軟件無(wú)線電是二十世紀(jì)九十年代提出的一種實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信的體系結(jié)構(gòu)，被認(rèn)為是繼模擬通信、數(shù)字通信之后的第三代無(wú)線電通信技術(shù)。它的中心思想是：構(gòu)造一個(gè)開(kāi)放性、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用硬件平臺(tái)，并使寬帶模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器盡可能靠近天線，從而將各種功能，如工作頻段、調(diào)制解調(diào)類型、數(shù)據(jù)格式、加密模式、通信協(xié)議等用軟件來(lái)完成。 本論文首先介紹了軟件無(wú)線電的基本原理和三種結(jié)構(gòu)形式，綜述了軟件無(wú)線電的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)及其最新研究進(jìn)展。其中調(diào)制解調(diào)模塊是軟件無(wú)線電系統(tǒng)中的重要部分，集中體現(xiàn)了軟件無(wú)線電最顯著的優(yōu)點(diǎn)——靈活性。目前這一部分的技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段多種多樣。隨著近幾年來(lái)芯片制造工藝的飛速發(fā)展，可編程器件FPGA以其高速的處理性能、高容量和靈活的可重構(gòu)能力，成為實(shí)現(xiàn)軟件無(wú)線電技術(shù)的重要手段。 本論文調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，選擇有代表性的16QAM和QPSK兩種方式作為研究對(duì)象，采用SystemView軟件作為系統(tǒng)級(jí)開(kāi)發(fā)工具進(jìn)行集成化設(shè)計(jì)。在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)仿真和FPGA整體規(guī)劃后，著重分析用VHDL實(shí)現(xiàn)其中關(guān)鍵模塊以及利用嵌入FPGA的CPU核控制調(diào)制解調(diào)方式轉(zhuǎn)換的方法。同時(shí)，在設(shè)計(jì)中成功地調(diào)用了Xilinx公司的IP核，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)復(fù)用。由于FPGA內(nèi)部邏輯可以根據(jù)需要進(jìn)行重構(gòu)，因而硬件的調(diào)試和升級(jí)變得很容易，而內(nèi)嵌CPU使信號(hào)處理過(guò)程可以用軟件進(jìn)行控制，充分體現(xiàn)了軟件無(wú)線電的靈活性。 通過(guò)本論文的研究，初步驗(yàn)證了在FPGA內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制解調(diào)過(guò)程及控制的技術(shù)可行性和應(yīng)用的靈活性，并對(duì)將來(lái)的擴(kuò)展問(wèn)題進(jìn)行了研究和討論，為實(shí)現(xiàn)完整的軟件無(wú)線電系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： FPGA 軟件無(wú)線電 調(diào)制解調(diào)
上傳時(shí)間： 2013-06-10
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隨著半導(dǎo)體工藝的飛速發(fā)展和芯片設(shè)計(jì)水平的不斷進(jìn)步，ARM微處理器的性能得到大幅度地提高，同時(shí)其芯片的價(jià)格也在不斷下降，嵌入式系統(tǒng)以其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，己經(jīng)廣泛地滲透到科學(xué)研究和日常生活的各個(gè)方面。 本文以ARM7 LPC2132處理器為核心，結(jié)合蓋革一彌勒計(jì)數(shù)管對(duì)Time-To-Count輻射測(cè)量方法進(jìn)行研究。ARM結(jié)構(gòu)是基于精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)(RISC)原理而設(shè)計(jì)的，其指令集和相關(guān)的譯碼機(jī)制比復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)要簡(jiǎn)單得多，使用一個(gè)小的、廉價(jià)的ARM微處理器就可實(shí)現(xiàn)很高的指令吞吐量和實(shí)時(shí)的中斷響應(yīng)。基于ARM7TDMI-S核的LPC2132微處理器，其工作頻率可達(dá)到60MHz，這對(duì)于Time-To-Count技術(shù)是非常有利的，而且利用LPC2132芯片的定時(shí)/計(jì)數(shù)器引腳捕獲功能，可以直接讀取TC中的計(jì)數(shù)值，也就是說(shuō)不再需要調(diào)用中斷函數(shù)讀取TC值，從而大大降低了計(jì)數(shù)前雜質(zhì)時(shí)間。本文是在我?guī)熜謪诬姷摹禩ime-To-Count測(cè)量方法初步研究》基礎(chǔ)上，使用了高速的ARM芯片，對(duì)基于MCS-51的Time-To-Count輻射測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，進(jìn)一步論證了采用高速ARM處理器芯片可以極大的提高G-M計(jì)數(shù)器的測(cè)量范圍與測(cè)量精度。 首先，討論了傳統(tǒng)的蓋革-彌勒計(jì)數(shù)管探測(cè)射線強(qiáng)度的方法，并指出傳統(tǒng)的脈沖測(cè)量方法的不足。然后討論了什么是Time-To-Count測(cè)量方法，對(duì)Time-To-Count測(cè)量方法的理論基礎(chǔ)進(jìn)行分析。指出Time-To-Count方法與傳統(tǒng)的脈沖計(jì)數(shù)方法的區(qū)別，以及采用Time-To-Count方法進(jìn)行輻射測(cè)量的可行性。 接著，詳細(xì)論述基于ARM7 LPC2132處理器的Time-To-Count輻射測(cè)量?jī)x的原理、功能、特點(diǎn)以及輻射測(cè)量?jī)x的各部分接口電路設(shè)計(jì)及相關(guān)程序的編制。 最后得出結(jié)論，通過(guò)高速32位ARM處理器的使用，Time-To-Count輻射測(cè)量?jī)x的精度和量程均得到很大的提高，對(duì)于Y射線總量測(cè)量，使用了ARM處理器的Time-To-Count輻射測(cè)量?jī)x的量程約為20 u R/h到1R/h，數(shù)據(jù)線性程度也比以前的Time-To-CotJnt輻射測(cè)量?jī)x要好。