隨著數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字信號處理廣泛應(yīng)用于聲納、雷達(dá)、通訊語音處理和圖像處理等領(lǐng)域。快速傅立葉變換(Fast Fourier Transform,F(xiàn)FT)在數(shù)字信號處理系統(tǒng)中起著很重要的作用,F(xiàn)FT 有效地提高了離散傅立葉變換(Discret Fourier Transform,DFT)的運算效率。 處理器一般要求具有高速度、高精度、大容量和實時處理的性能,而現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array,F(xiàn)PGA)是近年來迅速發(fā)展起來的新型可編程器件,在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)方面,有極大的優(yōu)勢。論文采用了在FPGA中實現(xiàn)FFT算法的方案。 數(shù)字信號處理板的硬件電路設(shè)計是本論文的重要部分之一。在介紹了FFT以及波束形成的基本原理和基本方法的基礎(chǔ)上,根據(jù)實時處理的要求,給出了數(shù)字信號處理板的硬件設(shè)計方案并對硬件電路的實現(xiàn)進(jìn)行了分析和說明。 依據(jù)數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計方法,分別采用基二按時間抽取FFT算法、基四按時間抽取FFT算法以及FFT兆核函數(shù)三種方法利用硬件描述語言(VHSICHardware Description Language,VHDL)實現(xiàn)了1024點的FFT,接著對三種方法進(jìn)行了評估,得出了FPGA完全能滿足處理器的實時處理的要求的結(jié)論。然后根據(jù)通用串行總線(Universial Serial Bus,USB)協(xié)議,利用VHDL語言編寫了USB接口芯片ISP1581的固件程序,實現(xiàn)了設(shè)備的枚舉過程。
上傳時間: 2013-06-27
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H.264/AVC是由ITU和ISO兩大組織聯(lián)合組成的JVT共同制定的一項新的視頻壓縮技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),在較低帶寬上提供高質(zhì)量的圖像傳輸是H.264/AVC的應(yīng)用亮點。在同樣的視覺質(zhì)量前提下,H.264/AVC比H.263和MPEG-4節(jié)約了50%的碼率。但H.264獲得優(yōu)越性能的代價是計算復(fù)雜度的增加,據(jù)估計其編碼的計算復(fù)雜度大約為H.263的3倍,因此很難應(yīng)用于實時視頻處理領(lǐng)域。針對這一現(xiàn)狀,業(yè)內(nèi)做了大量的研究工作,力圖降低其計算復(fù)雜度和提高運行效率。比如在運動估計方面,國內(nèi)外在這方面的研究已經(jīng)很成熟。而針對幀內(nèi)/幀間預(yù)測編碼的研究卻較少。因此研究預(yù)測模式的快速算法具有理論意義和應(yīng)用價值。 本文在詳細(xì)研究H.264標(biāo)準(zhǔn)視頻壓縮編碼特點基礎(chǔ)上,分析了H.264幀內(nèi)編碼, 幀間編碼及變換,量化技術(shù)的原理及特點,提出了一種基于局部邊緣方向信息的快速幀內(nèi)模式判決算法,通過結(jié)合SAD的模式選擇方法來減少模式選擇數(shù)目。它采用了Sobel梯度算子計算當(dāng)前塊的邊緣信息,累加當(dāng)前塊中屬于同一方向像素點的邊緣矢量構(gòu)造不同模式下的邊緣方向直方圖,以便確定最可能的預(yù)測模式。該算法有效降低了編碼器的運算復(fù)雜度,在并未顯著降低編碼性能的情況下提升了編碼器效率。仿真表明:Foreman 圖像序列編碼性能有了提高,其中PSNR平均降低了0.06dB,Bitrate平均降低了19.4%,這大大提高了視頻傳輸?shù)馁|(zhì)量。 另外在幀間預(yù)測模式選擇算法方面進(jìn)行了改進(jìn)研究:按順序?qū)Σ煌愋瓦M(jìn)行判決,有選擇地去比較可能模式,使得在有效減少需判決的模式數(shù)量的同時,結(jié)合小塊模式搜索中途停止準(zhǔn)則來確定最優(yōu)模式。仿真表明:改進(jìn)算法相對與原來算法能夠節(jié)省很多的編碼時間(平均下降了49.3%),但帶來的圖像質(zhì)星的下降(平均下降0.08dB,可以忽略)和碼率較少的增加。 同時在整數(shù)DCT變換模塊中,提出了一種快速蝶形算法,使得對4×4點數(shù)據(jù)做一次變換,只需通過8×8次加法和2×8次移位運算便可完成,與原來12×8次加法和4×8次移位相比,新算法大大降低了運算復(fù)雜度。 最后介紹FPGA的特點及設(shè)計流程,并實現(xiàn)了H.264編解碼器中變換編碼及量化和熵解碼模塊的硬件。這種基于FPGA所實現(xiàn)的H.264編碼視頻處理模塊設(shè)計具備了成本低,周期短,設(shè)計方法靈活等優(yōu)點,具有廣闊的市場應(yīng)用前景。 仿真表明,通過使用本文提出的幀內(nèi)/幀間速算法方法可使得H.264編碼速度獲得顯著的提高,使H.264 Baseline編碼器能在PC平臺上實現(xiàn)實時編碼。
