隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與公共安全保障需求的提高,視頻監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)、日常生活、警備與軍事方面的應(yīng)用越來越廣泛。采用基于 FPGA 的SOPC技術(shù)、H.264壓縮編碼技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳輸控制技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng),在穩(wěn)定性、功能、成本與擴展性等方面都有著突出的優(yōu)勢,具有重要的學(xué)術(shù)意義與實用意義, 本課題所設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)由以Nios Ⅱ為核心的嵌入式圖像服務(wù)器、相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與若干PC機客戶端組成。嵌入式圖像服務(wù)器實時采集圖像,采用H.264 編碼算法進行壓縮,并持續(xù)監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)。PC機客戶端可通過網(wǎng)絡(luò)對服務(wù)器進行遠程訪問,接收編碼數(shù)據(jù),使用H.264解碼算法重建圖像并實時顯示,使監(jiān)控人員有效地掌握現(xiàn)場情況, 在嵌入式圖像服務(wù)器設(shè)計階段,本文首先進行了芯片選型與開發(fā)平臺選擇。然后構(gòu)建圖像采集子系統(tǒng),采用雙緩存乒乓交換的方法設(shè)計圖像采集用戶自定義模塊。接著設(shè)計雙Nios Ⅱ架構(gòu)的SOPC系統(tǒng),闡述了雙軟核設(shè)計中定制連接、內(nèi)存芯片共享、數(shù)據(jù)搬移、通信與互斥的解決方法。同時完成了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的設(shè)計,采用μC/OS-Ⅱ進行多任務(wù)的管理與調(diào)度, H.264視頻壓縮編解碼算法設(shè)計與實現(xiàn)是本文的重點。文中首先分析H.264.標準,規(guī)劃編解碼器結(jié)構(gòu)。接著設(shè)計了16×16幀內(nèi)預(yù)測算法,并設(shè)計宏塊掃描方式,采用兩次判決策略進行預(yù)測模式選擇。然后設(shè)計4×4子塊掃描方式,編寫整數(shù)變換與量化算法程序。熵編碼采用Exp-Golomb編碼與CAVLC相結(jié)合的方案,針對除拖尾系數(shù)之外的非零系數(shù)值編碼子算法,實現(xiàn)了一種基于表示范圍判別的編碼方法。最后設(shè)計了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拇a流組成格式,并針對編碼算法設(shè)計相應(yīng)解碼算法。使用VC++完成算法驗證,并進行測試,觀察不同參數(shù)下壓縮率與失真度的變化。 算法驗證完成后,本文進行了PC機客戶端設(shè)計,使其具有遠程訪問、H.264解碼與實時顯示的功能。同時將H.264 編碼算法程序移植到NiosⅡ中,并將嵌入式圖像服務(wù)器與若干客戶端接入網(wǎng)絡(luò)進行聯(lián)合調(diào)試,構(gòu)建完整的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng), 實驗結(jié)果表明,本系統(tǒng)視頻壓縮率高,監(jiān)控圖像質(zhì)量良好,充分證明了系統(tǒng)軟硬件與圖像編解碼算法設(shè)計成功。本系統(tǒng)具有成本低、擴展性好及適用范圍廣等優(yōu)點,發(fā)展前景十分廣闊。
