FPGA．技術(shù)在許多領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用，特別是在無(wú)線通信領(lǐng)域里，越來(lái)越多的工程師在進(jìn)行數(shù)字集成電路的設(shè)計(jì)時(shí)選擇FPGA。而采用VHDL進(jìn)行設(shè)計(jì)輸入的設(shè)計(jì)方法有著不依賴器件，移植容易，能加快設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。因而，VHDL。和FPGA器件結(jié)合，能大大提高設(shè)計(jì)的靈活性與效率，縮短了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的周期，加快產(chǎn)品上市時(shí)間。 本課題來(lái)源于海信TETRA終端項(xiàng)目的一部分，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了TETRA終端基帶電路與射頻電路的接口模塊設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括邏輯端口、SPI總線、VCO、旋鈕模塊以及時(shí)鐘／同步脈沖接口模塊的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了主處理器對(duì)外設(shè)的控制接口擴(kuò)展。本文首先詳細(xì)介紹了FPGA技術(shù)及其發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)以及本課題所選用的現(xiàn)場(chǎng)可編程器件，同時(shí)較詳細(xì)的介紹了VHDL語(yǔ)言及特點(diǎn)以及開(kāi)發(fā)所用到的ISE軟件。詳細(xì)論述了FPGA各接口模塊的設(shè)計(jì)、時(shí)序仿真波形的截取、FPGA的配置、各功能模塊的集成以及總體測(cè)試結(jié)果和結(jié)論。
標(biāo)簽： TETRA FPGA 中的應(yīng)用
上傳時(shí)間： 2013-07-04
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隨著新的控制算法的應(yīng)用和電子技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)機(jī)器人正朝著高速度、高精度、開(kāi)放化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，對(duì)控制系統(tǒng)也提出了更高的要求。移動(dòng)機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)高速度、高精度的位置控制和軌跡跟蹤，必須依賴先進(jìn)的控制策略和優(yōu)良的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。 導(dǎo)航是移動(dòng)機(jī)器人最具挑戰(zhàn)性的能力之一，機(jī)器人感知、定位、認(rèn)知及運(yùn)動(dòng)控制的性能是決定導(dǎo)航成功的關(guān)鍵因素。根據(jù)課題“仿生導(dǎo)航系統(tǒng)”的要求，本文選擇“主控制器+運(yùn)動(dòng)控制器+英特網(wǎng)遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控”結(jié)構(gòu)進(jìn)行導(dǎo)航移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。首先分析導(dǎo)航移動(dòng)機(jī)器人體系結(jié)構(gòu)，建立機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，最后詳細(xì)闡述控制系統(tǒng)的全部開(kāi)發(fā)過(guò)程，包括控制系統(tǒng)需求分析、總體設(shè)計(jì)、功能模塊的劃分及軟硬件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，并對(duì)無(wú)線通信及英特網(wǎng)通訊做了一些基礎(chǔ)研究，開(kāi)發(fā)了無(wú)線通訊模塊軟件和上位機(jī)軟件。 在控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方面，主要包括基于 LPC2138 的主控制單元、基于HCTL-1100 的運(yùn)動(dòng)控制單元、基于 6N137 的光電隔離單元、基于 LMD18200 的功率放大單元、傳感器接口單元及上位機(jī)無(wú)線通訊單元的電路設(shè)計(jì)。軟件方面，在μC/OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)操作系統(tǒng)的多任務(wù)環(huán)境下，利用其任務(wù)調(diào)度功能，合理地協(xié)調(diào)和組織了控制系統(tǒng)的各項(xiàng)硬件資源，提高了整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性。上位機(jī)采用的無(wú)線通訊、Internet 通訊以及可視化監(jiān)控程序界面，讓用戶可以方便直觀地遠(yuǎn)程觀察和控制機(jī)器人。 該控制系統(tǒng)的研制為仿生傳感器性能測(cè)試提供了一個(gè)良好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性，系統(tǒng)的各項(xiàng)功能及控制精度滿足設(shè)計(jì)要求。
