在視頻傳輸系統(tǒng)中,最大障礙是視頻數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)量傳輸。故壓縮就顯得尤為必要。MJPEG是以25幀每秒傳輸?shù)腏PEG圖像。本文根據(jù)JPEG基本壓縮模式,通過前端圖像采集芯片輸出標(biāo)準(zhǔn)的4:2:2格式的圖像流,在XILINX公司的SPARTAN IIE芯片下壓縮,獲得了良好效果,壓縮比達(dá)到10:1。中間的各個環(huán)節(jié)同MATLAB下同等壓縮相比,除了精度上有點(diǎn)差別外,基本一致。同專用芯片相比,比專用芯片靈活得多,F(xiàn)PGA內(nèi)部全部是可編程,燒寫不同的程序便可實(shí)現(xiàn)不同的壓縮。同DSP相比,壓縮時間極大的提高,同周霖的“基于DSP技術(shù)的靜態(tài)圖像壓縮編碼”一文中編碼所需的時間進(jìn)行比較(DCT變換消耗4224個指令,量化Z排序耗960指令,huffman編碼至少耗1400指令),假設(shè)令其采用6000系列DSP,指令周期為6ns,運(yùn)算速度為1336MIPS。壓縮一個8*8DCT塊,采用高檔的DSP,消耗39tJs,而采用27M的FPGA只需6us,若采用FPGA內(nèi)部自帶的DLL將時鐘倍頻到54M,則只需要3us.本設(shè)計同傳統(tǒng)的壓縮實(shí)現(xiàn)方式相比,在速度和靈活性上有了極大的提高。
上傳時間: 2013-04-24
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正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)是一種多載波數(shù)字調(diào)制技術(shù),具有頻譜利用率高、抗多徑干擾能力強(qiáng)、成本低等特點(diǎn),適合無線通信的高速化、寬帶化及移動化的需求,將成為下一代無線通信系統(tǒng)(4G)的核心調(diào)制傳輸技術(shù)。 本文首先描述了OFDM技術(shù)的基本原理。對OFDM的調(diào)制解調(diào)以及其中涉及的特性和關(guān)鍵技術(shù)等做了理論上的分析,指出了OFDM區(qū)別于其他調(diào)制技術(shù)的巨大優(yōu)勢;然后針對OFDM中的信道估計技術(shù),深入分析了基于FFT級聯(lián)的信道估計理論和基于聯(lián)合最大似然函數(shù)的半盲分組估計理論,在此基礎(chǔ)上詳細(xì)研究描述了用于OFDM系統(tǒng)的迭代的最大似然估計算法,并利用Matlab做了相應(yīng)的仿真比較,驗(yàn)證了它們的有效性。 而后,在Matlab中應(yīng)用Simulink工具構(gòu)建OFDM系統(tǒng)仿真平臺。在此平臺上,對OFDM系統(tǒng)在多徑衰落、高斯白噪聲等多種不同的模型參數(shù)下進(jìn)行了仿真,并給出了數(shù)據(jù)曲線,通過分析結(jié)果可正確評價OFDM系統(tǒng)在多個方面的性能。 在綜合了OFDM的系統(tǒng)架構(gòu)和仿真分析之后,設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的OFDM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)。首先根據(jù)802.16協(xié)議和OFDM系統(tǒng)的具體要求,設(shè)定了合理的參數(shù);然后從調(diào)制器和解調(diào)器的具體組成模塊入手,對串/并轉(zhuǎn)換,QPSK映射,過采樣處理,插入導(dǎo)頻,添加循環(huán)前綴,IFFT/FFT,幀同步檢測等各個模塊進(jìn)行硬件設(shè)計,詳細(xì)介紹了各個模塊的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)過程,并給出了相應(yīng)的仿真波形和參數(shù)說明。