本文對嵌入硬核的FPGA布線通道寬度分布和改進FPGA布局算法進行了研究。文章在嵌入硬核的FPGA布線通道寬度分布研究中，引入了四種架構(gòu)，其布線通道寬度分布函數(shù)分別為均勻、脈沖、高斯和三角分布。通過修改VPR工具的源代碼，使平臺適用于具有嵌入硬核的FPGA架構(gòu)，利用MCNC基準電路來測試這四種架構(gòu)的性能。實驗結(jié)果表明：在以網(wǎng)線平均長度作為指標的測試中，通道寬度均勻分布的架構(gòu)具有更短的布線長度、更優(yōu)的性能。
上傳時間： 2013-06-01
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H.264作為新一代視頻編碼標準，相比上一代視頻編碼標準MPEG2，在相同畫質(zhì)下，平均節(jié)約64﹪的碼流。該標準僅設(shè)定了碼流的語法結(jié)構(gòu)和解碼器結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)靈活性極大，其規(guī)定了三個檔次，每個檔次支持一組特定的編碼功能，并支持一類特定的應用，因此。H.264的編碼器的設(shè)計可以根據(jù)需求的不同而不同。 H.264雖然具有優(yōu)異的壓縮性能，但是其復雜度卻比一般編碼器高的多。本文對H.264進行了編碼復雜度分析，并統(tǒng)計了整個軟件編碼中計算量的分布。H.264中采用了率失真優(yōu)化算法，提高了幀內(nèi)預測編碼的效率。在該算法下進行幀內(nèi)預測時，為了得到一個宏塊的預測模式，需要進行592次率失真代價計算。因此為了降低幀內(nèi)預測模式選擇的計算復雜度，本文改進了幀內(nèi)預測模式選擇算法。實踐證明，在PSNR值的損失可以忽略不計的情況下，該算法相比原算法，幀內(nèi)編碼時間平均節(jié)約60﹪以上，對編碼的實時性有較大幫助。 為了實現(xiàn)實時編碼，考慮到FPGA的高效運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實現(xiàn)。首先研究了H.264編碼器硬件實現(xiàn)架構(gòu)，并對影響編碼速度，且具有硬件實現(xiàn)優(yōu)越性的幾個重要部分進行了算法研究和FPGA.實現(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。分別對這些模塊進行了綜合和時序仿真，并將驗證后通過的系統(tǒng)模塊下載到Xilinx virtex-Ⅱ Pro的FPGA中，進行了在線測試，驗證了該系統(tǒng)對輸入的殘差數(shù)據(jù)實時壓縮編碼的功能。 本文對H.264編碼器幀內(nèi)預測模式選擇算法的改進，算法實現(xiàn)簡單，對軟件編碼的實時性有很大幫助。本文對在單片F(xiàn)PGA上實現(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)計有著積極的借鑒性。
上傳時間： 2013-06-13
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低壓電力線通信(PLC)具有網(wǎng)絡(luò)分布廣、無需重新布線和維護方便等優(yōu)點。近年來，低壓電力線通信被看成是解決信息高速公路“最后一英里”問題的一種方案，在國內(nèi)外掀起了一個新的研究熱潮。電力線信道中不僅存在多徑干擾和子信道衰落，而且還存在開關(guān)噪聲和窄帶噪聲，因此在電力線通信系統(tǒng)中，信道編碼是不可或缺的重要組成部分。 本文著重研究了在FPGA上實現(xiàn)OFDM系統(tǒng)中的信道編解碼方案。其中編碼端由卷積碼編碼器和交織器組成，解碼端由Viterbi譯碼器和解交織器組成，同時為了與PC機進行通信，還在FPGA上做了一個RS232串行接口模塊，以上所有的模塊均采用硬件描述語言VerilogHDL編寫。另外，峰值平均功率比(PAR)較大是OFDM系統(tǒng)所面臨的一個重要問題，必須要考慮如何降低大峰值功率信號出現(xiàn)的概率。本文重點研究了三種降低PAR的方法：即信號預畸變技術(shù)、信號非畸變技術(shù)和編碼技術(shù)。這三種方法各有優(yōu)缺點，但是迄今為止還沒有一種好方法能夠徹底地解決OFDM系統(tǒng)中較高PAR的弊病。本論文內(nèi)容安排如下：第一章介紹了課題的背景，可編程器件和OFDM技術(shù)的發(fā)展歷程。第二章詳細介紹了OFDM的原理以及實現(xiàn)OFDM所采用的一些技術(shù)細節(jié)。第三章詳細介紹了本課題中信道編碼的方案，包括信道編碼的基本原理，組成結(jié)構(gòu)以及方案中采用的卷積碼和交織的原理及設(shè)計。第四章詳細討論了編碼方案如何在FPGA上實現(xiàn)，包括可編程邏輯器件FPGA/CPLD的結(jié)構(gòu)特點，開發(fā)流程，以及串口通信接口、編解碼器的FPGA設(shè)計。第五章詳細介紹了如何降低OFDM系統(tǒng)中的峰值平均功率比。最后，在第六章總結(jié)全文，并對課題中需要進一步完善的方面進行了探討。
