近年來,隨著嵌入式系統(tǒng)的快速發(fā)展,越來越多的嵌入式設(shè)備被用于工業(yè)控制、智能家居等領(lǐng)域。同時伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,嵌入式設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)接入局域網(wǎng)或者Internet已經(jīng)逐步成為發(fā)展的趨勢。通過在嵌入式設(shè)備中內(nèi)置Web服務(wù)器,用戶可以在任何一臺聯(lián)網(wǎng)的計算機上通過瀏覽器來獲取設(shè)備的信息,用戶還可以通過網(wǎng)絡(luò)對設(shè)備進行配置和管理。因此研究和開發(fā)嵌入式Web服務(wù)器具有重要的實際意義和應(yīng)用價值。 本文在S3C44BOX開發(fā)板上使用μClinux操作系統(tǒng)作為開發(fā)平臺,開發(fā)并實現(xiàn)了嵌入式Web服務(wù)器。文中提出了2種實現(xiàn)方案,一種是基于boa的嵌入式Web服務(wù)器,所做的主要工作是boa在gClinux中的移植和CGI的編寫,在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了動、靜態(tài)頁面的生成和簡單的控制功能。另一種方案是基于HTTP協(xié)議和socket編程所開發(fā)的嵌入式Web服務(wù)器,在此方案中實現(xiàn)了HTTP協(xié)議的GET和POST請求方式,能夠生成簡單的動態(tài)頁面,實現(xiàn)了歷史數(shù)據(jù)的保存功能,還能夠根據(jù)用戶在瀏覽器端的請求進行相應(yīng)的控制和管理。 論文首先對嵌入式Web服務(wù)器的體系結(jié)構(gòu)進行了分析,然后介紹了S3C44BOX硬件開發(fā)平臺,并分析了bootloader的基本原理和實現(xiàn)過程。隨后對μClinux操作系統(tǒng)的特點和網(wǎng)卡驅(qū)動程序進行了分析,并著重介紹了μClinux的移植過程。在第五章,論文詳細(xì)分析了TCP/IP和HTTP的原理和工作機制,并介紹了Web服務(wù)器中CGI的工作原理,最后分析了boa服務(wù)器的移植和CGI程序的編寫以及Web服務(wù)器的測試等。在第六章,在HTTP協(xié)議分析和網(wǎng)絡(luò)編程的基礎(chǔ)上,提出了嵌入式Web服務(wù)器的設(shè)計思想、程序流程圖,重點分析了Web服務(wù)器主程序流程、動態(tài)頁面的生成、歷史數(shù)據(jù)查詢的實現(xiàn)等,也分析了Web服務(wù)器中各種控制功能的實現(xiàn)流程,最后給出了Web服務(wù)器的測試結(jié)果。
上傳時間: 2013-05-17
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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)備進行更換或者升級。 本文設(shè)計的串口服務(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,實現(xiàn)最多32路串行終端同時接入以太網(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)計服務(wù)器端與客戶端工作模式,同時設(shè)計實現(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
上傳時間: 2013-04-24
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在數(shù)字化推進速度加快的大背景下,全球農(nóng)業(yè)也由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)方向轉(zhuǎn)變,而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息與數(shù)字化則是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的重要標(biāo)志與核心技術(shù)。我國農(nóng)業(yè)具有地域分散、對象多樣、生物自身變異大、環(huán)境因子不確定等特點,也是受環(huán)境影響最明顯的領(lǐng)域,因此對環(huán)境與生物信息的監(jiān)測顯得十分重要。