上傳時間: 2013-07-18
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本文介紹了一種采用單片F(xiàn)PGA 芯片進(jìn)行出租車計費器的設(shè)計方法,主要闡述如何使用新興的EDA 器件取代傳統(tǒng)的電子設(shè)計方法,利用FPGA 的可編程性,簡潔而又多變的設(shè)計方法,縮短了研發(fā)周期,同時使出租車計費器體積更小功能更強大。本設(shè)計不僅實現(xiàn)了出租車計費器所需的一些基本功能,同時考慮到出租車行業(yè)的一些特殊性,更注重了把一些新的思路加入到設(shè)計中。主要包括采用了FPGA 芯片,使用VHDL 語言進(jìn)行編程,使其具有了更強的移植性,更加利于產(chǎn)品升級;利用LCD 液晶顯示取代了傳統(tǒng)的LED顯示,使其在顯示時更靈活多變,可以按需要改變顯示內(nèi)容而不拘泥于硬件; 靈活的計價標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定使得油價波動等成本因數(shù)和出租車價格聯(lián)動成為可能; 同時也增加了統(tǒng)計功能、密碼設(shè)定、超速警報、路橋費等新的功能使得本設(shè)計更加具有實用價值。
上傳時間: 2013-05-25
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隨著數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字信號處理技術(shù)廣泛應(yīng)用于通訊、語音處理、計算機(jī)和多媒體等領(lǐng)域。快速傅里葉變換FFT作為數(shù)字信號處理的核心技術(shù)之一,使離散傅里葉變換的運算時間縮短了幾個數(shù)量級。 現(xiàn)場可編程門陣列FPGA是近年來迅速發(fā)展起來的新型可編程器件。隨著它的不斷應(yīng)用,使電子設(shè)計的規(guī)模和集成度不斷提高,同時也帶來了電子系統(tǒng)設(shè)計方法和設(shè)計思想的不斷推陳出新。 本文主要研究如何利用FPGA實現(xiàn)FFT處理器,包括算法選取、算法驗證、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、各個模塊設(shè)計、FPGA實現(xiàn)和測試整個流程。設(shè)計采用基-2按時間抽取算法,以XILINX公司提供的ISE6.1為軟件平臺,利用Verilog HDL描述的方式實現(xiàn)了512點16bits復(fù)數(shù)塊浮點結(jié)構(gòu)的FFT系統(tǒng),并以FPGA芯片VirtexⅡXC2V1000為硬件平臺,進(jìn)行了仿真、綜合等工作。仿真結(jié)果表明其計算結(jié)果達(dá)到了一定的精度,運算速度可以滿足一般實時信號處理的要求。
上傳時間: 2013-04-24
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西門子3508型手機(jī)工作原理1,電源部分電路,開關(guān)機(jī)控制電路主要由電源IC D200及主微處理器D103組成,其主要作用是在話機(jī)加電池或外接充電器情況下,按下開關(guān)機(jī)鍵時產(chǎn)生一系列復(fù)位信號。
標(biāo)簽: 3508 西門子 手機(jī) 工作原理
上傳時間: 2013-07-28
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太陽電池光伏特性的測量實驗太陽電池也稱為光伏電池,是將太陽光源直接轉(zhuǎn)換成電能的元件,經(jīng)由這種元件封裝成太陽電池模級,再按需求將一塊以上的模組組合成一定功率的太陽電池陣列,再經(jīng)連接電池,測量控制
上傳時間: 2013-06-07
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快速傅立葉變換(FFT)是數(shù)字信號處理中的重要內(nèi)容之一,是很多信號處理過程中的核心算法。本文先總結(jié)了快速傅立葉變換的一些常用算法,并綜合種種因素,采用了基2按頻率抽取算法作為實現(xiàn)算法,然后將以現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)和以DSP處理器這兩種實現(xiàn)數(shù)字信號處理的方式進(jìn)行了比較,指出了各自的優(yōu)點和不足之處。最后以FPGA芯片XCS200為硬件平臺,以ISE6為軟件平臺,利用VHDL語言描述的方式實現(xiàn)了512點16Bit復(fù)數(shù)的快速傅立葉變換系統(tǒng),并進(jìn)行了仿真、綜合等工作。仿真結(jié)果表明其計算結(jié)果達(dá)到了一定的精度,運行速度可以滿足一般實時信號處理的要求。
