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熒光燈鎮(zhèn)(zhèn)流器

基于FPGA的逆變器控制芯片研究

逆變控制器的發(fā)展經歷從分立元件的模擬電路到以專用微處理芯片（DSP/MCU）為核心的電路系統(tǒng)，并從數模混合電路過渡到純數字控制的歷程。但是，通用微處理芯片是為一般目的而設計，存在一定局限。為此，近幾年來逆變器專用控制芯片（ASIC）實現技術的研究越來越受到關注，已成為逆變控制器發(fā)展的新方向之一。本文利用一個成熟的單相電壓型PWM逆變器控制模型，圍繞逆變器專用控制芯片ASIC的實現技術，依次對專用芯片的系統(tǒng)功能劃分，硬件算法，全系統(tǒng)的硬件設計及優(yōu)化，流水線操作和并行化，芯片運行穩(wěn)定性等問題進行了初步研究。首先引述了單相電壓型PWM逆變器連續(xù)時間和離散時間的數學模型，以及基于極點配置的單相電壓型PWM逆變器電流內環(huán)電壓外環(huán)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的設計過程，同時給出了仿真結果，仿真表明此系統(tǒng)具有很好的動、靜態(tài)性能，并且具有自動限流功能，提高了系統(tǒng)的可靠性。緊接著分析了FPGA器件的特征和結構。在給出本芯片應用目標的基礎上，制定了FPGA目標器件的選擇原則和芯片的技術規(guī)格，完成了器件選型及相關的開發(fā)環(huán)境和工具的選取。然后系統(tǒng)闡述了復雜FPGA設計的設計方法學，詳細介紹了基于FPGA的ASIC設計流程，概要介紹了僅使用QuartusII的開發(fā)流程，以及Modelsim、SynplifyPro、QuartusII結合使用的開發(fā)流程。在此基礎上，進行了芯片系統(tǒng)功能劃分，針對：DDS標準正弦波發(fā)生器，電壓電流雙環(huán)控制算法單元，硬件PI算法單元，SPWM產生器，三角波發(fā)生器，死區(qū)控制器，數據流/控制流模塊等逆變器控制硬件算法/控制單元，研究了它們的硬件算法，完成了模塊化設計。分析了全數字鎖相環(huán)的結構和模型，以此為基礎，設計了一種應用于逆變器的，用比例積分方法替代傳統(tǒng)鎖相系統(tǒng)中的環(huán)路濾波，用相位累加器實現數控振蕩器（DCO）功能的高精度二階全數字鎖相環(huán)（DPLL）。分析了“流水線操作”等設計優(yōu)化問題，并針對逆變器控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)算法呈多層結構，且層與層之間還有數據流聯(lián)系，其執(zhí)行順序和數據流的走向較為復雜，不利于直接采用流水線技術進行設計的特點，提出一種全新的“分層多級流水線”設計技術，有效地解決了復雜控制系統(tǒng)的流水線優(yōu)化設計問題。本文最后對芯片運行穩(wěn)定性等問題進行了初步研究。指出了設計中的“競爭冒險”和飽受困擾之苦的“亞穩(wěn)態(tài)”問題，分析了產生機理，并給出了常用的解決措施。

