H.264作為新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，相比上一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)MPEG2，在相同畫質(zhì)下，平均節(jié)約64﹪的碼流。該標(biāo)準(zhǔn)僅設(shè)定了碼流的語法結(jié)構(gòu)和解碼器結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)靈活性極大，其規(guī)定了三個(gè)檔次，每個(gè)檔次支持一組特定的編碼功能，并支持一類特定的應(yīng)用，因此。H.264的編碼器的設(shè)計(jì)可以根據(jù)需求的不同而不同。 H.264雖然具有優(yōu)異的壓縮性能，但是其復(fù)雜度卻比一般編碼器高的多。本文對H.264進(jìn)行了編碼復(fù)雜度分析，并統(tǒng)計(jì)了整個(gè)軟件編碼中計(jì)算量的分布。H.264中采用了率失真優(yōu)化算法，提高了幀內(nèi)預(yù)測編碼的效率。在該算法下進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測時(shí)，為了得到一個(gè)宏塊的預(yù)測模式，需要進(jìn)行592次率失真代價(jià)計(jì)算。因此為了降低幀內(nèi)預(yù)測模式選擇的計(jì)算復(fù)雜度，本文改進(jìn)了幀內(nèi)預(yù)測模式選擇算法。實(shí)踐證明，在PSNR值的損失可以忽略不計(jì)的情況下，該算法相比原算法，幀內(nèi)編碼時(shí)間平均節(jié)約60﹪以上，對編碼的實(shí)時(shí)性有較大幫助。 為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)編碼，考慮到FPGA的高效運(yùn)算速度和使用靈活性，本文還研究了H.264編碼器基本檔次的FPGA實(shí)現(xiàn)。首先研究了H.264編碼器硬件實(shí)現(xiàn)架構(gòu)，并對影響編碼速度，且具有硬件實(shí)現(xiàn)優(yōu)越性的幾個(gè)重要部分進(jìn)行了算法研究和FPGA.實(shí)現(xiàn)。本文主要研究了H.264編碼器中整數(shù)DCT變換、量化、Zig-Zag掃描、CAVLC編碼以及反量化、逆整數(shù)DCT變換等部分。分別對這些模塊進(jìn)行了綜合和時(shí)序仿真，并將驗(yàn)證后通過的系統(tǒng)模塊下載到Xilinx virtex-Ⅱ Pro的FPGA中，進(jìn)行了在線測試，驗(yàn)證了該系統(tǒng)對輸入的殘差數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)壓縮編碼的功能。 本文對H.264編碼器幀內(nèi)預(yù)測模式選擇算法的改進(jìn)，算法實(shí)現(xiàn)簡單，對軟件編碼的實(shí)時(shí)性有很大幫助。本文對在單片F(xiàn)PGA上實(shí)現(xiàn)H.264編碼器做出了探索性嘗試，這對H.264編碼器芯片的設(shè)計(jì)有著積極的借鑒性。
標(biāo)簽： FPGA 264 幀內(nèi)預(yù)測 算法優(yōu)化
上傳時(shí)間： 2013-05-25
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本文首先在介紹多用戶檢測技術(shù)的原理以及系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上，對比分析了幾種多用戶檢測算法的性能，給出了算法選擇的依據(jù)。為了同時(shí)克服多址干擾和多徑干擾，給出了融合多用戶檢測與分集合并技術(shù)的接收機(jī)結(jié)構(gòu)。 接著，針對WCDMA反向鏈路信道結(jié)構(gòu)，介紹了擴(kuò)頻使用的OVSF碼和擾碼，分析了擾碼的延時(shí)自相關(guān)特性和互相關(guān)特性，指出了存在多址干擾和多徑干擾的根源。