模式匹配算法在FPGA芯片上的设计与实现
基于FPGA的多模式匹配算法研究与实现
中 分 号 Ｐ ３ 田 类 ｌ ３ Ｔ０
基 于 Ｆ ＧＡ 的 多模 式 匹配算 法研 究与 实现 Ｐ
貉 潇 ，郭 健 ，邓 敏 ，自 斌
（． １ 西南 电子 电信技术研究所 ，成都 ６０４ ；２ 中国 电子科技 集团公司第 ３ 研究所 ，成都 ６００） １０１ ． ０ １００
耍： 针对模 式匹配软件算法速度慢、正确率低等问题，提 出一种基于 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ的硬件 多模 式匹配 算法 ，通过设计窗 口折叠 的布鲁姆过 滤
窗 口数 据 的第 ｉ 个字 节 ｂｔ ＝ ， …， 。其 中 ， ｂｔ 的 ｙ ， （ ， ） ｅ ｙｅ ，
７ ｛， … ，模式集合 Ｐ＝ ｐ， ） １ ‘２ ， ＝ ｔ ） ， Ｉ ， Ｐ …， ，服从均匀分布 的独立 ｈ ｓ ａｈ函数集合 Ｈ： ＾ …， ，则 Ｂ 数据结构为 ｛ ， 】 ， Ｆ
关键词的模式集进行 ｈｓ ａｈ转换形成 ，可用于实现对集合
基金硬 目： 教育部 人文社科基金资助项 ［（０ Ｊ Ｚ １９；四川省金融智能与金融工程重点实验室基金资助项 Ｉ（ＩＥ ００ Ｏ） ￣ １Ｙ Ｃ Ｈ ６） ￣ＦＦ ２１． Ｓ ｌ Ｐ
作者筒介： 潇（ ８一 ， 骆 １ ｏ ） 女，工 ９ 程师， 主研方向：光 络通信， 纤网 高速网 络数据处理； 健、邓 敏、自 斌， 程师 郭 工
定理 设字节集合∑ 、而∈ 、ｎ ∑ 为偶数，有运算关系 ：
Ｙ ＝ ２ ・ ０ｘ １ ０ｘ ０・０ｘ ，Ｙ ＝Ｙ ｌ ・ （） １
收稿 日期 ：２ １－１１ ．四 日期 ： ０２０—４ Ｅｍａ ｉ ｘ ＠ １ ３ ｏ ０ １ －４ １ － ｝ ２ １－１１ － ￣ ｖ ｘ ６． ｒ ｙ ｃｎ
＿
２２ ３
计
双目立体相机中实时匹配算法的FPGA实现
ｉ ｔ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗｉ ｔ ｈ ＦＰＧＡ
Ｓ ＨＡＮ Ｊ ｉ ｅ ，Ｔ ＡＮＧ Ｙ ａ ｏ ， Ｊ Ｉ ＡＮＧ Ｈｕ ｉ （ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｏ ｍ ｍ ｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｘ ｉ ’ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｐ ｏ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｌ ｅ ｃ ｏ ｍｍ ｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ， Ｘ ｉ ’ ａ ｎ ７ １ ０ １ ２ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
・图像 与信 号处 理 ・
双 目立 体 相 机 中实 时 匹配 算 法 的 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ实现
单 洁， 唐 壶 ， 姜 晖
（ 西安 邮电大学通信与信息Ｔ程学院 ， 陕西 西安 ７ １ ０ １ ２ １ ）
摘 要 ： 在 双 目立体 相机 中， 利用 图像 处理 计算 场景 深度 信息 是 一项关键 技 术。 通过研 究立体 视 觉 图像 匹配 原 理 ， 提 出一 种基 于 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 的立 体 图像 实 时 匹配 算 法 的实 现 方 法。该 算 法 以 Ｃ ｅ ｎ ｓ ｕ ｓ 变换 为基 础借助 于像 素在 邻 域 中灰度 相对 值 的排 序 进 行相 似 度 比较 ， 来 实现 区域 立体 匹配 ； 在 左右 一致 性 约束下 采用 多 窗 １ ３相 关 匹配方 法 改善深度 不连 续 图像 的 匹配质 量 ， 提高匹 配准 确度 。利 用 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ流水 线和 并行 处理 技术 实现 了双 目立体相 机 的实 时 图像 匹配 。结 果 表 明， 该 图像 匹配结 构具 有较 高 的吞 吐率 和 处理 速 度 ， 可 以工 作 在 ９ ７ ． ３ ＭＨ ｚ频 率下 实现 １ ０ ２ ４×
基于FPGA的多模式数字匹配滤波器的设计与实现
ｃ ｅ ｉ ｖ ｉ ｎ ｇ ｅ ｎ ｄ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｍｅ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｓ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ｐ ｒ ｅ ａ ｄ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｕ ｍ ｃ ｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｆ ｏ ｒ ｄ ｅ ｓ ｐ ｒ ｅ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｓ ｐ ｒ ｅ ａ ｄ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｕ ｍ ｓ ｒ ｉ ｇ ｎ ｌｓ ａ ｗｉ ｔ ｈ ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｌ ｅ ｓ ｐ ｒ ｅ ａ ｄ—ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｕ ｍ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｓ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｍａ ｒ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｃ ｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ． Ｏｎ ｈｉ ｔ ｓ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ，ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｎ ｅ ｓ ｓ ｉ ｓ ｖ ｅ ｉｆ ｒ ｉ ｅ ｄ ｂ ｙ
获 得 更 高 的 系统 性 能 。 首 先 介 绍 了数 字 匹 配 滤多模 式 ＤＭＦ的 设 计 原 理 ， 在 同一 个 直 接 序 列 扩 频 通 信 系 统 的 接 收 端 集 成 多种 模 式 ， 实现 对 多种 扩 频 比 扩 频 信 号 的 解 扩 ， 提 高通信 系统的性 能 。在 此基础 上 ， 通
LTE系统中基于FPGA速率匹配算法的仿真及实现
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｏ ｍ ｍ ｕ ｎ ｉ ｅ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ，Ｃ ｈ ｏ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｐ ｏ ｓ ｔ ｓ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｌ ｅ ｃ ｏ ｍ ｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ Ｃ ｈ ｏ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ ４ ０ ０ ０ ６ ５， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
算 法的基 础 上 ， 给 出 了一种 基 于 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 的 速 率 匹 配 实 现 方 案 。该 方 案 通 过 乒 乓 操 作 以 减 少 速 率 匹 配 的
处理 延 时 ； 并以 Ｖ ｉ ￣ ｅ ｘ 一 ６芯 片 为 平 台 ， 完 成 了仿 真 、 综合 、 板 级 验证 等 工作 。 结果 表 明 ， 基 于该 方 案 的
速 率 匹配 算 法 能够 明显 地 缩 小 处理 延 迟 。
关 键 词 ：Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 实现 ； 速 率 匹配 ； 兵乓操作； Ｖ ｉ ａ ｅ ｘ 一 ６
中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｎ ９ ２ ９ ． ５ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：０ ２ ５ ８ — ７ ９ ９ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ — ０ ０ １ ４ — ０ ３
ＭＩ ＭＯ 技 术 作 为 其 无 线 网 络 演 进 的 唯 一 标 准 ， 极 大 地 提 高 ｒ 系 统 的 带 宽 … 。而 速 率 匹 配 是 Ｌ Ｔ Ｅ 系 统 中重 要 的组
图 ｌ所 示 。 该过 程主要包 括子块 交织 、 比特 收 集 、 比特 选
择 和 修 剪１ ４ ｌ 。
Ｒｅ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｒ ａ ｔ ｅ ｍａ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｆ Ｐ ＧＡ ｉ ｎ Ｌ ＴＥ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
FPGA芯片设计的理论与实践
FPGA芯片设计的理论与实践FPGA芯片是可编程逻辑芯片的一种。
相较于固定的ASIC芯片，FPGA芯片具有可编程性、灵活性和快速开发的优势。
随着近年来人工智能、物联网等领域的快速发展，FPGA芯片在各种应用领域也越来越受到重视。
一、FPGA芯片设计的基本原理FPGA芯片由多个可编程逻辑块（PLB）组成，其中每个PLB包含CLB（配置逻辑块）、I/O块（输入输出块）和其他各种块。
FPGA芯片的编程可以通过硬件描述语言（HDL）实现。
常用的HDL有Verilog和VHDL。
在FPGA芯片设计的过程中，首先需要对设计的目标进行分析，然后选择合适的芯片型号和工具软件。
接着，通过HDL语言进行设计及验证，最后生成比特流文件进行烧录。
二、FPGA芯片设计的实践经验1.合理的分区设计FPGA芯片在进行设计时需要将芯片按照逻辑分为不同的区域进行设计，这样可以提高芯片的设计效率和可重用性。
因此，分区设计应当尽量遵循以下原则：将功能相近的模块放在一个区域内，减小信号路径、减小延时，避免不同区域之间频繁的通讯等。
2.优化使用资源在FPGA芯片的设计中，使用资源的优化是十分必要的。