標(biāo)簽: FPGA 傅立葉 變換實現(xiàn)
上傳時間: 2013-06-08
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隨著現(xiàn)代信息系統(tǒng)發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)尤其是分布式系統(tǒng)日益廣泛地用于各個行業(yè)和領(lǐng)域,其中很多的關(guān)鍵應(yīng)用需要基于時間同步進(jìn)行。傳統(tǒng)采用精準(zhǔn)時鐘對設(shè)備物理時鐘進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)節(jié)以達(dá)到時鐘同步的方式,以及單純的在局域網(wǎng)內(nèi)部通過相關(guān)時間協(xié)議進(jìn)行時間同步的方式,由于受諸多限制,不能很好地解決分布式精確時鐘同步的問題。然而人們對分布式時間精準(zhǔn)度和時間同步的精確度要求越來越高,新型分布式網(wǎng)絡(luò)時間同步研究成為一個需要亟待解決的關(guān)鍵性問題。既有工程應(yīng)用價值,也有一定的理論意義。 首先從分布式系統(tǒng)應(yīng)用的角度出發(fā),首先對GNSS衛(wèi)星授時、NTP協(xié)議、嵌入式系統(tǒng)及uClinux操作系統(tǒng)等理論和技術(shù)進(jìn)行了闡述。重點討論了如何解決分布式系統(tǒng)中的精確授時與同步問題的必要性和工程意義,分析了GNSS衛(wèi)星授時特點和NTP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的機(jī)制。 其次在充分考慮到網(wǎng)絡(luò)同步實時性要求高的特點的基礎(chǔ)上,提出了一種基于GNSS的嵌入式NTP授時服務(wù)器的設(shè)計架構(gòu),對各主要模塊的功能、結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了功能和性能分析。硬件具體以32位ARMS3C44B0X作為硬件控制核心的微處理器,開發(fā)了具有多通信端口的應(yīng)用電路主板,并集成了GNSS衛(wèi)星通信模塊。 再次在軟件方面具體對uClinux操作系統(tǒng)底層接口進(jìn)行了較為深入的分析,在所設(shè)計的服務(wù)器硬件平臺上移植了uClinux嵌入式操作系統(tǒng)及相關(guān)的驅(qū)動程序,并采用模塊化的設(shè)計思想進(jìn)行了NTP應(yīng)用程序的設(shè)計與集成,實現(xiàn)了NTP協(xié)議的編譯和NTP授時服務(wù),其中對NTP協(xié)議主要參數(shù)和具體工作過程進(jìn)行了系統(tǒng)性分析和設(shè)置應(yīng)用。 最后在獲取精準(zhǔn)的系統(tǒng)統(tǒng)一時鐘、通過NTP協(xié)議提供授時服務(wù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合實際在人工影響天氣通信指揮系統(tǒng)中具體應(yīng)用,實現(xiàn)了分布式人工降雨火箭彈發(fā)射點按命令精確同步進(jìn)行發(fā)射的應(yīng)用集成。初步測試表明,本文所設(shè)計的授時服務(wù)器應(yīng)用情況良好,實現(xiàn)了不同層次分布式應(yīng)用對于時間精準(zhǔn)同步的高要求。
標(biāo)簽: ARMGNSS NTP 分布式 服務(wù)器
上傳時間: 2013-04-24
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針對現(xiàn)代中低壓電網(wǎng)電能質(zhì)量的監(jiān)測及諧波治理的需要,論文綜合運用嵌入式技術(shù)、現(xiàn)代信號處理技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)設(shè)計了一種新型低功耗、集成化的電網(wǎng)參數(shù)監(jiān)測儀。此系統(tǒng)實現(xiàn)了對三相電網(wǎng)相/線電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、電網(wǎng)頻率、功率因數(shù)以及三相電壓、電流的31次以內(nèi)諧波的實時監(jiān)測。 