同時現(xiàn)代無線網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和計算機應(yīng)用等技術(shù)近幾年得到了長足的發(fā)展,廣泛的應(yīng)用于工業(yè)的各個領(lǐng)域。因此,將這些最新的技術(shù)應(yīng)用于相對發(fā)展較慢的農(nóng)業(yè)各領(lǐng)域顯得迫在眉睫。 本文根據(jù)農(nóng)業(yè)對象具有偏遠(yuǎn)、分散、易變、多樣等特點,提出了一種針對農(nóng)業(yè)環(huán)境信息遠(yuǎn)程監(jiān)測的系統(tǒng)設(shè)計方案,并從軟件和硬件二方面詳細(xì)介紹了系統(tǒng)方案的設(shè)計和實現(xiàn)方法。本研究通過采用μC/OS-Ⅱ系統(tǒng)的嵌入式技術(shù),實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)底層網(wǎng)絡(luò)與信息發(fā)布上層網(wǎng)絡(luò)的無縫連接為建立基于WEB的農(nóng)業(yè)環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ),同時也為農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信“最后一公里”問題的解決提供了一種解決方案。 該系統(tǒng)的設(shè)計充分利用了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。通過INTERNET,用戶可以隨時了解農(nóng)業(yè)環(huán)境的實時情況以采取措施。系統(tǒng)中嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的應(yīng)用提高了系統(tǒng)的實時性、可靠性和可擴展性:減少了對系統(tǒng)硬件的依賴,增加了系統(tǒng)安全性;降低了成本。特別是自主開發(fā)的核心板卡,經(jīng)連續(xù)的調(diào)試運行穩(wěn)定、數(shù)據(jù)可靠。 本文首先介紹了高速實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展和現(xiàn)狀。由于傳統(tǒng)的設(shè)計方式的欠缺而考慮到將嵌入式操作系統(tǒng)引入到該系統(tǒng)中,很好的解決了多傳感器的接入,使得本系統(tǒng)具有巨大的靈活性和可擴展性。 本文以源碼開放的嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ為核心,以LPC2210微控制器為載體,充分利用GPRS無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù),實現(xiàn)了高速實時信息監(jiān)測系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)計。 考慮到該系統(tǒng)以后的可擴展性,在設(shè)計的過程中硬件部分預(yù)留了一部分接口電路以備后續(xù)開發(fā)使用;軟件的設(shè)計過程中應(yīng)該注意的問題和實際操作中出現(xiàn)的一系列問題以及解決辦法在文中都有詳細(xì)的說明,并且軟件的基本構(gòu)架在文章中也有所體現(xiàn),文章結(jié)尾給出了一些系統(tǒng)經(jīng)實驗后在WEB上發(fā)布顯示的數(shù)據(jù)。
標(biāo)簽: ARM 嵌入式 無線遠(yuǎn)程 環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)
上傳時間: 2013-05-17
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隨著嵌入式技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,充分結(jié)合兩種技術(shù)優(yōu)勢的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集終端正在不斷地被研究和開發(fā)。本文即是此背景下,綜合以往遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集終端的優(yōu)缺點,對基于ARM的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集智能終端予以研究和實現(xiàn),該終端具備GPRS和INTERNET兩種接入方式。