隨著全球經(jīng)濟不斷增長和信息技術持續(xù)發(fā)展，越來越多用戶提出了對數(shù)據(jù)、語音和視訊等寬帶接入業(yè)務的需求。傳統(tǒng)的接入網(wǎng)技術己成為新一代寬帶通信網(wǎng)絡建設的瓶頸，通信網(wǎng)絡的寬帶化成為一個必然的趨勢。在眾多新興的接入技術中，寬帶無線接入技術以其特有的優(yōu)勢成為近年來通信技術市場的最大亮點。基于IEEE802．16e的WiMAX技術作為一種面向無線城域網(wǎng)(WMAN)的寬帶接入方案，正以其優(yōu)異的性能和廣闊的市場前景而倍受關注。 本文是基于WiMAX技術的網(wǎng)絡終端的設計，根據(jù)IEEE802.16e協(xié)議，物理層需要對收發(fā)信息進行編解碼、調(diào)制解調(diào)等的處理，其中包含很多運算密集的算法；這些處理有些適合硬件邏輯實現(xiàn)，有些適合數(shù)字信號處理器實現(xiàn)，所以設計采用了FPGAs+DSPs的實現(xiàn)方式。考慮對接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的不同處理，在詳細分析上行和下行鏈路的工作過程的基礎上，對模塊的進行了詳細劃分，并對系統(tǒng)的FPGA部分進行了詳細設計。 設計中本文充分考慮了FPGA和DSP之間處理的優(yōu)缺點，并注意避免器件之間通信的復雜化，在滿足器件之間數(shù)據(jù)流量的同時，盡量使數(shù)據(jù)流向簡單化，避免了延時增加和接口帶寬調(diào)度的復雜化。最終整個設計完成完整的802.16e網(wǎng)絡終端的物理層基帶處理功能。
標簽： WiMAX FPGA 網(wǎng)絡終端 基帶
上傳時間： 2013-06-01
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2000年10月2日，美國國家標準與技術研究所宣布采用Rijndael算法作為高級加密標準，并于2002年5月26日正式生效，AES算法將在今后很長一段時間內(nèi)，在信息安全中扮演重要角色。因此，對AES算法實現(xiàn)的研究就成為了國內(nèi)外的熱點，會在信息安全領域得到廣泛的應用。用FPGA實現(xiàn)AES算法具有快速、靈活、開發(fā)周期短等優(yōu)點。 本論文就是針對AES加、解密算法在同一片F(xiàn)PGA中的優(yōu)化實現(xiàn)問題，在深入分析了AES算法的整體結構、基本變換以及加、解密流程的基礎上，對AES算法的加、解密系統(tǒng)的FPGA優(yōu)化設計進行了研究。主要內(nèi)容為： 1．確定了實現(xiàn)方案以及關鍵技術，在比較了常用的結構后，采用了適合高速并行實現(xiàn)AES加、解密算法的結構——內(nèi)外混合的流水線結構，并給出了總體的設計框圖。由于流水線結構不適用于反饋模式，為了達到較高的運算速度，該系統(tǒng)使用的是電碼本模式(ECB)的工作方式； 2．對各個子模塊的設計分別予以詳細分析，結合算法本身和FPGA的特點，采用查表法優(yōu)化處理了字節(jié)代換運算，列混合運算和密鑰擴展運算。同時，考慮到應用環(huán)境的不同，本設計支持數(shù)據(jù)分組為128比特，密鑰長度為128比特、192比特以及256比特三種模式下的AES算法加、解密過程。完成了AES加、解密算法在同一片F(xiàn)PGA中實現(xiàn)的這個系統(tǒng)的優(yōu)化設計； 3．利用QLJARTUSII開發(fā)工具進行代碼的編寫工作和綜合編譯工作，在 MODELSIM中進行仿真并給出仿真結果，給出了各個模塊和整個設計的仿真測試結果； 4．和其他類似的設計做了橫向?qū)Ρ龋贸鼋Y論：本設計在保證了速度的基礎上實現(xiàn)了資源和速度的均衡，在性能上具有較大的優(yōu)勢。
上傳時間： 2013-05-25