比如，使用复用器来将多个信号传送给一个输入口、避免使用过多的寄存器等都是优化使用资源的好方法。
3.良好的时序约束设计时序约束在FPGA芯片设计中至关重要。
良好的时序约束可以防止时序问题的出现，保持芯片的稳定性和工作准确性。
在时序约束的设计中，需要考虑每个时钟、时钟路径、数据路径的特性，避免过分追求时序约束而造成芯片性能和可靠性下降。
三、FPGA芯片设计的未来走向FPGA芯片设计在未来的应用中将会有更加广泛的应用范围。
一方面，随着人工智能、大数据、物联网等领域的高速发展，对于芯片本身的功耗、可重用性、数据处理速率等提出了更高要求，FPGA芯片的应用也会越来越广泛。
另一方面，FPGA芯片在硬件设计中的优势和灵活性，也将会为未来各种新型芯片设计和开发提供更好的开发平台。
一种基于FPGA实现的优化正交匹配追踪算法设计
Ａｎ ｏ ｒ ｔ ｈ ｏ ｇ ｏ ｎ ａ ｌ ｍａ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｐ ｕ ｒ ｓ ｕ ｉ ｔ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ
ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＦＰ ＧＡ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
‘
中 文 引 用 格 式 ：蒋 沅 ， 沈培 ， 代冀 阳， 等 ．一 种 基 于 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ实 现 的优 化 正 交 匹配 追 踪 算 法 设 计 【 Ｊ 】 ． 电子技 术应 用 ， ２ ０ １ ５， ４ １
（ １ ０ ） ： ７ ３ — ７ ６， ８ ０ ．
英 文 引 用 格 式 ：Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｙ ｕ ａ ｎ， Ｓ ｈ ｅ ｎ Ｐ ｅ ｉ ， Ｄ ａ ｉ Ｊ ｉ ｙ ａ ｎ ｇ ， ｅ ｔ ａ １ ． Ａ ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ ｏ ｇ ｏ ｎ ａ ｌ ｍ ａ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｐ ｕ ｒ ｓ ｕ ｉ ｔ ａ ｌ ｇ ｏ ｉ ｒ ｔ ｈ ｍ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｆ Ｐ －
Ｇｔ ｉ ｏ ｎ ［ Ｊ ］ ． Ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ， ２ ０ １ ５， ４ １ （ １ ０ ） ： ７ ３ — ７ ６， ８ ０．
２ ． Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉｎ ｒ ｇ， Ｎ ａ ｎ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ Ｈａ ｎ ｇ ｋ ｏ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ， Ｎａ ｎ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ３ ３ ０ ０ ６ ３， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ；
多模式匹配算法的FPGA实现
其 匹配 的所 有 模 式 串 。
的增长【 ，成为入侵检测技 术发展 的瓶颈 。基于硬件
实现 的模式匹配算法 ，其匹配时间仅取决于待匹配 的 串长度和硬件 的工作速度 ， 以达 到很高 的检测速度 ， 可 从而满 足高速 网络 的实时检测 需求【。Ｆ Ｇ 具有可 ３ ＰＡ 】 重复烧 写的功能，是 目前硬件实现入侵检测的主流解 决方案 。本文针对入侵检测系统中的多模式匹配算法
摘
要：针对 目前模式匹配算法多采用软件 实现 ，而软件实现效率低下 的弊端 ，提 出了一种基 于硬件实现模式
匹配算法 的设计方案 。综合 Ａ ｏＣ ｒｓ ｋＡ ） ｈ ． ｏａｉ （ Ｃ 算法原理和 Ｆ Ｇ ｃ Ｐ Ａ硬件特 点，在 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ上实现 Ａ Ｃ算法 ：然后利用 Ｑ ａ ｕ Ｉ ｕｒ ｓＩ 对设计进行了验证和性能分析。实验结果表 明，基于硬件实现的 Ａ ｏＣ ｒｓ ｋＡ ） ｔ ｈ ． ｏａｉ （ Ｃ 算法的效率得到显 ｃ 著提升 ，有效解决 了数据快速增长带来的处理速度缓慢的缺 点。
Ａ ｏＣ ｒ ｉ Ａ ） ｌｏｉ ｍ ｎｔｅ Ｐ Ａ Ｔ ｅ，ｔ ｓｓｈ ｕｒ ｓ Ｉｏｖｌ ａｉ ｄｐｒ ｒ ｎｅ ａ ｓ ｒｈｓ ｈ － ｏａ ｅ Ｃ ａ ｒｈ ｏ Ｇ ． ｈ ｎ ｉｕｅ ｅ ａｔ ａｄ ｔ ｎａ ｅ ｏ ｓ ｋ（ ｇ ｔ ｈＦ ｔ Ｑ ｕ Ｉｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｍａ ｃ ｌ ｉｆ ｉ ｎ ａ ｏ ｈ ｏＣ ｒｓ ｋ （ ） ａ ｏ ｉ ｍ ａ ｄ ｔｅ ｃ ａａ ｔｒ ｔ ｓ ｏ Ｐ ｏ ｉｅ ｈ ｐｉ ｉｌ ｆ ｔｅ Ａｈ — ｏ ａｉ ＡＣ ｌ ｒ ｈ ｎ ｃ ｇ ｔ ｎ ｈ ｒｃｅｉ ｉ ｆ Ｆ ＧＡ，ｉ ｐｅ ｎｓ ｔｅ ｈ ｓｃ ｍ ｌｍｅ ｔ ｈ
基于FPGA的相关匹配实时处理算法
航 天 电子对 抗
第 ３ １卷第 ３期
基于 Ｆ Ｐ ＧＡ 的 相 关 匹配 实 时处 理算 法