所以在使用Time-To-Count方法進(jìn)行的輻射測(cè)量時(shí)，如何減少雜質(zhì)時(shí)間以及如何提高計(jì)數(shù)前時(shí)間的測(cè)量精度，是決定Time-To-Count輻射測(cè)量?jī)x性能的關(guān)鍵因素。實(shí)驗(yàn)用三只相同型號(hào)的J33G-M計(jì)數(shù)管分別作為探測(cè)元件，在100U R/h到lR/h的輻射場(chǎng)中進(jìn)行試驗(yàn).每個(gè)測(cè)量點(diǎn)測(cè)量5次取平均，得出隨著照射量率的增大，輻射強(qiáng)度R的測(cè)量值偏小且與輻射真實(shí)值之間的誤差也隨之增大。如果將測(cè)量誤差限定在10％的范圍內(nèi)，則此儀器的量程范圍為20 u R/h至1R/h，量程跨度近六個(gè)數(shù)量級(jí)。而用J33型G-M計(jì)數(shù)管作常規(guī)的脈沖測(cè)量，量程范圍約為50 u R/h到5000 u R/h，充分體現(xiàn)了運(yùn)用Time-To-Count方法測(cè)量輻射強(qiáng)度的優(yōu)越性，也從另一個(gè)角度反應(yīng)了隨著計(jì)數(shù)前時(shí)間的逐漸減小，雜質(zhì)時(shí)間在其中的比重越來(lái)越大，對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響也就越來(lái)越嚴(yán)重，盡可能的減小雜質(zhì)時(shí)間在Time-To-Count方法輻射測(cè)量特別是測(cè)量高強(qiáng)度輻射中是關(guān)鍵的。筆者用示波器測(cè)出此輻射儀器的雜質(zhì)時(shí)間約為6.5 u S，所以在計(jì)算定時(shí)器值的時(shí)候減去這個(gè)雜質(zhì)時(shí)間，可以增加計(jì)數(shù)前時(shí)間的精確度。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出，在標(biāo)定儀器的K值時(shí)，應(yīng)該在照射量率較低的條件下行，而測(cè)得的計(jì)數(shù)前時(shí)間是否精確則需要在照射量率較高的條件下通過(guò)儀器標(biāo)定來(lái)檢驗(yàn)。這是因?yàn)樵谡丈淞柯瘦^低時(shí)，計(jì)數(shù)前時(shí)間較大，雜質(zhì)時(shí)間對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響不明顯，數(shù)據(jù)線斜率較穩(wěn)定，適宜于確定標(biāo)定系數(shù)K值，而在照射量率較高時(shí)，計(jì)數(shù)前時(shí)間很小，雜質(zhì)時(shí)間對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響較大，可以明顯的在數(shù)據(jù)線上反映出來(lái)，從而可以很好的反應(yīng)出儀器的性能與量程。實(shí)驗(yàn)證明了Time-To-Count測(cè)量方法中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是如何對(duì)計(jì)數(shù)前時(shí)間進(jìn)行精確測(cè)量。經(jīng)過(guò)對(duì)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，得到計(jì)數(shù)前時(shí)間中的雜質(zhì)時(shí)間可分為硬件雜質(zhì)時(shí)間和軟件雜質(zhì)時(shí)間，并以軟件雜質(zhì)時(shí)間為主，通過(guò)對(duì)程序進(jìn)行合理優(yōu)化，軟件雜質(zhì)時(shí)間可以通過(guò)程序的改進(jìn)而減少，甚至可以用數(shù)學(xué)補(bǔ)償?shù)姆椒▉?lái)抵消，從而可以得到比較精確的計(jì)數(shù)前時(shí)間，以此得到較精確的輻射強(qiáng)度值。對(duì)于本輻射儀，用戶可以選擇不同的工作模式來(lái)進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)輻射場(chǎng)較弱時(shí)，通常采用規(guī)定次數(shù)測(cè)量的方式，在輻射場(chǎng)較強(qiáng)時(shí)，應(yīng)該選用定時(shí)測(cè)量的方式。因?yàn)椋?dāng)輻射場(chǎng)較弱時(shí)，如果用規(guī)定次數(shù)測(cè)量的方式，會(huì)浪費(fèi)很多時(shí)間來(lái)采集足夠的脈沖信號(hào)。當(dāng)輻射場(chǎng)較強(qiáng)時(shí)，由于輻射粒子很多，產(chǎn)生脈沖的頻率就很高，規(guī)定次數(shù)的測(cè)量會(huì)加大測(cè)量誤差，當(dāng)選用定時(shí)測(cè)量的方式時(shí)，由于時(shí)間的相對(duì)加長(zhǎng)，所以記錄的粒子數(shù)就相對(duì)的增加，從而提高儀器的測(cè)量精度。通過(guò)調(diào)研國(guó)內(nèi)外先進(jìn)核輻射測(cè)量?jī)x器的發(fā)展現(xiàn)狀，了解到了目前最新的核輻射總量測(cè)量技術(shù)一Time-To-Count理論及其應(yīng)用情況。論證了該新技術(shù)的理論原理，根據(jù)此原理，結(jié)合高速處理器ARM7 LPC2132，對(duì)以G-計(jì)數(shù)管為探測(cè)元件的Time-To-Count輻射測(cè)量?jī)x進(jìn)行設(shè)計(jì)。論文以實(shí)驗(yàn)的方法論證了Time-To-Count原理測(cè)量核輻射方法的科學(xué)性，該輻射儀的量程和精度均優(yōu)于以前以脈沖計(jì)數(shù)為基礎(chǔ)理論的MCS-51核輻射測(cè)量?jī)x。該輻射儀具有量程寬、精度高、易操作、用戶界面友好等優(yōu)點(diǎn)。用戶可以定期的對(duì)儀器的標(biāo)定，來(lái)減小由于電子元件的老化對(duì)低儀器性能參數(shù)造成的影響，通過(guò)Time-To-Count測(cè)量方法的使用，可以極大拓寬G-M計(jì)數(shù)管的量程。就儀器中使用的J33型G-M計(jì)數(shù)管而言，G-M計(jì)數(shù)管廠家參考線性測(cè)量范圍約為50 u R/h到5000 u R/h，而用了Time-To-Count測(cè)量方法后，結(jié)合高速微處理器ARM7 LPC2132，此核輻射測(cè)量?jī)x的量程為20 u R/h至1R/h。在允許的誤差范圍內(nèi)，核輻射儀的量程比以前基于MCS-51的輻射儀提高了近200倍，而且精度也比傳統(tǒng)的脈沖計(jì)數(shù)方法要高，測(cè)量結(jié)果的線性程度也比傳統(tǒng)的方法要好。G-M計(jì)數(shù)管的使用壽命被大大延長(zhǎng)。 綜上所述，本文取得了如下成果：對(duì)國(guó)內(nèi)外Time-To-Count方法的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，指出了Time-To-Count測(cè)量方法的基本原理，并對(duì)Time-T0-Count方法理論進(jìn)行了分析，推導(dǎo)出了計(jì)數(shù)前時(shí)間和兩個(gè)相鄰輻射粒子時(shí)間間隔之間的關(guān)系，從數(shù)學(xué)的角度論證了Time-To-Count方法的科學(xué)性。詳細(xì)說(shuō)明了基于ARM 7 LPC2132的Time-To-Count輻射測(cè)量?jī)x的硬件設(shè)計(jì)、軟件編程的過(guò)程，通過(guò)高速微處理芯片LPC2132的使用，成功完成了對(duì)基于MCS-51單片機(jī)的Time-To-Count測(cè)量?jī)x的改進(jìn)。改進(jìn)后的輻射儀器具有量程寬、精度高、易操作、用戶界面友好等特點(diǎn)。本論文根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)出了Time-To-Count技術(shù)中的幾點(diǎn)關(guān)鍵因素，如：處理器的頻率、計(jì)數(shù)前時(shí)間、雜質(zhì)時(shí)間、采樣次數(shù)和測(cè)量時(shí)間等，重點(diǎn)分析了雜質(zhì)時(shí)間的組成以及引入雜質(zhì)時(shí)間的主要因素等，對(duì)國(guó)內(nèi)核輻射測(cè)量?jī)x的研究具有一定的指導(dǎo)意義。
標(biāo)簽： TimeToCount ARM 輻射測(cè)量?jī)x
上傳時(shí)間： 2013-06-24
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ASIC對(duì)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(duì)較低,運(yùn)算速度也受到限制.常規(guī)ASIC的硬件具有速度優(yōu)勢(shì)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(chǎng)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(jìn)化硬件(EHW)成為智能硬件電路設(shè)計(jì)的一種新方法.作為進(jìn)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(shí)現(xiàn)方法.論文認(rèn)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(duì)性更強(qiáng)、設(shè)計(jì)更易實(shí)現(xiàn).論文研究的可重構(gòu)FPGA的BCH通訊糾錯(cuò)碼進(jìn)化電路是一類ASR-FPGA電路的具體方法,具有一定的實(shí)用價(jià)值.論文所做的工作主要包括:(1)BCH編譯碼電路的設(shè)計(jì)——求取實(shí)驗(yàn)用BCH碼的生成多項(xiàng)式和校驗(yàn)多項(xiàng)式及其相應(yīng)的矩陣并構(gòu)造實(shí)驗(yàn)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(jì)基礎(chǔ);(3)構(gòu)造實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)BCH糾錯(cuò)碼電路的方法——建立可重構(gòu)糾錯(cuò)碼硬件電路算法并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;(4)在可重構(gòu)糾錯(cuò)碼電路基礎(chǔ)上,構(gòu)造進(jìn)化硬件控制功能塊的結(jié)構(gòu),完成各進(jìn)化RLA控制模塊的驗(yàn)證和實(shí)現(xiàn).課題是將可重構(gòu)BCH碼的編譯碼電路的實(shí)現(xiàn)作為一類ASR-FPGA的研究目標(biāo),主要成果是根據(jù)可編程邏輯電路的特點(diǎn),選擇一種可編程樹(shù)的電路模型,并將它作為可重構(gòu)FPGA電路的基核T;通過(guò)對(duì)循環(huán)BCH糾錯(cuò)碼的構(gòu)造原理和電路結(jié)構(gòu)的研究,將基核模型擴(kuò)展為能滿足糾錯(cuò)碼電路需要的糾錯(cuò)碼基本功能單元T;以T作為再劃分的基本單元,對(duì)FPGA進(jìn)行"格式化",使T規(guī)則排列在FPGA上,通過(guò)對(duì)T的控制端的不同配置來(lái)實(shí)現(xiàn)糾錯(cuò)碼的各個(gè)功能單元;在可重構(gòu)基核的基礎(chǔ)上提出了糾錯(cuò)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(jìn)化硬件描述語(yǔ)言,通過(guò)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的VHDL語(yǔ)言描述以實(shí)現(xiàn)硬件電路;采用RLA模型的有限狀態(tài)機(jī)FSM方式實(shí)現(xiàn)了可重構(gòu)糾錯(cuò)碼電路的EHW的各個(gè)控制功能塊.在實(shí)驗(yàn)方面,利用Xilinx FPGA開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中的VHDL語(yǔ)言和電路圖相結(jié)合的設(shè)計(jì)方法建立了循環(huán)糾錯(cuò)碼基核單元的可重構(gòu)模型,進(jìn)行循環(huán)糾錯(cuò)BCH碼的電路和功能仿真,在Xilinx公司的Virtex600E芯片進(jìn)行了FPGA實(shí)現(xiàn).課題在研究模型上選取的是比較基本的BCH糾錯(cuò)碼電路,立足于解決基于可重構(gòu)FPGA核的設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題.課題的研究成果及其總結(jié)的一套ASR-FPGA進(jìn)化硬件電路的設(shè)計(jì)方法對(duì)實(shí)際的進(jìn)化硬件設(shè)計(jì)具有一定的實(shí)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(jìn)化硬件的器件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也可提供一種借鑒.