標簽: FPGA 264 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控 實現(xiàn)研究
上傳時間: 2013-08-03
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ASIC對產(chǎn)品成本和靈活性有一定的要求.基于MCU方式的ASIC具有較高的靈活性和較低的成本,然而抗干擾性和可靠性相對較低,運算速度也受到限制.常規(guī)ASIC的硬件具有速度優(yōu)勢和較高的可靠性及抗干擾能力,然而不是靈活性較差,就是成本較高.與傳統(tǒng)硬件(CHW)相比,具有一定可配置特性的場可編程門陣列(FPGA)的出現(xiàn),使建立在可再配置硬件基礎(chǔ)上的進化硬件(EHW)成為智能硬件電路設(shè)計的一種新方法.作為進化算法和可編程器件技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,可重構(gòu)FPGA的研究屬于EHW的研究范疇,是研究EHW的一種具體的實現(xiàn)方法.論文認為面向分類的專用類可重構(gòu)FPGA(ASR-FPGA)的研究,可使可重構(gòu)電路粒度劃分的針對性更強、設(shè)計更易實現(xiàn).論文研究的可重構(gòu)FPGA的BCH通訊糾錯碼進化電路是一類ASR-FPGA電路的具體方法,具有一定的實用價值.論文所做的工作主要包括:(1)BCH編譯碼電路的設(shè)計——求取實驗用BCH碼的生成多項式和校驗多項式及其相應(yīng)的矩陣并構(gòu)造實驗用BCH碼;(2)建立基于可重構(gòu)FPGA的基核——構(gòu)造具有可重構(gòu)特性的硬件功能單元,以此作為可重構(gòu)BCH碼電路的設(shè)計基礎(chǔ);(3)構(gòu)造實現(xiàn)可重構(gòu)BCH糾錯碼電路的方法——建立可重構(gòu)糾錯碼硬件電路算法并進行實驗驗證;(4)在可重構(gòu)糾錯碼電路基礎(chǔ)上,構(gòu)造進化硬件控制功能塊的結(jié)構(gòu),完成各進化RLA控制模塊的驗證和實現(xiàn).課題是將可重構(gòu)BCH碼的編譯碼電路的實現(xiàn)作為一類ASR-FPGA的研究目標,主要成果是根據(jù)可編程邏輯電路的特點,選擇一種可編程樹的電路模型,并將它作為可重構(gòu)FPGA電路的基核T;通過對循環(huán)BCH糾錯碼的構(gòu)造原理和電路結(jié)構(gòu)的研究,將基核模型擴展為能滿足糾錯碼電路需要的糾錯碼基本功能單元T;以T作為再劃分的基本單元,對FPGA進行"格式化",使T規(guī)則排列在FPGA上,通過對T的控制端的不同配置來實現(xiàn)糾錯碼的各個功能單元;在可重構(gòu)基核的基礎(chǔ)上提出了糾錯碼重構(gòu)電路的嵌套式GA理論模型,將嵌套式GA的染色體串作為進化硬件描述語言,通過轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的VHDL語言描述以實現(xiàn)硬件電路;采用RLA模型的有限狀態(tài)機FSM方式實現(xiàn)了可重構(gòu)糾錯碼電路的EHW的各個控制功能塊.在實驗方面,利用Xilinx FPGA開發(fā)系統(tǒng)中的VHDL語言和電路圖相結(jié)合的設(shè)計方法建立了循環(huán)糾錯碼基核單元的可重構(gòu)模型,進行循環(huán)糾錯BCH碼的電路和功能仿真,在Xilinx公司的Virtex600E芯片進行了FPGA實現(xiàn).課題在研究模型上選取的是比較基本的BCH糾錯碼電路,立足于解決基于可重構(gòu)FPGA核的設(shè)計的基本問題.課題的研究成果及其總結(jié)的一套ASR-FPGA進化硬件電路的設(shè)計方法對實際的進化硬件設(shè)計具有一定的實際指導(dǎo)意義,提出的基于專用類基核FPGA電路結(jié)構(gòu)的研究方法為新型進化硬件的器件結(jié)構(gòu)的設(shè)計也可提供一種借鑒.