標(biāo)簽： ARM 導(dǎo)航 移動(dòng) 機(jī)器人控制
上傳時(shí)間： 2013-05-22
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隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，流媒體技術(shù)的產(chǎn)生滿足了人們快速獲取多媒體信息的需求。它基于RTP/RTCP協(xié)議，運(yùn)用流式傳輸技術(shù)，可以使人們?cè)谧疃痰臅r(shí)間內(nèi)獲得想要的多媒體資訊。流媒體技術(shù)可廣泛應(yīng)用于視頻播放、視頻會(huì)議、遠(yuǎn)程教育等。嵌入式系統(tǒng)是當(dāng)前研究的另一個(gè)熱點(diǎn)。它具有低功耗、體積小、集成度高和專用性強(qiáng)等特點(diǎn)。嵌入式系統(tǒng)早期主要應(yīng)用于軍事及航空航天領(lǐng)域，隨著工nternet的發(fā)展，新型的嵌入式系統(tǒng)正朝著信息家電IA(InformationAppliance)和3C(Computer、Commtlnication&Consumer)產(chǎn)品方向發(fā)展。 因此，基于嵌入式設(shè)備的流媒體傳輸就是一個(gè)非常有意義的研究方向。本文基于南京某公司的實(shí)際產(chǎn)品項(xiàng)目“電梯多媒體項(xiàng)目”，將流媒體技術(shù)與嵌入式設(shè)備相結(jié)合，應(yīng)用于電梯之中，使多媒體資訊的傳播無(wú)處不在。 本文首先研究了流媒體傳輸?shù)南嚓P(guān)技術(shù)。深入研究了用于流媒體傳輸?shù)膶?shí)時(shí)傳輸與控制協(xié)議RTP/RTCP，掌握其結(jié)構(gòu)與規(guī)則；研究了實(shí)時(shí)傳輸QoS控制技術(shù)，分析現(xiàn)有的一些網(wǎng)絡(luò)傳輸控制方法，分析了流媒體與嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)。 本文然后詳細(xì)分析了基于窗口的擁塞控制方法和基于速率的擁塞控制方法的原理和適用范圍，并改進(jìn)了其中基于發(fā)送端速率控制的擁塞控制方法，設(shè)計(jì)了一種基于接收端緩存和發(fā)送端速率控制相結(jié)合的流媒體傳輸控制方法。通過(guò)對(duì)接收端緩存剩余空間臨界點(diǎn)的設(shè)置與監(jiān)控，來(lái)輔助調(diào)節(jié)發(fā)送端的數(shù)據(jù)發(fā)送速率。它既可以避免網(wǎng)絡(luò)擁塞，又可以提高流媒體的傳輸質(zhì)量。 本文最后介紹了嵌入式Linux系統(tǒng)的移植，分析了網(wǎng)絡(luò)上開(kāi)源的RTP/RTCP實(shí)現(xiàn)庫(kù)JRTPLIB，并結(jié)合本文實(shí)際需要，對(duì)RTCP中RR分組的結(jié)構(gòu)做了修改，以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了一個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)本文所改進(jìn)的用于ARM流媒體傳輸控制的方法。
上傳時(shí)間： 2013-07-06
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變電站電壓無(wú)功綜合控制是通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)有載變壓器的分接頭和投切并聯(lián)補(bǔ)償電容器組來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它是確保電壓質(zhì)量和無(wú)功平衡、提高供電網(wǎng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性的重要措施。采用九區(qū)圖控制策略的電壓無(wú)功綜合控制，實(shí)際運(yùn)行時(shí)存在著頻繁調(diào)節(jié)變壓器分接頭和投切電容器組的缺陷，甚至可能會(huì)出現(xiàn)震蕩現(xiàn)象。 本文針對(duì)上述不足，根據(jù)有功功率和無(wú)功功率的負(fù)荷預(yù)測(cè)曲線，以降損收益最大為適配值函數(shù)，以電壓約束、電氣極限約束和控制約束為約束條件，提出了一種改進(jìn)的禁忌搜索算法。