數字相關器是無線數字接收機的重要組成部分,它主要用于對中頻數字化后的信號進行解調和同步,從而恢復出原始的基帶數據.本文的重點是如何高效的實現無線通信接收系統中數字中頻部分,主要研究如何對MSK信號進行正確、有效、實時的解調,其內容包括1.MSK信號簡介及分析,研究其特征,以便有效的對其解調.2.對解調技術中涉及的重點模塊,比如NCO、CORDIC算法等做了理論上的介紹與分析.3.MSK信號的數字解調技術,比較了各種解調技術,主要是正交解調和差分解調,分析了它們的優(yōu)勢和劣勢,并進行了仿真驗證.4.在FPGA中實現了數字中頻系統的各個關鍵模塊.5.最終的解調模塊在實際的PCB基板上調試通過,并應用在實際產品中.
上傳時間: 2013-06-21
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Turbo碼是一類并行級聯的系統卷積碼,它是在綜合級聯碼、最大后驗概率(MAP)譯碼、軟輸入軟輸出及迭代譯碼等理論基礎上的一種創(chuàng)新。Turbo碼的基本原理是通過對編碼器結構的巧妙設計,多個子碼通過交織器隔離進行并行級聯編碼輸出,增大了碼距。譯碼器則以類似內燃機引擎廢氣反復利用的機理進行迭代譯碼以反復利用有效信息流,從而獲得卓越的糾錯能力。計算機仿真表明,Turbo碼不但在加性高斯噪聲信道下性能優(yōu)越,而且具有很強的抗衰落、抗干擾能力,當交織長度足夠長時,其糾錯性能接近香農極限。 FPGA(FieldProgrammableGateArray),即現場可編程門陣列,是在PAL、GAL、EPLD等可編程器件的基礎上進一步發(fā)展的產物。FPGA技術具有大規(guī)模、高集成度、高可靠性、設計周期短、投資小、靈活性強等優(yōu)點,逐步成為復雜數字硬件電路設計的理想選擇。 本論文以東南大學移動通信實驗室B3G課題組提出的“支持多天線的廣義多載波無線傳輸技術”(MIMO-GMC)為背景,分析了Turbo譯碼算法,并針對MIMO-GMC系統的迭代接收機中所采用的外信息保留和聯合檢測譯碼迭代的特點,完成了采用滑動窗Log-MAP算法的軟輸入、軟輸出的Turbo譯碼器的設計。整個譯碼器模塊的設計采用Verilog語言描述,并在VirtexⅡPro系列FPGA芯片上實現。
上傳時間: 2013-04-24
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在信息化發(fā)展的當前,音視頻等多媒體作為信息的載體,在社會生活的各個領域,起著越來越重要的作用。數字視頻的海量性成為阻礙其應用的的瓶頸之一。在這種情況下,H.264作為新一代的視頻壓縮標準,以其高性能的壓縮效率,成為備受關注的焦點和研究問題。H.264通過運動估計/運動補償(MP/MC)消除視頻時間冗余,對差值圖像進行離散余弦變換(DCT)消除空間冗余,對量化后的系數進行可變長編碼(VLC)消除統計冗余,獲得了極高的壓縮效率。隨著嵌入式處理器性能的逐漸提升和3G網絡即將商用的推動,H.264以其優(yōu)秀的壓縮性能,無論是無線信道傳輸方面,還是存儲容量有限的嵌入式設備都具有廣闊的應用前景。 但H.264在提升壓縮性能的同時付出的代價是算法復雜度的成倍增加,實際應用中人們對視頻解碼的實時性要求嚴格,已出現的對應算法代碼多基于PC通用處理器實現,而嵌入式設備的主頻和處理能力仍然相對有限,存儲容量相對較小,總線速率相對偏低,因此必須對標準對應算法進行優(yōu)化移植,才能滿足實際應用的需求。 本文在對H.264標準及其新特性進行詳細介紹后,重點研究了在解碼端如何針對解碼耗時較多的模塊進行改進,然后將算法移植到ARM平臺,并針對平臺特點作出相應優(yōu)化,最后完成解碼圖象顯示,并給出了測試結果。本文主要完成的工作如下: 詳細分析了H.264的參考軟件JM中解碼流程,并利用測試工具分析了各模塊耗時,針對耗時較多的模塊如插值運算及去塊濾波模塊,提出了對應的改進算法并在H.264的參考軟件JM86上進行了實現,PC測試實驗證明了算法改進的優(yōu)越性和運算優(yōu)化的可行性。最后針對ARM平臺,在對程序結構和對應代碼進行優(yōu)化之后,將其移植到WINCE系統之下,同時給出了WINCE平臺解碼后圖象加速顯示方法,并對最終測試結果與性能做出了評價。
