本課題所研究的橫機(jī)是一種由嵌入式控制器系統(tǒng)控制的自動(dòng)化程度很高的緯編針織機(jī)，主要用于針織服裝的編織制造。我國是紡織大國，橫機(jī)需求量大，自主研發(fā)全自動(dòng)電腦橫機(jī)有廣泛的市場前景。 通過對(duì)橫機(jī)機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和原理的分析，本文提出了一種橫機(jī)控制系統(tǒng)硬件解決方案。該方案主要由主控制器、協(xié)處理器、驅(qū)動(dòng)電路等三部分組成。以ARM作為主控制器，負(fù)責(zé)編織工藝和人機(jī)接口設(shè)計(jì)；以FPGA作為協(xié)處理器，執(zhí)行ARM的命令，控制后續(xù)電路動(dòng)作；驅(qū)動(dòng)電路主要面向橫機(jī)機(jī)械部件，并向前端電路提供硬件接口。 基于該硬件系統(tǒng)解決方案，本文繼而提出了一種新型的軟件系統(tǒng)解決方案。該方案基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，主要由羅拉系統(tǒng)控制算法、驅(qū)動(dòng)程序、橫機(jī)編織控制程序和圖形用戶界面等四部分組成。羅拉系統(tǒng)采用模糊控制算法，控制卷布速率；驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)ARM和FPGA的通信；橫機(jī)編織控制程序?qū)⒒ㄐ臀募械臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為機(jī)械部件的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)整個(gè)編織過程；圖形用戶界面提供良好的人機(jī)界面，方便操作。 最后詳細(xì)介紹了整個(gè)橫機(jī)控制器系統(tǒng)的調(diào)試流程，涉及硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和軟硬件聯(lián)合調(diào)試等。 與傳統(tǒng)電腦橫機(jī)相比，基于此設(shè)計(jì)方案的橫機(jī)技術(shù)含量較高，成本低，可移植性強(qiáng)，并可實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)控制。
標(biāo)簽： Linux ARM 橫機(jī) 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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數(shù)字電視技術(shù)和超大規(guī)模深亞微米的系統(tǒng)級(jí)芯片設(shè)計(jì)技術(shù)是當(dāng)前信息產(chǎn)業(yè)中最受關(guān)注的兩個(gè)方向。它們的交叉就是數(shù)字電視應(yīng)用中的一系列系統(tǒng)級(jí)芯片和超深亞微米專用集成電路。其中信道處理系統(tǒng)及其相關(guān)芯片更是集中了數(shù)字信號(hào)處理前向糾錯(cuò)編解碼等數(shù)字電視傳輸?shù)暮诵募夹g(shù)，成為設(shè)計(jì)和開發(fā)整個(gè)數(shù)字電視系統(tǒng)的關(guān)鍵之一。數(shù)字高清晰度電視(Digital HDTV)做為第三代電視標(biāo)準(zhǔn)，已成為當(dāng)今世界高技術(shù)競爭的焦點(diǎn)，本文正是從這個(gè)交叉點(diǎn)上出發(fā)對(duì)DVB-H(Digital Video Broadcasting-Handheld)標(biāo)準(zhǔn)中所涉及的信道編碼和調(diào)制部分進(jìn)行了研究，重點(diǎn)分析了信道內(nèi)編碼部分的硬件優(yōu)化實(shí)現(xiàn)。本項(xiàng)目完成了DVB-H傳輸系統(tǒng)信道編碼的FPGA硬件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)所有FPGA硬件電路設(shè)計(jì)采用了Veillog HDL語言編寫。同時(shí)對(duì)清華大學(xué)數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)DMB-T(Terrestrial Digital Multimedia/TV Broadcasting)中的關(guān)鍵技術(shù)做了研究，與DVB標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)技術(shù)做了對(duì)比。 本文首先對(duì)DVB．H以及COFDM的相關(guān)理論進(jìn)行介紹和研究。