采用多功能終端構成一種小型衛(wèi)星通信網(wǎng)，要求各個終端能夠像計算機一樣支持多種各樣的外部設備，并能實現(xiàn)組網(wǎng)功能。采用能支持嵌入式Linux操作系統(tǒng)的ARM處理器可很好地滿足這種需求。本文重點研究這種智能終端中基于ARM處理器的嵌入式軟件及其實現(xiàn)，主要內(nèi)容有： (1)在分析嵌入式系統(tǒng)、ARM處理器、Linux操作系統(tǒng)特點的基礎上，論證了這種基于ARM處理器和Linux操作系統(tǒng)實現(xiàn)組網(wǎng)多功能終端方案的可行性和優(yōu)越性。 (2)介紹了嵌入式系統(tǒng)的組成、開發(fā)流程和步驟，搭建了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)和調(diào)試平臺，包括軟件開發(fā)工具、硬件調(diào)試工具，軟件組件等。 (3)分析了該衛(wèi)星通信網(wǎng)終端的需求，并詳細闡述了本系統(tǒng)的硬件配置，包括ARM處理器、存儲器和輸入/輸出接口。 (4)論證了本系統(tǒng)軟件部分設計的目標，提出了一種軟件結構方案，包括Bootloader、LinuX內(nèi)核、文件系統(tǒng)、圖形用戶界面、網(wǎng)絡應用程序這幾個方面的選型和開發(fā)目標。 (5)完成ARM嵌入式軟件平臺的設計與實現(xiàn)，包括U-Boot的修改和移植、Linux系統(tǒng)內(nèi)核的移植和剪裁、嵌入式Linux文件系統(tǒng)的制作、圖形用戶界面的安裝和編程基礎，以及Linux系統(tǒng)中驅(qū)動程序的設計。關鍵詞：衛(wèi)星通信網(wǎng)，地面終端，嵌入式系統(tǒng)，ARM，Linux
標簽： ARM 處理器 衛(wèi)星通信網(wǎng) 軟件
上傳時間： 2013-04-24
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嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)現(xiàn)已成為IT產(chǎn)業(yè)的主流發(fā)展方向之一，在不同應用領域的嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)中，都涉及到的一個共性關鍵技術是：嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺的研究與設計。 本文密切結合實際科研項目，采用軟、硬件協(xié)同設計的研究方法，設計了一套基于ARM微處理器架構的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺，為應用系統(tǒng)的開發(fā)者完成了大部分共性的底層設計工作，并針對現(xiàn)代酒店客房管理與控制系統(tǒng)的功能要求，以此平臺為基礎，開發(fā)了一個樓層機控制系統(tǒng)，并成功運用于深圳某國際大酒店的客房控制系統(tǒng)中，驗證了本文研發(fā)成果的有效性和推廣應用價值。 論文首先分析了當前國內(nèi)外嵌入式系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，然后研究了基于S3C44BOX開發(fā)板的硬件設計和實現(xiàn)過程，分別給出了電源模塊、MCU核心模塊、存儲器模塊、I/O接口模塊、通信接口模塊、調(diào)試以及系統(tǒng)擴展接口等主要模塊的設計方法和電氣原理圖；使用CPLD實現(xiàn)了多功能JTAG調(diào)試器，在SDT環(huán)境下完成了硬件調(diào)試工作；研究了嵌入式操作系統(tǒng)的移植技術，針對VxWorks操作系統(tǒng)下載與應用，開發(fā)了適用于S3C44BOX的板級支持包，成功完成了BootRom和VxWorks兩種映像的生成和加載；在論文的最后，研究了本平臺在酒店客房控制系統(tǒng)中的實際應用方法，設計其作為樓層機的實現(xiàn)方案，討論了網(wǎng)絡通信與控制的工作原理，并給出了主要程序的流程圖。
上傳時間： 2013-06-02
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摘要:"紅外弱小目標檢測"是紅外搜索跟蹤系統(tǒng)、紅外雷達預警系統(tǒng)、紅外成像跟蹤系統(tǒng)的核心技術,因此紅外小目標的檢測是當前一項重要的研究課題.目前的發(fā)展方向是研究運算量小、性能高、利于硬件實時實現(xiàn)的檢測和跟蹤算法.該文在前人研究的基礎上,著重研究了Marr視覺計算理論在紅外小目標檢測技術中的應用.從Marr算法的理論基礎——高斯平滑濾波器與拉普拉斯算子的相關知識以及Marr的計算視覺理論基礎開始,進行了 2G(Laplacian of Gaussian,高斯—拉普拉斯)濾波器、LoG(Laplacian ofGaussian,高斯—拉普拉斯)模板以及 2G濾波器在人類視覺、邊緣檢測、邊緣處理的物理意義以及神經(jīng)生理學意義方面的分析討論,提出了易于FPGA(Field Programmable Gate Array,現(xiàn)場可編程門陣列)實現(xiàn)的基于Marr計算視覺的紅外圖像小目標檢測方法.該方法可根據(jù)目標大小自動設計檢測模板,在濾除不相關的噪聲的同時又保留閉合的目標邊緣,從而檢測出目標.將該方法用FPGA實現(xiàn),滿足了檢測過程中的實時性.考慮到工程中的應用,該文對該方法在FPGA中的具體實現(xiàn)給出了設計總體思路和詳細流程.由于FPGA具有對圖像數(shù)據(jù)的實時處理能力,而且該算法在FPGA中的具體實現(xiàn)中對資源的合理使用進行了綜合考慮,因此該算法能夠?qū)崟r、有效地實現(xiàn)目標檢測.并在此基礎上對小目標的檢測研究前景進行展望.