上傳時間: 2013-07-01
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合成孔徑雷達的實時信號處理系統(tǒng),可以分成相對獨立的幾個階段,即A/D變換和緩存、距離向預(yù)處理器、方位向預(yù)處理器、距離向壓縮處理、轉(zhuǎn)置存儲器、方位向壓縮處理、逆轉(zhuǎn)置存儲器.合成孔徑雷達預(yù)處理的目的,就是緩解高處理數(shù)據(jù)率和低傳輸數(shù)據(jù)率的矛盾,使得在不太影響成像質(zhì)量的前提下,盡量減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)率,有利于后續(xù)處理的硬件實現(xiàn),做到實時處理.論文結(jié)合電子所合成孔徑雷達實時成像處理系統(tǒng),設(shè)計開發(fā)了基于Xilinx Virtex-E FPGA的星載SAR高速預(yù)處理板,該信號處理板處理能力強,結(jié)構(gòu)緊湊,運行效率高;其硬件電路的設(shè)計思路和結(jié)構(gòu)形式有很強的通用性和使用價值.論文重點研究了預(yù)處理的核心部分—固定系數(shù)FIR濾波器的設(shè)計問題.而固定系數(shù)FIR濾波器的實現(xiàn)問題的重點又是FPGA內(nèi)部的固定系數(shù)FIP濾波器實現(xiàn)問題,針對FPGA內(nèi)部的查找表資源,我們選擇目前流行的分布式算法來實現(xiàn)FIR濾波器的設(shè)計.對比于預(yù)處理器中其他濾波器設(shè)計方案,基于FPGA分布式算法的FIR濾波器的設(shè)計,避免了乘累加運算,提高了系統(tǒng)運行的速度并且節(jié)省了大量的FPGA資源.并且由于FPGA可編程的特性,所以可以靈活的改變?yōu)V波器的系數(shù)和階數(shù).所設(shè)計的電路簡單高速,工作正常、可靠,完全滿足了預(yù)處理器設(shè)計的技術(shù)要求.隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù),高密度存儲器技術(shù),計算機技術(shù)的發(fā)展,一個全數(shù)字化的機載實時成像處理系統(tǒng)的研制,已經(jīng)不是非常困難的事情了.而在現(xiàn)有條件下,全數(shù)字化的高分辨率星載實時成像處理系統(tǒng)的研制,將是一個非常具有挑戰(zhàn)意義的課題,論文以星載SAR的預(yù)處理器設(shè)計為例,拋磚引玉,希望對未來全數(shù)字化星載實時成像處理系統(tǒng)的研制起到一定參考價值.
上傳時間: 2013-07-03
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當代科學(xué)技術(shù)突飛猛進,極大促進了自動識別技術(shù)的發(fā)展——條形碼、光學(xué)字符識別、磁條(卡)、工C卡、語音識別、視覺識別、RFID等,其中,RFID無疑是最為前沿的自動識別技術(shù),是一種非接觸式的識別技術(shù);同時,隨著另外一項技術(shù)——嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展,機構(gòu)小巧、性能優(yōu)越、價格便宜、操作簡便的手持式數(shù)據(jù)自動讀寫設(shè)備發(fā)展尤為迅速。具體說來,一款好的手持式RFID讀寫器適用于工作現(xiàn)場,可以供工作人員對現(xiàn)場物品信息進行自動收集,而隨著嵌入式操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用,使讀寫器不僅有數(shù)據(jù)采集功能,而且可以對數(shù)據(jù)進行分析以供管理決策。在這其中,操作系統(tǒng)、芯片、總線、接口技術(shù)成為讀寫器的內(nèi)核,嵌入式系統(tǒng)成為技術(shù)的代表。 