毛 荣钧 ， 冯道 旺， 郭福 成 ， 黄 知 涛 （ 国防科技 大 学 电子 科 学与 工程 学院 ，湖 南 长 沙 ４ １ ０ ０ ７ ３ ） 摘要： 相 关技 术被 广泛应 用 于信 号处理 领域 ， 针 对相 关运 算 因计算 Ｐ ＧＡ 的频 域 相 关技 术 。对 复数 信 号 作 快速 傅 里 叶 变换 ， 与 需要 检 测
的信 号频谱 实现 复相 关 ， 将复相 关序 列通过傅 里 叶逆 变化 转换 为 实序 列 ， 从 而 实现 了相 关运 算
的并行 实时处理 。将 该技 术应 用 于信 号的 帧 头检 测 中 ， 测 试表 明该 方 法 不仅 保 证 了脉 冲检 测 的 时效性 而且硬 件 资 源消耗 也很 少 ， 可满足 相 关运算 的 实 时处理 需求 。
ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ． Ｔ ｈ ｉ ｓ ｔ ｅ ｃ ｈｎｏ ｌ ｏ ｇｙ ｉ ｓ ｔ ａ ｋｅ ｎ ｉ ｎｔ ｏ ｔ ｈｅ ｄｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏｎ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｍ ａｒ ｋ ｏｆ ｆ ｒ ａ ｍｅ ． Ｈａ ｒ ｄ ｗａ ｒ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎｇ ｉ ｎｄｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｓ ｔ ｈａ ｔ ｔ ｈｉ ｓ ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ ａ ｓ ｓ ｕｒ ｅ ｔ ｈｅ ｐｒ ｅ ｓ ｃ ｒ ｉ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｄｕ ｃ ｅ ｔ ｈｅ ｕｓ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｒ ｅ ｓ ｏｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ． Ｓｏ ｔ ｈｉ ｓ ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ ｃ ａ ｎ ｃ ｏ ｎｔ ｅ ｎｔ ｔ ｈｅ ｒ ｅ ｑ ｕｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎｔ ｏｆ ｒ ｅ ａ ｌ — ｔ ｉ ｍｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ： ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ— ｐｒ ｏｇ ｒ ａ ｍｍａ ｂｌ ｅ ｇ ａ ｔ ｅ ａ ｒ ｒ ａ ｙ； ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍ ａｔ ｃ ｈｉ ｎｇ； ｆ ａ ｓ ｔ ｆ ｏｕ ｒ ｉ ｅ ｒ ｔ ｒ ａ ｎｓ ｆ ｏｒ ｍ
光度立体算法和立体匹配算法fpga实现
光度立体算法和立体匹配算法fpga实现光度立体算法是一种常用的立体视觉算法，用于从多个图像中获取三维点云。
该算法利用图像中的亮度信息进行立体深度估计，通过比较左右两个图像中对应像素点的亮度差异来计算深度。
光度立体算法的核心思想是，对于同一物体的两个像素点，其亮度差异与像素点之间的距离成正比。
立体匹配算法是光度立体算法的关键步骤，它用于寻找左右两个图像中对应像素点之间的对应关系。
立体匹配算法的目标是在左图像中找到与右图像中的某个像素点最匹配的像素点。
在FPGA上实现光度立体算法和立体匹配算法可以提供高性能的立体视觉处理能力。
FPGA是一种可编程逻辑器件，具有并行计算和灵活性的优势，非常适合用于实现复杂的算法和处理任务。
在FPGA实现光度立体算法时，可以使用硬件描述语言（HDL）编写硬件逻辑来实现光度差异的计算和深度估计。
通过将算法的每个步骤转化为硬件电路，可以实现高速的并行计算。
同时，FPGA的可编程性使得算法的参数和设置可以根据实际应用进行灵活调整和优化。
在FPGA实现立体匹配算法时，可以使用硬件加速器来加速匹配过程。
立体匹配算法通常需要进行大量的计算和比较操作，使用FPGA可以实现高效的并行处理，极大地提高了算法的运行速度。
同时，通过对算法的优化和硬件设计的精确控制，可以减小算法的存储需求，提高系统的资源利用率。
除了性能优势，FPGA还具有低功耗和灵活性的特点。
由于立体视觉算法通常需要处理大量的数据和复杂的计算，使用FPGA可以在保证高性能的同时，降低功耗消耗。
同时，FPGA的可编程性使得算法可以根据实际需求进行灵活调整和优化，适应不同的应用场景。
光度立体算法和立体匹配算法在FPGA上的实现可以提供高性能的立体视觉处理能力。
通过充分利用FPGA的并行计算和灵活性，可以实现快速且准确的立体深度估计和匹配，为立体视觉应用提供了一种高效的解决方案。
同时，FPGA的低功耗和可编程性使得算法可以适应不同的应用需求，具有广泛的应用前景。
一种基于模式匹配的fpga逻辑综合方法
一种基于模式匹配的fpga逻辑综合方法专利名称：：一种基于模式匹配的fpga逻辑综合方法技术领域：：本发明涉及集成电路，尤其涉及FPGA逻辑综合方法。
背景技术：：在IC设计流程中，逻辑综合是后端设计中一个非常重要的环节。
逻辑综合就是根据芯片制造商提供的基本电路单元库，将硬件描述语言描述的RTL级(RegisterTransferLevel，寄存器传输级)电路转换为电路结构模型(电路网表)的过程。