上傳時間： 2013-07-04
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本文的目的就是研究如何應用FPGA這種大規(guī)模的可編程邏輯器件實現(xiàn)CCD（Charge Coupled Device，電荷耦合器件）數(shù)字圖像的實時采集及預處理。基于對實時圖像處理系統(tǒng)的研究與設計，本文主要研究工作及成果如下： 1.本論文詳細的介紹了圖像采集卡的結構和基本工作原理。同時，針對高分辨率的CCD攝像機，探討了有關點目標與CCD像元一一對應的圖像采集及其硬件和軟件設計方法。 2.本文分析了星圖中弱小目標、噪聲以及背景的特點，給出了點目標的場景圖像的數(shù)學模型及復雜背景下點目標檢測的預處理方法。針對星圖灰度分布的特點，采用高斯低通濾波算法和高通濾波算法對星圖進行預處理，同時還對圖像掃描聚類算法進行了研究與分析。 3.數(shù)字信號處理器常常因為在復雜性、運算速度等方面的限制，難以實時的實現(xiàn)復雜的檢測算法。本文采用FPGA技術，實現(xiàn)了復雜背景下弱點目標的預處理算法，解決了計算、數(shù)據(jù)緩沖和存儲操作協(xié)調(diào)一致的問題，同時采用并行高密度加法器和流水線的工作方式，使整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和處理速度得以很大的提高，合理的解決了資源和速度之間的相互制約問題，并在實際中取得滿意的結果。
上傳時間： 2013-07-03
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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、距離向預處理器、方位向預處理器、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.論文結合電子所合成孔徑雷達實時成像處理系統(tǒng),設計開發(fā)了基于Xilinx Virtex-E FPGA的星載SAR高速預處理板,該信號處理板處理能力強,結構緊湊,運行效率高;其硬件電路的設計思路和結構形式有很強的通用性和使用價值.論文重點研究了預處理的核心部分—固定系數(shù)FIR濾波器的設計問題.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濾波器的設計.對比于預處理器中其他濾波器設計方案,基于FPGA分布式算法的FIR濾波器的設計,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).所設計的電路簡單高速,工作正常、可靠,完全滿足了預處理器設計的技術要求.隨著超大規(guī)模集成電路技術,高密度存儲器技術,計算機技術的發(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的預處理器設計為例,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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視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一門集計算機技術、通信技術和數(shù)字視頻技術于一體的綜合系統(tǒng)。目前視頻監(jiān)控正向著數(shù)字化、網(wǎng)絡化的方向發(fā)展。實現(xiàn)基于網(wǎng)絡的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的關鍵是一種嵌入式設備，它應該能夠采集壓縮視頻數(shù)據(jù)并通過網(wǎng)絡進行傳輸。 本文介紹了一種基于嵌入式Linux的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)方法。首先從整體上分析了網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體設計方案，給出了視頻服務器的硬件框架和軟件體系，并重點討論了在ARM處理器上實現(xiàn)MPEG-4壓縮編碼的方法。其次在ARM硬件平臺成功構建了armlinux嵌入式系統(tǒng)：包括引導程序Bootloader的設計、修改配置linux內(nèi)核以及制作JFFS2文件系統(tǒng)。其中創(chuàng)新地提出了從nandflash啟動U-BOOT具體設計方法。為了完成系統(tǒng)進一步的視頻采集工作，系統(tǒng)實現(xiàn)了USB數(shù)碼攝像頭的驅(qū)動。