隨著嵌入式操作系統(tǒng)(如linux、wirice.net)的出現(xiàn),使得軟件開發(fā)人員在嵌入式系統(tǒng)和普通pc機上進行應(yīng)用軟件開發(fā)不會感到太大的差別(借助于交叉開發(fā)環(huán)境,即在pc機上編譯連接,但生成的是目標機代碼)。但是,對于那些應(yīng)用軟件開發(fā)者,往往對某一行業(yè)軟件開發(fā)比較熟悉卻對硬件有些陌生,熟悉硬件原理(嵌入式處理器架構(gòu)、部件工作原理等)恰恰是構(gòu)建一個嵌入式系統(tǒng)所必須的。因此,構(gòu)建一個性能穩(wěn)定、持續(xù)工作時間長、完善數(shù)據(jù)接口、方便讀寫器接口的手持式設(shè)備成為了當今一個比較熱門的技術(shù)領(lǐng)域。本項目就是根據(jù)以上事實,先分析了國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,再根據(jù)項目需求、生產(chǎn)成本以及RFID應(yīng)用開發(fā)者的要求,決定采用以ARM920T為內(nèi)核的$3C2410為嵌入式處理器、微軟公司力推的wiIice.net為嵌入式操作系統(tǒng),設(shè)計開發(fā)了供RFID應(yīng)用軟件開發(fā)者使用的手持式RFID讀寫器。針對手持式設(shè)備的特點和實際要求,對讀寫器軟硬件系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)進行了規(guī)劃,完成了時鐘電路、nand flash存儲器接口電路、SDRAM電路、串行接口電路、RFID讀寫模塊接口電路、USB接口電路、無線通信模塊接口電路、LCD/觸摸屏接口電路的設(shè)計,并開發(fā)了讀寫器的二次發(fā)API;在wince.net平臺下,利用platform builder工具定制了適于讀寫器的操作系統(tǒng),實現(xiàn)了嵌入式操作系統(tǒng)的設(shè)計,最后對整個系統(tǒng)進行了測試。
上傳時間: 2013-06-21
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5月1日凌晨發(fā)布第一測試版 功能介紹: 1.生成中英文數(shù)字混合的字符串的字模數(shù)據(jù). 2.可選擇字體,大小,并且可獨立調(diào)整文字的長和寬,生成任意形狀的字符。 3.各種旋轉(zhuǎn),翻轉(zhuǎn)文字功能 4.任意調(diào)整輸出點陣大小,并任意調(diào)整字符在點陣中的位置。 5.字模數(shù)據(jù)輸出可自定義各種格式,系統(tǒng)預(yù)設(shè)了C語言和匯編語言兩種格式,并且可自己 定義出新的數(shù)據(jù)輸出格式;每行輸出數(shù)據(jù)個數(shù)可調(diào)。 6.支持四種取模方式:逐行(就是橫向逐行取點),逐列(縱向逐列取點),行列(先 橫向取第一行的8個點作為第一個字節(jié),然后縱向取第二行的8個點作為第二個字節(jié)……), 列行(先縱向取第一列的前8個點作為第一個字節(jié),然后橫向取第二列的前8個點作為第二個 字節(jié)……) 7.支持陰碼(亮點為1),陽碼(亮點為0)取模 8.支持縱向(第一位為低位)(,倒向第一位為高位)取模 9.輸出數(shù)制可選16進制或10進制 10.可生成索引文件,用于在生成的大量字庫中可快速檢索到需要的漢字 11.動態(tài)液晶面板彷真,可調(diào)節(jié)彷真面板象素點大小和顏色 12.圖形模式下可任意用鼠標作畫,左鍵畫圖,右鍵擦圖。 12.旋轉(zhuǎn),翻轉(zhuǎn),平移等字符模式下的功能也可用與對BMP圖象的處理 版本為pctolcd1.94 5月1日晚上發(fā)布第二測試版 更新如下: 1.增加鎖定點陣大小功能,例如可鎖定24X24點陣大小,然后調(diào)節(jié)獨立調(diào)節(jié)字點陣的大小 2.增加熱鍵功能,可用光標配合Ctrl,Shift對文字大小和位置修改 3.增加精簡輸出格式選項 4.把文字輸入框換成了文字輸入組合框,這樣就可以保存歷史紀錄。 5.輸出數(shù)據(jù)會自動清除以前的數(shù)據(jù) 6.可隱藏自定義格式,簡化操作 7.