上傳時間： 2013-04-24
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電力線通信技術(shù)利用分布廣泛的低壓電力線作為通信信道，實現(xiàn)internet高速互連，為用戶提供互聯(lián)網(wǎng)訪問、視頻點播等服務(wù)，形成包括電力在內(nèi)的“四網(wǎng)合一”，目前正受到人們的關(guān)注。利用該技術(shù)，可以在居民區(qū)內(nèi)建立寬帶接入網(wǎng)，也可以利用遍布家庭各個房間的電源插座組成家庭局域網(wǎng)。但是電力線是傳輸電能的，因此通過電力線傳輸數(shù)據(jù)有許多的問題需要解決。 OFDM(正交頻分復用)技術(shù)是實現(xiàn)電力線通信的一項熱門技術(shù)。OFDM采用添加循環(huán)前綴的技術(shù)，能有效地降低ICI(信道間干擾)和ISI(碼間干擾)。同時通過使用正交的子信道，大大提高了頻譜資源利用率。FPGA作為可編程邏輯器件，具有設(shè)計時間短、投資少、風險小的特點，而且可以反復修改，反復編程，直到完全滿足需要，具有其他方式無可比擬的方便性和靈活性，能夠加速數(shù)字系統(tǒng)的研發(fā)速度。本文著重研究了OFDM同步技術(shù)在FPGA上的實現(xiàn)。本論文主要是在項目組工作的基礎(chǔ)上構(gòu)造雙路信號數(shù)據(jù)糾正算法流程，提出最佳采樣點與載波相位估計算法，完善中各個子模塊算法的硬件設(shè)計流程。內(nèi)容安排如下：第一章介紹OFDM(正交頻分復用)技術(shù)的發(fā)展歷史、技術(shù)原理。第二章介紹了PLD的分類、工藝和結(jié)構(gòu)特點，以及FPGA的開發(fā)環(huán)境、開發(fā)流程和Verilog語言的特點。第三章對OFDM系統(tǒng)的同步模塊進行詳細的闡述。第四章是OFDM同步算法的在FPGA上的實現(xiàn)，對各個子模塊進行仿真，給出了仿真波形圖和系統(tǒng)性能分析。最后，第五章總結(jié)了全文的工作，對OFDM技術(shù)的實現(xiàn)需要進一步完善的方面與后續(xù)工作進行了探討。
標簽： OFDM FPGA PLC 通信系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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：電動汽車蓄電池組的工作狀態(tài)主要指各電池在工作時的端電壓、工作電流和溫度3 個參數(shù)的變化情況。對電池工 作狀態(tài)的檢測通常有集中式檢測法和分布式檢測法，采用“部分”集中、“整體”分布的思路，將電池分成若干分組，每 個分組集中檢測，各分組分布檢測，同時，采用“橋電容”技術(shù)解決了蓄電池組單體端電壓檢測中存在的參考點選擇和 被測電池與檢測設(shè)備隔離的問題，形成了一種具有完全隔離功能的集中/ 分布式檢測法。經(jīng)過試驗，該檢測法電壓、電流和溫度采集功能正常，數(shù)據(jù)準確、可靠。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人民生活水平的提高，作為國民經(jīng)濟基礎(chǔ)之一的電力行業(yè)取得了迅猛的發(fā)展，電力系統(tǒng)輸配電的安全性和可靠性也越來越受到電力系統(tǒng)運行、管理和科研人員的關(guān)注。輸電線路的各種事故是影響電力線路安全運行的重要因素之一。本文正是在這一前提下，在參考國內(nèi)外大量文獻及研究成果的基礎(chǔ)上，設(shè)計實現(xiàn)了一套輸電線路綜合在線監(jiān)測系統(tǒng)。 