可通過RS232或A/D模塊采集用戶終端設(shè)備數(shù)據(jù)信息;在GPRS接入方式下使用GPRS無線數(shù)據(jù)終端通過GPRS網(wǎng)絡(luò)接入互聯(lián)網(wǎng),在INTERNET接入方式下則直接接入互聯(lián)網(wǎng);接入后則可向遠(yuǎn)程控制中心上傳用戶終端據(jù)信息。本文研制的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集終端可廣泛地應(yīng)用包括環(huán)保數(shù)據(jù)采集在內(nèi)的多種數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集場合。 本文主要做了以下研究工作: 1、對硬件資源進行了外圍擴展,對S3C44BOX處理器芯片的外圍硬件進行了擴展設(shè)計,使之具備了滿足使用需求的最小系統(tǒng)硬件資源。包括外圍存儲、LCD、鍵盤、以太網(wǎng)卡和GPRSi匿信模塊等。 2、運用多任務(wù)操作系統(tǒng)可以有效的組織并行任務(wù)的處理,本文對μc/os-Ⅱ操作系統(tǒng)進行了移植,對原有μc/os-Ⅱ操作系統(tǒng)的搶占式調(diào)度機制進行了改造,使之成為整體搶占,局部輪詢的調(diào)度機制;使之較好地滿足了實際要求。 3、無論采用GPRS方式還是INTERNET方式,設(shè)備終端與INTERNET實現(xiàn)通信都必須具備相應(yīng)的協(xié)議。本文實現(xiàn)了TCP/IP有關(guān)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的建立,對協(xié)議進行了簡化設(shè)計,實現(xiàn)了兩種方式的接入,滿足了嵌入式終端的要求。 4、為了使終端具備較好的人機交互能力,構(gòu)建了嵌入式圖形界面,實現(xiàn)了LCD圖形顯示和鍵盤輸入控制的交互功能。 通過以上工作,建立了一個功能齊全,實時可靠,基于嵌入式系統(tǒng)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集終端。
標(biāo)簽: ARM 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù) 采集終端
上傳時間: 2013-07-17
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隨著社會的進步,經(jīng)濟的發(fā)展以及我國入世以后汽車行業(yè)的迅速發(fā)展,使得國內(nèi)交通車輛與日劇增,隨之帶來的交通擁擠、交通堵塞、車輛盜竊等一系列問題成為人們生活中最直接的安全隱患。運用無線通信技術(shù)、ARM技術(shù)和GPS定位技術(shù)的車輛監(jiān)控系統(tǒng)可以有效的解決這些問題,滿足運輸效率和安全保障的需要,并且?guī)順O大的經(jīng)濟效益和社會效益。 通過對車輛監(jiān)控系統(tǒng)和相關(guān)技術(shù)的研究與分析,本文提出了基于ARM和GPS的車輛監(jiān)控系統(tǒng)研究。與傳統(tǒng)的單片機控制的車輛監(jiān)控系統(tǒng)相比,該系統(tǒng)克服了單片機系統(tǒng)因其功能簡單、無操作系統(tǒng)、程序移植性差而只能滿足簡單控制的缺點,能實現(xiàn)復(fù)雜任務(wù)的監(jiān)控,例如顯示復(fù)雜的電子地圖、數(shù)據(jù)進行復(fù)雜計算、高端產(chǎn)品甚至有網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和Web瀏覽功能等等。同時該系統(tǒng)采用了GPRS無線通訊方式,具有資源利用率高、傳輸速率高、計費合理等特點,解決了以往采用SMS短消息通訊技術(shù)中存在的通訊費用高、消息延時和消息丟失等問題,提高了系統(tǒng)的實時性和可靠性。 論文首先介紹了在車輛監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用的GPS全球衛(wèi)星定位技術(shù)和GPRS通用無線分組業(yè)務(wù),在GPS定位技術(shù)中介紹了GPS系統(tǒng)組成、GPS信號和編碼、定位原理以及GPS誤差;在GPRS通訊技術(shù)中介紹了GPRS的概念、GPRS網(wǎng)絡(luò)的總體結(jié)構(gòu)、GPRS的主要優(yōu)點及發(fā)展動向。 論文隨后分為車輛監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)與功能、車載端的研究與設(shè)計、監(jiān)控中心的研究與數(shù)據(jù)庫設(shè)計三大部分進行介紹。