引入最低收益閾值來(lái)限制調(diào)節(jié)次數(shù)的增加，在此基礎(chǔ)上建議了一種確定最佳調(diào)整次數(shù)的方法。還建議了一種有約束線性最小二乘算法，基于變電站內(nèi)的量測(cè)數(shù)據(jù)以及變壓器的參數(shù)來(lái)估計(jì)系統(tǒng)電壓和系統(tǒng)阻抗參數(shù)。算例結(jié)果表明建議的方法是可行的，并且具有可以有效地減少調(diào)節(jié)次數(shù)的特點(diǎn)。基于ARM的LPC2292微控制器和嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(μC/OS-II)，采用ADS1.2開(kāi)發(fā)工具進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)了變電站內(nèi)電壓無(wú)功綜合控制功能。軟件模塊開(kāi)發(fā)主要包括：嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(μC/OS-II)和圖形用戶界面GUI移植，數(shù)據(jù)讀取任務(wù)，數(shù)據(jù)處理任務(wù)，電壓無(wú)功控制任務(wù)，基于GPRS/CDMA的通訊任務(wù)、鍵盤掃描和液晶顯示任務(wù)等。采用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生電能信號(hào)，采用繼電器的動(dòng)作模擬變壓器分接頭檔位的調(diào)節(jié)和電容器組的投切，構(gòu)建了一個(gè)變電站內(nèi)的電壓無(wú)功控制模擬測(cè)試臺(tái)，對(duì)提出的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了全面的功能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明提出的設(shè)計(jì)方案是可行的。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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汽車儀表是駕駛員獲取汽車狀態(tài)信息的關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)汽車的安全行駛起著重要的作用。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)、微電子和各種現(xiàn)場(chǎng)總線通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用，汽車電子技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，汽車儀表盤上顯示的信息不斷增加，傳統(tǒng)的機(jī)械式、電氣式組合儀表越來(lái)越無(wú)法滿足使用的需求。特別是隨著汽車GPS導(dǎo)航、自動(dòng)駕駛等新技術(shù)的日趨成熟，汽車儀表成為集顯示、控制、通訊、娛樂(lè)為一體的汽車綜合信息顯示中心已經(jīng)指日可待。 本文提出并設(shè)計(jì)了一種以ARM器件為CPU，以嵌入式Linux為操作系統(tǒng)的車載儀表盤系統(tǒng)。該儀表盤以嵌入式微處理器為核心，對(duì)汽車的各種信息狀態(tài)，如電池電壓、車速等參數(shù)進(jìn)行采集、處理、顯示和報(bào)警提示，駕駛員根據(jù)報(bào)警提示的結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的處理，以使汽車安全正常行駛。儀表盤本身作為汽車CAN總線的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，支持CAN通信，可以接收來(lái)自其它CAN節(jié)點(diǎn)的信息并顯示，也可以發(fā)送控制信息至其它CAN節(jié)點(diǎn)。該儀表盤在外型上不同于傳統(tǒng)的汽車儀表，其顯示端使用一個(gè)LCD顯示屏代替原有的顯示設(shè)備，汽車運(yùn)行的所有狀態(tài)信息都在該屏上顯示，但為延續(xù)傳統(tǒng)的操作習(xí)慣，將原來(lái)的車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等用指針顯示的信息在顯示屏上以模擬表的形式顯示。并對(duì)越限工況和各種違規(guī)操作，在顯示屏上以圖形指示燈的形式閃爍顯示并同時(shí)以真人語(yǔ)音進(jìn)行提醒。 本文在簡(jiǎn)要介紹了汽車儀表發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)論述了嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)流程和模式，包括開(kāi)發(fā)平臺(tái)的搭建、驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)、圖形顯示界面的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)。