標(biāo)簽： FPGA 可重構(gòu) 通訊 糾錯(cuò)
上傳時(shí)間： 2013-07-01
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軟件無(wú)線電是二十世紀(jì)九十年代提出的一種實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信的體系結(jié)構(gòu)，被認(rèn)為是繼模擬通信、數(shù)字通信之后的第三代無(wú)線電通信技術(shù)。它的中心思想是：構(gòu)造一個(gè)開(kāi)放性、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用硬件平臺(tái)，并使寬帶模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器盡可能靠近天線，從而將各種功能，如工作頻段、調(diào)制解調(diào)類型、數(shù)據(jù)格式、加密模式、通信協(xié)議等用軟件來(lái)完成。 本論文首先介紹了軟件無(wú)線電的基本原理和三種結(jié)構(gòu)形式，綜述了軟件無(wú)線電的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)及其最新研究進(jìn)展。其中調(diào)制解調(diào)模塊是軟件無(wú)線電系統(tǒng)中的重要部分，集中體現(xiàn)了軟件無(wú)線電最顯著的優(yōu)點(diǎn)——靈活性。目前這一部分的技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段多種多樣。隨著近幾年來(lái)芯片制造工藝的飛速發(fā)展，可編程器件FPGA以其高速的處理性能、高容量和靈活的可重構(gòu)能力，成為實(shí)現(xiàn)軟件無(wú)線電技術(shù)的重要手段。 本論文調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，選擇有代表性的16QAM和QPSK兩種方式作為研究對(duì)象，采用SystemView軟件作為系統(tǒng)級(jí)開(kāi)發(fā)工具進(jìn)行集成化設(shè)計(jì)。在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)仿真和FPGA整體規(guī)劃后，著重分析用VHDL實(shí)現(xiàn)其中關(guān)鍵模塊以及利用嵌入FPGA的CPU核控制調(diào)制解調(diào)方式轉(zhuǎn)換的方法。同時(shí)，在設(shè)計(jì)中成功地調(diào)用了Xilinx公司的IP核，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)復(fù)用。由于FPGA內(nèi)部邏輯可以根據(jù)需要進(jìn)行重構(gòu)，因而硬件的調(diào)試和升級(jí)變得很容易，而內(nèi)嵌CPU使信號(hào)處理過(guò)程可以用軟件進(jìn)行控制，充分體現(xiàn)了軟件無(wú)線電的靈活性。 通過(guò)本論文的研究，初步驗(yàn)證了在FPGA內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制解調(diào)過(guò)程及控制的技術(shù)可行性和應(yīng)用的靈活性，并對(duì)將來(lái)的擴(kuò)展問(wèn)題進(jìn)行了研究和討論，為實(shí)現(xiàn)完整的軟件無(wú)線電系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： FPGA 軟件無(wú)線電 調(diào)制解調(diào)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著電子技術(shù)的發(fā)展,當(dāng)前數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)正朝著速度快、容量大、體積小、重量輕的方向發(fā)展.FPGA以其功能強(qiáng)大,開(kāi)發(fā)過(guò)程投資少、周期短,可反復(fù)修改,保密性能好,開(kāi)發(fā)工具智能化等特點(diǎn)成為當(dāng)今硬件設(shè)計(jì)的首選方式之一.由于Intel公司的MCS-51系列單片機(jī)被公認(rèn)為8位機(jī)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),因此,使用FPGA模擬實(shí)現(xiàn)8051單片機(jī)及其外設(shè)的功能便成為大規(guī)模復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要課題.該文首先介紹了FPGA及Xilinx公司關(guān)于硬件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的工具ISE系統(tǒng),繼而用VHDL語(yǔ)言編寫了8051單片機(jī)功能實(shí)現(xiàn)的源代碼,然后為其設(shè)計(jì)了與部分外設(shè)連接的接口模塊,包括8255并行接口、SCI串行接口和KBC鍵盤接口模塊.并將它們封裝到一塊FPGA之中,最終實(shí)現(xiàn)了8051單片機(jī)的大部分功能.