然后針對(duì)DVB-H信道編碼調(diào)制器中的部分核心算法的FPGA設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的研究工作，包括外編碼、內(nèi)編碼(卷積刪余)、內(nèi)交織(包括比特交織和符號(hào)交織)、星座映射、幀形成、OFDM調(diào)制的部分設(shè)計(jì)等。相應(yīng)地對(duì)DVB-H信道解碼解調(diào)器中的部分算法的FPGA設(shè)計(jì)的研究工作做了描述，包括符號(hào)解交織和比特解交織。同時(shí)對(duì)清華大學(xué)數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)DMB-T外接收機(jī)中頻域和時(shí)域解交織模塊的FPGA設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)做了描述。 筆者在項(xiàng)目中完成的主要工作有： (1)與項(xiàng)目組成員合作制定系統(tǒng)框架，劃分模塊。 (2)對(duì)所負(fù)責(zé)的模塊，包括外編碼、內(nèi)編碼(卷積刪余)、內(nèi)交織(包括比特交織和符號(hào)交織)、星座映射、幀形成、OFDM調(diào)制的算法進(jìn)行研究并加以優(yōu)化，建立軟件仿真模型，進(jìn)行FPGA設(shè)計(jì)，仿真和實(shí)現(xiàn)。
標(biāo)簽： DVBH FPGA 發(fā)射端 信道
上傳時(shí)間： 2013-06-10
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該項(xiàng)目完成的是DVB-T發(fā)射機(jī)系統(tǒng)中OFDM調(diào)制部分的FPGA設(shè)計(jì).DVB-T是ETSI(歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì))提出的數(shù)字地面電視廣播系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn),在業(yè)界影響很廣.整個(gè)DVB-T發(fā)射機(jī)系統(tǒng)包括RS編碼,內(nèi)交織,卷積編碼,外交織,星座映射,IFFT變換等主要部分.該項(xiàng)目組負(fù)責(zé)以FPGA為主體的硬件平臺(tái)的搭建及編碼,調(diào)制部分的FPGA軟件設(shè)計(jì),作者完成了2k模式下IFFT變換的軟件設(shè)計(jì).該文首先介紹了OFDM及DVB-T相關(guān)原理,然后比較分析了各種FFT算法及實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度,最后采取了一種Radix2
標(biāo)簽： DVBT OFDM FPGA 發(fā)射機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-05-17
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數(shù)字通信系統(tǒng)中，在實(shí)際信道上傳輸數(shù)字信號(hào)時(shí)，由于信道傳輸特性不理想及噪聲的影響，接收端所收到的數(shù)字信號(hào)不可避免地會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。為了減小誤碼率，提高接收質(zhì)量，必須采用差錯(cuò)控制編碼。對(duì)于數(shù)字視頻通信系統(tǒng)這類高碼率，高要求的系統(tǒng)，為了提供優(yōu)良的圖象質(zhì)量，采用差錯(cuò)控制編碼尤為重要。 本文采用的DVB-T系統(tǒng)差錯(cuò)控制技術(shù)是針對(duì)于數(shù)字視頻通信而設(shè)計(jì)的，提出了糾錯(cuò)編碼結(jié)合交織技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方案，即RS(204，188，8)截短碼、卷積交織、卷積碼三種技術(shù)的級(jí)聯(lián)。各技術(shù)中的參數(shù)設(shè)計(jì)為輸入的MPEG-2傳輸流(TS流)提供了便利，在編碼后可以保持傳輸流的幀結(jié)構(gòu)和同步字節(jié)不改變，使接收端的同步捕獲和同步跟蹤成為可能。 本文首先簡要介紹了差錯(cuò)控制技術(shù)，DVB-T系統(tǒng)，以及硬件實(shí)現(xiàn)所用到的FPGA實(shí)現(xiàn)方法。然后分別研究RS碼、卷積交織、卷積碼的編解碼原理，并提出了三類技術(shù)的硬件實(shí)現(xiàn)方案。其中，重點(diǎn)論述了RS碼解碼的硬件實(shí)現(xiàn)。