上傳時間: 2013-06-04
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隨著科學技術的發(fā)展,人們對生活質量的要求越來越高,在視聽享受方面,家庭影院越來越普遍,便攜式電子設備也日趨成熟。目前,人們對嵌入式媒體播放器的研究越來越廣泛了,國內外已經出現了像MP3、MP4和智能手機等眾多樣式的便攜式嵌入式媒體播放器。但由于種種環(huán)境及條件的限制,這些便攜式的媒體播放器都只能播放單一的或幾種固定的媒體格式,可擴展性都比較差;而現在隨著應用的不斷增多,越來越多的更先進的壓縮算法被提出,導致了媒體格式的多樣化,在這種情況下,必然要求嵌入式媒體播放器要適應多種格式。為此,通過對各種PC機上的播放器設計架構的研究與借鑒,在本文中主要在軟件方面為嵌入式媒體播放器設計了一種可擴展性架構,并設計了播放器界面,實現了一些播放器的功能。 另外,在本文還介紹了一種基于嵌入式技術的多媒體播放器的系統設計方案。該系統主要是通過在嵌入式芯片上加載操作系統,同時擴充必要的接口,在操作系統的支持下,開發(fā)多媒體播放器。 在本文的整個系統設計過程中,采用了Intel公司的PXA270處理器芯片,外擴展了USB接口,定制并加載了Linux操作系統,在操作系統的支持下,對各個外擴的接口進行了驅動程序的編寫,同時應用QT/Embedded開發(fā)了多媒體播放器的圖形界面并實現了相應的功能,最后,圖像既可顯示在LCD顯示屏上也可通過VGA接口顯示在電腦顯示屏上,聲音信號則是通過PXA270處理器的IIS總線傳給CODEC芯片,然后將其轉換為模擬信號,進而通過音箱或者耳機等設備放出。
上傳時間: 2013-06-19
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智能電表、水表、煤/燃氣表、熱量表等大量地出現在人們的生活中,同時這些儀表的抄錄工作變得越來越煩瑣,工作量大,工作效率低,不僅給用戶帶來不便,而且會存在漏抄、誤抄、估抄的現象。隨著電子技術、通信技術和計算機技術的飛速發(fā)展,人工抄表已經逐步被自動抄表所代替。 集中器是一個數據集中處理器,是多對象自動抄表系統的通信橋梁,負責對各智能表的數據進行采集、存儲和管理,及時有效地向上位機傳輸數據并執(zhí)行上位機發(fā)送的指令。提高多對象集中器數據處理能力,有效完成上下行通信是多對象自動抄表系統AMRS(Automation Meter Reading System)目前需要解決的關鍵問題。 本文針對多對象集中器這樣一個較復雜的通信與控制系統,提出采用32位的高性能嵌入式微處理器。32位ARM9微處理器處理速度快、硬件性能高、低功耗、低成本,集成了相當多的硬件資源,硬件的擴展和設計大大簡化,ARM9(S3C2410)為工業(yè)級芯片,抗干擾能力強,能夠適應運行現場的較惡劣環(huán)境,8/16位微控制器運算能力有限,對于較復雜的通信與控制算法難以順利完成;硬件平臺依賴性強,不利于軟件的開發(fā)、升級與移植;在缺乏多任務調度機制的情況下,應用軟件不僅實現難度大,且可靠性難以保證。 本文首先對多對象遠程抄表系統的總體結構進行研究,主要研究了多對象遠程抄表系統中集中器的軟件和硬件實現,對硬件資源進行了外圍擴展,對S3C2410微處理器芯片的外圍硬件進行了擴展設計,使之具備了滿足使用需求的最小系統硬件資源,包括時鐘、復位、電源、外圍存儲、LCD、RS-485通信模塊、CAN通信模塊等電路設計。實時時鐘為多對象集中器定時抄表提供時間標準;電源電路為多對象集中器系統提供穩(wěn)定電源;看門狗電路的設計保證多對象集中器系統可靠運行,防止系統死機;數據存儲器主要用于存儲參數、變量、集中器自身的參數,負責智能表的參數以及智能表用量等。上行通道即多對象集中器與上位機之間的通信線路,采用CAN現場總線進行通信;下行通道即多對象集中器與智能表之間的通信,采用RS-485總線進行通信。軟件設計上,主要針對多對象集中器的數據存儲功能和串行通訊功能進行程序編寫。基于ARM的多對象遠程抄表系統集中器可以實現多對象遠程抄表,提高了數據處理能力,有效完成了上下行通信,可靠性強,穩(wěn)定性高,結構簡單。
上傳時間: 2013-06-07