標(biāo)簽： FPGA 8051 模擬 單片機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-07-28
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低密度校驗(yàn)碼（LDPC，Low Density Parity Check Code）是一種性能接近香農(nóng)極限的信道編碼，已被廣泛地采用到各種無(wú)線通信領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)中，包括我國(guó)的數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)、歐洲第二代衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播標(biāo)準(zhǔn)（DVB-S2，Digital Video Broadcasting-Satellite 2）、IEEE 802.11n、IEEE 802.16e等。它是3G乃至將來(lái)4G通信系統(tǒng)中的核心技術(shù)之一。 當(dāng)今LDPC碼構(gòu)造的主流方向有兩個(gè)，分別是結(jié)合準(zhǔn)循環(huán)（QC，Quasi Cyclic）移位結(jié)構(gòu)的單次擴(kuò)展構(gòu)造和類似重復(fù)累積（RA，Repeat Accumulate）碼構(gòu)造。相應(yīng)地，主要的LDPC碼編碼算法有基于生成矩陣的算法和基于迭代譯碼的算法。基于生成矩陣的編碼算法吞吐量高，但是需要較多的寄存器和ROM資源；基于迭代譯碼的編碼算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但是吞吐量不高，且不容易構(gòu)造高性能的好碼。 本文在研究了上述幾種碼構(gòu)造和編碼算法之后，結(jié)合編譯碼器綜合實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度考慮，提出了一種切實(shí)可行的基于二次擴(kuò)展（Dex，Duplex Expansion）的QC-LDPC碼構(gòu)造方法，以實(shí)現(xiàn)高吞吐量的LDPC碼收發(fā)端；并且充分利用該類碼校驗(yàn)矩陣準(zhǔn)循環(huán)移位結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，結(jié)合RU算法，提出了一種新編碼器的設(shè)計(jì)方案。 基于二次擴(kuò)展的QC-LDPC碼構(gòu)造方法，是通過(guò)對(duì)母矩陣先后進(jìn)行亂序擴(kuò)展（Pex，Permutation Expansion）和循環(huán)移位擴(kuò)展（CSEx，Cyclic Shift Expansion）實(shí)現(xiàn)的。在此基礎(chǔ)上，為了實(shí)現(xiàn)可變碼長(zhǎng)、可變碼率，一般編譯碼器需同時(shí)支持多個(gè)亂序擴(kuò)展和循環(huán)移位擴(kuò)展的擴(kuò)展因子。本文所述二次擴(kuò)展構(gòu)造方法的特點(diǎn)在于，固定循環(huán)移位擴(kuò)展的擴(kuò)展因子大小不變，支持多個(gè)亂序擴(kuò)展的擴(kuò)展因子，使得譯碼器結(jié)構(gòu)得以精簡(jiǎn)；構(gòu)造得到的碼字具有近似規(guī)則碼的結(jié)構(gòu)，便于硬件實(shí)現(xiàn)；（偽）隨機(jī)生成的循環(huán)移位系數(shù)能夠提高碼字的誤碼性能，是對(duì)硬件實(shí)現(xiàn)和誤碼性能的一種折中。 新編碼器在很大程度上考慮了資源的復(fù)用，使得實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度近似與碼長(zhǎng)成正比。考慮到吞吐量的要求，新編碼器結(jié)構(gòu)完全拋棄了RU算法中串行的前向替換（FS，F(xiàn)orward Substitution）模塊，同時(shí)簡(jiǎn)化了流水線結(jié)構(gòu)，由原先RU算法的6級(jí)降低為4級(jí)；為了縮短編碼延時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)安排每一級(jí)流水線計(jì)算所需的時(shí)鐘數(shù)大致相同。 這種碼字構(gòu)造和編碼聯(lián)合設(shè)計(jì)方案具有以下優(yōu)勢(shì)：相比RU算法，新方案對(duì)可變碼長(zhǎng)、可變碼率的支持更靈活，吞吐量也更大；相比基于生成矩陣的編碼算法，新方案節(jié)省了50％以上的寄存器和ROM資源，單位資源下的吞吐量更大；相比類似重復(fù)累積碼結(jié)構(gòu)的基于迭代譯碼的編碼算法，新方案使高性能LDPC碼的構(gòu)造更為方便。以上結(jié)果都在Xilinx Virtex II pro 70 FPGA上得到驗(yàn)證。 通過(guò)在實(shí)驗(yàn)板上實(shí)測(cè)表明，上述基于二次擴(kuò)展的QC-LDPC碼構(gòu)造和相應(yīng)的編碼方案能夠?qū)崿F(xiàn)高吞吐量LDPC碼收發(fā)端，在實(shí)際應(yīng)用中具有很高的價(jià)值。 目前，LDPC碼正向著非規(guī)則、自適應(yīng)、信源信道及調(diào)制聯(lián)合編碼方向發(fā)展。跨層聯(lián)合編碼的構(gòu)造方法，及其對(duì)應(yīng)的編碼算法，也必將成為信道編碼理論未來(lái)的研究重點(diǎn)。
上傳時(shí)間： 2013-07-26
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近年來(lái)LED在普通照明市場(chǎng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，人們對(duì)照明LED標(biāo)準(zhǔn)的需求和關(guān)注度不斷提高，本文將介紹目前我國(guó)制定的有關(guān)照明LED標(biāo)準(zhǔn)的情況，并重點(diǎn)對(duì)普通照明用LED模塊及其控制裝置以及自鎮(zhèn)流LED燈的技術(shù)要求進(jìn)行闡述。 關(guān)鍵詞 LED 普通照明 標(biāo)準(zhǔn)化