將RS碼解碼分為四個(gè)模塊：伴隨式計(jì)算，BM迭代，錢搜索和錯(cuò)誤值計(jì)算，分別講述每個(gè)模塊的電路設(shè)計(jì)方案并給出仿真結(jié)果。最后，將該差錯(cuò)控制系統(tǒng)應(yīng)用于一個(gè)輸出速率恒定的實(shí)際數(shù)字視頻通信系統(tǒng)中，按系統(tǒng)需要，加入了接口電路和速率控制的設(shè)計(jì)。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著人們對(duì)于數(shù)字視頻和數(shù)字圖像的需求越來越大，數(shù)字電視廣播和手機(jī)電視迅速發(fā)展起來，但是人們對(duì)于數(shù)字圖像質(zhì)量的要求也越來越高。對(duì)于觀眾來講，畫面的質(zhì)量幾乎是最為重要的，然而由于信道傳輸特性不理想和加性噪聲的影響，不可避免地會(huì)產(chǎn)生誤碼，導(dǎo)致圖像質(zhì)量的下降，甚至無法正常收看。因此，為了保障圖像質(zhì)量就需要采用糾錯(cuò)編碼(又稱信道編碼)的方式來實(shí)現(xiàn)通信。在數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)(DVB)中，無論是衛(wèi)星傳輸，電纜傳輸還是地面?zhèn)鬏敹疾捎昧诵诺谰幋a。 本文首先深入研究DVB標(biāo)準(zhǔn)中的信道編碼部分的關(guān)鍵技術(shù)；然后依照DVB-T標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求，設(shè)計(jì)并硬件實(shí)現(xiàn)了數(shù)字視頻傳輸?shù)男诺谰幗獯a系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，編解碼器與信源端的接口利用了MPEG-2的視頻傳輸接口同步并行接口(SPI)，這種接口的應(yīng)用讓系統(tǒng)具有很強(qiáng)的通用性；與信道端接口采用了G.703接口，具有G.703接口功能和特性的數(shù)據(jù)通信設(shè)備可以直接與數(shù)字通信設(shè)備連接，這使得應(yīng)用時(shí)對(duì)于信道的選擇具有較大的靈活性。 在深入理解RS編解碼算法，卷積交織/解交織原理，卷積編碼/VITERBI譯碼算法原理的基礎(chǔ)上，本文給出了解碼部分的設(shè)計(jì)方案，并利用Xilinx公司的SpartanⅢ系列XC3S2000芯片完成方案的硬件實(shí)現(xiàn)。在RS解碼過程中引入了流水線機(jī)制，從而很大程度上提高了解碼效率。解交織器部分采用了RAM分區(qū)循環(huán)法，利用對(duì)RAM讀寫地址的控制實(shí)現(xiàn)解卷積交織，這種方法控制電路簡單，實(shí)現(xiàn)速度比較快，代價(jià)小。VITERBI譯碼器采用截尾譯碼，在幾乎不影響譯碼準(zhǔn)確度的基礎(chǔ)上大大提高了解碼效率。
上傳時(shí)間： 2013-07-16
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無線局域網(wǎng)(WLAN,Wireless Local Area Network)是未來移動(dòng)通信系統(tǒng)的重要組成部分.為了滿足用戶高速率、方便靈活的接入互聯(lián)網(wǎng)的需求,WLAN的研究和建設(shè)正在世界范圍內(nèi)如火如荼的展開.由于擺脫了有線連接的束縛,無線局域網(wǎng)具有移動(dòng)性好、成本低和不會(huì)出現(xiàn)線纜故障等特點(diǎn).該文對(duì)無線局域網(wǎng)的主流協(xié)議IEEE 802.11a的物理層實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究和分析,并采用可編程ASIC器件FPGA,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了物理層基帶處理的關(guān)鍵模塊,為今后形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的IP核奠定了基礎(chǔ).該文研究內(nèi)容得到了天津市信息化辦公室"寬帶無線局域網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究"項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)的支持.該文在對(duì)IEEE 802.11a協(xié)議深入研究的基礎(chǔ)上,提出了物理層的實(shí)現(xiàn)方案和功能模塊劃分.重點(diǎn)研究了實(shí)現(xiàn)基帶處理的關(guān)鍵模塊:FIR濾波器、卷積碼編碼器以及(2,1,7)Viterbi譯碼器的實(shí)現(xiàn)算法和硬件結(jié)構(gòu).在Viterbi譯碼器的設(shè)計(jì)中,