在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，硬件、軟件的可裁剪是其最大的特點(diǎn)，因此，增加功能模塊(比如本系統(tǒng)中用到的CAN通信模塊、音頻輸出模塊等)是嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)，所以本文重點(diǎn)之一是放在驅(qū)動(dòng)模塊的設(shè)計(jì)上。同時(shí)，作為信息顯示中心，信息顯示要求及時(shí)、準(zhǔn)確、有美感，因此，圖形界面的開(kāi)發(fā)也是重點(diǎn)之一。 本課題所設(shè)計(jì)的汽車儀表，作為綜合信息顯示中心的一個(gè)雛形，可以方便地?cái)U(kuò)展GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車后視攝像系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等模塊，相信進(jìn)一步的研究和開(kāi)發(fā)，汽車綜合信息顯示中心將成為未來(lái)汽車上重要的一部分。
上傳時(shí)間： 2013-06-13
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隨著社會(huì)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為日常生產(chǎn)生活中的重要輔助設(shè)備，應(yīng)用十分廣泛。當(dāng)前視頻監(jiān)控系統(tǒng)正逐步由模擬化走向數(shù)字化，隨著視頻壓縮技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)發(fā)新一代的基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和多媒體MPEG-4壓縮算法的視頻監(jiān)控系統(tǒng)已成為整個(gè)行業(yè)技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。人們有時(shí)會(huì)采用DSP與MPEG-4算法結(jié)合的方案來(lái)實(shí)現(xiàn)，也有的部門采用了片上系統(tǒng)(SOC)，但這些不但編程極度復(fù)雜，而且成本也過(guò)高。本文提出并研究設(shè)計(jì)了一種基于ARM微處理器S3C2410、MPEG-4專用壓縮芯片MPG440、以嵌入式Linux為操作系統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案，不僅開(kāi)發(fā)便捷、成本低廉，而且實(shí)時(shí)性較好，適應(yīng)范圍廣。 首先，采用軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的思想提出了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，系統(tǒng)的整體架構(gòu)分為攝像頭、云臺(tái)控制器、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器以及客戶端PC機(jī)等四大部分。 第二，以三星公司的S3C2410芯片和DAVICOM公司的DM9000以太網(wǎng)接口芯片為硬件核心，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了模塊化的硬件電路的設(shè)計(jì)。根據(jù)S3C2410的特點(diǎn)及系統(tǒng)整體需求，完成了電源復(fù)位模塊、晶振模塊、存儲(chǔ)器接口模塊、視頻數(shù)據(jù)處理模塊、以太網(wǎng)接口模塊、云臺(tái)控制模塊等的硬件選型與電路連接。其中，在云臺(tái)控制模塊等的電路設(shè)計(jì)中充分體現(xiàn)了優(yōu)化設(shè)計(jì)的技巧，并重點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)接口部分和視頻數(shù)據(jù)處理部分進(jìn)行了詳細(xì)的硬件設(shè)計(jì)與說(shuō)明。闡述了整個(gè)系統(tǒng)的工作流程。 第三，從應(yīng)用需求出發(fā)，選擇嵌入式Linux操作系統(tǒng)作為本系統(tǒng)的軟件平臺(tái)，搭建了交叉式的開(kāi)發(fā)環(huán)境，對(duì)bootloader進(jìn)行了選擇，并給出了加載步驟。完成了對(duì)嵌入式Linux內(nèi)核的選擇及移植。 第四，采用基于任務(wù)的設(shè)計(jì)方法對(duì)服務(wù)器端的軟件進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，主要包括共用程序庫(kù)、config配置文件、日志文件以及多個(gè)任務(wù)等。并對(duì)運(yùn)行于客戶端的軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)要說(shuō)明。 第五，由于數(shù)字視頻傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性能和通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸以后客戶端接收的視頻圖像質(zhì)量在本系統(tǒng)中至關(guān)重要，所以本文對(duì)傳輸信道和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行了優(yōu)化選擇，并詳細(xì)闡述了IP組播技術(shù)、流媒體傳輸協(xié)議等在圖像傳輸過(guò)程中的具體應(yīng)用。