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目前,國內礦井的排水系統多采用傳統的人工監(jiān)測、繼電器控制的方法。傳統方法設備運行的自動化程度低、可靠性較差、工人勞動強度大、應急能力不足,存在一定的安全隱患,不適應數字化礦井發(fā)展的需要。本課題設計的自動排水系統采用嵌入式微控制器作為就地控制系統與上位機遠程監(jiān)控相結合的方式,提高了工作的可靠性和穩(wěn)定性,具有運行成本低、調試方便等特點。 本文首先根據某礦井下排水的實際情況,對各種排水形式和相關設備進行了分析和比較,選擇其中一種典型的排水系統形式作為模型。根據井下排水系統的運行原理展開研究和論證,制定了井下水位監(jiān)控和水泵啟動方案。在綜合自動控制的相關理論和傳感器應用技術的基礎上分析了排水系統中需要監(jiān)控的、能夠反映排水系統工作特征的關鍵參數,并提出了這些參數的監(jiān)測方法和這些方法的可行性。 全面分析了目前常用的微處理器和實時操作系統,詳細研究了ARM和μC/OS-Ⅱ的性能和特點,充分利用ARM微處理器高性能、低功耗、低成本的優(yōu)勢,以及μC/OS-Ⅱ可移植性好、開發(fā)成本低的優(yōu)點。選用以ARM7TDMI-S為CPU的LPC2220芯片作為就地控制系統,選用μc/OS-Ⅱ為實時操作系統。并根據排水系統工作方案和要求設計了系統和接口硬件電路,完成了系統運行程序代碼的編寫。 應煤礦信息化發(fā)展趨勢的要求,選用LabVIEW作為上位機監(jiān)控軟件,以串行通訊協議與井下就地控制系統組成遠程監(jiān)控系統。從而實現工作人員能夠在地面監(jiān)控室輕松了解到井下水倉水位、各排水設備工作狀態(tài)等信息,實現了排水系統運行的“避峰就谷”和水泵房的無人化值守。此項研究對礦井的安全生產、節(jié)能降耗和數字化建設等工作具有一定參考價值。
標簽: ARM 自動 排水 監(jiān)控系統
上傳時間: 2013-06-04
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在實際工程中,往往有大量分布廣泛的現場數據需要遠程采集傳輸。數據采集傳輸系統已經在實現自動化過程中發(fā)揮了重大作用。但還存在采集通道少、速率低、數據傳輸方式不靈活,操作復雜,對測試環(huán)境要求較高等問題。如何建立起新一代靈活、高效、高速、多通道、實用性強、覆蓋面廣、適應復雜監(jiān)測環(huán)境的數據采集傳輸系統成為一個重要的工程問題。 隨著社會的發(fā)展和進步,環(huán)境和生態(tài)的惡化越來越明顯,日益威脅著人類的生存和發(fā)展。環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境保護的重要組成部分和基礎性工作。國家環(huán)保部于2008年制定了《污染源在線自動監(jiān)控(監(jiān)測)數據采集傳輸儀技術要求標準》。本文在分析數據采集傳輸系統研究現狀和發(fā)展趨勢的基礎上,依照該標準,研究了一種多種信號標準兼容,多種采集通道可選的環(huán)境監(jiān)測用數據采集傳輸系統。課題來源于濟南大陸機電有限公司委托科研項目(項目編號:W0624)。本文主要進行了以下工作: (1)分析研究數據采集傳輸系統的重要意義。調研數據采集傳輸系統的研究現狀和發(fā)展趨勢。分析環(huán)境監(jiān)測用數據采集傳輸系統的特點。 (2)以國家環(huán)境保護部制定的《污染源在線自動監(jiān)控(監(jiān)測)數據采集傳輸儀技術要求標準》為依據,分析了環(huán)境監(jiān)測用數據采集傳輸系統的特殊功能需求,制定了系統技術參數。為解決系統核心板與功能板架構存在的接口防震性差,系統不穩(wěn)定等問題,提出功能主板與擴展接口板的系統架構。選用ARM9處理器S3C2440和嵌入式linux操作系統。 (3)以開發(fā)達到環(huán)保標準的數據采集傳輸系統為目標,進行了系統硬件設計制作。分析了系統的地址空間。詳細分析了系統的擴展接口分配和地址空間分配,避免了總線等硬件資源的沖突。基于系統功能主板的總線擴展接口和GPIO擴展接口擴展了開關量采集單元、開關量輸出單元、串口單元、模擬量采集單元、人機交互單元等功能單元等電路。設計制作了印制電路板。 (4)研究嵌入式linux開發(fā)過程,分析嵌入式linux驅動與應用程序架構。構建了交叉的嵌入式linux開發(fā)環(huán)境。對環(huán)境監(jiān)測用數據采集傳輸系統的特定功能單元進行軟件開發(fā)。主要進行了總線操作、模擬量采集、RS-232串口數據傳輸、GPRS數據傳輸、智能儀表的RS-485通訊等驅動應用程序開發(fā)。