標(biāo)簽： Viterbi 80211a 80211 IEEE
上傳時(shí)間： 2013-06-19
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隨著糾錯(cuò)編碼理論研究的不斷深入，糾錯(cuò)碼的實(shí)際應(yīng)用越來越廣泛。卷積碼作為其中重要的一種，已被大多數(shù)通信系統(tǒng)所采用。(2,1,7)卷積碼是一種短約束長度最佳碼，編、譯碼器易于實(shí)現(xiàn)，且具有較強(qiáng)的糾錯(cuò)能力。 本文研究了IEEE 802.11協(xié)議中(2,1,7)卷積碼編碼、交織解交織及其軟判決高速Viterbi譯碼的實(shí)現(xiàn)問題。 首先介紹了IEEE 802.11無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，然后介紹了信道編解碼中卷積碼編碼及Viterbi譯碼算法和FPGA 設(shè)計(jì)方法，接著通過對(duì)(2,1,7)卷積碼特點(diǎn)的具體分析，吸取目前Viterbi譯碼算法和交織解交織算法的優(yōu)點(diǎn)，采取一系列的改進(jìn)措施，基于FPGA實(shí)現(xiàn)了IEEE 802.11信道編解碼及交織和解交織系統(tǒng)。這些改進(jìn)措施包括采用并行FIFO、改進(jìn)的ACS 單元、流水式塊處理結(jié)構(gòu)、改進(jìn)的SMDO方法、雙重交織策略，使得在同樣時(shí)鐘速率下，系統(tǒng)的性能大幅度提高。最后將程序下載到Altera公司的Cyclone 系列的FPGA(型號(hào)EP1C6Q240C8)器件上進(jìn)測試，并對(duì)測試結(jié)果作了簡單分析。
上傳時(shí)間： 2013-05-25
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JPEG2000是新一代圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn),JPEG2000與傳統(tǒng)JPEG最大的不同,在于它放棄了JPEG所采用的以離散余弦變換(Discrete Cosine Transform)為主的區(qū)塊編碼方式,而采用以小波轉(zhuǎn)換(Wavelet Transform)為主的多解析編碼方式.離散小波變換算法是現(xiàn)代譜分析工具,在圖像處理與圖像分析領(lǐng)域正得到越來越廣泛的應(yīng)用.由于JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)具有復(fù)雜的算法,全部用軟件來實(shí)現(xiàn)將會(huì)占用很大的處理器時(shí)間開銷和內(nèi)存開銷,尤其對(duì)于實(shí)時(shí)圖像傳輸和處理系統(tǒng),因而用硬件電路來實(shí)現(xiàn)JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)的部分或全部,就具有重要的意義,本課題的目的就是用硬件電路來實(shí)現(xiàn)JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)中的離散小波變換部分,論文研究的主要工作就是設(shè)計(jì)了一個(gè)符合JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)的、高性能的多級(jí)二維離散小波變換的硬件電路.論文研究的內(nèi)容主要分為兩部分,第一部分首先分析了JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)和離散小波變換的原理,重點(diǎn)研究了離散小波變換的快速算法,包括第一代小波變換所采用的卷積算法和第二代小波變換所采用的提升算法,然后具體分析了離散小波變換在JPEG2000中的具體實(shí)現(xiàn).論文第二部分對(duì)兩種離散小波變換快速算法的硬件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了比較,并選擇卷積濾波算法作為硬件實(shí)現(xiàn)的對(duì)象,并采用Daubechies9/7小波基.然后具體設(shè)計(jì)了離散小波變換的各個(gè)模塊,所有的模塊都是有硬件描述語言(Verilog HDL)來實(shí)現(xiàn),經(jīng)過仿真和邏輯綜合,在一塊自行設(shè)計(jì)的FPGA開發(fā)板上進(jìn)行了驗(yàn)證.仿真和驗(yàn)證的結(jié)果表明了該小波變換的硬件電路符合JPEG2000標(biāo)準(zhǔn),具有較高的速度和信噪比.