標簽： FPGA 逆變器控制芯片

上傳時間： 2013-05-28

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基于H.264的無線傳輸差錯控制及解碼器的ARM實現

信息化社會的到來以及IP技術的興起，正深刻的改變著電信網絡的面貌以及未來技術發(fā)展的走向。無線通信技術的發(fā)展為實現數字化社區(qū)提供了有力的保證。而視頻通信則成為多媒體業(yè)務的核心。如何在環(huán)境惡劣的無線環(huán)境中，實時傳輸高質量的視頻面臨著巨大的挑戰(zhàn)，因此這也成為人們的研究熱點。對于無線移動信道來說，網絡的可用帶寬是有限的。由于多徑、衰落、時延擴展、噪聲影響和信道干擾等原因，無線移動通信不僅具有帶寬波動的特點，而且信道誤碼率高，經常會出現連續(xù)的、突發(fā)性的傳輸錯誤。無線信道可用帶寬與傳輸速率的時變特性，使得傳輸的可靠性大為降低。視頻播放具有嚴格的實時性要求，這就要求網絡為視頻的傳輸提供足夠的帶寬.有保障的延時和誤碼率。為了獲得可接受的重建視頻質量，視頻傳輸至少需要28Kbps左右的帶寬。而且視頻傳輸對時延非常敏感。然而無線移動網絡卻無法提供可靠的服務質量。基于無線視頻通信面臨的挑戰(zhàn)，本文在對新一代視頻編碼國際標準H.264/AVC研究的基礎上，主要在提高其編碼效率和H.264的無線傳輸抗誤碼性能，以及如何在嵌入式環(huán)境下實現H.264解碼器進行了研究。結合低碼率和幀內刷新，提出一種針對感興趣區(qū)的可變幀內刷新方法。實驗表明該方法可以使用較少的碼率對感興趣區(qū)域進行更好的錯誤控制，以提高區(qū)域圖像質量，同時能根據感興趣區(qū)及信道的狀況自動調整宏塊刷新數量，充分利用有限的碼率。為了有效的平衡編碼效率和抗誤碼能力的之間的矛盾，筆者提出了一種自適應FMO(Flexible Macroblock Order)編碼方法，可根據圖像的復雜度自適應地選擇編碼所需的FMO模式。仿真結果表明這種FMO編碼方式完全可行，且在運動復雜度頻繁變化時效果更加明顯，完全可應用在環(huán)境惡劣的無線信道中。在對嵌入式PXA270硬件結構和X264研究的基礎上，基本實現了基于H.264的嵌入式解碼，在PXA270基礎上進行環(huán)境的配置，定制WirtCE操作系統(tǒng)，并編譯、產生開發(fā)所用的SDK和下載內核到目標機。利用開發(fā)工具EVC實現在PC機上的實時開發(fā)和在線仿真調試，最終實現了對無差錯H.264碼流實時解碼。

標簽： 264 ARM 無線傳輸差錯控制

上傳時間： 2013-06-18

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ARM環(huán)境下的通訊協(xié)議轉換器的研究與開發(fā)

本文介紹了通訊協(xié)議轉換器研究的背景意義和目前國內外發(fā)展的現狀，并詳細敘述了所選方案的設計過程。本協(xié)議轉換器的豐控制芯片采用了基于ARM7內核的32位微控制芯片LPC2212，提供了高速穩(wěn)定的硬件平臺。操作系統(tǒng)采用實時嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ，工作穩(wěn)定，實時性強，移植方便。本文的豐要內容如下：整體的設計思路，結構組成；系統(tǒng)硬件的設計，豐要包括網絡接口電路，USB接口電路，以及串口擴展電路；TCP/IP協(xié)議，豐要包括TCP協(xié)議，IP協(xié)議，ARP協(xié)議等；USB協(xié)議，豐要包括USB設備構架，USB數據流模型；串口數據轉以太網數據和 USB 數據以及太網數據和 USB 數據轉串口數據；嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ，豐要包括信號量，消息郵箱，消息隊列等；操作系統(tǒng)的移植，豐要包括與處理器相關的文件的改寫。整個系統(tǒng)的硬件和底層軟件部分已經完成，經串口調試軟件、USB總線監(jiān)測軟件以及以太網數據監(jiān)測軟件進行實際的收發(fā)數據實驗，驗證了方案的合理性。在USB和以太網驅動程序的編寫中，查閱了大量的相關資料。對于USB協(xié)議，重點分析了USB協(xié)議的架構和數據流模型。對于TCP/IP協(xié)議，仔細分析了其封裝和分用，分析了TCP協(xié)議、IP協(xié)議、ARP協(xié)議的原理及程序的實現。對于操作系統(tǒng)的移植，給出了具體的實現步驟，并給出了豐要的代碼。

標簽： ARM 環(huán)境通訊協(xié)議轉換器

上傳時間： 2013-06-10

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實現LED照明應用的無閃爍調光

LED照明已確然成為一項主流技術。該項技術正日臻成熟，標志之一就是大量LED照明標準和規(guī)范的陸續(xù)出臺。嚴格的效率要求已存在相當一段時間了，今后仍將不斷提高。但近段時間，LED照明設計師的工作卻更為棘手了，因為要同時滿足以下兩項要求：既要用針對白熾燈的調光器來實現調光控制功能，又要實現高功率因數性能。

