测需求分析结果,结合Mobilenet-SSD检测算法基本原理,提出目标检测总体方案。该方案利用GVI CXZ7100开发板建立ARM平台和FPGA平台开发之间通信连接,完成不同平台异构数据格式的转换处理。通过添加CNN加速器,加快图像数据信息处理速度。其中,CNN加速器的应用是研究方案的核心,采用并行处理方式构建内部数据处理体系结构,通过点乘方法计算卷积图像数据,按照AXI4.0-Stream协议传输数据信息,使得系统带宽得以最大利用,开启ARM端程序检测目标坐标和类别,并生成检测结果。最后,本研究通过搭建测试平台,对提出的目标检测方案可靠性进行验证,包括功能测试和性能测试。其中,功能测试结果表明,本设计方案能够准确检测目标类别,获取准确位置信息。性能测试结果表明,FPGA平台运行速度有大幅度提升,其数据信息处理速度是ARM处理器的112.93倍,检测吞吐量达到了0.93FPS,符合目标检测方案开发性能要求。另外,系统作业功耗等设计指标性能也满足目标检测系统开发性能要求。
王振[6]（2020）在《基于忆阻器可降维混沌系统的分析及应用》文中研究说明忆阻器作为第四种电子元件,在1971年被预测并于2008年被HP公司顺利制造出来。由于忆阻器是具有纳米级尺度的电子器件,器件具有无需供电即可存储信息的优点,这决定着这一器件在众多前沿应用中具有潜在的应用空间,而且忆阻电路易于设计且具有复杂的非线性行为,在计算存储、神经计算等领域也具有巨大的应用潜力,所以研究基于忆阻的非线性系统非常有意义。忆阻器为研究混沌系统开创了新局面。忆阻混沌是指基于忆阻器的混沌电路,将忆阻器作为电路中的非线性项使电路产生混沌现象,探讨忆阻器与混沌相结合的忆阻混沌电路特性及应用是一项有意义的工作。研究忆阻混沌能够为安全通讯、神经元电路和金融科学等领域提供混沌应用的理论支撑。本文将围绕忆阻模型与混沌电路相结合的方式设计忆阻混沌系统,针对忆阻混沌系统的特性进行相对应的应用。本文的主要内容和创新之处可概括如下。首先分析了目前忆阻器的发展现状,忆阻混沌的研究现状,对常见忆阻混沌系统进行了简要分析总结。忆阻混沌系统由于引入了忆阻器,一方面对于研究忆阻器的特性有很大裨益,另一方面也丰富了混沌系统的特性。为了获得更加复杂的非线性特性,提出了一个构建基于双忆阻器的文氏桥混沌电路的方法。在文氏桥电路中引入两个忆阻模型,采用忆阻模型替换原电路中的线性器件,得到的基于双忆阻器的文氏桥混沌电路系统具有混沌吸引子、共存分岔等特性。分别使用软件与硬件实验对系统的动力学特征进行验证,确保了理论的正确性。为了研究忆阻混沌系统降维后特性的变化,提出了一个四维忆阻混沌系统,判断该系统是否具有混沌特征后,对其进行降维获得相对应的降维系统,判断降维系统是否具有混沌特征,并对这两种系统进行比较分析,发现降维后的三维系统在一定参数范围内具有更加丰富的动力学特征。设计了一个基于Matlab软件平台的图片加密软件。软件分别通过选择已存在图片和实时采集图片两种方式获得待加密图片,依据加密算法对图片进行加密和解密操作。软件的加密算法基于忆阻混沌系统对初始状态的过度敏感特性,保证了加解密的安全性。基于FPGA（Field Programmable Gate Array）技术设计了一个混沌信号发生器。以忆阻混沌系统生成混沌信号,将离散化后的降维忆阻混沌系统通过DSP builder生成MDL文件,使用QuartusⅡ将MDL文件转化成VHDL语言进行分析、综合、编译。最后通过FPGA开发板对混沌信号发生器的效果进行展示。
郭茂森[7]（2020）在《基于FPGA的光纤传感周界安防系统设计》文中研究指明随着社会经济的快速发展,国家基础设施建设不断得到完善,为了保证重要场所或区域的安全,防止非法入侵者闯入,多种防范措施被广泛应用。分布式光纤传感技术将传感和传输融为一体,具有测量范围大、监测距离远、灵敏度高、隐蔽性强、抗电磁干扰等优点,被广泛应用于大型建筑健康监测、航空航天、周界安防等领域。基于干涉原理的分布式光纤振动传感器可感知并还原光纤布设范围内外界振动信号,满足敏感区域振动检测需求,随着安防系统探测指标的不断提升,在实现系统监测范围更广、响应速度更快、振动检测准确性更高方面仍有待进一步研究。针对上述问题,本文设计了一种基于现场可编程门阵列（FieldProgrammable Gate Array,FPGA）的光纤传感周界安防系统,以萨格奈克干涉原理为基础,通过光开关构建双防区振动检测结构,提升监测范围。利用FPGA的架构优势,提高光纤周界安防系统的响应性能,实现对入侵扰动的实时检测。借助改进的最小控制递归平均算法（Improved Minimum Control Recursive Average Algorithm,IMCRA）的降噪优点提升系统的信噪比和预警准确度。本文从以下几方面展开研究:（1）理论分析了干涉型光纤振动检测机理,阐述了振动信息解调的相关原理,搭建了基于萨格奈克干涉的防区型光纤周界安防系统,提升扰动检测范围,并介绍了系统核心器件参数。