其中,針對定點(diǎn)運(yùn)算的局限性,為系統(tǒng)設(shè)計并自定義了24位的浮點(diǎn)運(yùn)算格式,參與傅立葉反變換和傅立葉變換的運(yùn)算,在系統(tǒng)參數(shù)允許的范圍內(nèi),充分利用了有限資源,提高了系統(tǒng)運(yùn)算精度;然后重點(diǎn)描述了基于FPGA的快速傅立葉變換算法的改進(jìn)、優(yōu)化和設(shè)計實(shí)現(xiàn),針對原始快速傅立葉變換FPGA實(shí)現(xiàn)算法運(yùn)算空閑時間過多,資源占用較大的問題,提出了帶有流水作業(yè)功能、資源占用較少的快速傅立葉變換優(yōu)化算法設(shè)計方案,使之運(yùn)用于OFDM基帶處理系統(tǒng)當(dāng)中并加以實(shí)現(xiàn),結(jié)果滿足系統(tǒng)參數(shù)的需求。最后以理論分析為依據(jù),對整個OFDM的基帶處理系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)試與性能分析,證明了設(shè)計的可行性。 綜上所述,本文完成了一個基于FPGA的OFDM基帶處理系統(tǒng)的設(shè)計、仿真和實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計為OFDM通信系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)提供了大量有用的數(shù)據(jù)。
標(biāo)簽: FPGA OFDM 調(diào)制解調(diào)器
上傳時間: 2013-04-24
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隨著紅外焦平面陣列的不斷發(fā)展,紅外技術(shù)的應(yīng)用范圍將越來越廣泛。焦平面面陣探測器的一個最大的缺點(diǎn)是固有的非均勻性。本文首先介紹了紅外熱成像技術(shù)的發(fā)展,討論了紅外焦平面陣列的基本原理和工作方式,分析了紅外非均勻性產(chǎn)生的原因。其次研究了幾種主要的非均勻校正方法以及焦平面陣列元的盲元檢測和補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ瑢t外圖像處理技術(shù)做了研究。 本文研究的探測器是法國ULIS公司的320×240非制冷微測輻射熱計焦平面陣列探測器。主要研究對其輸出信號進(jìn)行非均勻性校正和圖像增強(qiáng)。最后針對這一課題編寫了基于FPGA的兩點(diǎn)校正、兩點(diǎn)加一點(diǎn)校正、全局非均勻校正算法和紅外圖像直方圖均衡化增強(qiáng)程序,并對三種校正方法做了比較。
上傳時間: 2013-08-03
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在傳統(tǒng)的數(shù)字傳輸系統(tǒng)中,糾錯編碼與調(diào)制是各自獨(dú)立設(shè)計并實(shí)現(xiàn)的,譯碼與解調(diào)也是如此。80年代初,Ungerboeck根據(jù)調(diào)制解調(diào)與糾錯編碼的特點(diǎn),提出了一種新的思想,稱作網(wǎng)格編碼調(diào)制,記為TCM。它是將調(diào)制解調(diào)與糾錯編碼當(dāng)成一個整體來設(shè)計。它的中心思想是:采用編碼方法將信號空間做最佳分割,使已調(diào)信號矢量端點(diǎn)間有最大的距離。這樣就可以在相同發(fā)射功率、相同有效性的條件下提高信息傳輸?shù)目煽啃裕貏e適用于頻帶受限和功率受限信道。它在衛(wèi)星通信和移動通信中的應(yīng)用又使它成為研究熱點(diǎn)。 本文介紹了TCM編碼調(diào)制的基本原理,在此基礎(chǔ)上提出了一種新的TCM編碼的方法;介紹了卷積碼Viterbi譯碼的基本原理和步驟,在此基礎(chǔ)上分析了TCM的Viterbi譯碼的特點(diǎn);研究了TCM在高斯白噪聲條件下的誤碼性能及其編碼增益,并在MATLAB上仿真來進(jìn)行驗(yàn)證;介紹了數(shù)字邏輯設(shè)計的基本方法和流程,在此基礎(chǔ)上介紹了基于FPGA的TCM系統(tǒng)的各個模塊。