標簽： LED 照明應用無閃爍調光

上傳時間： 2013-05-27

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基于FPGA的視頻編碼器設計

ISO和ITU-T制定的一系列視頻編碼國際標準的推出，開創(chuàng)了視頻通信和存儲應用的新紀元。從H.261視頻編碼建議，到H.262/3、MPEG-1/2/4等都有一個共同的不斷追求的目標，即在盡可能低的碼率(或存儲容量)下獲得盡可能好的圖像質量。本課題的研究建立在目前主流的壓縮算法的基礎上，綜合出各種標準中實現途徑的共性和優(yōu)勢，將算法的主體移植于FPGA(FieldProgrammableGateArray)平臺上。憑借該種類嵌入式系統(tǒng)配置靈活、資源豐富的特點，建立一個可重構的內核處理模塊。進一步的完善算法(運算速度、精度)和外圍系統(tǒng)后，就可作為專用視頻壓縮編碼器進行門級電路設計的原型，構建一個片上可編程的獨立系統(tǒng)。編碼器設計有良好的應用前景，通過使用離散余弦變換和熵編碼，對運動圖像從空間上進行壓縮編碼，使得編碼后的數據流適合于傳輸、通信、存儲和編輯等方面的要求。同時，系統(tǒng)的設計將解碼的工作量大幅度降低，功能模塊在作適當的改動后可為解碼器的參考設計使用。研究所涉及的各功能模塊都進行了系統(tǒng)性的仿真和綜合，滿足工程樣機的前期研發(fā)需要。

標簽： FPGA 視頻編碼器

上傳時間： 2013-04-24

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基于FPGA技術的星載高速復接器設計

隨著空間科學任務的增加,需要處理的空間科學數據量激增,要求建立一個高速的空間數據連接網絡.高速復接器作為空間飛行器星上網絡的關鍵設備,其性能對整個空間數據網絡的性能起著重要影響.該文闡述了利用先入先出存儲器FIFO進行異步速率調整,應用VHDL語言和可編程門陣列FPGA技術,對多個信號源數據進行數據打包、信道選通調度和多路復接的方法.設計中,用VHDL語言對高速復接器進行行為級建模,為了驗證這個模型,首先使用軟件進行仿真,通過編寫testbench程序模擬FIFO的動作特點,對程序輸入信號進行仿真,在軟件邏輯仿真取得預期結果后,繼續(xù)設計硬件電路,設計出的實際電路實現了將來自兩個不同速率的信源數據(1394總線數據和1553B總線數據)復接成一路符合CCSDS協(xié)議的位流業(yè)務數據.在實驗調試中對FPGA的輸出數據進行檢驗,同時對設計方法進行驗證.驗證結果完全符合設計目標.應用硬件可編程邏輯芯片FPGA設計高速復接器,大幅度提高了數據的復接速率,可應用于未來的星載高速數據系統(tǒng)中,能夠完成在軌系統(tǒng)的數據復接任務.

標簽： FPGA 星載復接器

上傳時間： 2013-07-17

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基于FPGA的DAB信道編碼器輸入接口的設計與實現

電臺廣播在我們的社會生活中占有重要的地位。隨著我國廣播事業(yè)的發(fā)展，對我國廣播業(yè)開發(fā)技術、信號的傳輸質量和速度提出了更高更新的要求，促使廣播科研人員不斷更新現有技術，以滿足人民群眾日益增長的需求。本論文主要分析了現行廣播發(fā)射臺的數字廣播激勵器輸入接口的不足之處，根據歐洲ETS300799標準，實現了一種激勵器輸入接口的解決方案，這種方案將復接器送來的ETI(NA,G704)格式的碼流轉換成符合ETS300799標準ETI(NI)的標準碼流，并送往后面的信道編碼器。ETI(NA,G704)格式與現行的ETI(NI,G703)格式相比，主要加入了交織和RS糾錯編碼，使得信號抗干擾能力大大加強，提高了節(jié)目從演播室到發(fā)射臺的傳輸質量，特別是實時直播節(jié)目要求信號質量比較好時具有更大的作用。本論文利用校驗位為奇數個的RS碼，對可檢不可糾的錯誤發(fā)出報警信號，通過其它方法替代原有信號，對音質影響不大，節(jié)省了糾正這個錯誤的資源和開發(fā)成本。同時，我們采用FPGA硬件開發(fā)平臺和VHDL硬件描述語言編寫代碼實現硬件功能，而不采用專用芯片實現功能，使得修改電路和升級變得異常方便，大大提高了開發(fā)產品的效率，降低了成本。經過軟件仿真和硬件驗證，本系統(tǒng)已經基本實現了預想的功能，擴展性較好，硬件資源開銷較小，具有實用價值。

標簽： FPGA DAB 信道編碼器

上傳時間： 2013-07-15

上傳用戶：afeiafei309
音樂可控速度燈流電路設計

通過駐極體話筒對音樂聲量進行采集后，把采集的信號進行放大整流濾波，并通過555構成的壓控振蕩器把音樂的聲量信號轉化成變化的振蕩頻率，即通過聲量的大小來產生相應頻率的振蕩信號，再經過二進制計數器對該振蕩輸出的脈沖進行計數輸出四種不同的狀態(tài)，通過二-四譯碼器對計數器輸出狀態(tài)進行譯碼產生相應的選通信號控制燈流接口電路，接口電路驅動一列信號指示燈,實現燈流速度隨音樂聲量大小而相應變化的效果。