（2）设计了基于FPGA的振动数据采集和传输方案,对硬件开发环境进行了介绍,描述了硬件电路总体设计框架,搭建了以FPGA作为核心的采集传输电路,并详细阐述了数据采集和传输的实现方案。（3）开发了基于微软基础类库（Microsoft Foundation Classes,MFC）的控制软件,实现了对传感系统的运行控制,设计了数据显示和存储等功能,构建了图形化交互界面,并通过多线程结构设计优化了软件运行的流畅度,保证软件能够长时间稳定运行。（4）对防区型分布式光纤振动传感样机的主要性能指标进行了测试,并完成系统的集成化设计。通过实验对系统入侵振动检测、频率响应和预警准确度进行测试,并结合IMCRA算法对系统进行降噪和信号增强处理,降低了系统的漏报率,最终搭建了工程样机。研究表明,基于FPGA的光纤传感周界安防系统,可实现双防区布设光纤范围内扰动状况的实时检测,对防区内发生的入侵行为进行预警,为在重点场所周界入侵检测预警领域提供了一种新的解决方案。
彭子洳[8]（2020）在《基于FPGA的便携式相位测量轮廓术系统设计与实现》文中研究说明近年来,光栅投影轮廓术在机器视觉和光学测量技术快速发展的背景下,受到了广泛的关注和研究。相位测量轮廓术作为光栅投影轮廓术的典型代表,由于其具有测量精度髙,速度快,非接触等优点,被广泛应用于机械制造,逆向工程,轨道交通安全监测,医疗诊断等领域。传统相位测量轮廓术测量系统中光栅条纹的生成、投影、图像采集和存储依赖于计算机控制,系统体积大,成本高,集成度低,在工程应用中不方便携带。针对这一问题,本文研究和设计了一种基于FPGA的便携式相位测量轮廓术系统。该系统主要包括光栅生成模块、图像采集模块和图像存储模块。光栅生成模块能够根据测量对象和环境的不同,由FPGA实时生成频率、相位、样式可调的正弦光栅、罗奇光栅、复合光栅、复合双频光栅和彩色光栅,然后经过VGA视频转换接口连接DLP投影仪将光栅条纹图像投影到被测物体表面。光栅条纹频率、相位、样式等参数的选择输入通过矩阵键盘完成,当前输出光栅条纹的具体参数通过LCD液晶显示模块实时显示。这种光栅生成模块操作简单,投影速度快,同时也提高了光栅条纹选择输出的灵活性。为了实现测量中图像采集和存储脱离计算机的控制,本文还设计了基于FPGA的图像采集和图像存储模块。首先通过FPGA驱动摄像头模块OV5640,对经过物体高度调制的变形光栅条纹图像进行采集并缓存。然后结合SOPC Builder解决方案和Nios II软核处理器,借助Nios II IDE软件平台,将获取的图像数据封装成BMP格式,通过移植的FATFS文件系统存入到SD卡中。最后,搭建了基于FPGA的便携式相位测量轮廓术的系统实验平台,并对其进行了系统标定和实物测量实验。经过实验分析,可以得出本系统能够灵活的生成频率、相位、样式可调的光栅条纹,且正弦光栅具有良好的正弦性。另一方面利用该便携式相位测量轮廓术系统进行三维物体轮廓测量是切实可行的,且该系统将FPGA、投影仪、摄像机集成为一体,具有体积小,成本低,携带方便,专用性强,操作简单等优点,从而扩展了相位测量轮廓术的应用场景。
徐影[9]（2020）在《基于FPGA忆阻混沌系统的设计与实现》文中指出忆阻器是除电阻、电容、电感之外的第四种基本电路元件,因其具有独特的记忆性,故与一般混沌电路相比忆阻混沌电路具有更加丰富的动力学行为。本文利用不同种类的RC振荡电路与忆阻器构造出等价的蔡氏忆阻电路、单T忆阻电路和延迟忆阻电路等三种不同类型的忆阻混沌电路,通过FPGA在硬件中实现这些忆阻电路,并将忆阻电路应用于图像加密中。本文具体工作如下:1.以三次光滑忆阻器模型为例,将其与等效的LC并联回路耦合,设计出三种等价的蔡氏忆阻混沌电路,对其进行电路仿真,得到与理论分析和数值计算一致的实验结果。2.采用RC单T选频网络构成的振荡电路与忆阻器通过不同的耦合方式,设计了串联、并联型忆阻混沌电路,研究了初始值及电路元件参数对电路动力学特性的影响。3.分别将延时信号引入到忆阻文氏桥电路和忆阻单T电路中,设计了两种忆阻延迟混沌电路,并研究了初始值及电路元件参数对电路动力学特性的影响。4.利用FPGA实现等价的蔡氏忆阻混沌电路、单T忆阻混沌电路和延迟忆阻混沌电路,通过FPGA能够较简单方便且有效地产生混沌吸引子,其实际结果与数值计算结果、仿真结果基本一致。5.采用图像置乱和图像像素扩散相结合的方法对图像进行加密处理。首先,通过改进广义Arnold变换进行图像置乱,然后,分别基于单T忆阻混沌序列和延迟忆阻混沌序列对图像进行扩散。为进一步证明其加密效果,引入Lorenz混沌系统进行同种方法加密,发现忆阻混沌序列用于加密具有更加复杂的拓扑结构,提高了图像加密的安全性,并将密文解密还原成明文图像。此外,本文采用直方图法、相邻像素相关性分析法和敏感性分析法判断算法的加密效果,经分析对比,认为利用忆阻延迟混沌系统进行加密解密效果更好。本文设计了多种忆阻混沌电路,并通过FPGA在硬件中进行实现,以期为忆阻混沌电路的设计提供有益参考。