本文研制的輸電線路在線監(jiān)測終端通過測量線路的泄漏電流、分布電壓、氣候參數(shù)以及圖像信息，并將數(shù)據(jù)進行采集、處理后，將數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺監(jiān)控中心，達到對輸電線路運行狀況進行實時監(jiān)測的目的，并以此為依據(jù)給出線路的評估信息提供給電力部門作為其安排檢修的依據(jù)，可以大大減少電力部門的工作量并預防線路事故的發(fā)生。 針對本系統(tǒng)功能豐富、監(jiān)測參數(shù)眾多的特點，作者設(shè)計了基于ARM的數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)。通過對ARM資源的合理分配，實現(xiàn)了監(jiān)測終端的數(shù)據(jù)采集處理功能。終端的數(shù)據(jù)傳輸功能由ARM和無線傳輸模塊配合完成，實現(xiàn)了GPRS和GSM SMS兩種數(shù)據(jù)傳輸方式。 本文是對輸電線路綜合在線監(jiān)測終端數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)設(shè)計和研究工作的總結(jié)，本文內(nèi)容主要偏重于監(jiān)測終端硬件和軟件的研究設(shè)計。論文在最后一部分對運行得到的數(shù)據(jù)也進行了分析、總結(jié)。 本文研制的輸電線路綜合監(jiān)測終端已在在幾條高壓輸電線路上掛網(wǎng)運行，運行結(jié)果表明系統(tǒng)各方面性能良好，滿足設(shè)計要求。
標簽： ARM 輸電線路 在線監(jiān)測 傳輸系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-20
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視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一個集計算機的交互性、多媒體信息的綜合性、通信的分布性和監(jiān)控的實時性等技術(shù)于一體的綜合系統(tǒng)。隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬，計算機處理能力和存儲容量的快速提高，以及各種實用視頻處理技術(shù)的出現(xiàn)，視頻監(jiān)控進入了全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)時代。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心功能主要包括兩大部分，一是視頻圖像采集和壓縮處理，一是圖像數(shù)據(jù)的傳輸。系統(tǒng)的主要硬件模塊分為監(jiān)控終端和監(jiān)控控制終端兩個部分。 本文設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于ARM和嵌入式Linux的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要實現(xiàn)了視頻圖像的采集壓縮和圖像數(shù)據(jù)流基于RTP協(xié)議的傳輸。本系統(tǒng)的核心硬件平臺采用韓國SamSung公司的S3C2410微處理器，ARM端作為視頻監(jiān)控終端，PC機作為監(jiān)控控制終端。ARM端主要承載了圖像采集、編碼和對圖像數(shù)據(jù)進行RTP打包并傳輸?shù)墓δ埽琍C端主要承載的功能是圖像數(shù)據(jù)的接收、顯示和對監(jiān)控終端的控制、訪問。 在視頻圖像采集和壓縮處理部分，利用Video for Linux提供的接口函數(shù)，實現(xiàn)了利用攝像頭采集圖像的過程，并設(shè)計實現(xiàn)了V4L視頻采集及壓縮模塊，設(shè)計了系統(tǒng)JEPG圖像采集和壓縮模塊和MPEG-4圖像采集和壓縮模塊的具體編程流程和實現(xiàn)過程，并實現(xiàn)了基于這兩種編碼方式的視頻壓縮。用Visual C++實現(xiàn)了用戶控制終端，可對應JPEG和MPEG-4兩種編碼方式進行解碼并顯示。 在圖像數(shù)據(jù)的傳輸部分，系統(tǒng)采用了RTP協(xié)議作為視頻數(shù)據(jù)流傳輸協(xié)議，并實現(xiàn)了視頻數(shù)據(jù)在局域網(wǎng)內(nèi)的實時性傳輸。移植了現(xiàn)在比較常用的JRTPLIB源碼庫，為RTP的實現(xiàn)提供了可調(diào)用的庫函數(shù)，按照MPEG-4數(shù)據(jù)流的RTP封裝格式和流程，設(shè)計實現(xiàn)了RTP編程。 最后對系統(tǒng)的功能和性能進行了測試。測試結(jié)果顯示MPEG-4在保證與JPEG相當?shù)膱D像質(zhì)量時，大大減少了傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。同時，使用RTP協(xié)議進行傳輸，保證了系統(tǒng)的實時性，也保證了圖像的傳輸質(zhì)量。