一些小的BUG修正。 版本為pctolcd2.03 5月3日凌晨發(fā)布第三測試版 更新如下: 1.增加了一些小東西,例如演示動畫一類的,我懶的一一寫了 2.改掉一些可惡的小BUG,例如點陣輸入框的自動完成。 3.增加大量文字處理和導(dǎo)入TXT文本文件功能,并且可以去除文本中的空白和重復(fù)字符, 可以對文本進行排序,適合于生成小字庫。我這里測試是3萬多字的TXT文件在2分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)成16X16點陣的字庫文件。 版本號為pctolcd2.53 由于本軟件側(cè)重于對字符的處理,所以在圖象方面功能較弱,請見晾。 5月8日發(fā)布正式版 正式版已經(jīng)開始朝著液晶字庫生成軟件的方向進化了,我在后來的更新中把主要精力也放 在這部分,由于我目前還沒有發(fā)現(xiàn)有同類的軟件具備這個功能,也無法得到任何的參考,只能 自己摸索前進,所以如果還有不方便的地方請大家多提意見. 具體更新如下: 1.重寫大部分的內(nèi)核代碼以配合漢字庫生成的功能,目前這個內(nèi)核已經(jīng)進行了反復(fù)的測試, 相信穩(wěn)定性和速度較前一版本有了巨大的提高. 2.去掉那個比較愚蠢的熱鍵區(qū)了,因為用處不大 3.增加漢字庫生成功能,這是最重要的改進之處,下文將詳細介紹. 4.修正許多小BUG,使軟件更加成熟些. 5月12日發(fā)布完美版 這次發(fā)布的PCtoLCD2002完美版與前一版本相比沒有增加太多的功能,因為我覺得現(xiàn)有的這些功能已經(jīng)足夠用于生成各種字模的需要了,所以完美版的主要工作是反復(fù)測試,精心去除各種BUG,以及調(diào)節(jié)一些細微之處,目的當然就是追求完美!不過世上不會有真正完美的東西,這個軟件也不例外,而且這個軟件從頭至尾全部是我一個人編寫完成,精力有限,難免會顧此失彼,如果大家發(fā)現(xiàn)了這個版本中存在的BUG,請及時告訴我。 更新說明: 1。界面采用新的字體,不會再有那種難看的黑色粗體字,比以前的要漂亮多了。 2。加入全面的提示幫助,盡量減少普通用戶的各種疑惑。 3。修正生成文件的擴展名的一些BUG,不會總是加上FON的擴展名了。 4。修正生成字模數(shù)據(jù)的一些格式BUG,現(xiàn)在生成的C51格式字模數(shù)據(jù)基本上可以直接粘貼到源程序中使用而不需要修改了 5。加入新的字模數(shù)據(jù)格式調(diào)整項,允許用戶更自由的定制自己需要的數(shù)據(jù)格式 6。最重要的更新:全面支持保存當前設(shè)置功能,用戶設(shè)置的字模格式,主窗口狀態(tài)和字庫生成窗口選項信息均可保存,下一次打開窗口時不用重新設(shè)置。 7。修正了新建圖象時會自動跳到圖形模式的BUG 8。增加輸出緊湊格式數(shù)據(jù)選項,可以生成不包含空白行的字模數(shù)據(jù)。 9。完善了每行數(shù)據(jù)顯示個數(shù)的功能,可以任意設(shè)置每行顯示的數(shù)據(jù)個數(shù),并同時可以設(shè)置每行索引數(shù)據(jù)顯示個數(shù)。 10。修正了取模說明的一些錯誤,并改動了格式。 11。現(xiàn)在當用戶選擇10進制輸出時,會自動去掉生成字模數(shù)據(jù)前的“0x",或后面的“H”,選擇16進制時則會自動加上。 12。對各個窗體重新設(shè)計以全面適應(yīng)最大化的需要,如果您覺得當前窗口不夠大,可以最大化使用。 13。增加生成英文點陣字庫功能,可自動生成ASCII碼從0-127的任意點陣字庫,使用方法同生成國標點陣字庫功能。 14。再次優(yōu)化代碼,去掉各種調(diào)試信息,使程序速度再快一些。 15。還有許多細微的調(diào)整我記不清了…… 需要注意的地方: 在測試的過程中我發(fā)現(xiàn)了一個問題:在WIN98或WINME下當用戶直接生成特大點陣的字模時(例如320*320,1024*768的漢字字模),此時由于數(shù)據(jù)量非常龐大,而WIN98/WINME會有64K的數(shù)據(jù)容量限制,所以在主窗口中是無法得到全部的字模數(shù)據(jù)的,這時您需要使用字庫生成功能,通過形成一個數(shù)據(jù)文件才能得到完整的字模數(shù)據(jù)。 我認為到現(xiàn)在這個軟件功能已經(jīng)很完善了,但可能使用上有點不方便,如果你有什么不明白 的地方,可以發(fā)帖子或發(fā)MAIL詢問