卜凡[10]（2020）在《泥石流运动模型多点同步采集系统设计》文中认为泥石流作为一种地质灾害对人类和自然带来的危害越来越不容忽视。泥石流的防治措施之一是修建泥石流的防治堤坝,所以在实际应用中堤坝的设计参数起到了至关重要的作用。这些防治堤坝的修筑高度和形状均与泥石流冲击过程中泥浆对斜坡产生的压力有关,而这个压力取决于泥浆最高点与斜坡产生的相对高度。采集泥石流运动过程中的高度数据需要一个多点同步数据采集系统。本文主要研究的是基于FPGA泥石流运动模型中的多点同步信息采集系统的设计。首先在数据采集技术背景下,给出设计的整体框架图,对系统的各个模块进行分析,体现各个模块的设计要求和作用;其次对系统的硬件部分和软件部分进行说明,最后进行系统的数据采集测试。取得的成果主要有如下几个方面:（1）建立泥石流模型,利用激光测距传感器VL53L1X实现了不同介质的高速运动泥石流（模型中）的100个点在下滑过程中的高度数据的采集实验,提出了采集方案。（2）采用模块化的方法设计了系统的硬件部分。在信号的前端调理部分设计了衰减电路、滤波电路、放大电路等。在信号处理部分采用AD7909模块进行级联,将采集到的数据由模拟信号转变为数字信号,实现了对数据的同步采集。（3）将FPGA与USB技术结合,将采集到的数据通过CY7C68013A接口与上位机进行数据传输,采用Slave FIFO异步工作模式,实现对数据的缓存。（4）结合现存滤波算法提出一种适用于本实验的新型滤波算法,使得采集到的数据更加平整,提高了实验结果的采集精度。（5）在泥石流模型数据采集的环境下通过上位机的winform框架,按照时间顺序对模拟泥石流下滑过程中与实验斜坡的相对距离进行时域曲线的还原,得出不同介质的泥石流在运动过程中的峰值会发生迁移的结果。设计完成的多点同步数据采集系统在静态环境下的采集参数符合相关指标要求,经过多次不同介质泥浆配比进行模拟实验测试,测得的数据有较高的精度,系统同步性能较好,可供今后泥石流防治过程中模拟实验研究需要。
二、FPGA技术在数字电路实验中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、FPGA技术在数字电路实验中的应用（论文提纲范文）
（1）FPGA技术在数字逻辑课程中的应用（论文提纲范文）
| 1 FPGA技术的内涵 |
| 2 数字逻辑课程的教学现状分析 |
| 2.1 教学方法单一 |
| 2.2 理论与实践课程分离 |
| 2.3 实验课程效果不佳 |
| 3 FPGA技术在数字逻辑课程中的应用 |
| 3.1 利用FPRA技术丰富教学方法 |
| 3.2 借助FPGA实现数字逻辑课程理论与实践相结合 |
| 3.3 通过融入FPGA技术提升实验教学质量 |
| 4 结束语 |
（2）在束PET全数字化系统高速数据读出方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 重离子放射治疗技术的产生与发展 |
| 1.2 HIMM与PET电子学 |
| 1.3 在束PET发展历程 |
| 1.4 在束PET全数字化系统的研究 |
| 1.5 论文研究内容及创新 |
| 第2章 PET测量技术原理 |
| 2.1 放射性衰变物理学过程 |
| 2.2 信号探测 |
| 2.2.1 闪烁体探测器 |
| 2.3 符合事件采集 |
| 2.3.1 符合事件甄别 |
| 2.3.2 2D、3D数据采集 |
| 2.4 数据图像重建 |
| 2.4.1 事件修正 |
| 2.4.2 图像重建方法 |
| 2.5 在束PET特点 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 在束PET全数字化读出系统 |
| 3.1 前端读出电子学DAQU |
| 3.1.1 波形数字化 |
| 3.1.2 信号甄别与时间信息提取 |
| 3.1.3 能量信息提取 |
| 3.2 中央处理模块Central Processor Module (CPM) |
| 3.2.1 CPM结构简述 |
| 3.2.2 高速数据通信交互 |
| 3.2.3 实时信号符合判选 |
| 3.2.4 PCIe及上位机通信 |
| 3.3 小结 |
| 第4章 数字事件实时处理算法设计 |
| 4.1 Digital Sampling Timing (DST) 数字定时算法 |
| 4.1.1 DST定时原理 |
| 4.1.2 FPGA技术实现 |
| 4.2 硬件并行实时排序算法实现 |
| 4.2.1 令牌环HUB集线电路 |
| 4.2.2 线性排序算法设计 |
| 4.2.3 判选模块逻辑实现 |
| 4.3 符合事件甄别 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 Gigabit高速通信控制技术实现 |
| 5.1 DAQU-CPM Transceiver光纤通讯链路 |
| 5.1.1 FPGA-based光纤收发器 |
| 5.1.2 基于Cyclone V芯片的SFP高速传输设计 |
| 5.1.3 基于CPM的SFP/QSFP的高速数据处理 |
| 5.2 PCIe通信交互 |