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有線通信方式由于具有保密性高、抗干擾能力強在軍事通信中倍受青睞,因此,對軍用有線通信設備的研究和設計具有十分重要的戰(zhàn)略意義.TBJ-204型野戰(zhàn)20線程控交換機是一種小型背負式模擬空分程控用戶交換機,用于裝備全軍各兵種的作戰(zhàn)、演習和緊急搶險等行動.該項目以該交換機為研究對象,在詳細分析原設備的系統(tǒng)結構和功能實現(xiàn)方式的基礎上,指出該機型在使用過程中存在技術相對陳舊、分立元件過多、可靠性和保密性不夠、體積大、重量大、維修困難等問題,同時結合系統(tǒng)的低功耗需求和優(yōu)化人機接口設計,本文提出基于"單片機+CPLD/FPGA體系結構"的集成化設計方案:①在CPLD中實現(xiàn)信號音分頻和計時頻率生成電路、20路用戶LED狀態(tài)控制電路;②CPLD與單片機以總線接口方式實現(xiàn)譯碼、數(shù)據(jù)和控制信號鎖存功能的VHDL設計;③基于低功耗設計的器件選型方案和單片機待機模式設計;④人機接口的LCD菜單操作方式.該文詳細介紹了改型設備的研制過程,包括CPLD片內(nèi)功能設計實現(xiàn)、主控制板和用戶板各功能模塊工作原理和設計實現(xiàn)、各硬件模塊功能測試等,最后給出了局內(nèi)呼叫處理功能和話務員服務功能的軟件實現(xiàn)流程.文章結尾介紹了改型設備的系統(tǒng)性能,它將實現(xiàn)更高的可靠性、保密性和抗干擾能力,同時具備低功耗和小型化的優(yōu)點.最后,該文總結了項目設計中使用的關鍵技術,指出了設計的創(chuàng)新意義和將來的工作.
上傳時間： 2013-04-24
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隨著科學技術的進步和人民群眾生活水平的提高，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)、國家安防、日常生活中得到了廣泛的應用。實時的遠程視頻監(jiān)控，能夠及時、直觀地為人們提供動態(tài)現(xiàn)場信息。遠程視頻監(jiān)控已經(jīng)逐步成為現(xiàn)代社會管理的重要手段之一。與傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比，嵌入式遠程無線監(jiān)控系統(tǒng)具有體積小、攜帶方便、可以進行遠距離監(jiān)控等優(yōu)點，從而有著良好的應用前景。 本文在總結分析即有的研究成果的基礎上，將先進的嵌入式技術、視頻技術、無線網(wǎng)絡技術有效的結合在一起，力圖設計出一款便攜式、低功耗、高電池使用壽命、硬件與軟件資源管理高效合理、人機交互性能良好的手持式無線視頻監(jiān)控終端。通過對Windows CE．NET嵌入式操作系統(tǒng)下進行USB相關設備驅(qū)動程序開發(fā)的研究與分析，在本手持終端中實現(xiàn)了USB host端功能，以滿足對USB設備的即插即用操作。本手持終端將會極大程度上方便監(jiān)控保安人員，使得他們不必隨時守候在傳統(tǒng)的基于PC的視頻監(jiān)控機旁，實現(xiàn)企業(yè)樓宇及智能小區(qū)中電子巡更的任務。 本文首先對無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀進行分析與研究，主要包括：無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的定義、特點、分類、應用以及發(fā)展趨勢；之后介紹ARM處理器并對無線網(wǎng)絡的發(fā)展狀況進行研究分析，重點對無線網(wǎng)絡中無線局域網(wǎng)技術進行闡述；然后筆者利用一款基于ARM920T核的微處理器S3C2410來構建Windows CE.NET操作系統(tǒng)下的無線視頻監(jiān)控手持終端，在此詳細闡述了該手持終端硬件、軟件平臺的研究與設計；最后為了使該終端支持不同類型的非標準USB存儲設備以及從、USB接口可擴展性方面的考慮，通過對Windows CE．NET下的USB系統(tǒng)結構和設備驅(qū)動程序開發(fā)包的分析，研究了在Windows CE.NET嵌入式操作系統(tǒng)下進行USB相關設備驅(qū)動程序開發(fā)的過程。
標簽： ARM 無線視頻監(jiān)控 手持終端
上傳時間： 2013-06-26