上傳時間: 2013-07-26
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目前嵌入式系統(tǒng)中的GUI 的開發(fā)已經(jīng)成為研究的熱點,本文以Intel 公司Xscale PXA255 為內(nèi)核的XSBase255嵌入式平臺,以ARM-Linux 為操作系統(tǒng),接著介紹對GUI 嵌入式系
標簽: ARM-Linux GUI 嵌入式系統(tǒng) 開發(fā)研究
上傳時間: 2013-07-18
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語音編碼技術(shù)始終是語音研究的熱點。語音編碼作為多媒體通信中信息傳輸?shù)囊粋€重要環(huán)節(jié),越來越受到廣泛的重視。G729是由美國、法國、日本和加拿大的幾家著名國際電信實體聯(lián)合開發(fā)的,國際電信聯(lián)盟(ITU-T)于1995年11月正式通過了G729。96年ITU-T又制定了G729的簡化方案G729A,主要降低了計算的復(fù)雜度以便于實時實現(xiàn)。因其具有良好的合成語音質(zhì)量、適中的復(fù)雜度、較低的時延等優(yōu)點,G729A標準已被廣泛應(yīng)用在VOIP網(wǎng)關(guān)、IP電話中。 論文利用Altera公司的新一代可編程邏輯器件在數(shù)字信號處理領(lǐng)域的優(yōu)勢,對G729A語音編碼中的線性預(yù)測(LP)濾波器系數(shù)提取的FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列,F(xiàn)ield Programmable Gate Array)實現(xiàn)進行了深入研究。論文首先對語音信號處理及其發(fā)展進行介紹,深入討論了G729A語音編解碼技術(shù)。第二,對Altera公司的Stratix系列可編程器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行了研究,分析了在QuartusII開發(fā)平臺上進行FPGA設(shè)計的流程。第三,基于FPGA,對G729A編碼系統(tǒng)的LP分析部分做了具體設(shè)計,其中包括自相關(guān)函數(shù)和杜賓(Durbin)遞推兩個主要功能模塊,并對其工作過程進行了詳細的分析。第四,針對系統(tǒng)所使用的除法運算都是商小于1的特點,設(shè)計并實現(xiàn)了一個系統(tǒng)專用的除法器模塊。最后,在Altera FPGA目標芯片EP1S30F780C7上,對LP分析系統(tǒng)進行了驗證,證明了方案的可行性。
上傳時間: 2013-04-24
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H.264/AVC是ITU-T和ISO聯(lián)合推出的新標準,采用了近幾年視頻編碼方面的先進技術(shù),以較高編碼效率和網(wǎng)絡(luò)友好性成為新一代國際視頻編碼標準。 本文以實現(xiàn)D1格式的H.264/AVC實時編碼器為目標,作者負責系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計,軟硬件劃分以及部分模塊的硬件算法設(shè)計與實現(xiàn)。通過對H.264/AVC編碼器中主要模塊的算法復(fù)雜度的評估,算法特點的分析,同時考慮到編碼器系統(tǒng)的可伸縮性,可擴展性,本文采用了DSP+FPGA的系統(tǒng)架構(gòu)。DSP充當核心處理器,而FPGA作為協(xié)處理器,針對編碼器中最復(fù)雜耗時的模塊一運動估計模塊,設(shè)計相應(yīng)的硬件加速引擎,以提供編碼器所需要的實時性能。 