| 5.2.1 Kintex-7 FPGA PCIe DMA结构 |
| 5.2.2 AXI总线结构 |
| 5.2.3 DMA IP配置应用 |
| 5.2.4 接口逻辑设计 |
| 5.3 实时上位机通讯与控制 |
| 5.3.1 原型上位机 |
| 5.3.2 FPGA控制逻辑 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 工程实验与测试 |
| 6.1 系统测试方法 |
| 6.2 算法实验室电子学测试 |
| 6.2.1 DST数字定时算法性能测试 |
| 6.2.2 排序算法性能测试 |
| 6.3 高速通信技术系统实验测试 |
| 6.4 高速数据读出方法HIMM现场联合测试 |
| 6.4.1 探测阵列标定测试 |
| 6.4.2 束流联测及成像分析 |
| 6.4.3 符合计数率特性分析 |
| 6.5 小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（3）用于光探测磁共振的FPGA技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 自旋磁共振简介 |
| 1.2 基于氮-空位色心的光探测磁共振简介 |
| 1.2.1 金刚石中的氮-空位色心 |
| 1.2.2 光探测磁共振及其发展应用 |
| 1.3 光探测磁共振实验装置简介及发展 |
| 1.4 光探测磁共振实验装置中的电子学 |
| 1.5 FPGA简介 |
| 1.5.1 FPGA的分类 |
| 1.5.2 FPGA的发展历史 |
| 1.5.3 FPGA的结构 |
| 1.5.4 FPGA功能的设计与编程 |
| 1.6 FPGA在自研光探测磁共振实验系统中的应用前景 |
| 1.7 本文结构 |
| 第2章 光探测磁共振中的电子学系统 |
| 2.1 光探测磁共振实验系统 |
| 2.1.1 单NV色心光探测磁共振实验系统 |
| 2.1.2 系综NV色心光探测磁共振实验系统 |
| 2.2 实验系统中的电子学设备 |
| 2.2.1 操控电子学 |
| 2.2.2 读出电子学 |
| 2.2.3 FPGA在实现自研电子学设备中的优势 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 操控电子学系统中的FPGA技术 |
| 3.1 序列发生器 |
| 3.1.1 序列发生器发展历史 |
| 3.1.2 序列发生器实现方法介绍 |
| 3.1.3 序列发生器的工作基础 |
| 3.1.4 自研50皮秒精度序列发生器的FPGA设计 |
| 3.1.5 自研50皮秒精度序列发生器测试结果 |
| 3.1.6 具有窄脉宽发生能力的序列发生器的FPGA设计 |
| 3.1.7 自研窄脉宽序列发生器测试结果 |
| 3.2 任意波形发生器 |
| 3.2.1 任意波形发生器的发展历史 |
| 3.2.2 任意波形发生器的两种基本实现方法 |
| 3.2.3 任意波形发生器的工作基础 |
| 3.2.4 自研任意波形发生器的FPGA设计 |
| 3.2.5 自研任意波形发生器功能测试 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 读出电子学系统中的FPGA技术 |
| 4.1 数据采集卡 |
| 4.1.1 数据采集卡发展历史 |
| 4.1.2 数据采集卡基本原理 |
| 4.1.3 自研数据采集卡的FPGA设计 |
| 4.1.4 自研数据采集卡功能测试 |
| 4.2 计数器Counter的FPGA设计 |
| 4.2.1 自研计数器的FPGA设计 |
| 4.2.2 计数器的功能测试 |
| 4.3 时间数字转换器TDC的FPGA设计 |
| 4.3.1 时间数字转换器发展历史 |
| 4.3.2 时间数字转换器实现方法介绍 |
| 4.3.3 自研时间数字转换器的FPGA设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 集成化电子学系统中的FPGA设计方案 |
| 5.1 集成化电子学系统的优势 |
| 5.2 集成化电子学系统中的FPGA设计方案 |
| 5.2.1 结构 |
| 5.2.2 不同时钟下的同步设计 |
| 5.2.3 功能 |
| 5.3 集成化电子学系统的实验应用 |
| 5.3.1 单NV色心ODMR中的电子学集成化 |
| 5.3.2 系综NV色心ODMR中的电子学集成化 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 补充材料 |
| 1 DDR3简介及其FPGA读写控制 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（4）基于SOPC的图像采集与处理系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 图像采集与处理系统的国内外研究现状 |