现有逻辑综合过程为从原始电路图出发，经过逻辑分析，得出电路的详细描述，然后再进行逻辑优化，得到简化的逻辑表达，通过逻辑映射得到与实际电路单元的映射关系，最后基于这种映射关系给出电路分析。
FPGA(FieldProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)是在PAL、GAL、CPLD 等可编程器件基础上进一步发展的产物，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，FPGA既克服了定制电路的不足，又解决了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
图1示出了一种基本FPGA逻辑单元(logiccell，下称LC)，其包括查找表(look-uptable，即LUT)和D触发器(DFF)。
4输入LUT 被示出具有一组配置存储单元，共16个，其可以被配置或编程以用于计算任何4输入的组合逻辑功能。
LUT的输出不仅仅直接连接到LC的输出，而且还送入D触发器的D输入端，D触发器的Q输出可用作另一个LC输出。
在该逻辑单元内，可以提供多路选择器(multiplexer，即MUX)及其它逻辑以便允许将触发器的Q输出端连接到LUT的某些输入端。
另外，逻辑单元的输出信号可以经由一些通用的互连网络路由到逻辑单元的输入端，以便构建任何给定的数字逻辑电路。
改进逻辑单元是在图1基本逻辑单元基础上所作出的改进，图2示出了改进后的FPGA逻辑单元。
为了便于软件建模，将此改进后的逻辑单元分为两种，一种是组合型的改进逻辑单元fC_Comb，另一种是时序型的改进逻辑单元fC_reg。
基于FPGA的数字匹配滤波器(DMF)的设计 -
基于FPGA的数字匹配滤波器(DMF)的设计 - 重庆大学本科学生毕业设计（论文）基于FPGA的数字匹配滤波器（DMF）的设计学生：周千秋学号：20214854 指导教师：杨力生专业：通信工程重庆大学通信工程学院二O一二年六月Graduation Design(Thesis) of Chongqing UniversityDesign of the Digital Matched Filter Basedon the FPGAUndergraduate: Zhou Qianqiu Supervisor: Prof. Yang Lisheng Major: Communication EngineeringCollege of communication engineeringChongqing UniversityJune 2021重庆大学本科学生毕业设计（论文）中文摘要摘要扩频通信系统与常规的通信系统相比，具有很强的抗人为干扰，抗窄带干扰，抗多径干扰的能力。
并具有信息隐蔽、多址保密通信等特点。
目前己从军事领域向民用领域发展。
而数字匹配滤波器(DMF)更是作为关键部件在通信和雷达接收机中应用广泛。
文章开篇把传统声表面波匹配滤波器与数字匹配滤波器进行了简单比较并且简要介绍了数字匹配滤波器在数字通信直扩系统中的应用。
分析了匹配滤波器的重要参数和电路基本结构。
第二部分主要介绍了论文所涉及的一些理论背景。
同时还介绍了用来实现这些模块的硬件描述语言-VHDL和Altera公司的Quartus II 6.0开发平台。
第三部分给出了倒置数字匹配滤波器基于FPGA的具体实现方法，并对仿真结果进行分析。
最后部分对论文进行了总结。
数字匹配滤波器有多种结构，本文提出的基于倒置结构的实现具有较高的精度和较快的捕获速度，与直接结构相比，倒置结构没有加法延时链。
关键词：数字匹配滤波器，VHDL，现场可编程门阵列，Quartus II，倒置结构I重庆大学本科学生毕业设计（论文）ABSTRACTABSTRACTThe spread spectrum (SS) communication system has stronger ability of resisting jamming, narrow band, and multipath interference than that of the conservation communication systems. And it also has the characteristics of low probability of intercept and multiple access secure communication. Nowadays,the SS technology has expanded from the military field to the commercial field. And, Digital Matched Filter (DMF) as the critical section of spread spectrum communication system has more and more application in communication and radar receiver.The article begins with a simple introduction of how DMF apply to digital communication DSSS System and a simple comparison between the traditional SAW-MF and DMF. Then, the paper has analyzed the important parameter and basis circuit framework on marched filter. Part two mainly introduces