H.264/AVC仍基于以前視頻編碼標準的運動補償混合編碼方案,其中一個主要的不同在于幀間預(yù)測采用了可變塊尺寸的運動估計,同時運動向量精度提高到1/4像素。更小和更多形狀的塊分割模式的采用,以及更加精確的亞像素位置的預(yù)測,可以改善運動補償精度,提高圖像質(zhì)量和編碼效率,但同時也大大增加了編碼器的復(fù)雜度,因此需要設(shè)計專門的硬件加速引擎。 本文給出了1/4像素精度的運動估計基于FPGA的硬件算法設(shè)計與實現(xiàn),包括整像素搜索,像素插值,亞像素(1/2,1/4)搜索以及多模式選擇(支持全部七種塊分割模式)。設(shè)計中,將多處理器技術(shù)和流水線技術(shù)相結(jié)合,提供高性能的并行計算能力,同時,采用合理的存儲器組織結(jié)構(gòu)以提供高數(shù)據(jù)吞吐量,滿足運算的帶寬要求,并使編碼器具有較好的可伸縮性。最后,在Modelsim環(huán)境下建立測試平臺,完成了對整個設(shè)計的RTL級的仿真驗證,并針對Altera公司的FPGA芯片stratixⅡ系列的EP2S60-4器件進行優(yōu)化,從而使工作頻率最終達到134MHz,分析數(shù)據(jù)表明該模塊能夠滿足編碼器的實時性要求。
上傳時間: 2013-07-24
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LED顯示屏作為一項高新科技產(chǎn)品正引起人們的高度重視,它以其動態(tài)范圍廣,亮度高,壽命長,工作性能穩(wěn)定而日漸成為顯示媒體中的佼佼者,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于廣告、證券、交通、信息發(fā)布等各方面,且隨著全彩屏顯示技術(shù)的日益完善,LED顯示屏有著廣闊的市場前景。 本文主要研究的對象為全彩色LED同步顯示屏控制系統(tǒng),提出了一個系統(tǒng)實現(xiàn)方案,整個系統(tǒng)分三部分組成:DVI解碼電路、發(fā)送系統(tǒng)以及接收系統(tǒng)。DVI解碼模塊用于從顯卡的DVI口獲取視頻源數(shù)據(jù),經(jīng)過T.D.M.S.解碼恢復(fù)出可供LED屏顯示的紅、綠、藍共24位像素數(shù)據(jù)和一些控制信號。發(fā)送系統(tǒng)用于將收到的數(shù)據(jù)流進行緩存,經(jīng)處理后發(fā)送至以太網(wǎng)芯片進行以太網(wǎng)傳輸。接收系統(tǒng)接收以太網(wǎng)上傳來的視頻數(shù)據(jù)流,經(jīng)過位分離操作后存入SRAM進行緩存,再串行輸入至LED顯示屏進行掃描顯示。然后,從多方面論述了該方案的可行性,仔細推導(dǎo)了LED顯示屏各技術(shù)參數(shù)之間的聯(lián)系及約束關(guān)系。 本課題采用可編程邏輯器件來完成系統(tǒng)功能,可編程邏輯器件具有高集成度、高速度、在線可編程等特點,不僅可以滿足高速圖像數(shù)據(jù)處理對速度的要求,而且增加了設(shè)計的靈活性,不需修改電路硬件設(shè)計,縮短了設(shè)計周期,還可以進行在線升級。
上傳時間: 2013-06-22
上傳用戶:jennyzai
《計算機組成原理》是計算機系的一門核心課程。但是它涉及的知識面非常廣,內(nèi)容包括中央處理器、指令系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、總線和輸入輸出系統(tǒng)等方面,學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程時,普遍覺得內(nèi)容抽象難于理解。但借助于該計算機組成原理實驗系統(tǒng),學(xué)生通過實驗環(huán)節(jié),可以進一步融會貫通學(xué)習(xí)內(nèi)容,掌握計算機各模塊的工作原理,相互關(guān)系的來龍去脈。 