| 1.2.1 图像处理技术国内外研究现状 |
| 1.2.2 基于FPGA的图像采集系统发展概况 |
| 1.3 本文研究内容与章节安排 |
| 第二章 FPGA与 SOPC基础 |
| 2.1 FPGA技术 |
| 2.1.1 FPGA技术概述 |
| 2.1.2 Cyclone IV器件简介 |
| 2.1.3 FPGA开发流程 |
| 2.1.4 Verilog HDL概述 |
| 2.2 SOPC技术 |
| 2.2.1 SOPC技术概述 |
| 2.2.2 SOPC开发流程 |
| 2.2.3 Nios II软核处理器 |
| 2.2.4 Avalon总线 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 系统的硬件模块设计 |
| 3.1 图像采集与处理系统整体设计 |
| 3.1.1 系统组成 |
| 3.1.2 系统的数据流走向 |
| 3.1.3 系统的时钟域规划 |
| 3.2 图像采集模块 |
| 3.2.1 图像传感器 |
| 3.2.2 MT9V034性能介绍 |
| 3.2.3 图像数据输出时序 |
| 3.2.4 IIC配置总线 |
| 3.3 图像数据存储模块(DDR2 SDRAM) |
| 3.4 中值滤波模块 |
| 3.4.1 中值滤波技术原理简介 |
| 3.4.2 快速中值滤波原理 |
| 3.5 图像显示模块 |
| 3.5.1 TFT显示屏简介 |
| 3.5.2 TFT屏的扫描方式 |
| 3.5.3 TFT屏的显示时序 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 系统的软件设计与模块仿真 |
| 4.1 应用IP设计功能模块 |
| 4.1.1 Nios II系统构建 |
| 4.1.2 IP核配置之Nios II处理器 |
| 4.1.3 IP核配置之锁相环 |
| 4.1.4 IP核配置之DDR2 SDRAM Controller |
| 4.1.5 IP核配置之Avalon-MM master |
| 4.1.6 IP核配置之PIO |
| 4.2 摄像头捕获模块设计与验证 |
| 4.2.1 摄像头捕获模块的实现 |
| 4.2.2 摄像头捕获模块的仿真验证 |
| 4.3 图像显示模块的设计与验证 |
| 4.3.1 TFT控制器模块的接口设计 |
| 4.3.2 TFT工作时序的具体实现 |
| 4.3.3 TFT驱动时序仿真 |
| 4.3.4 TFT控制器的上板验证 |
| 4.4 中值滤波模块的实现 |
| 4.4.1 3 *3方形窗的实现 |
| 4.4.2 中值滤波模块的仿真测试 |
| 4.4.3 中值滤波模块的上板测试 |
| 4.5 基于Eclipse的软件开发 |
| 4.5.1 对Avalon_MM_WR/RD的基地址和长度进行设置 |
| 4.5.2 设置MT9V034的寄存器的参数 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本文工作总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文 |
| 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利 |
| 致谢 |
（5）基于FPGA的深度学习目标检测的实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 研究方法 |
| 1.5 研究内容 |
| 第2章 相关研究理论基础 |
| 2.1 目标检测算法 |
| 2.1.1 目标检测概述 |
| 2.1.2 目标检测算法对比分析 |
| 2.2 FPGA技术的应用开发 |
| 2.2.1 FPGA技术概述 |
| 2.2.2 FPGA技术应用原理 |
| 2.3 本章节小结 |
| 第3章 目标检测需求分析与检测算法研究 |
| 3.1 目标检测需求分析 |
| 3.2 Mobilenet-SSD检测算法 |
| 3.2.1 算法基本原理 |
| 3.2.2 算法网络结构 |
| 3.2.3 算法软硬件任务分配 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 基于FPGA的目标检测方案设计及实现 |
| 4.1 目标检测总体架构设计 |
| 4.2 系统硬件与软件分配 |
| 4.3 目标检测功能实现 |
| 4.3.1 CNN加速器在目标检测中的应用总体思路 |
| 4.3.2 CNN加速器IP核结构设计 |
| 4.3.3 CNN加速器调用 |
| 4.3.4 ARM端代码实现 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 测试分析 |
| 5.1 测试环境搭建 |
| 5.2 测试方案 |