標(biāo)簽: FPGA 網(wǎng)格編碼 調(diào)制技術(shù)
上傳時間: 2013-07-26
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在數(shù)字化、信息化的時代,數(shù)字集成電路應(yīng)用得非常廣泛。隨著微電子技術(shù)和工藝的發(fā)展,數(shù)字集成電路從電子管、晶體管、中小規(guī)模集成電路、超大規(guī)模集成電路(VLSIC)逐步發(fā)展到今天的專用集成電路(ASIC)。但是ASIC因其設(shè)計周期長,改版投資大,靈活性差等缺陷制約著它的應(yīng)用范圍。可編程邏輯器件的出現(xiàn)彌補(bǔ)了ASIC的缺陷,使得設(shè)計的系統(tǒng)變得更加靈活,設(shè)計的電路體積更加小型化,重量更加輕型化,設(shè)計的成本更低,系統(tǒng)的功耗也更小了。FPGA是英文Field Programmable Gate Array的縮寫,即現(xiàn)場可編程門陣列,它是在PAL、GAL、EPID等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路(ASIC)領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的,既解決了定制電路的不足,又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。 本論文撰寫的是用FPGA來實(shí)現(xiàn)無人小飛機(jī)系統(tǒng)中基帶信號的處理過程。整個信號處理過程全部采用VHDL硬件描述語言來設(shè)計,并用Modelsim仿真系統(tǒng)功能進(jìn)行調(diào)試,最后使用了Xilinx 公司可編程的FPGA芯片XC2S100完成,滿足系統(tǒng)設(shè)計的要求。 本文首先研究和討論了無線通信系統(tǒng)中基帶信號處理的總體結(jié)構(gòu),接著詳細(xì)闡述了各個模塊的設(shè)計原理和方法,以及FPGA結(jié)果分析,最后就關(guān)鍵技術(shù)和難點(diǎn)作了詳細(xì)的分析和研究。本文的最大特色是整個系統(tǒng)全部采用FPGA的方法來設(shè)計實(shí)現(xiàn),修改靈活,體積小,功耗小。本系統(tǒng)的設(shè)計包括了數(shù)字鎖相環(huán)、糾錯編解碼、碼組交織、擾碼加入、巴克碼插入、幀同步識別、DPSK調(diào)制解調(diào)及選擇了整體的時序,所有的組成部分都經(jīng)過了反復(fù)地修改和調(diào)試,取得了良好的數(shù)據(jù)處理效果,其關(guān)鍵之處與難點(diǎn)都得到了妥善地解決。本文分別在發(fā)射部分(編碼加調(diào)制)和接收部分(解調(diào)加解碼)相獨(dú)立和相聯(lián)系的情況下,獲得了仿真與實(shí)測結(jié)果。
標(biāo)簽: FPGA 無線通信系統(tǒng)
上傳時間: 2013-07-05
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隨著我國信息化發(fā)展進(jìn)程加快,信息化覆蓋面擴(kuò)大,信息安全問題也就隨之增多,其影響和后果也更加廣泛和嚴(yán)重。同時,信息安全及其對經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國家安全和社會穩(wěn)定的重大影響,正日益突出地顯現(xiàn)出來,受到越來越多的關(guān)注。在和平年代,通過對信息載體進(jìn)行大規(guī)模的物理破壞,從而達(dá)到危害信息安全的目的,在一定程度上是行不通的。然而,在信息安全的角力上,破壞者從來都沒有放棄過,他們把目標(biāo)對準(zhǔn)了信息載體中的數(shù)據(jù),由于數(shù)據(jù)的易失性,計算機(jī)數(shù)據(jù)成為信息安全中的最大隱患,同時也是破壞信息安全的一個突破口。 