在此基礎(chǔ)上，給出了解相關(guān)檢測器的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)和結(jié)構(gòu)框圖，并仿真研究了用戶數(shù)、擴(kuò)頻比、信道估計(jì)精度等參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。 常規(guī)的干擾抵消是基于chip級上的抵消，需要對用戶信號重構(gòu)，因此具有較高的復(fù)雜度。在解相關(guān)檢測器的基礎(chǔ)上，衍生出符號級上的干擾抵消。通過仿真，給出了算法中涉及的干擾抑制控制權(quán)值、干擾抵消級數(shù)等參數(shù)的最佳取值，并進(jìn)行了算法性能比較。仿真結(jié)果驗(yàn)證了該算法的有效性。 最后，介紹了WCDMA系統(tǒng)移動(dòng)臺(tái)解復(fù)用技術(shù)的硬件實(shí)現(xiàn)，在FPGA平臺(tái)上分別實(shí)現(xiàn)了與基站和安捷倫8960儀表的互聯(lián)互通。
標(biāo)簽： WCDMA FPGA 多用戶檢測 下行鏈路
上傳時(shí)間： 2013-07-29
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隨著電信數(shù)據(jù)傳輸對速率和帶寬的要求變得越來越迫切,原有建成的網(wǎng)絡(luò)是基于話音傳輸業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò),已不能適應(yīng)當(dāng)前的需求.而建設(shè)新的寬帶網(wǎng)絡(luò)需要相當(dāng)大的投資且建設(shè)工期長,無法滿足特定客戶對高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕谛枨?反向復(fù)用技術(shù)是把一個(gè)單一的高速數(shù)據(jù)流在發(fā)送端拆散并放在兩個(gè)或者多個(gè)低速數(shù)據(jù)鏈路上進(jìn)行傳輸,在接收端再還原為高速數(shù)據(jù)流.該文提出一種基于FPGA的多路E1反向復(fù)用傳輸芯片的設(shè)計(jì)方案,使用四個(gè)E1構(gòu)成高速數(shù)據(jù)的透明傳輸通道,支持E1線路間最大相對延遲64ms,通過鏈路容量調(diào)整機(jī)制,可以動(dòng)態(tài)添加或刪除某條E1鏈路,實(shí)現(xiàn)靈活、高效的利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)視頻、數(shù)據(jù)等高速數(shù)據(jù)的傳輸,能夠節(jié)省帶寬資源,降低成本,滿足客戶的需求.系統(tǒng)分為發(fā)送和接收兩部分.發(fā)送電路實(shí)現(xiàn)四路E1的成幀操作,數(shù)據(jù)拆分采用線路循環(huán)與幀間插相結(jié)合的方法,A路插滿一幀(30時(shí)隙)后,轉(zhuǎn)入B路E1間插數(shù)據(jù),依此類推,循環(huán)間插所有的數(shù)據(jù).接收電路進(jìn)行HDB3解碼,幀同步定位(子幀同步和復(fù)幀同步),線路延遲判斷,FIFO和SDRAM實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)的對齊,最后按照約定的高速數(shù)據(jù)流的幀格式輸出數(shù)據(jù).整個(gè)數(shù)字電路采用Verilog硬件描述語言設(shè)計(jì),通過前仿真和后仿真的驗(yàn)證.以30萬門的FPGA器件作為硬件實(shí)現(xiàn),經(jīng)過綜合和布線,特別是寫約束和增量布線手動(dòng)調(diào)整電路的布局,降低關(guān)鍵路徑延時(shí),最終滿足設(shè)計(jì)要求.