標(biāo)簽： LED 普通照明 技術(shù)要求 標(biāo)準(zhǔn)
上傳時(shí)間： 2013-06-23
上傳用戶：onewq
本書分三部分介紹在美國(guó)廣泛應(yīng)用的、高功能的M68HC11系列單片機(jī)(8位機(jī) ，Motorola公司)。內(nèi)容包括Ｍ６８HC１１的結(jié)構(gòu)與其基本原理、開(kāi)發(fā)工具EVB(性能評(píng)估板)以及開(kāi)發(fā)和應(yīng)用技術(shù)。本書在介紹單片機(jī)硬、軟件的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步介紹了在美國(guó)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，如何應(yīng)用PC機(jī)及EVB來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)工作。通過(guò)本書的介紹，讀者可了解這種單片機(jī)的原理并學(xué)會(huì)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用方法。本書可作為大專院校單片機(jī)及其實(shí)驗(yàn)的教材(本科、短訓(xùn)班)。亦可供開(kāi)發(fā)、應(yīng)用單片機(jī)的各專業(yè)(計(jì)算機(jī)、機(jī)電、化工、紡織、冶金、自控、航空、航海……)有關(guān)技術(shù)人員參考。 第一部分 M68HC11 結(jié)構(gòu)與原理Motorola單片機(jī) 1 Motorla單片機(jī) 1.1 概述 1.1.1 Motorola 單片機(jī)發(fā)展概況(3) 1.1.2 Motorola 單片機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(4) 1.2 M68HC11系列單片機(jī)(5) 1.2.1 M68HC11產(chǎn)品系列(５) 1.2.2 MC68HC11E9特性(６) 1.2.3 MC68HC11E9單片機(jī)引腳說(shuō)明(８) 1.3 Motorola 32位單片機(jī)(１４) 1.3.1中央處理器(CPU32)(１５) 1.3.2 定時(shí)處理器(TPU)(１６) 1.3.3 串行隊(duì)列模塊(QSM)(１６) 1.3.4 系統(tǒng)集成模塊 (SIM)(１６) 1.3.5 RAM(１７) 2 系統(tǒng)配置與工作方式 2.1 系統(tǒng)配置(１９) 2.1.1 配置寄存器CONFIG(１９) 2.1.2 CONFIG寄存器的編程與擦除(２０) 2?2 工作方式選擇(２１) 2.3 M68HC11的工作方式(２３) 2.3.1 普通單片工作方式(２３) 2.3.2 普通擴(kuò)展工作方式(２３) 2.3.3 特殊自舉方式(２７) 2.3.4 特殊測(cè)試方式(２８) 3 中央處理器(CPU)與片上存儲(chǔ)器 3.1 CPU寄存器(３１) 3?1?1 累加器A、B和雙累加器D(３２) 3.1.2 變址寄存器X、Y(３２) 3.1.3 棧指針SP(３２) 3.1.4 程序計(jì)數(shù)器PC(３３) 3.1.5 條件碼寄存器CCR(３３) 3.2 片上存儲(chǔ)器(３４) 3.2.1 存儲(chǔ)器分布(３４) 3.2.2 RAM和INIT寄存器(３５) 3.2.3 ROM(３７) 3.2.4 EEPROM(３７) 3.3 M68HC11 CPU的低功耗方式(３９) 3.3.1 WAIT方式(３９) 3.3.2 ＳＴＯP方式(４０) 4 復(fù)位和中斷 4.1 復(fù)位(４１) 4.1.1 M68HC11的系統(tǒng)初始化條件(４１) 4.1.2 復(fù)位形式(４３) 4.2 中斷(４８) 4.2.1 條件碼寄存器CCR中的中斷屏蔽位(４８) 4.2.2 中斷優(yōu)先級(jí)與中斷矢量(４９) 4.2.3 非屏蔽中斷(５２) 4.2.4 實(shí)時(shí)中斷(５３) 4.2.5 中斷處理過(guò)程(５６) 5 M68HC11指令系統(tǒng) 5.1 M68HC11尋址方式(５９) 5.1.1 立即尋址(IMM)(５９) 5.1.2 擴(kuò)展尋址(EXT)(６０) 5.1.3 直接尋址(DIR)(６０) 5.1.4 變址尋址(INDX、INDY)(６１) 5.1.5 固有尋址(INH)(６２) 5.1.6 相對(duì)尋址(REL)(６２) 5.1.7 前置字節(jié)(６３) 5.2 M68HC11指令系統(tǒng)(６３) 5.2.1 累加器和存儲(chǔ)器指令(６３) 5.2.2 棧和變址寄存器指令(６８) 5.2.3 條件碼寄存器指令(６９) 5.2.4 程序控制指令(７０) 6 輸入與輸出 6.1 概述(７３) 6.2 并行I／O口(７４) 6.2.1 并行I／O寄存器(７４) 6.2.2 應(yīng)答I／O子系統(tǒng)(７６) 6?3 串行通信接口SCI(８２) 6.3.1 基本特性(８３) 6.3.2 數(shù)據(jù)格式(８３) 6.3.3 SCI硬件結(jié)構(gòu)(８４) 6.3.4 SCI寄存器(８６) 6.4 串行外圍接口SPI(９２) 6.4.1 SPI特性(９２) 6.4.2 SPI引腳信號(hào)(９２) 6.4.3 SPI結(jié)構(gòu)(９３) 6.4.4 SPI寄存器(９５) 6.4.5 SPI系統(tǒng)與外部設(shè)備進(jìn)行串行數(shù)據(jù)傳輸(９９) 7 定時(shí)器系統(tǒng)與脈沖累加器 7.1 概述(１０５) 7.2 循環(huán)計(jì)數(shù)器(１０７) 7.2.1 時(shí)鐘分頻器(１０７) 7.2.2 計(jì)算機(jī)正常工作監(jiān)視功能(１１０) 7.2.3 定時(shí)器標(biāo)志的清除(１１０) 7.3 輸入捕捉功能(１１１) 7.3.1 概述(１１１) 7.3.2 定時(shí)器輸入捕捉鎖存器(TIC1、TIC2、TIC3) 7.3.3 輸入信號(hào)沿檢測(cè)邏輯(１１３) 7.3.4 輸入捕捉中斷(１１３) 7.4 輸出比較功能(１１４) 7.4.1 概述(１１４) 7.4.2 輸出比較功能使用的寄存器(１１６) 7.4.3 輸出比較示例(１１８) 7.5 脈沖累加器(１１９) 7.5.1 概述(１１９) 7.5.2 脈沖累加器控制和狀態(tài)寄存器(１２１) 8 A／Ｄ轉(zhuǎn)換系統(tǒng) 8.1 電荷重新分布技術(shù)與逐次逼近算法(１２５) 8.1.1 基本電路(１２５) 8.1.2 A／D轉(zhuǎn)換逐次逼近算法原理(１３０) 8.2 M68HC11中Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)方法(１３１) 8.2.1 逐次逼近Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器(１３１) 8.2.2 控制寄存器(１３２) 8.2.3 系統(tǒng)控制邏輯(１３５)? 