論文分析了基于微處理器的電力系統(tǒng)基本參數(shù)的測量原理;對被測信號的交流參量通過抽樣方法獲得,由多點的抽樣數(shù)據(jù)統(tǒng)計得到的結(jié)果可以減小隨機(jī)誤差的影響;基于DFT和FFT的諧波測量原理,將FFT應(yīng)用于諧波分析獲得信號的頻域參數(shù);針對諧波測量中的混疊誤差設(shè)計了二階抗混疊濾波器;分析了非同步采樣和對非時限信號的截斷造成的頻譜泄露和柵欄效應(yīng)及其對諧波測量精度的影響。討論了常用的幾種窗函數(shù)對頻譜泄漏的抑制作用,在此基礎(chǔ)上選擇加海明窗對采樣信號進(jìn)行處理;針對DDS具有高精度頻率合成的特點,將其應(yīng)用到電網(wǎng)信號的采樣上,提高了采樣的同步性,使得測量精度滿足了系統(tǒng)的要求。上述方法需要大量快速的迭代運算,系統(tǒng)微處理器選用了32位ARM芯片LPC2132,提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力和實時性。系統(tǒng)供電電源采用了開關(guān)電源、減小了體積,提高了效率;完成了下位機(jī)數(shù)據(jù)采集部分、二階抗混疊濾波器、測頻電路及通信模塊電路的設(shè)計;最后介紹了軟件設(shè)計部分,主要包含了數(shù)據(jù)采集的實現(xiàn)過程,F(xiàn)FT程序的設(shè)計,給出了各部分程序的流程圖;系統(tǒng)上位機(jī)軟件設(shè)計了電網(wǎng)數(shù)據(jù)處理程序,該軟件以LabWindows/CVI6.0為開發(fā)平臺,利用CVI豐富的庫函數(shù),完成對數(shù)據(jù)的處理、顯示和記錄等工作,并采用雙線程運行模式,在數(shù)據(jù)采集和處理的同時完成了顯示、命令的發(fā)送和運行曲線等功能。 按上述方案設(shè)計的樣機(jī)經(jīng)過三次電路制作與軟件調(diào)試,主要技術(shù)參數(shù)達(dá)到了設(shè)計要求,通過了實驗室測試,目前正在電力系統(tǒng)諧波治理系統(tǒng)中進(jìn)行工業(yè)實驗。
標(biāo)簽: ARM 電網(wǎng)參數(shù) 儀的研制 監(jiān)測
上傳時間: 2013-04-24
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隨著嵌入式的廣泛應(yīng)用,對傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的改造,開發(fā)新型的嵌入式采集系統(tǒng),目前已成為研制的熱點。起重機(jī)采集系統(tǒng)類似于飛機(jī)上的“黑匣子”,能自動記錄起重機(jī)運行數(shù)據(jù),并能以文件的形式存儲起重機(jī)的運行數(shù)據(jù),而且可以通過USB通信接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移。與傳統(tǒng)的采集數(shù)據(jù)相比,此系統(tǒng)有采集速度快,性能穩(wěn),功耗低,讀取數(shù)據(jù)方便的優(yōu)點。只需插入U盤,幾分鐘內(nèi)就可以將數(shù)據(jù)取走,避免了傳統(tǒng)將電腦帶入現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的缺點。在起重機(jī)采集系統(tǒng)的項目開發(fā)過程中,本人的主要工作是實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計,通過構(gòu)建基于ARM微處理器和開源Linux操作系統(tǒng)的平臺,實現(xiàn)起重機(jī)運行數(shù)據(jù)的U盤存儲。 本研究首先對課題研究的背景和整個系統(tǒng)做了概述;其次詳述了系統(tǒng)的硬件設(shè)計和Linux移植到AT91RM9200平臺的方法;然后詳細(xì)討論了系統(tǒng)的軟件設(shè)計即基于Linux的U盤驅(qū)動的實現(xiàn)以及Mass Storage類協(xié)議及其子類UFI命令集,并采用單批量傳輸協(xié)議實現(xiàn)了部分UFI子類命令以實現(xiàn)對U盤邏輯扇區(qū)讀、寫等操作的驅(qū)動程序;在U盤上采用目前主流操作系統(tǒng)(Windows,Linux等)所支持的FAT32文件格式,實現(xiàn)了文件的讀寫等API函數(shù),并在此基礎(chǔ)上按文件系統(tǒng)的實現(xiàn)層次對其進(jìn)行設(shè)計與優(yōu)化,實現(xiàn)了起重機(jī)運行數(shù)據(jù)的可靠存儲;最后對課題研究做了總結(jié)。
標(biāo)簽: ARM 起重機(jī) 數(shù)據(jù)采集 存儲
上傳時間: 2013-07-09
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