the background related to the theory. Meanwhile, it also introduces the design platform- Quartus II 6.0 of Altera Company and the VHDL- a sort of hardware design description language. The third part gives the specific implementation of an inverted digital matched filter based on the FPGA and the analysis ofsimulation results. At last the thesis is summarized.There are a variety of structures of digital matched filter. As proposedin this paper inverted structure DMF achieve high accuracy and fastacquisition speed. Compared with the direct structure DMF, there is noadditive delay chain in the inverted structure DMF.Key words： DMF, VHDL, FPGA, Quartus II, inverted structureII重庆大学本科学生毕业设计（论文）目录目录中文摘要 ........................................................................... .. (Ⅰ)ABSTRACT...................................................................... ..................Ⅱ 1 绪论 ........................................................................... ...................... 1 1.1 传统声表面波匹配滤波器与数字匹配滤波器............................................... 1 1.1.1 传统声表面波匹配滤波器 (1)1.1.2 数字匹配滤波器 ............................................................................2 1.1.3 数字匹配滤波器的优缺点................................................................. 3 1.2 数字匹配滤波器在数字通信直扩系统中的应用 ............................................ 3 1.3 可编程逻辑技术的发展 (5)1.4 基于EDA技术的FPGA应用前景 .............................................................. 6 1.5 论文的主要研究内容及工作 .................................................................. 6 2 理论基础及设计平台简介 ............................................................... 7 2.1 数字匹配滤波器的工作原理 .................................................................. 7 2.2 数字匹配滤波器的结构及特性分析 .......................................................... 8 2.3 系统开发语言VHDL简介 (11)2.4 Xilinx公司的ISE开发系统 ................................................................12 2.4 Quartus II开发系统 (13)3 系统设计与实现 ........................................................................... ..15 3.1 总体设计............................................................................ ............15 3.2 码偏移器............................................................................ ............15 3.3 M序列发生器............................................................................ .......16 3.4 倒置结构数字匹配滤波器 ....................................................................18 3.5 码灌入 ........................................................................... ...............18 3.6 总体电路实现 ........................................................................... .......18 3.7 仿真结果及分析 ........................................................................... ....19 4 论文结语............................................................................ .............22 参考文献 ........................................................................... .. (23)III感谢您的阅读，祝您生活愉快。
基于FPGA的实时SGM匹配算法研究与实现
基于FPGA的实时SGM匹配算法研究与实现冯彬彬;蒋新华;林俊杰;聂明星【摘要】Traditional Semi Global Matching algorithm is not suitable for running on real-time embedded platform because of its complex structure, and high demand for hardware resources. Thus, this paper puts forward the Real-Time SGM algo-rithm based on FPGA embedded platform. Real-Time SGM selects three directions as the optimization direction to reduce the demand for hardware resources. Then, the algorithm can run in the condition of Pipeline by designing a new structure, and improve the operation speed. Moreover, it puts forward a new kind of median filter algorithm to optimize the results. Finally, simulation is done on the PFGA platform. Experimental results show that compared with the original algorithm, the new algorithm has lower resource requirements, and has a large increase in the speed of the algorithm, which is suit-able for running in low power consumption embedded system.%传统SGM算法,运算复杂度高,硬件资源需求量大,难以应用到实时嵌入式系统中.为此提出一种基于FPGA嵌入式平台的实时SGM(Real-Time SGM,RT-SGM)算法.RT-SGM选取三个方向作为匹配算法的优化方向;设计新的算法的结构,使该算法能运行在Pipeline状态下;提出一种新型中值滤波算法对结果进行优化.在FPGA硬件平台上完成实验.实验结果表明,RT-SGM运行速度相比于传统SGM算法提高了30%,而在资源需求上只有传统SGM算法的一半,同时其精度与传统SGM算法相当,适合应用到实时嵌入式系统中.【期刊名称】《计算机工程与应用》【年(卷),期】2017(053)022【总页数】6页(P163-168)【关键词】现场可编程门阵列(FPGA);立体匹配;实时SGM算法;Pipeline状态;新型中值滤波【作者】冯彬彬;蒋新华;林俊杰;聂明星【作者单位】福州大学电气工程与自动化学院,福州 350000;福州大学电气工程与自动化学院,福州 350000;福建省数字化装备重点实验室(福建工程学院),福州350000;福建省数字化装备重点实验室(福建工程学院),福州 350000;福建省数字化装备重点实验室(福建工程学院),福州 350000【正文语种】中文【中图分类】TP391.41立体匹配算法一直是计算机立体视觉领域研究的热点和难点之一[1]，立体匹配的速度和精度直接影响着立体视觉技术的应用[2]。
基于FPGA的多模式匹配算法研究与实现
基于FPGA的多模式匹配算法研究与实现骆潇;郭健;邓敏;白斌【期刊名称】《计算机工程》【年(卷),期】2012(038)018【摘要】针对模式匹配软件算法速度慢、正确率低等问题,提出一种基于FPGA的硬件多模式匹配算法,通过设计窗口折叠的布鲁姆过滤器,有效减小资源消耗.与多级确认机制结合可降低虚警率,并采用不同于传统方式的并行结构提高查询速度,实现高效率无虚警的精确模式匹配.实验结果表明,采用该算法的高速入侵检测系统吞吐率可达到10 Gb/s.