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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該文針對(duì)復(fù)雜信號(hào)實(shí)時(shí)處理的困難,提出了采用FPGA來實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理的方法,并根據(jù)系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)了一個(gè)嵌入式實(shí)驗(yàn)平臺(tái).根據(jù)FPGA實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理的關(guān)鍵點(diǎn):設(shè)計(jì)合理的FPGA結(jié)構(gòu),體現(xiàn)算法的并行性和流水性,論文著重分析了用FPGA實(shí)現(xiàn)陣列結(jié)構(gòu)處理的具體方法和實(shí)現(xiàn)過程.論文從分析算法的并行度入手,提出用相關(guān)圖方法直觀反映算法的相關(guān)性,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了算法的信號(hào)流圖結(jié)構(gòu)和脈動(dòng)陣列結(jié)構(gòu).并針對(duì)典型信號(hào)處理算法(矩陣運(yùn)算、卷積運(yùn)算)進(jìn)行了并行度分析,相關(guān)圖設(shè)計(jì)和從相關(guān)圖導(dǎo)出脈動(dòng)陣列結(jié)構(gòu)的研究.同時(shí)針對(duì)FPGA特點(diǎn),提出了采用CORDIC結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)通用運(yùn)算單元,給出其流水實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu),結(jié)合脈動(dòng)陣列結(jié)構(gòu)提高了矩陣運(yùn)算性能.最后設(shè)計(jì)一個(gè)以32位CPU為核心的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),編寫了啟動(dòng)程序和診斷程序.
標(biāo)簽： FPGA 信號(hào)處理 法的研究 實(shí)驗(yàn)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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在信道編碼的發(fā)展進(jìn)程中，編碼研究人員一直致力于追尋性能盡可能的接近Shannon極限，且譯碼復(fù)雜度較低的信道編碼方案。1993年Berrou等提出了Turbo碼，這種碼在接近香農(nóng)極限的低信噪比下仍能夠獲得較低的誤碼率，它的出現(xiàn)在編碼界引起了廣泛的關(guān)注，并成為編碼研究領(lǐng)域最新的發(fā)展方向之一。但Turbo碼也有其缺點(diǎn)，由于交織器的存在，致使譯碼復(fù)雜度高，譯碼時(shí)延長且因?yàn)榈痛a重碼字，存在錯(cuò)誤平臺(tái)現(xiàn)象。在Turbo碼的基礎(chǔ)上，1994年，Pyndiah等提出了Turbo乘積碼，Turbo乘積碼繼承了Turbo碼的優(yōu)點(diǎn)，又因?yàn)門urbo乘積碼的構(gòu)造采用了線性分組碼，所以譯碼方法比Turbo碼簡單。Turbo乘積碼近年來開始被廣泛到應(yīng)用到各種通信場合，大有取代傳統(tǒng)的卷積碼之勢。 本文首先圍繞Turbo乘積碼的編譯碼原理，闡述了涉及到的基礎(chǔ)知識(shí)；又據(jù)Turbo乘積碼目前的應(yīng)用狀況，回顧了Turbo碼的發(fā)展歷史；其次，根據(jù)Turbo乘積碼的構(gòu)造原理，探討了構(gòu)造的方法，交織類型，子碼的選擇及子碼的性能；再次，研究了Turbo乘積碼的概率譯碼，基于外信息的迭代算法，研究了Chase的譯碼算法；最后通過軟件仿真實(shí)現(xiàn)了該迭代譯碼算法，得到的結(jié)果達(dá)到了通信接收的要求。 本文還初步的闡述了Turbo乘積碼硬件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。據(jù)實(shí)際工作中碰到的非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，給出了整體模塊設(shè)計(jì)圖，及相應(yīng)模塊的功能和模塊問連接的各種參數(shù)。并實(shí)現(xiàn)了模態(tài)下的同步搜索和去除相位模糊功能。最后根據(jù)研究中碰到的各種問題，提出了下一步工作建議和研究方向。
上傳時(shí)間： 2013-07-02
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