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嵌入式系統(tǒng)是一種將底層硬件、實時操作系統(tǒng)和應用軟件相結合的專用計算機系統(tǒng)，在經(jīng)濟社會和人們的日常生活中得到了越來越廣泛的應用。嵌入式系統(tǒng)的研究與開發(fā)已成為現(xiàn)代電子領域的重要研究方向之一。嵌入式實時操作系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)應用軟件開發(fā)的支撐平臺，網(wǎng)絡化是主要趨勢之一。 μC/OS-Ⅱ作為一種新興的嵌入式實時操作系統(tǒng)，以其免費公開源碼、面向中小型應用、可搶占、多任務以及較好的移植性等突出特點，在各類嵌入式設備中得到廣泛應用。然而，μC/OS-Ⅱ內(nèi)核中不支持TCP/IP協(xié)議棧，因而無法適應嵌入式設備網(wǎng)絡化的需要。本文的主要目標是：在計算資源嚴重受限的條件下，研究使嵌入式系統(tǒng)支持TCP/IP協(xié)議的策略及其實現(xiàn)方法。 本課題以實驗室現(xiàn)有的Samsung S3C44BOX芯片為核心的ARM開發(fā)板作為硬件平臺，分析了ARM7TDM[內(nèi)核的特點及S3C44BOX的結構。在詳細分析實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ及其內(nèi)核原理的基礎上對其進行適當?shù)母倪M并成功移植到ARM硬件平臺上。針對μC/OS-Ⅱ內(nèi)核不支持TCP/IP協(xié)議棧的問題，引進了嵌入式TCP/IP協(xié)議uIP，將其應用到μC/OS-Ⅱ上，成為μC/OS-Ⅱ的網(wǎng)絡服務模塊，實現(xiàn)了對μC/OS-Ⅱ的網(wǎng)絡功能的擴充，并在uIP基礎上編寫了相關的網(wǎng)絡驅(qū)動程序。最后，本課題設計了基于HTTP協(xié)議的嵌入式Web服務器和基于TFTP協(xié)議的遠程文件傳輸，從而使網(wǎng)絡遠程監(jiān)控測量和在線程序的更新下載成為現(xiàn)實。 本課題經(jīng)過數(shù)月的軟硬件的設計和調(diào)試，已實現(xiàn)了最初的設計目標。測試結果表明：移植到ARM處理器上的μC/OS-Ⅱ內(nèi)核可以成功實現(xiàn)對任務的調(diào)度；對μC/OS-Ⅱ內(nèi)核擴充的TCP/IP協(xié)議——uIP可正常運行：嵌入式Web服務器和遠、程文件傳輸在實驗室局域網(wǎng)中的穩(wěn)定運行，更加證明了本課題的成功性。
標簽： TCPIP ARM 協(xié)議 網(wǎng)絡測控
上傳時間： 2013-05-17
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在工業(yè)生產(chǎn)中，二次自動化儀表是構成自動化系統(tǒng)的基本單元之一。我國的單元儀表己基本完成由電動Ⅲ型儀表向基于八位或十六位單片機為基礎設計的數(shù)字化儀表的轉換。由于常規(guī)單片機資源的限制，以單片機為基礎設計的單元儀表基本上還是在功能上替代電動Ⅲ型儀表，并按電動Ⅲ型功能進行分類。這樣造成國內(nèi)自動化儀表生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的二次數(shù)字化儀表品種繁雜，標準難以統(tǒng)一，設計隨意性大。因此帶來如下現(xiàn)實問題： 1．自動化系統(tǒng)設計單位的儀表選型、系統(tǒng)調(diào)試、使用中操作、維修和系統(tǒng)的功能優(yōu)化及備件的準備非常的不方便： 2．儀表生產(chǎn)廠家的批量生產(chǎn)困難，產(chǎn)品質(zhì)量的提高及成本的節(jié)約不利： 3．國內(nèi)現(xiàn)在自動化儀表廠家數(shù)量眾多，但都無法形成規(guī)模生產(chǎn)，質(zhì)量不佳，而國外進口的二次儀表往往依附于特定的集散系統(tǒng)，也存在標準不統(tǒng)一，難以靈活替換的問題，且價格昂貴。 自動化系統(tǒng)設計、生產(chǎn)及應用迫切需要一種使用方便、通用性強的智能型二次儀表，以解決上述問題，改變傳統(tǒng)設計、生產(chǎn)及應用方式，這將是未來自動化儀表的發(fā)展趨勢，也就是本課題的努力方向。 本論文正是針對上述問題，以設計出一種可靈活組態(tài)的通用智能型二次儀表為研究對象，在深入分析國內(nèi)主流儀表廠家的儀表操作方式和儀表功能的基礎上，合理地進行軟硬件設計，為在同一硬件平臺下實現(xiàn)多種儀表的功能進行了創(chuàng)新性和探索性研究。