上傳時間: 2013-07-10
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隨著通信產業(yè)的發(fā)展,尤其是今年3G牌照的發(fā)放,視頻業(yè)務在移動多媒體方面將會有更加重要的地位,所以在移動終端上實現支持高效視頻編碼標準的解碼功能就成為一項非常有實際意義的工作。 H.264作為新一代的高壓縮率的視頻標準,憑借其較高的壓縮率和優(yōu)秀圖像質量,使得H.264只要利用較小的空間就能存儲更多的視頻數據,在更低的網絡帶寬條件下提供更優(yōu)質量的視頻。然而高度的壓縮必然付出較高的硬件代價。如何能完成視頻良好解碼并能節(jié)約硬件資源成為研究熱點。 考慮到H.264視頻編解碼的計算復雜度,在硬件選擇上一般比較注重高性能處理器的選擇。計算目前主流的實現方式包括ASIC的專用集成芯片實現或者是DSP的軟件實現。ARM處理器伴隨技術的進步,尤其是對支持數字信號處理的功能加強后,在視頻編解碼領域的應用也越來越廣泛。 本文以WindowsCE5.0和S3C2440A嵌入式平臺作為H.264解碼器的載體,研究的代碼版本是t264-src-0.14,主要進行了以下幾個方面的工作: 研究了H.264視頻壓縮標準和它的體系結構,尤其是對解碼器部分進行了硬件要求的分析。 深入研究了WINCE5.0和ARM結合的平臺特性,根據實際的硬件平臺需要,定制了相應的操作系統。 完成了基于T264代碼的解碼庫在WINCE5.0下的移植,并進行了相應的代碼和算法的優(yōu)化并完成了基于WINCE5.0操作系統下播放程序的編寫。 通過實驗數據證明,在基于單核的ARM芯片中,主要靠軟件進行QCIF格式的H.264視頻解碼從而獲得良好播放效果的方法是有效的。
上傳時間: 2013-07-24
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針對當前導彈裝備虛擬維修訓練系統開發(fā)只針對單一型號和專用功能、效率低、開放性和通用性差的問題,對基于資源重用性、系統通用性的導彈裝備虛擬維修訓練通用平臺進行研究,闡述通用平臺包含的視景仿真、故障機理建
上傳時間: 2013-07-02
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隨著科技的進步,視頻監(jiān)控系統正在向嵌入式、數字化、網絡化方向發(fā)展。嵌入式視頻監(jiān)控系統充分利用大規(guī)模集成電路和網絡的科技成果,實現了體積小巧、性能穩(wěn)定、通訊便利的監(jiān)控產品。 本文以S3C2410為核心硬件平臺開發(fā)了基于嵌入式的遠程視頻監(jiān)控系統,并對關鍵技術進行了論述和研究。首先給出了系統總體軟硬件設計方案,針對本系統硬件對vivi進行了修改和移植,對編譯和移植Linux內核以及制作YAFFS文件系統也做了深入的研究,重點討論了在嵌入式Linux操作系統下開發(fā)USB接口攝像頭驅動程序和利用linux提供的Video4Linux API函數實現視頻數據采集,其次采用背景差法實現了對視頻圖像中運動目標的檢測,然后通過MJPEG壓縮算法實現了視頻數據壓縮,接著介紹了在Linux下基于TCP/IP協議的socket編程,實現了視頻數據的網絡發(fā)送。最后著重論述了嵌入式Web服務器的設計,編寫了視頻監(jiān)控主界面程序,并實現了基于B/S模式的視頻監(jiān)控系統結構。 本系統采用模塊化設計方法,使得設計更加簡潔、高效,具有良好的擴展性和易用性,有利于系統升級。另外采用嵌入式的方法,系統成本較低,易于推廣使用。
標簽: ARM 嵌入式 遠程視頻監(jiān)控 系統研究
上傳時間: 2013-04-24
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