| 5.3 测试结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）基于忆阻器可降维混沌系统的分析及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 忆阻器的应用 |
| 1.3 主要内容及结构安排 |
| 2 忆阻器与忆阻混沌系统 |
| 2.1 忆阻器简介 |
| 2.2 忆阻器模型 |
| 2.3 忆阻混沌系统 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于双忆阻器的文氏桥混沌系统的生成及分析 |
| 3.1 基于双忆阻器的文氏桥混沌系统的生成 |
| 3.2 基于双忆阻器的文氏桥混沌系统的分析 |
| 3.3 忆阻混沌系统的实验验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 忆阻混沌系统可降维模型分析 |
| 4.1 忆阻混沌系统降维模型 |
| 4.2 降维系统的动力学分析 |
| 4.3 两种系统的特性比较 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于MATLAB平台的图片加密软件的设计 |
| 5.1 软件简介 |
| 5.2 忆阻混沌序列性能分析 |
| 5.3 图片加密软件的实现 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 基于FPGA技术的混沌信号发生器的设计 |
| 6.1 设计开发平台介绍 |
| 6.2 混沌信号发生器研究步骤 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（7）基于FPGA的光纤传感周界安防系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究介绍 |
| 1.2.1 光纤周界安防技术 |
| 1.2.2 FPGA在仪器设计中的应用现状 |
| 1.3 课题主要研究内容及结构安排 |
| 第二章 干涉型振动传感理论分析与系统设计 |
| 2.1 干涉型光纤振动传感系统介绍 |
| 2.1.1 迈克尔逊光纤振动传感系统 |
| 2.1.2 马赫-泽德尔光纤振动传感系统 |
| 2.1.3 萨格奈克光纤振动传感系统 |
| 2.1.4 干涉型传感系统特性对比 |
| 2.2 直线型萨格奈克振动传感系统 |
| 2.2.1 光纤振动相位调制检测机理 |
| 2.2.2 直线型萨格奈克干涉结构 |
| 2.2.3 双通道萨格奈克干涉系统 |
| 2.3 多防区周界安防系统设计 |
| 2.3.1 系统整体方案研究 |
| 2.3.2 防区切换电路设计 |
| 2.3.3 关键器件选型分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于FPGA的数据采集与传输系统 |
| 3.1 FPGA技术概述及总体设计 |
| 3.1.1 FPGA技术简介 |
| 3.1.2 Quartus II开发环境 |
| 3.1.3 FPGA硬件电路总体设计 |
| 3.2 振动传感数据的采集方案设计 |
| 3.2.1 系统主控器件选型 |
| 3.2.2 时序信号同步设计 |
| 3.2.3 采集模块方案介绍 |
| 3.3 振动传感数据的传输方案设计 |
| 3.3.1 USB传输介绍 |
| 3.3.2 数据传输模块设计 |
| 3.3.3 FPGA与 USB的数据传输 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 上位机监控软件设计 |
| 4.1 软件开发环境概述 |
| 4.1.1 MFC技术介绍 |
| 4.1.2 MFC开发优势 |
| 4.2 监控软件总体方案设计 |
| 4.2.1 软件需求分析 |
| 4.2.2 功能结构设计 |
| 4.3 监控软件模块设计 |
| 4.3.1 软件框架初始化模块 |
| 4.3.2 设备控制与数据传输模块 |
| 4.3.3 双防区切换模块 |
| 4.3.4 图形化交互界面设计模块 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 实验结果分析与系统集成 |
| 5.1 系统性能测试与分析 |
| 5.1.1 单防区信号检测 |
| 5.1.2 频率响应测试 |
| 5.1.3 多防区切换检测 |
| 5.1.4 模拟入侵测试 |
| 5.1.5 预警漏报测试 |
| 5.2 噪声抑制算法分析 |
| 5.2.1 系统噪声分析 |
| 5.2.2 基于改进最小控制递归平均算法的去噪研究 |
| 5.2.3 去噪结果分析 |
| 5.2.4 信噪比提升测试 |
| 5.3 系统集成方案设计 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（8）基于FPGA的便携式相位测量轮廓术系统设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 光学三维测量技术概述 |