本文提出研制硬盤加密卡的主要目的是為了防止對計算機(jī)數(shù)據(jù)的竊取,保護(hù)硬盤中的數(shù)據(jù)。破壞者在得到硬盤后,也不能夠得到硬盤中的數(shù)據(jù),從而達(dá)到保護(hù)信息安全的目的。加密卡提供兩個符合ATA-6標(biāo)準(zhǔn)的接口,串接在主板IDE接口和硬盤之間。存儲在硬盤上的數(shù)據(jù),是經(jīng)過加密以后的加密數(shù)據(jù);從硬盤上讀出的數(shù)據(jù),必須經(jīng)過該卡的解密才可被正常使用,否則只是一堆亂碼。加密卡采用FPGA技術(shù)實(shí)現(xiàn)IDE接口和加密算法,以減小加解密帶來的速度上的影響。 論文的工作重點(diǎn)主要有以下幾個方面的內(nèi)容:FPGA及VHDL語言的研究,ATA協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)研究及IDE接口的FPGA實(shí)現(xiàn)。論文對ATA協(xié)議做了細(xì)致的研究,分析了硬盤接口的工作機(jī)制以及主機(jī)與硬盤之間的通信協(xié)議,并在此基礎(chǔ)上,重點(diǎn)研究了用FPGA的編程功能來實(shí)現(xiàn)一個計算機(jī)硬件底層接口協(xié)議的方法,詳細(xì)介紹了芯片的內(nèi)部框圖及FPGA的軟件流程圖,提出了在實(shí)現(xiàn)過程中應(yīng)注意的要點(diǎn),最終用FPGA構(gòu)建了一個雙向IDE硬盤通道,實(shí)現(xiàn)了兩套符合ATA-6規(guī)范的IDE接口。
標(biāo)簽: FPGA 硬盤 加密卡 中的應(yīng)用
上傳時間: 2013-08-02
上傳用戶:Ants
基于微處理器的數(shù)字PID控制器改變了傳統(tǒng)模擬PID控制器參數(shù)整定不靈活的問題。但是常規(guī)微處理器容易在環(huán)境惡劣的情況下出現(xiàn)程序跑飛的問題,如果實(shí)現(xiàn)PID軟算法的微處理器因?yàn)閺?qiáng)干擾或其他原因而出現(xiàn)故障,會引起輸出值的大幅度變化或停止響應(yīng)。而FPGA的應(yīng)用可以從本質(zhì)上解決這個問題。因此,利用FPGA開發(fā)技術(shù),實(shí)現(xiàn)智能控制器算法的芯片化,使之能夠廣泛的用于各種場合,具有很大的應(yīng)用意義。 首先分析FPGA的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn),總結(jié)FPGA設(shè)計技術(shù)及開發(fā)流程,指出實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,降低設(shè)計難度,是擴(kuò)展設(shè)計功能、提高芯片性能和產(chǎn)品性價比的關(guān)鍵。控制系統(tǒng)由四個模塊組成,主要包括核心控制器模塊、輸入輸出模塊以及人機(jī)接口。其中控制器部分為系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。在分析FPGA設(shè)計結(jié)構(gòu)類型和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出一種基于FPGA改進(jìn)型并行結(jié)構(gòu)的PID溫度控制器設(shè)計方法。在PID算法與FPGA的運(yùn)算器邏輯映像過程中,采用將補(bǔ)碼的加法器代替減法器設(shè)計,增加整數(shù)運(yùn)算結(jié)果的位擴(kuò)展處理,進(jìn)行不同數(shù)據(jù)類型的整數(shù)歸一化等不同角度的處理方法融合為一體,可以有效地減少邏輯運(yùn)算部件。應(yīng)用Ouartus Ⅱ圖形輸入與Verilog HDL語言相結(jié)合設(shè)計實(shí)現(xiàn)了PID控制器,用Modelsim仿真驗(yàn)證了設(shè)計結(jié)果的正確性,用Synplify Pro進(jìn)行電路綜合,在Quaitus Ⅱ軟件中實(shí)現(xiàn)布局布線,最后生成FPGA的編程文件。