9 單片機(jī)的內(nèi)部操作 9.1 用立即> 圖書前言 美國(guó)Motorola公司從80年代中期開(kāi)始推出的M68HC11系列單片機(jī)是當(dāng)今功能最強(qiáng)、性能／價(jià)格比最好的八位單片微計(jì)算機(jī)之一。在美國(guó)，它已被廣泛地應(yīng)用于教學(xué)和各種工業(yè)控制系統(tǒng)中。? 該單片機(jī)有豐富的I／O功能，完善的系統(tǒng)保護(hù)功能和軟件控制的節(jié)電工作方式 。它的指令系統(tǒng)與早期Motorola單片機(jī)MC6801等兼容，同時(shí)增加了91條新指令。其中包含16位乘法、除法運(yùn)算指令等。 為便于用戶開(kāi)發(fā)和應(yīng)用M68HC11單片機(jī)，Motorola公司提供了多種開(kāi)發(fā)工具。M68HC11 EVB (Evaluation Board)性能評(píng)估板就是一種M68HC11系列單片機(jī)的廉價(jià)開(kāi)發(fā)工具。它既可用來(lái) 調(diào)試用戶程序，又可在仿真方式下運(yùn)行。為方便用戶，M68HC11 EVB可與IBM?PC連接 ，借助于交叉匯編、通信程序等軟件，在IBM?PC上調(diào)試程序。? 本書分三部分(共15章)介紹了M68HC11的結(jié)構(gòu)和基本原理、開(kāi)發(fā)工具-EVB及開(kāi)發(fā)應(yīng)用實(shí)例等。第一部分（１～９章），介紹M68HC11的結(jié)構(gòu)和基本原理。包括概述，系統(tǒng)配置與工作方式、CPU和存儲(chǔ)器、復(fù)位和中斷、指令系統(tǒng)、I／Ｏ、定時(shí)器系統(tǒng)和脈沖累加器、Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、單片機(jī)的內(nèi)部操作等。第二部分(１０～１１章)，介紹M68HC11 EVB的原理和技術(shù)特性以及EVB的應(yīng)用。第三部分(１２～１５章)，介紹M68HC11的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用技術(shù)。包括基本的編程練習(xí)、應(yīng)用程序設(shè)計(jì)、接口實(shí)驗(yàn)、接口設(shè)計(jì)及應(yīng)用等。 讀者通過(guò)學(xué)習(xí)本書，不僅可了解M68HC11的硬件、軟件，而且可了解使用EVB開(kāi)發(fā)和應(yīng)用M68HC11單片機(jī)的方法。在本書的第三部分專門提供了一部分實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用程序。? 本書系作者張寧作為高級(jí)訪問(wèn)學(xué)者，應(yīng)邀在美國(guó)馬薩諸塞州洛厄爾大學(xué)(University of Massachusetts Lowell)工作期間完成的。全書由張寧執(zhí)筆。在編著過(guò)程中，美國(guó)洛厄爾大學(xué)的R·代克曼教授?(Professor Robert J. Dirkman)多次與張寧一起討論、研究，并提供部分資料及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。參加編寫和審校等工作的還有王云霞、孫曉芳、劉安魯、張籍、來(lái)安德、張楊等同志。? 為將M68HC11系列單片機(jī)盡快介紹給我國(guó)，美國(guó)Motorola公司的Terrence M.S.Heng先生曾大力支持本書的編著和出版。在此表示衷心感謝。
上傳時(shí)間： 2013-10-27
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CANopen協(xié)議講座(4)之CANopen從站設(shè)備及其應(yīng)用 由于可靠性、實(shí)時(shí)性、低成本、抗干擾性、兼容能力等多個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)，CAN-bus與其高層協(xié)議CANopen已成為了車輛數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，并普遍應(yīng)用于所有的可移動(dòng)設(shè)施，例如船舶艦艇、客車火車、升降電梯、重載車輛、工程機(jī)械、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、分布式控制網(wǎng)絡(luò)等。幾乎所有的通用I/O模塊、驅(qū)動(dòng)器、智能傳感器、PLC、MMI設(shè)備的生產(chǎn)廠商都提供有支持CAN-bus與CANopen標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。只要符合CANopen協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)及其設(shè)備協(xié)議子集標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)，就可以在功能和接口上保證各廠商設(shè)備的互用性和可交換性。
標(biāo)簽： CANopen 協(xié)議 講座 設(shè)備
上傳時(shí)間： 2013-12-27