標(biāo)簽： Linux ARM 嵌入式 網(wǎng)絡(luò)視頻
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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模糊控制是近代控制理論中一種基于模糊數(shù)學(xué)理論、采用語(yǔ)言規(guī)則與模糊推理等新穎技術(shù)的高級(jí)控制策略，它是當(dāng)前研究熱點(diǎn)——智能控制中的一個(gè)重要分支，發(fā)展迅速、應(yīng)用廣泛、實(shí)效顯著、引人關(guān)注。 本書(shū)主要內(nèi)容有模糊數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、模糊邏輯理論、模糊控制系統(tǒng)與模糊控制器、模糊控制器的設(shè)計(jì)與分析、模糊控制理論研究、基于多值邏輯的硬件模糊控制器、模糊集成控制器與系統(tǒng)、模糊控制用的通用芯片和模糊控制應(yīng)用實(shí)例等。這次修訂著重增加了多值邏輯理論與應(yīng)用技術(shù)、模糊Petri網(wǎng)和模糊H網(wǎng)理論及嵌入式模糊Petri網(wǎng)知識(shí)表示與推理算法，以及基于多值邏輯的模糊控制器硬件實(shí)現(xiàn)機(jī)理、設(shè)計(jì)與性能分析等內(nèi)容。原理與理論部分的論述條理清楚，通俗易懂；應(yīng)用技術(shù)與實(shí)例面廣量多，說(shuō)明翔實(shí)；全書(shū)圖文并茂，由淺入深；開(kāi)卷有益，宜于自學(xué)入門。 本書(shū)可作為各高等院校相關(guān)專業(yè)的教師、研究生和高年級(jí)學(xué)生的教學(xué)與研究的參考用書(shū)；也可以作為信息學(xué)科相關(guān)領(lǐng)域，特別是自動(dòng)化領(lǐng)域的高科技研究和開(kāi)發(fā)部門與公司的工程技術(shù)人員、科研工作者的主要參考書(shū)。
上傳時(shí)間： 2013-06-24
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隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與公共安全保障需求的提高，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)、日常生活、警備與軍事方面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。采用基于 FPGA 的SOPC技術(shù)、H．264壓縮編碼技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳輸控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在穩(wěn)定性、功能、成本與擴(kuò)展性等方面都有著突出的優(yōu)勢(shì)，具有重要的學(xué)術(shù)意義與實(shí)用意義， 本課題所設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)由以Nios Ⅱ?yàn)楹诵牡那度胧綀D像服務(wù)器、相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與若干PC機(jī)客戶端組成。嵌入式圖像服務(wù)器實(shí)時(shí)采集圖像，采用H．264 編碼算法進(jìn)行壓縮，并持續(xù)監(jiān)聽(tīng)網(wǎng)絡(luò)。PC機(jī)客戶端可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)服務(wù)器進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問(wèn)，接收編碼數(shù)據(jù)，使用H．264解碼算法重建圖像并實(shí)時(shí)顯示，使監(jiān)控人員有效地掌握現(xiàn)場(chǎng)情況， 在嵌入式圖像服務(wù)器設(shè)計(jì)階段，本文首先進(jìn)行了芯片選型與開(kāi)發(fā)平臺(tái)選擇。然后構(gòu)建圖像采集子系統(tǒng)，采用雙緩存乒乓交換的方法設(shè)計(jì)圖像采集用戶自定義模塊。接著設(shè)計(jì)雙Nios Ⅱ架構(gòu)的SOPC系統(tǒng)，闡述了雙軟核設(shè)計(jì)中定制連接、內(nèi)存芯片共享、數(shù)據(jù)搬移、通信與互斥的解決方法。