%In view of the low efficiency of software performance in multi-pattern matching algorithm, a new hardware-based solution based on Field Programmable Gate Array(FPGA) is proposed. By using Bloom Filter(BF) data window collapsing, the on-chip hardware resource consumption is reduced and efficiency is improved. To reduce the possibility of false positive, the multilevel-verification is applied. A pipeline parallel structure is used to improve the query efficiency, which makes the pattern matching work in the high performance with no false positive. The method is applied in a high-speed network intrusion detection system. Experimental result shows that the throughout of system can reach the line speed of 10Gb/s.【总页数】4页(P231-233,237)【作者】骆潇;郭健;邓敏;白斌【作者单位】西南电子电信技术研究所,成都610041;西南电子电信技术研究所,成都610041;西南电子电信技术研究所,成都610041;中国电子科技集团公司第30研究所,成都610000【正文语种】中文【中图分类】TP303【相关文献】1.基于KMP串模式匹配算法的序列检测器的FPGA设计 [J], 吴朝晖2.基于FPGA的1553B总线接口技术研究与实现 [J], 张晓; 胡颖毅; 黄子硕; 魏鹏3.基于FPGA的多制式矢量解调算法研究与实现 [J], 周生奎;陈应兵;李凯;白云鹏4.基于FPGA的红外镜头自动聚焦技术研究与实现 [J], 孙少伟;杨粤涛;杨炳伟;万安军;钟海林5.基于FPGA的多通道可编程DDC算法研究与实现 [J], 刘博;范玉进;张建军因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
模式匹配算法在FPGA芯片上的设计与实现
模式匹配算法在FPGA芯片上的设计与实现
黄栋;余综
【期刊名称】《计算机工程与设计》
【年(卷),期】2006(27)17
【摘要】随着网络技术的发展,在硬件上增加模式匹配的功能模块,来提高网络数据处理速度的需求越来越普遍.对目前现有的模式匹配算法进行了研究,并结合数字逻辑电路的特点,在现场可编程门阵列(FPGA)芯片上实现了字符串的模式匹配功能.最后,借助电子设计自动化(EDA)工具对设计进行了验证和性能分析,结果表明符合设计需求.
【总页数】4页(P3273-3276)
【作者】黄栋;余综
【作者单位】华北计算技术研究所,北京,100083;华北计算技术研究所,北
京,100083
【正文语种】中文
【中图分类】TP331.1+1
【相关文献】
1.基于FPGA芯片的硬盘数据加密设计与实现 [J], 张新家;张开来;曹卫兵;苗胜;戴冠中
2.基于FPGA芯片在船舶机舱温度监控系统中的设计与实现 [J], 李汉玲;熊再荣
3.一种快速单模式匹配算法的设计与实现 [J], 韦安垒;李开科;张榆;
4.面向FPGA芯片开发的测试方法设计与实现 [J], 杨宏
5.一种快速单模式匹配算法的设计与实现 [J], 韦安垒;李开科;张榆
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第 ２ 卷 第 １ 期 ７ ７
Ｖ Ｏ１ ２７ ．
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２０ ０６年 ９月
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Ｏ 引 言
在 网 络 处理 中， 式 匹 配 是 指 将 分 组 各 域 进 行 比特 位 的 模
差 ， 坏 情 况 下 为 ０ ｍ ）所 以 当 串 比较 长 时 ， 率 就 会 很 低 。 最 （ ｎ， 效
Ｒ 算 法 等 是 在 从 后 往 前 进 行 扫 描 时 ， 向 使 用 模 式 逆 串 的 后 Ｆ 反
匹配处理 。 般 ， 式 匹配模块有 两个输入 ， 一 模 一个 是 规 则 的 模
有 的 模 式 匹配 算 法 进 行 了研 究 ， 结 合 数 字 逻 辑 电 路 的 特 点 ， 现 场 可 编 程 门 阵 列 （ Ｐ Ａ） 片 上 实现 了字 符 串 的 模 式 匹配 并 在 ＦＧ 芯 功 能 。 最 后 ， 助 电 子 设 计 自动 化 （ ＤＡ） 具 对 设 计 进 行 了验 证 和 性 能 分 析 ， 果 表 明 符 合 设 计 需 求 。 借 Ｅ 工 结 关 键 词 ： 式 匹配 ； Ｋ 模 ＭＰ算 法 ； 现 场 可 编 程 门 阵 列 ； Ｖ ｒｏ 件 描 述 语 言 ； 电子 设 计 自动 化 ｅｉ ｇ硬 ｌ
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模式匹配算法在 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ芯片上的设计与实现
黄 栋 ， 余 综
（ 北计 算技 术 研 究所 ，北 京 １０ ８ ） 华 ００３
摘 要 ： 着 网络技 术的发展 ， 随 在硬件 上增 加模 式 匹配 的功能模 块 ， 来提 高网络数据 处理速 度 的需求越 来越 普遍 。对 目前现
中图 法分类号 ： Ｐ ３ ． １ Ｔ ３ １ ＋ １
文 献标识 码 ： Ａ
文章编 号 ：００７ ２ （０６ １．２３０ １０ ．０ ４ ２ ０ ） ７３ ７ —４
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