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用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)溫度遠(yuǎn)程顯示摘 要：文章介紹了用AT89S8252單片機(jī)的串行接口與智能溫度巡回檢測(cè)儀（XJ-08S）通過(guò)RS—485總線相互通訊實(shí)現(xiàn)熱水溫度遠(yuǎn)程顯示的一種低成本解決方案，內(nèi)容涉及RS—485總線通訊、單片機(jī)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換以及鍵盤處理軟硬件設(shè)計(jì)等內(nèi)容。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) RS—485總線 數(shù)碼管顯示 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 鍵盤處理一、前 言目前檢測(cè)溫度一般采用熱電偶或熱敏電阻作為傳感器，這種傳感器至儀表之間一般都要用專用的溫度補(bǔ)償導(dǎo)線，而溫度補(bǔ)償導(dǎo)線價(jià)格很貴，并且線路太長(zhǎng)也會(huì)影響測(cè)量精度。在實(shí)際應(yīng)用中往往需要對(duì)較遠(yuǎn)處（1KM左右）的溫度信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視。現(xiàn)有的解決方案有很多，例如：1、 在現(xiàn)場(chǎng)用智能儀表對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，用計(jì)算機(jī)作上位機(jī)與智能儀表進(jìn)行通訊來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)（采用這種方案要增加計(jì)算機(jī)設(shè)備及相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件）。2、 NCU+DDC實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)。用兩個(gè)DDC，一個(gè)安裝在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量溫度，另一個(gè)安裝在監(jiān)視地，兩個(gè)DDC通過(guò)NCU進(jìn)行通訊從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)。但以上方案都存在成本高的問(wèn)題，有沒(méi)有低成本的解決方案呢？其實(shí)，在單片機(jī)應(yīng)用日益廣泛的今天，完全可以用單片機(jī)以極低的成本來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)。二、問(wèn)題的提出我單位管理的鍋爐房同時(shí)給兩棟建筑物內(nèi)的兩家酒店供應(yīng)蒸汽，由安裝在兩棟建筑物地下室的熱交換器進(jìn)行熱交換后產(chǎn)生熱水送給客房。從鍋爐房至兩個(gè)熱交換站的距離分別約600米，值班人員要不停地奔波于兩個(gè)熱交換站與鍋爐房之間進(jìn)行設(shè)備巡視，檢查熱水溫度是否控制在規(guī)定的范圍，這樣不僅增加了值班人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也使鍋爐房經(jīng)常無(wú)人(因每班1人值班)。如果能在鍋爐房顯示兩個(gè)熱交換站內(nèi)各熱交換器的熱水溫度，則值班人員僅在熱水溫度異常時(shí)才需到各熱交換站檢查設(shè)備，這樣便可解決上述問(wèn)題。我公司曾就此問(wèn)題找專業(yè)公司作過(guò)方案，其報(bào)價(jià)在人民幣１０萬(wàn)元左右，后因種種原因該項(xiàng)目未實(shí)施。經(jīng)過(guò)分析，本人發(fā)現(xiàn)可以用單片機(jī)+智能儀表以低成本實(shí)現(xiàn)溫度遠(yuǎn)程顯示，并且經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)取得了成功，現(xiàn)將設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)述如下：三、控制要求及解決方案選擇 1、 兩個(gè)熱交換站分高低區(qū)共安裝有8個(gè)熱交換器，正常水溫在45oC至65oC之間；兩個(gè)熱交換站與鍋爐房的距離分別為500米和600米左右。2、 要求在鍋爐房能以巡回及定點(diǎn)兩種方式顯示8個(gè)熱交換器的熱水溫度，巡回方式以3秒為周期輪流更新及顯示各熱交換器熱水溫度。定點(diǎn)方式時(shí)每按上鍵或下鍵一次則顯示上或下一個(gè)熱交換器熱水溫度，每3秒自動(dòng)更新數(shù)據(jù)一次。3、 根據(jù)控制要求選擇單片機(jī)+智能儀表的解決方案：用帶通訊接口的智能儀表安裝在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量溫度，設(shè)計(jì)制作一個(gè)單片機(jī)裝置完成與智能儀表的通訊及數(shù)據(jù)顯示。四、通訊協(xié)議、智能儀表選擇及其參數(shù)介紹因熱水溫度信號(hào)變化較慢，因而對(duì)通信的速度要求不高，對(duì)于這種低速率遠(yuǎn)距離的通訊選用RS-485總線適宜。RS-485是EIA（美國(guó)電子工業(yè)聯(lián)合會(huì)）在1983年公布的新的平衡傳輸標(biāo)準(zhǔn)，是工業(yè)界使用最為廣泛的雙向、平衡傳輸線標(biāo)準(zhǔn)接口，它以半雙工方式通信，支持多點(diǎn)連接，傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器允許創(chuàng)建多達(dá)32個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，且其具有傳輸距離遠(yuǎn)（最大傳輸距離為1200M），傳輸速度快（1200M時(shí)為100KBPS）等優(yōu)點(diǎn)。其連接方法如下圖所示。
標(biāo)簽： 用單片機(jī) 溫度 遠(yuǎn)程顯示
上傳時(shí)間： 2013-10-12
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