標(biāo)簽： FPGA 多路 傳輸 片的設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-16
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隨著空間科學(xué)任務(wù)的增加,需要處理的空間科學(xué)數(shù)據(jù)量激增,要求建立一個(gè)高速的空間數(shù)據(jù)連接網(wǎng)絡(luò).高速復(fù)接器作為空間飛行器星上網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵設(shè)備,其性能對整個(gè)空間數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的性能起著重要影響.該文闡述了利用先入先出存儲(chǔ)器FIFO進(jìn)行異步速率調(diào)整,應(yīng)用VHDL語言和可編程門陣列FPGA技術(shù),對多個(gè)信號源數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)打包、信道選通調(diào)度和多路復(fù)接的方法.設(shè)計(jì)中,用VHDL語言對高速復(fù)接器進(jìn)行行為級建模,為了驗(yàn)證這個(gè)模型,首先使用軟件進(jìn)行仿真,通過編寫testbench程序模擬FIFO的動(dòng)作特點(diǎn),對程序輸入信號進(jìn)行仿真,在軟件邏輯仿真取得預(yù)期結(jié)果后,繼續(xù)設(shè)計(jì)硬件電路,設(shè)計(jì)出的實(shí)際電路實(shí)現(xiàn)了將來自兩個(gè)不同速率的信源數(shù)據(jù)(1394總線數(shù)據(jù)和1553B總線數(shù)據(jù))復(fù)接成一路符合CCSDS協(xié)議的位流業(yè)務(wù)數(shù)據(jù).在實(shí)驗(yàn)調(diào)試中對FPGA的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn),同時(shí)對設(shè)計(jì)方法進(jìn)行驗(yàn)證.驗(yàn)證結(jié)果完全符合設(shè)計(jì)目標(biāo).應(yīng)用硬件可編程邏輯芯片F(xiàn)PGA設(shè)計(jì)高速復(fù)接器,大幅度提高了數(shù)據(jù)的復(fù)接速率,可應(yīng)用于未來的星載高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)中,能夠完成在軌系統(tǒng)的數(shù)據(jù)復(fù)接任務(wù).
上傳時(shí)間： 2013-07-17
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隨著現(xiàn)代控制理論在機(jī)電技術(shù)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，多電動(dòng)機(jī)協(xié)調(diào)控制技術(shù)在機(jī)電控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，給嵌入式系統(tǒng)的數(shù)控應(yīng)用提供了巨大機(jī)遇。傳統(tǒng)的伺服運(yùn)動(dòng)控制很難在處理大數(shù)據(jù)量、復(fù)雜算法時(shí)保證系統(tǒng)的靈活性和實(shí)時(shí)性。嵌入式系統(tǒng)是近年來發(fā)展起來的以應(yīng)用為中心并且軟硬件可裁剪的實(shí)時(shí)系統(tǒng)，它的特點(diǎn)是高度自動(dòng)化，響應(yīng)速度快等，非常適合于要求實(shí)時(shí)的和多任務(wù)的場合。 本文以嵌入式數(shù)控系統(tǒng)為項(xiàng)目背景，研究設(shè)計(jì)了一種基于ARM和FPGA的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的方案。設(shè)計(jì)中，通過QuartusⅡ、ModelSim和Protel 99等電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化開發(fā)工具完成了一個(gè)高性能嵌入式軟硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及仿真驗(yàn)證；采用了實(shí)用小巧的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ，為應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性提供了保證。該嵌入式數(shù)控系統(tǒng)滿足了用戶對應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和快速處理的要求，具有較廣泛的應(yīng)用前景。 通過本課題實(shí)踐表明，基于ARM和FPGA構(gòu)建嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用方案完全可行、合理，同傳統(tǒng)的人機(jī)交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，能大量地減輕研發(fā)任務(wù)，提高研發(fā)速度，能夠在短時(shí)間內(nèi)得到控制性能優(yōu)秀的數(shù)控系統(tǒng)。而μC／OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)操作系統(tǒng)的加入，使得系統(tǒng)很好地進(jìn)行多任務(wù)處理，并保證了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。