車輛監(jiān)控系統(tǒng)由車載端、監(jiān)控中心和兩者之間的通訊網(wǎng)絡(luò)三部分組成,車載端主要由GPS定位模塊、GPRS通信模塊和ARM數(shù)據(jù)處理與控制模塊這三大模塊構(gòu)成;監(jiān)控中心包括Internet接入設(shè)備、中心服務(wù)器、監(jiān)控端計算機以及一些輔助設(shè)備等。車載端分布在各個移動車輛上,負(fù)責(zé)接受OPS衛(wèi)星定位信息,通過數(shù)據(jù)控制處理器解算出車輛所處的位置坐標(biāo),坐標(biāo)數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后通過GPRS模塊,最后將數(shù)據(jù)通過通訊網(wǎng)絡(luò)GPRS發(fā)送到監(jiān)控中心的信息服務(wù)器,信息服務(wù)器將收到的車臺數(shù)據(jù)經(jīng)過預(yù)處理之后分發(fā)給監(jiān)控終端。
標(biāo)簽: ARM GPS 車輛監(jiān)控 系統(tǒng)研究
上傳時間: 2013-06-14
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用戶對寬帶無線接入業(yè)務(wù)、尤其是對于寬帶無線化以及移動化的需求日益增加,使無線寬帶接入技術(shù)WiMAX(World interoperability for Microwave Access,即全球微波接入互操作性技術(shù))應(yīng)運而生、迅猛發(fā)展,成為這兩年業(yè)界關(guān)注的焦點。除了通常的互聯(lián)網(wǎng)接入應(yīng)用外,它還將在提供IPTV和VOIP等寬帶業(yè)務(wù)方面取得成功,它還有可能成為一種先進的4G蜂窩電話技術(shù)。WiMAX未來將進入蜂窩電話、筆記本電腦和機頂盒等應(yīng)用中。 本文在介紹WiMAX傳輸標(biāo)準(zhǔn)802.16d基礎(chǔ)上,詳細(xì)闡述了WiMAX接收機中信道解調(diào)芯片中的自動增益控制(Automatic Gain Control,AGC)部分。首先介紹了自動增益控制系統(tǒng)的基本組成和其主要特性指標(biāo),通過對一個步進式AGC的分析,得到AGC模型的輸出公式。然后針對WiMAX接收機內(nèi)AGC系統(tǒng)中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及AGC電路進行介紹和理論分析。本文采用SPW(Signal Processing WorkSystem)模型對AGC電路基本結(jié)構(gòu)的算法分析,并結(jié)合仿真結(jié)果對AGC電路做了詳盡解說并對參數(shù)進行了解釋說明。 最后給出了基于SPW和FPGA(Field Programmable Gate Array)驗證的結(jié)果。通過SPW對AGC進行了單獨的性能測試,并結(jié)合整個系統(tǒng)的性能測試來說明AGC可以和系統(tǒng)的其他模塊協(xié)同工作。在FPGA測試中,可以證明用Verilog實現(xiàn)后AGC也同樣能較好的工作。 本文實現(xiàn)的基于導(dǎo)頻的步進式的數(shù)字AGC是針對WiMAX系統(tǒng)的自動增益控制電路提出的解決方案。此算法結(jié)合WiMAX系統(tǒng)的傳輸方式,提出的算法具有迅速鎖定信號的特點,能夠滿足WiMAX系統(tǒng)的要求。同時,由于各種關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計為寄存器可配的方式,具有很好的靈活性,也就具有了更高的移植性,可以作為一種通用的數(shù)字AGC算法。
上傳時間: 2013-04-24
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人臉識別技術(shù)繼指紋識別、虹膜識別以及聲音識別等生物識別技術(shù)之后,以其獨特的方便、經(jīng)濟及準(zhǔn)確性而越來越受到世人的矚目。作為人臉識別系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)—人臉檢測,隨著研究的深入和應(yīng)用的擴大,在視頻會議、圖像檢索、出入口控制以及智能人機交互等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景,發(fā)展速度異常迅猛。 FPGA的制造技術(shù)不斷發(fā)展,它的功能、應(yīng)用和可靠性逐漸增加,在各個行業(yè)也顯現(xiàn)出自身的優(yōu)勢。FPGA允許用戶根據(jù)自己的需要來建立自己的模塊,為用戶的升級和改進留下廣闊的空間。