標簽： ARMLinuz 視頻監(jiān)控 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間： 2013-07-12
上傳用戶：wzr0701
旅客列車是人們出行的重要交通工具之一，隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，信息化時代的到來，車輛能否安全運行已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點。在高速狀態(tài)下列車車輛能否安全地停下來是安全運行的一個關(guān)鍵，在車輛方面上就是解決制動問題。在這樣的前提下，對車輛制動系統(tǒng)的研究就顯得必然和重要。 本次設(shè)計的任務(wù)是實時監(jiān)測列車車輛的運行速度，并根據(jù)車輛制動狀態(tài)，自動控制車輛的制動系統(tǒng)，實現(xiàn)車輛的制動安全防護。所以本次設(shè)計設(shè)計了一種基于ARM——高性能嵌入式微處理器、CPLD——新型高性能可編程邏輯器件、CAN總線——有效支持分布/實時控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)和μC/OS-II操作系統(tǒng)的車輛制動自動監(jiān)控系統(tǒng)。文中介紹了車輛制動控制原理、對系統(tǒng)進行了總體的方案設(shè)計，介紹了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的原理及設(shè)計方法，著重講解了以Samsung公司32位嵌入式微處理器S3C44BOX為核心的系統(tǒng)軟硬件設(shè)計方案，并開發(fā)了基于μC/OS-II操作系統(tǒng)的應用程序。 應用程序模塊主要包括遠程通訊模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理與傳輸模塊、部件壽命記錄模塊、故障參數(shù)監(jiān)視和報警模塊。遠程通訊模塊將車輛制動狀態(tài)以CAN總線的通訊方式上傳給機車控制室主機；數(shù)據(jù)采集模塊由具有高速邏輯處理能力的CPLD自動實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集及電平轉(zhuǎn)換，ARM控制數(shù)據(jù)采集的啟動和采集結(jié)束后對數(shù)據(jù)的處理或傳輸；在部件壽命記錄模塊中電磁閥的動作次數(shù)、通電使用時間和總時間以及各傳感器的通電時間和使用總時間可每隔一段時間記錄下來，掉電后也不會丟失，可以作為故障發(fā)生、診斷、排除和維護的數(shù)據(jù)依據(jù)。 在實驗室及模擬實驗臺上經(jīng)過多次軟、硬件結(jié)合的調(diào)試改進過程，本次設(shè)計基本上實現(xiàn)了車輛制動自動監(jiān)控系統(tǒng)的功能，制動缸壓力的控制特性及控制精度得到了有效的提高，在實驗室調(diào)試中實現(xiàn)了車輛制動系統(tǒng)的故障檢測和報警及部件的壽命記錄等功能，驗證了設(shè)計方案的可行性及合理性，達到了預期的設(shè)計效果。
標簽： ARM 制動 自動監(jiān)控 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間： 2013-07-17
上傳用戶：yxgi5