主要內(nèi)容為： 1．各種常規(guī)二次儀表功能、標準、接線、操作習慣及結構方式的歸類分析； 2．多信號多量程的柔性測量方法研究； 3．系統(tǒng)整機設計以及系統(tǒng)可靠性設計； 4．u-boot的向ARM的移植、uClinux向ARM的移植、uClinux下的通用組態(tài)軟件設計。 本文設計了一種以三星公司的ARM7TDMI系列處理器S3C44BOX為核心，輔以外圍電路，實現(xiàn)同一硬件平臺下多種儀表的功能，并成功制作了樣品系統(tǒng)。 本文所討論的基于$3C44BOX和uClinux的智能儀表系統(tǒng)的開發(fā)技術同樣適用于其它項目的開發(fā)，對其它嵌入式的應用系統(tǒng)開發(fā)有重要的參考價值。
上傳時間： 2013-05-16
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H.264/AVC是ITU與ISO/IEC(International Standard Organization/Intemational Electrotechnical Commission國際標準化組織/國際電工委員會)聯(lián)合推出的活動圖像編碼標準。作為最新的國際視頻編碼標準，H.264/AVC與MPEG-4、H.263等視頻編碼標準相比，性能有了很大提高，并已在流媒體、數(shù)字電視、電話會議、視頻存儲等諸多領域得到廣泛的應用。基于上下文的自適應二進制算術編碼(Conrext-based Adaptive Binary Arithmetic Coding，CABAC)是H.264/AVC的兩個熵編碼方案之一，相對于另一熵編碼方案-CAVLC(基于上下文的自適應可變長編碼)，CABAC具有更高的數(shù)據(jù)壓縮率：在同等編碼質(zhì)量下要比CAVLC提高10％～15％的壓縮率。CABAC能實現(xiàn)很高的數(shù)據(jù)壓縮率，但這是以增加實現(xiàn)的復雜性為代價的。在已有的硬件實現(xiàn)方法上，CABAC的解碼效率并不高。 論文在深入研究CABAC解碼算法及其實現(xiàn)流程，并在仔細分析了H.264/AVC碼流結構的基礎上，總結出了影響CABAC解碼效率的各個環(huán)節(jié)，并以此為出發(fā)點，對CABAC解碼所需中的各個功能模塊進行了優(yōu)化設計，設計出一種新的CABAC解碼器結構，相對于一般的CABAC解碼器，它的解碼效率得到了顯著提高。論文針對影響CABAC解碼過程的"瓶頸"問題一多次訪問存儲部件影響解碼速率，提出了新的存儲組織方式，并根據(jù)CABAC的碼流結構特性，采用4個子解碼器級聯(lián)的方式來進一步提高解碼速率。 最后，用Verilog語言對所設計的CABAC解碼器進行了描述，用EDA軟件對其進行了仿真，并在FPGA上驗證了其功能，結果顯示，該CABAC解碼器結構顯著提高了解碼效率，能夠滿足高檔次實時通訊的要求。
上傳時間： 2013-07-03
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近些年來，F(xiàn)PGA已經(jīng)成為現(xiàn)代電子、半導體行業(yè)的最重要組成部分之一，針對FPGA的綜合技術的研究是電子設計自動化技術的重要研究方向。邏輯綜合是FPGA綜合的重要步驟，它包括邏輯優(yōu)化和工藝映射。本文主要研究了針對一種新型ALM(Adaptive Logic Model)結構FPGA的工藝映射算法。 論文首先對已有FPGA邏輯綜合技術進行了全面的總結，從邏輯優(yōu)化和工藝映射兩個方面分析了傳統(tǒng)算法對ALM結構FPGA的適應性，通過分析我們得出結論，傳統(tǒng)的邏輯優(yōu)化算法仍然能夠適用于ALM結構FPGA的邏輯綜合，而工藝映射算法則需要進行改進。 在以上分析的基礎上，根據(jù)ALM結構的特點，論文提出了一種以面積優(yōu)化為主，同時考慮延遲的針對ALM結構FPGA的工藝映射算法——ALMmap。該算法包括幾個子算法，遞減迭代裝箱算法能夠很好的適應ALM結構的靈活性；通過ALM裝箱算法并加入共享輸入處理，將多個LUT裝入一個ALM結構中；再匯聚路徑的處理有助于提高效率和減少面積；算法在已有的多級分解算法基礎上考慮了延遲因素，在不降低面積優(yōu)化效果的同時降低了延遲；通過全局優(yōu)化從全局范圍對面積進行了進一步的優(yōu)化。 最后，我們對ALMmap算法與傳統(tǒng)算法進行了測試與比較，通過實驗數(shù)據(jù)表明，ALMmap能夠很好的發(fā)揮ALM結構的靈活性，考慮延遲的多級分解算法能夠很好的降低延遲，與傳統(tǒng)基于K-LUT的工藝映射算法相比，具有更好的面積與延遲綜合性能。