并且速度更高,密度也更大,其設(shè)計方法的靈活性降低了整個系統(tǒng)的開發(fā)成本,F(xiàn)PGA 設(shè)計成為電子自動化設(shè)計行業(yè)不可缺少的方法。 本文從人臉檢測算法入手,總結(jié)基于FPGA上的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方法,使用IBM的Coreconnect掛接自定義模塊技術(shù)。經(jīng)過訓(xùn)練分類器、定點化、以及硬件加速等方法后,能夠使人臉檢測系統(tǒng)在基于Xilinx的Virtex II Pro開發(fā)板上平臺上,達(dá)到實時的檢測效果。本文工作和成果可以具體描述如下: 1. 算法分析:對于人臉檢測算法,首先確保的是檢測率的準(zhǔn)確性程度。本文所采用的是基于Paul Viola和Michael J.Jones提出的一種基于Adaboost算法的人臉檢測方法。算法中較多的是積分圖的特征值計算,這便于進一步的硬件設(shè)計。同時對檢測算法進行耗時分析確定運行速度的瓶頸。 2. 軟硬件功能劃分:這一步考慮市場可以提供的資源狀況,又要考慮系統(tǒng)成本、開發(fā)時間等諸多因素。Xilinx公司提供的Virtex II Pro開發(fā)板,在上面有可以供利用的Power PC處理器、可擴展的存儲器、I/O接口、總線及數(shù)據(jù)通道等,通過分析可以對算法進行細(xì)致的劃分,實現(xiàn)需要加速的模塊。 3. 定點化:在Adaboost算法中,需要進行大量的浮點計算。這里采用的方法是直接對數(shù)據(jù)位進行操作它提取指數(shù)和尾數(shù),然后對尾數(shù)執(zhí)行移位操作。 4. 改進檢測用的級聯(lián)分類器的訓(xùn)練,提出可以迅速提高分類能力、特征數(shù)量大大減小的一種訓(xùn)練方法。 5. 最后對系統(tǒng)的整體進行了驗證。實驗表明,在視頻輸入輸出接入的同時,人臉檢測能夠達(dá)到17fps的檢測速度,并且獲得了很好的檢測率以及較低的誤檢率。
標(biāo)簽: FPGA 人臉檢測 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間: 2013-04-24
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本文內(nèi)容來源于實際工程項目,屬于FPGA技術(shù)在航空電子系統(tǒng)中的應(yīng)用范疇。該項目的主要任務(wù)是通過設(shè)計—總線適配器將嵌入式航路控制器接入航電總線,使之成為航空電子系統(tǒng)的一部分。本文主要介紹航電總線適配器的設(shè)計,包括總線適配器接口協(xié)議分析、系統(tǒng)總體規(guī)劃、主控制器的FPGA實現(xiàn)、硬件設(shè)計和軟件設(shè)計等內(nèi)容。 首先,本立在對項目背景、項目需求和總線適配器接口協(xié)議進行分析的基礎(chǔ)上,規(guī)劃了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。并且根據(jù)此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)制定了相應(yīng)的轉(zhuǎn)換協(xié)議,以規(guī)范數(shù)據(jù)傳輸。其次,根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求選擇主控制器和外圍器件,并以此搭建硬件平臺,完成系統(tǒng)硬件設(shè)計。本部分內(nèi)容包括主控制器的FPGA實現(xiàn)分析以及系統(tǒng)硬件各功能模塊如MIL-STD-1553B協(xié)議控制器模塊、RS-422電平轉(zhuǎn)換模塊、FPGA配置模塊和電源模塊等的設(shè)計。最后介紹了系統(tǒng)的軟件開發(fā),此部分主要完成了軟件的總體設(shè)計、功能模塊的劃分以及各功能模塊的軟件實現(xiàn),包括BU-61580接口模塊、異步串口模塊和協(xié)議控制模塊等的具體設(shè)計。
上傳時間: 2013-05-22