| 1.2.1 被动光学三维测量技术 |
| 1.2.2 主动光学三维测量技术 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 光栅条纹的生成 |
| 1.3.2 光栅条纹质量的提升 |
| 1.3.3 FPGA技术在PMP测量中的应用 |
| 1.4 论文的主要研究内容和组织结构 |
| 第2章 基于多样式光栅投影的相位测量轮廓术 |
| 2.1 传统相位测量轮廓术的原理 |
| 2.2 传统相位测量轮廓术仿真分析 |
| 2.3 相位测量轮廓术中的多样式光栅投影 |
| 2.3.1 罗奇光栅投影 |
| 2.3.2 复合光栅投影 |
| 2.3.3 复合双频光栅投影 |
| 2.3.4 彩色光栅投影 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 多样式光栅条纹生成的FPGA设计 |
| 3.1 光栅条纹生成的FPGA设计模块划分 |
| 3.2 多样式光栅信号发生模块 |
| 3.2.1 正弦光栅信号模块 |
| 3.2.2 罗奇光栅信号模块 |
| 3.2.3 复合光栅信号模块 |
| 3.2.4 复合双频光栅信号模块 |
| 3.2.5 彩色光栅信号模块 |
| 3.3 光栅条纹参数控制与显示模块 |
| 3.3.1 光栅条纹频率、相位选择模块 |
| 3.3.2 光栅条纹样式选择模块 |
| 3.3.3 键盘控制模块 |
| 3.3.4 光栅条纹参数显示模块 |
| 3.4 VGA显示控制模快 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 便携式相位测量轮廓术系统的总体FPGA设计 |
| 4.1 测量系统总体架构 |
| 4.2 图像采集与图像存储模块总结构设计 |
| 4.3 图像采集模块 |
| 4.3.1 摄像头模块介绍 |
| 4.3.2 摄像头模块图像传输的实现 |
| 4.4 图像存储模块 |
| 4.4.1 NIOS II软核处理器的配置 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 便携式相位测量轮廓术系统实验与分析 |
| 5.1 测量系统的标定 |
| 5.2 基于FPGA的多样式光栅条纹投影实验 |
| 5.3 光栅条纹的性能分析 |
| 5.4 实际测量实验分析 |
| 5.5 资源分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
（9）基于FPGA忆阻混沌系统的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 混沌简介 |
| 1.2 忆阻器基本知识介绍 |
| 1.3 延迟混沌电路概述 |
| 1.4 FPGA实现电路的研究现状 |
| 1.5 图像加密的研究现状 |
| 1.6 本文的结构与安排 |
| 第二章 忆阻混沌电路的设计 |
| 2.1 等价蔡氏忆阻混沌电路的设计 |
| 2.1.1 选频网络选频特性的分析 |
| 2.1.2 等价蔡氏忆阻混沌电路的设计 |
| 2.1.3 等价蔡氏忆阻混沌电路的动力学特性分析 |
| 2.1.4 电路仿真实验 |
| 2.2 单T串联型忆阻混沌电路 |
| 2.2.1 电路设计 |
| 2.2.2 电路参数?变化对系统动力学特性的影响 |
| 2.2.3 初始值对系统动力学特性的影响 |
| 2.3 单T并联型忆阻混沌电路 |
| 2.3.1 电路设计 |
| 2.3.2 耗散性及吸引子的存在性 |
| 2.3.3 电路参数?变化对系统动力学特性的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 延迟忆阻电路的设计 |
| 3.1 文氏桥延迟忆阻电路 |
| 3.1.1 电路设计 |
| 3.1.2 延迟时间?变化对系统动力学特性的影响 |
| 3.1.3 初始值对系统动力学特性的影响 |
| 3.2 单T延迟忆阻控制电路 |
| 3.2.1 电路设计 |
| 3.2.2 延迟时间?变化对系统动力学特性的影响 |
| 3.2.3 初始值对系统动力学特性的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于FPGA的硬件电路实现 |
| 4.1 系统总体环境搭建 |
| 4.1.1 软件环境搭建 |
| 4.1.2 DSP Builder工具箱 |
| 4.1.3 硬件设备特性 |
| 4.2 硬件电路实现 |
| 4.3 忆阻混沌系统的实验结果 |
| 4.3.1 等价蔡氏忆阻混沌系统的实验结果 |
| 4.3.2 单T串联型忆阻混沌系统的实验结果 |
| 4.3.3 单T并联型忆阻混沌系统的实验结果 |
| 4.4 延迟忆阻混沌系统实验结果 |