同時(shí)完成了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的設(shè)計(jì)，采用μC/OS-Ⅱ進(jìn)行多任務(wù)的管理與調(diào)度， H．264視頻壓縮編解碼算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)是本文的重點(diǎn)。文中首先分析H．264．標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)劃編解碼器結(jié)構(gòu)。接著設(shè)計(jì)了16×16幀內(nèi)預(yù)測(cè)算法，并設(shè)計(jì)宏塊掃描方式，采用兩次判決策略進(jìn)行預(yù)測(cè)模式選擇。然后設(shè)計(jì)4×4子塊掃描方式，編寫整數(shù)變換與量化算法程序。熵編碼采用Exp-Golomb編碼與CAVLC相結(jié)合的方案，針對(duì)除拖尾系數(shù)之外的非零系數(shù)值編碼子算法，實(shí)現(xiàn)了一種基于表示范圍判別的編碼方法。最后設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拇a流組成格式，并針對(duì)編碼算法設(shè)計(jì)相應(yīng)解碼算法。使用VC++完成算法驗(yàn)證，并進(jìn)行測(cè)試，觀察不同參數(shù)下壓縮率與失真度的變化。 算法驗(yàn)證完成后，本文進(jìn)行了PC機(jī)客戶端設(shè)計(jì)，使其具有遠(yuǎn)程訪問(wèn)、H．264解碼與實(shí)時(shí)顯示的功能。同時(shí)將H．264 編碼算法程序移植到NiosⅡ中，并將嵌入式圖像服務(wù)器與若干客戶端接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，構(gòu)建完整的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)， 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本系統(tǒng)視頻壓縮率高，監(jiān)控圖像質(zhì)量良好，充分證明了系統(tǒng)軟硬件與圖像編解碼算法設(shè)計(jì)成功。本系統(tǒng)具有成本低、擴(kuò)展性好及適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展前景十分廣闊。
標(biāo)簽： FPGA 264 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控 實(shí)現(xiàn)研究
上傳時(shí)間： 2013-08-03
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作為嵌入式系統(tǒng)核心的微處理器，是SOC不可或缺的“心臟”，微處理器的性能直接影響著整個(gè)SOC的性能。 與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)相比，我國(guó)在這一領(lǐng)域的研究和開(kāi)發(fā)工作還相當(dāng)落后，這直接影響到我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本著趕超國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，填補(bǔ)我國(guó)在該領(lǐng)域的空白以擺脫受制于國(guó)外的目的，我國(guó)很多科研單位和公司進(jìn)行了自己的努力和嘗試。經(jīng)過(guò)幾年的探索，已經(jīng)有多種自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的處理器芯片完成了設(shè)計(jì)驗(yàn)證并逐漸進(jìn)入市場(chǎng)化階段。我國(guó)已結(jié)束無(wú)“芯”的歷史，并向設(shè)計(jì)出更高性能處理器的目標(biāo)邁進(jìn)。 艾科創(chuàng)新微電子公司的VEGA處理器，是公司憑借自己的技術(shù)力量和科研水平設(shè)計(jì)出的一款64位高性能RSIC微處理器。該處理器基于MIPSISA構(gòu)架，采用五級(jí)流水線的設(shè)計(jì)，并且使用了高性能處理器所廣泛采用的虛擬內(nèi)存管理技術(shù)。設(shè)計(jì)過(guò)程中采用自上而下的方法，根據(jù)其功能將其劃分為取指、譯碼、算術(shù)邏輯運(yùn)算、內(nèi)存管理、流水線控制和cache控制等幾個(gè)功能塊，使得我們?cè)谠O(shè)計(jì)中能夠按照其功能和時(shí)序要求進(jìn)行。 本文的首先介紹了MIPS微處理器的特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)MIPS指令集和其五級(jí)流水線結(jié)構(gòu)的介紹使得對(duì)VEGA的設(shè)計(jì)有了一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)。