根據(jù)控制系統(tǒng)的要求,論文設(shè)計完成了12位模數(shù)AD轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)顯示器、按鍵等相關(guān)外圍接口電路。 將一階、純滯后、大慣性電阻爐溫作為控制對象,以EP1C3T144 FPGA為核心,構(gòu)建PID控制系統(tǒng)。在采用Pt100溫度傳感器、分辨率為2℃、最大溫度控制范圍0~400℃的條件下,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,達(dá)到無超調(diào)的穩(wěn)定控制要求,為降低FPGA實(shí)現(xiàn)PID控制器的設(shè)計難度提供了有效的方法。
上傳時間: 2013-05-24
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一、應(yīng)用可靠性概念 1、可靠性概念 2、固有可靠性與應(yīng)用可靠性 3、易產(chǎn)生應(yīng)用可靠性問題的器件 4、使用應(yīng)力對可靠性的影響 二、電子元器件的選用 1、電子元器件的質(zhì)量等級 2、電子元器件的選擇要點(diǎn) 3、電子元器件的最大額定值 4、電子元器件的降額應(yīng)用 三、電子元器件的可靠性應(yīng)用 1、電子元器件的防浪涌應(yīng)用 2、電子元器件的防靜電應(yīng)用 3、電子元器件的防干擾應(yīng)用 4、CMOS群件的防閂鎖應(yīng)用 四、電子元器件的EMC應(yīng)用 1、干擾來源及傳播路徑 2、接地與屏蔽 3、濾波 4、電纜及終端 5、差分 6、軟件抗干擾 五、可靠性防護(hù)元件 1、TVS二極管 2、壓敏電阻 3、PTC與NTC熱敏電阻 4、專用防護(hù)元件 六、電子線路的可靠性設(shè)計 1、簡化設(shè)計 2、容差與漂移設(shè)計 3、冗余設(shè)計 4、低功耗設(shè)計 5、潛在通路分析 6、電磁兼容設(shè)計 7、均衡設(shè)計 七、印制電路版的可靠性設(shè)計 1、PCB的布局設(shè)計 2、PCB的布線設(shè)計 3、PCB的熱設(shè)計 4、PCB的裝配 八、噪聲測試作為應(yīng)用可靠性保證手段 1、噪聲與可靠性的關(guān)系 2、噪聲用于壽命評估 3、噪聲用于可靠性篩選 4、噪聲用于應(yīng)力損傷的早期預(yù)測
標(biāo)簽: 應(yīng)用可靠性 線路設(shè)計
上傳時間: 2013-07-28
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一、應(yīng)用可靠性概念 1、可靠性概念 2、固有可靠性與應(yīng)用可靠性 3、易產(chǎn)生應(yīng)用可靠性問題的器件 4、使用應(yīng)力對可靠性的影響 二、電子元器件的選用 1、電子元器件的質(zhì)量等級 2、電子元器件的選擇要點(diǎn) 3、電子元器件的最大額定值 4、電子元器件的降額應(yīng)用 三、電子元器件的可靠性應(yīng)用 1、電子元器件的防浪涌應(yīng)用 2、電子元器件的防靜電應(yīng)用 3、電子元器件的防干擾應(yīng)用 4、CMOS群件的防閂鎖應(yīng)用 四、電子元器件的EMC應(yīng)用 1、干擾來源及傳播路徑 2、接地與屏蔽 3、濾波 4、電纜及終端 5、差分 6、軟件抗干擾 五、可靠性防護(hù)元件 1、TVS二極管 2、壓敏電阻 3、PTC與NTC熱敏電阻 4、專用防護(hù)元件 六、電子線路的可靠性設(shè)計 1、簡化設(shè)計 2、容差與漂移設(shè)計 3、冗余設(shè)計 4、低功耗設(shè)計 5、潛在通路分析 6、電磁兼容設(shè)計 7、均衡設(shè)計 七、印制電路版的可靠性設(shè)計 1、PCB的布局設(shè)計 2、PCB的布線設(shè)計 3、PCB的熱設(shè)計 4、PCB的裝配 八、噪聲測試作為應(yīng)用可靠性保證手段 1、噪聲與可靠性的關(guān)系 2、噪聲用于壽命評估 3、噪聲用于可靠性篩選 4、噪聲用于應(yīng)力損傷的早期預(yù)測