| 4.4.1 文氏桥延迟忆阻混沌系统的实验结果 |
| 4.4.2 单T延迟忆阻控制混沌系统的实验结果 |
| 4.5 本章总结 |
| 第五章 图像加密 |
| 5.1 Lorenz混沌系统介绍 |
| 5.2 基于混沌系统的图像加解密总体框架 |
| 5.3 基于混沌系统的图像加解密具体算法 |
| 5.3.1 图像加解密过程 |
| 5.3.2 软件仿真结果 |
| 5.4 安全性分析 |
| 5.4.1 直方图分析 |
| 5.4.2 相邻像素相关性分析 |
| 5.4.3 敏感性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结语与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间公开发表论文及着作情况 |
（10）泥石流运动模型多点同步采集系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的背景和意义 |
| 1.2 数据采集系统发展历程及研究动态 |
| 1.3 课题研究的来源和主要内容 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 系统总体方案设计及相关技术 |
| 2.1 系统设计目标 |
| 2.1.1 采集指标要求 |
| 2.1.2 实验目的 |
| 2.2 系统总体框架设计 |
| 2.2.1 数据采集模块部分分析 |
| 2.2.2 数据处理模块部分分析 |
| 2.2.3 数据分析模块部分分析 |
| 2.3 信号采集相关理论及技术 |
| 2.3.1 信号采集理论 |
| 2.3.2 FPGA技术 |
| 2.3.3 USB总线技术 |
| 2.3.4 I2C总线协议 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 系统硬件设计 |
| 3.1 数据采集模块硬件设计 |
| 3.1.1 .传感器采集模块 |
| 3.1.2 电源设计 |
| 3.1.3 衰减电路 |
| 3.1.4 滤波电路 |
| 3.1.5 放大电路 |
| 3.1.6 A/D转换电路 |
| 3.2 数据处理模块硬件设计 |
| 3.2.1 采集数据存储设计 |
| 3.2.2 数据传输模块设计 |
| 3.2.3 FPGA最小系统 |
| 3.3 数据采集系统PCB板抗干扰设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 系统软件设计 |
| 4.1 FPGA控制逻辑设计 |
| 4.1.1 程控增益模块逻辑设计 |
| 4.1.2 模数转换器AD7609控制逻辑设计 |
| 4.1.3 激光传感器数据传输逻辑设计 |
| 4.2 USB接口逻辑设计 |
| 4.2.1 异步Slave FIFO的写时序 |
| 4.2.2 异步Slave FIFO的读时序 |
| 4.3 系统上位机程序设计 |
| 4.3.1 固件程序设计 |
| 4.3.2 驱动程序设计 |
| 4.3.3 上位机程序设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 系统调试与实现 |
| 5.1 数据采集结果 |
| 5.1.1 实验数据拟合 |
| 5.1.2 泥石流模实验的信息采集结果 |
| 5.2 数据滤波结果 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间取得的研究成果 |
四、FPGA技术在数字电路实验中的应用（论文参考文献）
- [1]FPGA技术在数字逻辑课程中的应用[J]. 栾岚. 电脑知识与技术, 2021(24)
- [2]在束PET全数字化系统高速数据读出方法研究[D]. 柯凌云. 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所), 2021(01)
- [3]用于光探测磁共振的FPGA技术研究[D]. 王淋. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [4]基于SOPC的图像采集与处理系统设计[D]. 李明峰. 南京邮电大学, 2020(03)
- [5]基于FPGA的深度学习目标检测的实现[D]. 李恒. 吉林大学, 2020(03)
- [6]基于忆阻器可降维混沌系统的分析及应用[D]. 王振. 山东科技大学, 2020(06)
- [7]基于FPGA的光纤传感周界安防系统设计[D]. 郭茂森. 太原理工大学, 2020(07)
- [8]基于FPGA的便携式相位测量轮廓术系统设计与实现[D]. 彭子洳. 西南交通大学, 2020(07)
- [9]基于FPGA忆阻混沌系统的设计与实现[D]. 徐影. 东北师范大学, 2020(02)
- [10]泥石流运动模型多点同步采集系统设计[D]. 卜凡. 成都理工大学, 2020(04)