在此基礎(chǔ)上提出了VEGA的結(jié)構(gòu)劃分以及主要模塊的功能。作為采用虛擬內(nèi)存管理技術(shù)的處理器，文章的主要部分介紹了VEGA的虛擬內(nèi)存管理技術(shù)，將VEGA的內(nèi)存管理單元(MMU)尤其是內(nèi)部?jī)蓚€(gè)翻譯后援緩沖(TLB)的設(shè)計(jì)作為重點(diǎn)給出了流水線處理器設(shè)計(jì)的方法。結(jié)束總體設(shè)計(jì)并完成仿真后，并不能代表設(shè)計(jì)的正確性，它還需要我們?cè)趯?shí)際的硬件平臺(tái)上進(jìn)行驗(yàn)證。作為論文的又一重點(diǎn)內(nèi)容，介紹了我們?cè)赩EGA驗(yàn)證過(guò)程中使用到的FPGA的主要配置單元，F(xiàn)PGA的設(shè)計(jì)流程。VEGA的FPGA平臺(tái)是一完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，我們利用在線調(diào)試軟件XilinxChipscope對(duì)其進(jìn)行了在線調(diào)試，修正其錯(cuò)誤。 經(jīng)過(guò)模塊設(shè)計(jì)到最后的FPGA驗(yàn)證，VEGA完成了其邏輯設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)綜合和布局布線等后端流程，VEGA采用0.18工藝流片后達(dá)到120MHz的工作頻率，可在其平臺(tái)上運(yùn)行Windows-CE和Linux嵌入式操作系統(tǒng)，達(dá)到了預(yù)計(jì)的設(shè)計(jì)要求。
標(biāo)簽： MIPS FPGA 微處理器 模塊設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-07
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JPEG2000是由ISO/ITU-T組織下的IECJTC1/SC29/WG1小組制定的下一代靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，其優(yōu)良的壓縮特性使得它將具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。JPEG2000算法非常復(fù)雜，圖像編碼過(guò)程占用了大量的處理器時(shí)間開(kāi)銷和內(nèi)存開(kāi)銷，因而通過(guò)對(duì)JPEG2000算法進(jìn)行優(yōu)化并采用硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)的部分或全部?jī)?nèi)容，對(duì)加快編碼速度從而擴(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域有重要的意義。 本文的研究主要包括兩方面的內(nèi)容，其一是JPEG2000算術(shù)編碼器算法的研究與硬件設(shè)計(jì)，其二是JPEG2000碼率控制算法的研究與優(yōu)化算法的設(shè)計(jì)。在研究算術(shù)編碼器過(guò)程中，首先研究了JPEG2000中基于上下文的MQ算術(shù)編碼器的編碼原理和編碼流程，之后采用有限狀態(tài)機(jī)和二級(jí)流水線技術(shù)，并在不影響關(guān)鍵路徑的情況下通過(guò)對(duì)算術(shù)編碼步驟優(yōu)化采用硬件描述語(yǔ)言對(duì)算術(shù)編碼器進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并通過(guò)了功能仿真與綜合。實(shí)驗(yàn)證明該設(shè)計(jì)不但編碼速度快，而且流水線短，硬件設(shè)計(jì)的復(fù)雜度低且易于控制。 在研究碼率控制算法過(guò)程中，首先結(jié)合率失真理論建立了算法的數(shù)學(xué)模型，并驗(yàn)證了該算法的有效性，之后深入分析了該數(shù)學(xué)模型的實(shí)現(xiàn)流程，找出影響算法效率的關(guān)鍵路徑。在對(duì)算法優(yōu)化時(shí)采用黃金分割點(diǎn)算法代替原來(lái)的二分查找法，并使用了碼塊R-D斜率最值記憶和碼率誤差控制算法。實(shí)驗(yàn)證明，采用優(yōu)化算法在增加少量系統(tǒng)資源的情況下使得計(jì)算效率提高了60％以上。之后，分析了率失真理論與JPEG2000中PCRD-opt算法的具體實(shí)現(xiàn)，又提出了一種失真更低的比特分配方案，即按照“失真/碼長(zhǎng)”值從大到小通道編碼順序進(jìn)行編碼，通過(guò)對(duì)該算法的仿真驗(yàn)證，得出在固定碼率條件下新算法將產(chǎn)生更少的失真。
標(biāo)簽： JPEG 2000 FPGA 標(biāo)準(zhǔn)
上傳時(shí)間： 2013-07-13
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