標(biāo)簽: 應(yīng)用可靠性
上傳時間: 2013-04-24
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在數(shù)字電視系統(tǒng)中,MPEG-2編碼復(fù)用器是系統(tǒng)傳輸?shù)暮诵沫h(huán)節(jié),所有的節(jié)目、數(shù)據(jù)以及各種增值服務(wù)都是通過復(fù)用打包成傳輸流傳輸出去。目前,只有少數(shù)公司掌握復(fù)用器的核心算法技術(shù),能夠采用MPEG-2可變碼率統(tǒng)計復(fù)用方法提高帶寬利用率,保證高質(zhì)量圖像傳輸。由于目前正處廣播電視全面向數(shù)字化過渡期間,市場潛力巨大,因此對復(fù)用器的研究開發(fā)非常重要。本文針對復(fù)用器及其接口技術(shù)進(jìn)行研究并設(shè)計出成形產(chǎn)品。 文中首先對MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)及NIOS Ⅱ軟核進(jìn)行分析。重點(diǎn)研究了復(fù)用器中的部分關(guān)鍵技術(shù):PSI信息提取及重構(gòu)算法、PID映射方法、PCR校正及CRC校驗(yàn)算法,給出了實(shí)現(xiàn)方法,并通過了硬件驗(yàn)證。然后對復(fù)用器中主要用到的AsI接口和DS3接口進(jìn)行了分析與研究,給出了設(shè)計方法,并通過了硬件驗(yàn)證。 本文的主要工作如下: ●首先對復(fù)用器整體功能進(jìn)行詳細(xì)分析,并劃分軟硬件各自需要完成的功能。給出復(fù)用器的整體方案以及ASI接口和DS3接口設(shè)計方案。 ●在FPGA上采用c語言實(shí)現(xiàn)了PSI信息提取與重構(gòu)算法。 ●給出了實(shí)現(xiàn)快速的PID映射方法,并根據(jù)FPGA特點(diǎn)給出一種新的PID映射方法,減少了邏輯資源的使用,提高了穩(wěn)定性。 ●采用Verilog設(shè)計了SI信息提取與重構(gòu)的硬件平臺,并用c語言實(shí)現(xiàn)了SDT表的提取與重構(gòu)算法,在FPGA中成功實(shí)現(xiàn)了動態(tài)分配內(nèi)存空間。 ●在FPGA上實(shí)現(xiàn)了.ASI接口,主要分析了位同步的實(shí)現(xiàn)過程,實(shí)現(xiàn)了一種新的快速實(shí)現(xiàn)字節(jié)同步的設(shè)計。 ●在FPGA上實(shí)現(xiàn)了DS3接口,提出并實(shí)現(xiàn)了一種兼容式DS3接口設(shè)計。并對幀同步設(shè)計進(jìn)行改進(jìn)。 ●完成部分PCB版圖設(shè)計,并進(jìn)行調(diào)試監(jiān)測。 本復(fù)用器設(shè)計最大特點(diǎn)是將軟件設(shè)計和硬件設(shè)計進(jìn)行合理劃分,硬件平臺及接口采用Verilog語言實(shí)現(xiàn),PSI信息算法主要采用c語言實(shí)現(xiàn)。這種軟硬件的劃分使系統(tǒng)設(shè)計更加靈活,且軟件設(shè)計與硬件設(shè)計可同時進(jìn)行,極大的提高了工作效率。 整個項(xiàng)目設(shè)計采用verilog和c兩種語言完成,采用Altera公司的FPGA芯片EP1C20,在Quartus和NIOS IDE兩種設(shè)計平臺下設(shè)計實(shí)現(xiàn)。根據(jù)此方案已經(jīng)開發(fā)出兩臺帶有ASI和DS3接口的數(shù)字電視TS流復(fù)用器,經(jīng)測試達(dá)到了預(yù)期的性能和技術(shù)指標(biāo)。
上傳時間: 2013-06-10
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