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近年來,隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)受到廣泛接受,視頻點播、視頻流和遠(yuǎn)程教育等基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體業(yè)務(wù)逐漸普及。為了對擁有不同終端資源,不同接入網(wǎng)絡(luò)以及不同興趣的用戶提供靈活的多媒體數(shù)據(jù)訪問服務(wù),多媒體數(shù)據(jù)的內(nèi)容需要根據(jù)應(yīng)用環(huán)境動態(tài)調(diào)整,轉(zhuǎn)碼正是實現(xiàn)這一挑戰(zhàn)性任務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)之一。 視頻轉(zhuǎn)碼對時間的要求非常苛刻,以至于用高速的通用微處理器芯片也無法在規(guī)定的時間內(nèi)完成必要的運算。因此,必須為這樣的運算設(shè)計一個專用的高速硬線邏輯電路,在高速FPGA器件上實現(xiàn)或制成高速專用集成電路。用高密度的FPGA來構(gòu)成完成轉(zhuǎn)碼算法所需的電路系統(tǒng),實現(xiàn)專用集成電路的功能,因其成本低、設(shè)計周期短、功耗小、可靠性高、使用靈活等優(yōu)點而成為適合本課題的最佳選擇。 本文根據(jù)MPEG-2中可變長編碼(VLC)理論,采用了兩級查找表減少了VLC存儲空間的使用,完成VLC編碼的實現(xiàn)。根據(jù)MPEG-2中關(guān)于System Packet的定義,針對FPGA可實現(xiàn)性,以空間換取復(fù)雜度的減少,實現(xiàn)了PES包的打包模塊。根據(jù)MPEG-2相應(yīng)的轉(zhuǎn)碼理論,完成了對系統(tǒng)解碼模塊相應(yīng)的連接和調(diào)試,對解碼模塊以真實的bit流進行了貼近板級的情況的仿真。根據(jù)MPEG-2中TM5的算法的局限性,分析得出只需要對P幀進行相應(yīng)處理即可改進場景變換對視頻質(zhì)量的影響,完成對TM5的算法的改進。通過性能估算和電路仿真,各模塊的吞吐率能夠滿足轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)的要求。
上傳時間: 2013-07-22
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隨著信息技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字信號的采集與處理在科學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)、航空航天、醫(yī)療衛(wèi)生等部門得到越來越廣泛的應(yīng)用,這些應(yīng)用中對數(shù)字信號的傳輸速度提出了比較高的要求。傳統(tǒng)的基于ISA總線的信號傳輸效率低,嚴(yán)重制約著系統(tǒng)性能的提高。 PCI總線以其高性能、低成本、開放性、軟件兼容性等眾多優(yōu)點成為當(dāng)今最流行的計算機局部總線。但是,由于PCI總線硬件接口復(fù)雜、不易于接入、協(xié)議規(guī)范比較繁瑣等缺點,常常需要專用的接口芯片作為橋接,為了解決這一系列問題,本文提出了一種基于FPGA的PCI總線接口橋接邏輯的實現(xiàn)方案,支持PCI突發(fā)訪問方式,突發(fā)長度為8至128個雙字長度,核心FPGA芯片采用ALTERA公司的CYCLONE FPGA系列的EP1C6Q240C8,容量為6000個邏輯宏單元,速度為-8,編譯后系統(tǒng)速度可以達(dá)到80MHz,取得了良好的效果。 基于FPGA的PCI總線接口橋接邏輯的核心是PCI接口模塊。在硬件方面,特別討論了PCI接口模塊、地址轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)緩沖模塊、外部接口模塊和SRAM DMA控制模塊等五個功能模塊的設(shè)計方案和硬件電路實現(xiàn)方法,著重分析了PCI接口模塊的數(shù)據(jù)傳輸方式,采用模塊化的方法設(shè)計了內(nèi)部控制邏輯,并進行了相關(guān)的時序仿真和邏輯驗證,硬件需要軟件的配合才能實現(xiàn)其功能,因此設(shè)備驅(qū)動程序的設(shè)計是一個重要部分,論文研究了Windows XP體系結(jié)構(gòu)下的WDM驅(qū)動模式的組成、開發(fā)設(shè)備驅(qū)動程序的工具以及開發(fā)系統(tǒng)實際硬件的設(shè)備驅(qū)動程序時的一些關(guān)鍵技術(shù)。 本文最后利用基于FPGA的PCI總線接口橋接邏輯中的關(guān)鍵技術(shù),對PCI數(shù)據(jù)采集卡進行了整體方案的設(shè)計。該系統(tǒng)采用Altera公司的cyclone Ⅱ系列FPGA實現(xiàn)。
上傳時間: 2013-05-22
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