在應用程序開發(fā)過程中，首先設計了基于Vide04Linux的視頻采集程序，并采用mmap(內(nèi)存映射)方式截取圖片。其次重點分析了MPEG-4編碼模型XVID程序中的運動估計部分，并研究了半像素快速搜索算法，從而減少了搜索點數(shù)提高了運算速度。最后利用開源JRTPLIB庫實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)流的RTP傳送。 整個設計都是在深圳旋極公司研制的SUPER-ARM硬件平臺上進行的，linux內(nèi)核采用2.4.18。其中MPEG-4編碼優(yōu)化測試是在ARM DeveloperSuite(ADS)version 1.2中完成。 本課題為在ARM平臺實現(xiàn)網(wǎng)絡視頻監(jiān)控的設計做了有益的探索性嘗試，對今后進一步完成遠程嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計有著積極的意義。
標簽： ARM 遠程視頻監(jiān)控 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-07-21
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近年來，LED(light emitting diode，發(fā)光二極管)電子顯示屏作為一種高科技產(chǎn)品日益引起人們的重視。它可以實時顯示或循環(huán)播放文字、圖形和圖像信息，具有顯示方式豐富、觀賞性強、顯示內(nèi)容修改方便、亮度高、顯示穩(wěn)定且壽命長等多種優(yōu)點，被廣泛應用于商業(yè)廣告、體育比賽、交通信息報導等諸多領域。 LED顯示屏的核心技術主要集中在控制器中。目前，大部分異步顯示屏采用的是8位或16位的微控制器，由于受到微處理器的處理速度、體系架構、尋址范圍、外圍接口資源等諸多限制，已難以在要求顯示較多像素、顯示內(nèi)容幀頻較高、動態(tài)顯示效果復雜的情況下得到良好的動態(tài)視覺效果。 針對以上情況，本文研究開發(fā)了一種全新的，由32位高性能ARM微處理器組成的LED顯示屏控制系統(tǒng)，就控制平臺、硬件結構和軟件開發(fā)實現(xiàn)給出了驅(qū)動部分和控制部分的詳細分析與設計。 本文根據(jù)LED顯示屏在列車車廂和火車、汽車車站旅客導向系統(tǒng)中為應用背景，結合LPC2138的功能特點和LED顯示屏的功能需求。詳細介紹了顯示屏控制系統(tǒng)中包括電源模塊、復位模塊、RS485通訊電路等主要模塊的設計。成功實現(xiàn)了數(shù)據(jù)掃描、數(shù)據(jù)發(fā)送、數(shù)據(jù)通訊等LED顯示屏所需的功能。 結合控制系統(tǒng)RS485通訊協(xié)議和系統(tǒng)顯示的要求，分析了LED顯示屏通訊和控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)流程。并詳細分析了顯示屏的靜、動態(tài)圖文顯示軟件流程結構；系統(tǒng)從上位機接受數(shù)據(jù)到信息顯示的整個軟件處理流程。 最后本文分析了LED顯示屏控制系統(tǒng)研發(fā)中所遇到的幾個難點問題，包括：提高RS485總線可靠性和抗干擾問題、系統(tǒng)在頻繁更換內(nèi)容死機的問題、顯示內(nèi)容較多時視覺效果的處理問題，并給出了解決方法。 經(jīng)過實際測試，本文所述LED顯示屏控制系統(tǒng)性能良好，工作穩(wěn)定可靠，易于維護升級，具有很高的性價比。
上傳時間： 2013-05-28
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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，以較高編碼效率和網(wǎng)絡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)架構設計，軟硬件劃分以及部分模塊的硬件算法設計與實現(xiàn)。通過對H.264/AVC編碼器中主要模塊的算法復雜度的評估，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。DSP充當核心處理器，而FPGA作為協(xié)處理器，針對編碼器中最復雜耗時的模塊一運動估計模塊，設計相應的硬件加速引擎，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雜度，因此需要設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)。