標簽： 速度電路設計

上傳時間： 2013-04-24

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基于ARM平臺的嵌入式流媒體播放技術的研究與應用

隨著嵌入式系統(tǒng)以及流媒體技術的快速發(fā)展，基于嵌入式系統(tǒng)實現可視電話、視頻點播、視頻會議等功能已經成為當前的熱點研究領域。這樣的系統(tǒng)通常具有小型化、低功耗、低成本、穩(wěn)定可靠、便于攜帶等特點。本文旨在研究流媒體以及嵌入式系統(tǒng)的相關技術，基于ARM9處理器平臺實現一種基于嵌入式系統(tǒng)的流媒體播放器。該播放器的硬件平臺以32位高性能ARM9處理器為核心進行規(guī)劃，在此基礎上，采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)、MPEG-4視頻解碼技術和流媒體網絡傳輸技術進行設計。本文的主要貢獻體現在以下六個方面： l、分析嵌入式流媒體播放器的功能需求和技術特點，對嵌入式流媒體播放器的總體實現方案進行設計。 2、研究嵌入式Linux系統(tǒng)設計方法，基于ARM處理器平臺構建嵌入式Linux操作系統(tǒng)。這部分的工作包括嵌入式BootLoader的移植、Linux內核的配置與編譯以及根文件系統(tǒng)的創(chuàng)建。 3、研究MPEG-4視頻壓縮標準，基于ARM-Linux系統(tǒng)平臺移植MPEG-4視頻解碼器。 4、研究ARM體系結構以及基于ARM平臺的嵌入式軟件優(yōu)化方法，對所移植的MPEG-4視頻解碼器進行平臺相關優(yōu)化。 5、研究視頻通信中的錯誤隱藏技術，針對錯誤隱藏過程中傳統(tǒng)邊界匹配算法對邊緣匹配的局限性，提出了一種改進的基于時域與空域平滑性的邊界匹配算法。 6、研究流媒體網絡傳輸的相關技術協(xié)議，基于RTSP/RTP/RTCP協(xié)議實現了一個基本的MPEG-4視頻流實時傳輸系統(tǒng)。

標簽： ARM 嵌入式流媒體播放

上傳時間： 2013-05-16

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高效的CABAC解碼器設計及FPGA實現

H.264/AVC是ITU與ISO/IEC(International Standard Organization/Intemational Electrotechnical Commission國際標準化組織/國際電工委員會)聯(lián)合推出的活動圖像編碼標準。作為最新的國際視頻編碼標準，H.264/AVC與MPEG-4、H.263等視頻編碼標準相比，性能有了很大提高，并已在流媒體、數字電視、電話會議、視頻存儲等諸多領域得到廣泛的應用。基于上下文的自適應二進制算術編碼(Conrext-based Adaptive Binary Arithmetic Coding，CABAC)是H.264/AVC的兩個熵編碼方案之一，相對于另一熵編碼方案-CAVLC(基于上下文的自適應可變長編碼)，CABAC具有更高的數據壓縮率：在同等編碼質量下要比CAVLC提高10％～15％的壓縮率。CABAC能實現很高的數據壓縮率，但這是以增加實現的復雜性為代價的。在已有的硬件實現方法上，CABAC的解碼效率并不高。論文在深入研究CABAC解碼算法及其實現流程，并在仔細分析了H.264/AVC碼流結構的基礎上，總結出了影響CABAC解碼效率的各個環(huán)節(jié)，并以此為出發(fā)點，對CABAC解碼所需中的各個功能模塊進行了優(yōu)化設計，設計出一種新的CABAC解碼器結構，相對于一般的CABAC解碼器，它的解碼效率得到了顯著提高。論文針對影響CABAC解碼過程的"瓶頸"問題一多次訪問存儲部件影響解碼速率，提出了新的存儲組織方式，并根據CABAC的碼流結構特性，采用4個子解碼器級聯(lián)的方式來進一步提高解碼速率。最后，用Verilog語言對所設計的CABAC解碼器進行了描述，用EDA軟件對其進行了仿真，并在FPGA上驗證了其功能，結果顯示，該CABAC解碼器結構顯著提高了解碼效率，能夠滿足高檔次實時通訊的要求。

標簽： CABAC FPGA 解碼器

上傳時間： 2013-07-03

上傳用戶：huazi