標(biāo)簽： FPGA ARM 嵌入式 數(shù)控
上傳時(shí)間： 2013-07-22
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基于單片機(jī)的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文 本文介紹了基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是模擬域與數(shù)字域之間必不可少的紐帶，它的存在具有著非常重要的作用。
標(biāo)簽： 多路數(shù)據(jù)采集
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著通信網(wǎng)的發(fā)展和用戶需求的提高,光纖通信中的PDH體系逐漸被SDH體系所取代.SDH光纖通信系統(tǒng)以其通信容量大、傳輸性能好、接口標(biāo)準(zhǔn)、組網(wǎng)靈活方便、管理功能強(qiáng)大等優(yōu)點(diǎn)獲得越來越廣泛的應(yīng)用.但是在某些對傳輸容量需求不大的場合,SDH的巨大潛力和優(yōu)越性無法發(fā)揮出來,反而還會(huì)造成帶寬浪費(fèi).相反,PDH因其容量適中,配置靈活,成本低廉和功能齊全,可針對客戶不同需要設(shè)計(jì)不同的方案,在某些特定的接入場合具有一定的優(yōu)勢.本課題根據(jù)現(xiàn)實(shí)的需要,提出并設(shè)計(jì)了一種基于PDH技術(shù)的多業(yè)務(wù)單片F(xiàn)PGA傳輸系統(tǒng).系統(tǒng)可以同時(shí)提供12路E1的透明傳輸和一個(gè)線速為100M以太網(wǎng)通道,主要由一塊FPGA芯片實(shí)現(xiàn)大部分功能,該解決方案在集成度、功耗、成本以及靈活性等方面都具有明顯的優(yōu)勢.本文首先介紹數(shù)字通信以及數(shù)字復(fù)接原理和以太網(wǎng)的相關(guān)知識,然后詳細(xì)闡述了本系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì),對所使用的芯片和控制芯片F(xiàn)PGA做了必要的介紹,最后具體介紹了系統(tǒng)硬件和FPGA編碼設(shè)計(jì),以及后期的軟硬件調(diào)試.歸納起來,本文主要具體工作如下:1.實(shí)現(xiàn)4路E1信號到1路二次群信號的復(fù)分接,主要包括全數(shù)字鎖相環(huán)、HDB3-NRZ編解碼、正碼速調(diào)整、幀頭檢測和復(fù)分接等.2.將以太網(wǎng)MII接口來的25M的MII信號通過碼速變換到25.344M,進(jìn)行映射.3.將三路二次群信號和變換過的以太網(wǎng)MII信號進(jìn)行5b6b編解碼,以利于在光纖上傳輸.4.高速時(shí)提取時(shí)鐘采用XILINX的CDR方案.并對接收到的信號經(jīng)過5b6b解碼后,分接出各路信號.
標(biāo)簽： FPGA PDH 多業(yè)務(wù) 方案
上傳時(shí)間： 2013-07-23
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隨著電子設(shè)備的迅猛發(fā)展，“讓全部設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)”已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢。通過嵌入式串口服務(wù)器，可以讓現(xiàn)有的串行設(shè)備擁有聯(lián)網(wǎng)功能，避免了投資大量人力、物力，有利于對傳統(tǒng)串行設(shè)備進(jìn)行更換或者升級。 本文設(shè)計(jì)的串口服務(wù)器采用嵌入式處理器和Linux操作系統(tǒng)，把現(xiàn)有的基于串行接口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)存取，將傳統(tǒng)的串行數(shù)據(jù)送往網(wǎng)絡(luò)。 論文主要研究了以下內(nèi)容： 第一，在研究串口服務(wù)器網(wǎng)關(guān)工作機(jī)理的基礎(chǔ)上，分析高性能串口網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的功能需求。 第二，基于AT91ARM9200微處理器及LXT971ALE網(wǎng)絡(luò)接口芯片等構(gòu)建嵌入式系統(tǒng)，完成RS232-TCP/IP轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的軟硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)最多32路串行終端同時(shí)接入以太網(wǎng)的高性能串口服務(wù)器。 第三，在RH Linux 9.0為ARM處理器提供的交叉開發(fā)工具下移植Linux，為嵌入式串口服務(wù)器設(shè)計(jì)服務(wù)器端與客戶端工作模式，同時(shí)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)的在線配置功能。 第四，在客戶端和服務(wù)器端分別設(shè)計(jì)串口服務(wù)器的基本API函數(shù)，為系統(tǒng)二次開發(fā)打下良好的基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 多串口 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本文研制的數(shù)據(jù)采集器，用于采集導(dǎo)彈過載模擬試車臺(tái)的各種參數(shù),來評價(jià)導(dǎo)彈在飛行過程中的性能，由于試車臺(tái)是高速旋轉(zhuǎn)體，其工作環(huán)境惡劣，受電磁干擾大，而且設(shè)備要求高，如果遇到設(shè)備故障或設(shè)備事故，其損失相當(dāng)巨大，保證設(shè)備的安全性和可靠性較為困難。 