上傳時間： 2013-06-24
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移動通信是目前通信技術中發(fā)展最快的領域之一，CDMA技術憑借其良好的抗噪性、保密性和低功率等優(yōu)勢成為第三代移動通信的關鍵技術。目前大規(guī)模可編程邏輯器件FPGA為CDMA移動通信系統(tǒng)的設計提供了新的技術手段。 本文在深入分析CDMA通信系統(tǒng)的原理和特點的基礎上，提出了CDMA基站基帶系統(tǒng)的總體設計方案，論述了CDMA基站基帶系統(tǒng)前向鏈路和反向鏈路中各個信號處理模塊的工作原理，對CRC編碼模塊、卷積編碼模塊、塊交織器、PN碼生成器、Walsh碼發(fā)生器、基帶成形濾波器、QPSK調(diào)制器、PN碼捕獲與跟蹤模塊、Viterbi譯碼器等CDMA基站基帶系統(tǒng)的各個模塊進行了基于FPGA的建模和設計，取得了一些有價值的階段性成果。這些對CDMA移動通信系統(tǒng)進行深入探索、研究和設計，具有一定的學術意義和應用價值。
標簽： FPGA CDMA 基站 基帶系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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根據(jù)交通部公布的數(shù)據(jù)，交通事故呈逐年上升趨勢，交通事故不僅給公民的財產(chǎn)造成了損失，而且給公民的人身安全也會造成威脅。因此如何更好地避免交通事故成為一個焦點課題，汽車安全系統(tǒng)更是成為汽車生產(chǎn)商和研究機構的研究熱點。 當前汽車安全系統(tǒng)有兩大種類：一是被動式安全系統(tǒng)。例如：安全帶，安全氣囊等。二是主動式安全系統(tǒng)。主動安全系統(tǒng)又分為主動被動式和主動自動式。前者有ABS等。后者有汽車自動防撞系統(tǒng)和倒車雷達等。 本文采用激光測距系統(tǒng)，開發(fā)一種汽車在高速公路上行駛的主動式防撞系統(tǒng)，本文的重點是開發(fā)測距預警系統(tǒng)，采用專門的激光測距芯片和接收芯片，并采用FPGA(Filed Programmable Gate Array)作為主控芯片，對前車進行有效的監(jiān)控，根據(jù)檢測得到的數(shù)據(jù)，實時提出建議和報警，提醒駕駛員減速或者采取制動措施，從而達到預防追尾碰撞的目的。本文工作主要有以下幾個方面： 1) 在比較分析激光、雷達和毫米波等測距方法的基礎上，根據(jù)市場需求及潛在用戶分析，確定采用激光脈沖測距方式。針對激光脈沖測距存在的技術難題，提出以FPGA作為系統(tǒng)核心控制模塊的測距系統(tǒng)設計方案。 2) 根據(jù)對車載動態(tài)測距系統(tǒng)測量精度、測量頻率和測量范圍的基本要求，結合脈沖激光測距的特點，提出采用多頭脈沖激光測距和多周期脈沖測量的技術方案。該方案可有效提高系統(tǒng)測距精度和測量范圍，降低系統(tǒng)成本。 3) 基于上述方案，完成了基于FPGA的多頭脈沖激光測距系統(tǒng)的各功能模塊的詳細設計、功能仿真、綜合優(yōu)化及板級測試實驗。實驗表明，各主要功能模塊基本達到預期設計要求，為測距系統(tǒng)的后期開發(fā)奠定了基礎。 4) 完成了激光測距傳感器外圍光電轉換電路、電源轉換電路及通訊接口的設計、制作、安裝及實驗室調(diào)試。 5) 最后對論文研究工作進行了總結，提出了系統(tǒng)的不足之處和進一步研究工作的方向。
標簽： FPGA 激光測距系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-27
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