設計中，將多處理器技術和流水線技術相結合，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構以提供高數(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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隨著經(jīng)濟的發(fā)展，生活水平的逐步提高，購置房屋和車輛的人越來越多，但安全問題也給人們帶來巨大的經(jīng)濟損失。與此同時，相應的安全防盜系統(tǒng)也應運而生。目前市場上，低端的方案是利用單片機和通訊單元相結合構成系統(tǒng)。這種系統(tǒng)雖然價格便宜，實現(xiàn)起來也相對簡單，但是功能不夠完善，不能實現(xiàn)正真的影、音、像圖文全方位監(jiān)控。而高端的方案則使用專用集成電路，雖然功能強大，但是價格昂貴，并且對于新的接口標準存在兼容性問題，而且也不易升級。 基于FPGA的安全監(jiān)控系統(tǒng)，是FPGA和通訊單元相結合的產(chǎn)物。其核心FPGA可多次配置，靈活性強，在性能和價格中找到一個很好的平衡。其易于維護和升級，以滿足市場上不斷推陳出的新的接口標準。 整個系統(tǒng)將是對視頻圖像處理、圖像加密技術、傳感器、PIC總線通訊等諸多技術的整合。而本文將側(cè)重于論述該系統(tǒng)中視頻圖像處理、控制接口和視頻傳送部分的內(nèi)容。全文分為五個章節(jié)，第一章簡要介紹了視頻信號處理的原理和結構，對一些專業(yè)術語進行介紹，并展示了通用的視頻處理過程。第二章針對監(jiān)控系統(tǒng)的案例，對視頻信號處理模塊的解決方案進行論述，將實際的視頻信號處理劃分為轉(zhuǎn)換、計算和傳送三個子模塊，并且分別進行功能介紹。第三章著重介紹視頻轉(zhuǎn)換和視頻計算兩大模塊，對相應的接口配置和模塊主要代碼實現(xiàn)作了深入分析。第四章將論述視頻處理中的重要課題：數(shù)字圖像的壓縮技術，并對相應的重要模塊和關鍵步驟作實際建模分析。第五章將探討視頻傳送的相關技術，介紹傳統(tǒng)的Camera-Link標準和最新的千兆以太網(wǎng)傳送標準，對可行性應用進行了比較。
標簽： FPGA 安全監(jiān)控 數(shù)字
上傳時間： 2013-04-24
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隨著紅外探測技術和超大規(guī)模專用集成電路的發(fā)展，實時紅外成像系統(tǒng)得到了越來越廣泛的應用。如何針對紅外圖像的特性對紅外圖像進行實時處理，得到能真實反映探測場景、適合觀察分析的紅外圖像是目前紅外成像技術的研究熱點。針對紅外圖像在被采集后立即進行預處理，簡化后級數(shù)字信號處理單元的繁重任務，在紅外成像技術中具有重要意義。本論文主要工作如下： (1)對紅外成像的原理、紅外圖像的形成過程、紅外圖像的特征以及紅外圖像與可見光圖像的區(qū)別進行了闡述。 (2)簡要介紹了頻域中圖像的增強算法，以及圖像的灰度變換原理。 (3)通過對時域中各種算法的分析對比，以及時域處理與頻域處理的對比，選擇數(shù)種適合紅外圖像預處理的算法進行硬件實現(xiàn)，然后再根據(jù)硬件實現(xiàn)的難易程度和算法對硬件資源的占用率，以及最終對圖像的處理效果，選擇一種最佳的平滑和銳化方法。 (4)針對FPGA的特點，采用了模塊化結構設計，方便構成并行運算，充分體現(xiàn)了實時處理的要求。 (5)分析了紅外圖像灰度變換的硬件構成，實現(xiàn)了對紅外圖像的直方圖統(tǒng)計。 (6)闡述了I2C總線標準，使用I2C總線對SAA7115視頻圖像處理芯片的控制，對模擬的紅外圖像采集、量化成數(shù)字圖像信號；由于采用SDRAM進行數(shù)據(jù)的存儲，所以針對數(shù)據(jù)的存儲及讀取方式設計了SDRAM存儲器的控制器，將量化后的數(shù)據(jù)存儲到SDRAM存儲器。 (7)詳細闡述了圖像頻域處理的硬件實現(xiàn)方法，并特別說明了DFT的FPGA硬件構成方法及這種方法與DSP處理器構成方法的區(qū)別。然后針對整個系統(tǒng)的時序構成及時序要求，采用了PLL核構成了系統(tǒng)的時序部分，并對系統(tǒng)進行了優(yōu)化，以提高運行速度及減少資源占用率。
上傳時間： 2013-07-12
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