本文在分析數(shù)字通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，選用了基于現(xiàn)場可編程邏輯陣列(FPGA)采用脈沖編碼調(diào)制(PCM)通信實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)采集器的設(shè)計(jì)，其優(yōu)點(diǎn)是FPGA技術(shù)在數(shù)據(jù)采集器中可以進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，增加了系統(tǒng)的抗干擾性、靈活性和適應(yīng)性，并且可以將整個(gè)PCM通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)成可編程序系統(tǒng)，用戶只要稍加變更程序，則系統(tǒng)的被測路數(shù)、幀結(jié)構(gòu)、碼速率、標(biāo)度等均可改變以適應(yīng)任何場合。并且采用合理的糾錯(cuò)和加密編碼能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)在傳輸工程中的完整性和安全性。 通過對PCM通信的特點(diǎn)研究，研制了一套集采集與傳輸?shù)南到y(tǒng)。文章給出了各個(gè)模塊的具體建模與設(shè)計(jì)，系統(tǒng)采用的是FPGA技術(shù)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和信號處理，采用VHDL實(shí)現(xiàn)了數(shù)字復(fù)接器和分接器、編解碼器、調(diào)制與解調(diào)模塊的建模與設(shè)計(jì)。采用基于NiosII實(shí)現(xiàn)串口通訊，構(gòu)建了實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集。 測試數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)采集的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，采用FPGA技術(shù)實(shí)現(xiàn)PCM信號的編碼、傳輸、解碼，能夠有較強(qiáng)的抗干擾性、抗噪聲性能好、差錯(cuò)可控、易加密、易與現(xiàn)代技術(shù)結(jié)合，并且誤碼率較低，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的方法。
標(biāo)簽： FPGA PCM 通信實(shí)現(xiàn) 多路
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。在當(dāng)今的工業(yè)控制領(lǐng)域，控制邏輯和功能變得越來越復(fù)雜，簡單的嵌入式系統(tǒng)己經(jīng)不能滿足工業(yè)生產(chǎn)需求，而帶有高性能處理器以及完整操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)的引入將逐漸成為工業(yè)控制自動(dòng)化發(fā)展的方向。 本文對用于工業(yè)供水設(shè)備測控的工業(yè)供水測控系統(tǒng)展開研究。首先，在ARM嵌入式最小系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立通用的硬件平臺(tái)，對平臺(tái)的硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，特別是對于關(guān)鍵的接口電路進(jìn)行了比較深入的研究，針對供水設(shè)備測控的不同要求，集成了多種接口電路。其次，在實(shí)現(xiàn)嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ在ARM上可移植的基礎(chǔ)上，建立了測控系統(tǒng)的軟件平臺(tái)，對接口電路驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。最后，在研制出的測控平臺(tái)上，加入了電力參數(shù)與傳感器數(shù)據(jù)監(jiān)測電路以及開關(guān)量輸入/輸出電路，特別是對工頻交流信號有效值的測量進(jìn)行了較深入的硬件設(shè)計(jì)以及軟件算法研究，并對測控系統(tǒng)的無線通訊部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 在上述工作的基礎(chǔ)上，開發(fā)出嵌入式無線工業(yè)供水測控系統(tǒng)樣機(jī)。工業(yè)現(xiàn)場近半年來試運(yùn)行的結(jié)果表明：該基于ARM的嵌入式無線工業(yè)供水測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，性能穩(wěn)定可靠，達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式無線 工業(yè) 測控系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-23
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