為了增強實驗系統(tǒng)的功能,提高系統(tǒng)的靈活性,降低實驗成本,我們采用FPGA芯片技術(shù)來徹底更新現(xiàn)有的計算器組成原理實驗平臺。該技術(shù)可根據(jù)用戶要求為芯片加載由VHDL語言所編寫出的不同的硬件邏輯,F(xiàn)PGA芯片具有重復(fù)編程能力,使得系統(tǒng)內(nèi)硬件的功能可以像軟件一樣被編程,這種稱為“軟”硬件的全新系統(tǒng)設(shè)計概念,使實驗系統(tǒng)具有極強的靈活性和適應(yīng)性。它不僅使該系統(tǒng)性能的改進和擴充變得十分簡易和方便,而且使學(xué)生自己設(shè)計不同的實驗變?yōu)榭赡堋S嬎銠C組成原理實驗的最終目的是讓學(xué)生能夠設(shè)計CPU,但首先,學(xué)生必須知道CPU的各個功能部件是如何工作,以及相互之間是如何配合構(gòu)成CPU的。因此,我們必須先設(shè)計出一個教學(xué)用的以FPGA芯片為核心的硬件平臺,然后在此基礎(chǔ)上開發(fā)出VHDL部件庫及主要邏輯功能,并設(shè)計出一套實驗。 本文重點研究了基于FPGA芯片的VHDL硬件系統(tǒng),由于VHDL的高標準化和硬件描述能力,現(xiàn)代CPU的主要功能如計算,存儲,I/O操作等均可由VHDL來實現(xiàn)。同時設(shè)計實驗內(nèi)容,包括時序電路的組成及控制原理實驗、八位運算器的組成及復(fù)合運算實驗、存儲器實驗、數(shù)據(jù)通路實驗、浮點運算器實驗、多流水線處理器實驗等,這些實驗形成一個相互關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)。每個實驗先由教師講解原理及原理圖,學(xué)生根據(jù)教師提供的原理圖,自己用MAX+PLUSII完成電路輸入,學(xué)生實驗實際上是編寫VHDL,不需要寫得很復(fù)雜,只要能調(diào)用接口,然后將程序燒入平臺,這樣既不會讓學(xué)生花太多的時間在畫電路圖上,又能讓學(xué)生更好的理解每個部件的工作原理和工作過程。 論文首先研究分析了FPGA硬件實驗平臺,即實驗系統(tǒng)的硬件組成。系統(tǒng)采用FPGA-XC4010EPC84,62256CPLD以及其他外圍芯片(例如74LS244,74LS275)組成。根據(jù)不同的實驗要求,規(guī)劃不同實驗控制邏輯。用戶可選擇不同的實驗邏輯,通過把實驗邏輯下載到FPGA芯片中構(gòu)成自己的實驗平臺。 其次,論文詳細的闡述了VHDL模塊化設(shè)計,如何運用VHDL技術(shù)來依次實現(xiàn)CPU的各個功能部件。VHDL語言作為一種國際標準化的硬件描述語言,自1987年獲得IEEE批準以來,經(jīng)過了1993年和2001年兩次修改,至今已被眾多的國際知名電子設(shè)計自動化(EDA)工具研發(fā)商所采用,并隨同EDA設(shè)計工具一起廣泛地進入了數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與研發(fā)領(lǐng)域,目前已成為電子業(yè)界普遍接受的一種硬件設(shè)計技術(shù)。再次,論文針對實驗平臺中遇到的較為棘手的多流水線等問題,也進行了深入的闡述和剖析。學(xué)生需要什么樣的實驗條件,實驗內(nèi)容及步驟才能了解當今CPU所采用的核心技術(shù),才能掌握CPU的設(shè)計,運行原理。另外,本論文的背景是需要學(xué)生熟悉基本的VHDL知識或技能,因為實驗是在編寫VHDL代碼的前提下完成的。 本文在基于實驗室的環(huán)境下,基本上較為完整的實現(xiàn)了一個基于FPGA的實驗平臺方案。在此基礎(chǔ)上,進行了部分功能的測試和部分性能方面的分析。本論文的研究,為FPGA在實際系統(tǒng)中的應(yīng)用提供研究思路和參考方案。論文的研究結(jié)果將對FPGA與VHDL標準的進一步發(fā)展具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
上傳時間: 2013-04-24
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