磁通反向電機(FRM)是一種新型的雙凸極永磁(DSPM)電機,它把高磁能的永磁體放在定子極的表面,永磁體易于安裝.隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),FRM定子繞組所交鏈的永磁磁通改變極性,這意味著比磁通脈振產(chǎn)生更大的磁通變化.由于FRM的繞組利用率高、結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)動慣量小及適于高速運轉(zhuǎn)等優(yōu)點,可廣泛應用于汽車制造業(yè)、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域.本文將從模型建立、分析方法、性能分析等方面對該電機進行深入研究.首先,為了解FRM基本理論和掌握其基本規(guī)律,寫出FRM的基本方程式;由于電機的雙凸極結(jié)構(gòu)以及飽和和非線性的影響,整個系統(tǒng)為一強非線性系統(tǒng).對該電機作適當簡化,建立其線性數(shù)學模型,這樣有利于對FRM的定性分析,弄清其內(nèi)部的基本電磁關(guān)系和基本特性.討論了繞組電感、繞組磁鏈、感應電動勢及繞組電流、電磁轉(zhuǎn)矩等靜態(tài)特性,推導出FRM的功率密度計算公式.其次,為準確計算FRM性能,要考慮磁路飽和、鐵磁材料的非線性以及永磁磁場與電樞反應磁場之間的相互影響等因素,要建立FRM的非線性模型,提出用變網(wǎng)絡(luò)等效磁路法進行分析.具體方法是建立FRM的非線性變網(wǎng)絡(luò)等效磁路模型,推導等效磁路中各部分磁導的計算公式,用節(jié)點磁位法建立相應的方程,通過求解該非線性等效磁路方程,得到磁路各部分的磁通分布,進一步求得靜態(tài)特性,計算出電磁參數(shù).然后用FRM樣機的實驗結(jié)果驗證理論分析的正確性.樣機的理論分析結(jié)果同實驗結(jié)果進行比較表明,本文所介紹的FRM變網(wǎng)絡(luò)等效磁路模型具有較好的精度及通用性,基于等效磁網(wǎng)絡(luò)模型的FRM電磁計算是可行的,計算結(jié)果是正確的.最后對磁通反向汽車發(fā)電機的功率密度進行分析.導出了磁通反向汽車發(fā)電機功率密度的計算公式,分析了影響電機功率密度的因素,并與電勵磁汽車發(fā)電機進行了比較.
上傳時間： 2013-07-30
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隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)向大容量、高電壓方向發(fā)展，廣泛用于大型發(fā)電機組測量和保護用的大電流互感器的研制就變得很緊迫。考慮到大電流互感器具有大電流、強電磁干擾和多相運行等特點，在設(shè)計大電流互感器時，必須采取有效的屏蔽措施，屏蔽來自鄰相的雜散磁通。傳統(tǒng)的屏蔽方案是采用金屬屏蔽罩，盡管有效，但設(shè)備笨重。本文中，作者對有外層屏蔽繞組的大電流互感器進行了各種研究。 大電流互感器采用繞組屏蔽方式后，如何優(yōu)化設(shè)計屏蔽繞組，使屏蔽繞組能夠充分有效地屏蔽雜散磁通對環(huán)形鐵心的影響呢?針對上述的問題，本文作者主要完成如下幾個方面的工作： 1、首先對國內(nèi)外大電流互感器的發(fā)展與研究現(xiàn)狀進行了敘述，并成功設(shè)計了15000/5A大電流互感器。 2、對精典的電磁場理論和場路耦合法的數(shù)學理論進行了深入的研究，建立了大電流互感器的三維場路耦合有限元分析的數(shù)學模型和仿真模型。應用有限元軟件ANSYS建立三維有限元仿真模型和基于場路耦合原理的外部耦合電路。 3、理論分析了雜散磁通對電流互感器鐵心的影響；重點分析了繞組屏蔽雜散磁通理論；通過等值電流法，得到無論三相還是多相電流互感器條件下，中間相的電流互感器所受到的雜散磁通是最為嚴重的，為大電流互感器的有效保護提供了科學依據(jù)。 4、為了得到最優(yōu)化屏蔽繞組，對屏蔽繞組的匝數(shù)采用離散化替代連續(xù)性，再考慮屏蔽繞組在環(huán)形鐵心上的位置，共提出了多種優(yōu)化方案；根據(jù)三維場路耦合有限元分析模型，精確計算出屏蔽繞組中的電流、電流分布、環(huán)形鐵心中的磁感應強度分布和外層繞組的局部最高溫升，通過比較多種計算結(jié)果，得到大電流互感器屏蔽繞組的最優(yōu)化方案。 5、最后建立了大電流互感器的等效磁勢法和降流回路法兩種試驗方案模型，通過比較試驗方案仿真計算結(jié)果和出廠試驗結(jié)果，證明了仿真計算結(jié)果是正確的，可靠的。 通過對屏蔽繞組進行優(yōu)化設(shè)計后，有效地削弱了雜散磁通，使得大電流互感器輕型化、小型化，節(jié)約了大量的銅材料，使得其運輸更加方便。
上傳時間： 2013-04-24
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