隨著移動終端、多媒體、Internet網(wǎng)絡、通信，圖像掃描技術的發(fā)展，以及人們對圖象分辨率，質(zhì)量要求的不斷提高，用軟件壓縮難以達到實時性要求，而且會帶來因傳輸大量原始圖象數(shù)據(jù)帶來的帶寬要求，因此采用硬件實現(xiàn)圖象壓縮已成為一種必然趨勢。而熵編碼單元作為圖像變換，量化后的處理環(huán)節(jié)，是圖像壓縮中必不可少的部分。研究熵編解碼器的硬件實現(xiàn)，具有廣闊的應用背景。本文以星載視頻圖像壓縮的硬件實現(xiàn)項目為背景，對熵編碼器和解碼器的硬件實現(xiàn)進行探討，給出了并行熵編碼和解碼器的實現(xiàn)方案。熵編解碼器中的難點是huffman編解碼器的實現(xiàn)。在設計并行huffman編碼方案時通過改善Huffman編碼器中變長碼流向定長碼流轉換時的控制邏輯,避免了因數(shù)據(jù)處理不及時造成數(shù)據(jù)丟失的可能性，從而保證了編碼的正確性。而在實現(xiàn)并行的huffman解碼器時，解碼算法充分利用了規(guī)則化碼書帶來的碼字的單調(diào)性，及在特定長度碼字集內(nèi)碼字變化的連續(xù)性，將并行解碼由模式匹配轉換為算術運算，提高了存儲器的利用率、系統(tǒng)的解碼效率和速度。在實現(xiàn)并行huffman編碼的基礎上，結合針對DC子帶的預測編碼，針對直流子帶的游程編碼，能夠?qū)D像壓縮系統(tǒng)中經(jīng)過DWT變換，量化，掃描后的數(shù)據(jù)進行正確的編碼。同時，在并行huffman解碼基礎上的熵解碼器也可以解碼出正確的數(shù)據(jù)提供給解碼系統(tǒng)的后續(xù)反量化模塊，進一步處理。在本文介紹的設計方案中，按照自頂向下的設計方法，對星載圖像壓縮系統(tǒng)中的熵編解碼器進行分析，進而進行邏輯功能分割及模塊劃分，然后分別實現(xiàn)各子模塊，并最終完成整個系統(tǒng)。在設計過程中，用高級硬件描述語言verilogHDL進行RTL級描述。利用了Altera公司的QuartusII開發(fā)平臺進行設計輸入、編譯、仿真，同時還采用modelsim仿真工具和symplicity的綜合工具，驗證了設計的正確性。通過系統(tǒng)波形仿真和下板驗證熵編碼器最高頻率可以達到127M，在62.5M的情況下工作正常。而熵解碼器也可正常工作在62.5M，吞吐量可達到2500Mbps，也能滿足性能要求。仿真驗證的結果表明：設計能夠滿足性能要求，并具有一定的使用價值。
上傳時間： 2013-05-19
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逆變控制器的發(fā)展經(jīng)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(shù)模混合電路過渡到純數(shù)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(xiàn)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(xiàn)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(shù)學模型，以及基于極點配置的單相電壓型PWM逆變器電流內(nèi)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(chǎn)生器，三角波發(fā)生器，死區(qū)控制器，數(shù)據(jù)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(shù)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(xiàn)數(shù)控振蕩器（DCO）功能的高精度二階全數(shù)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(shù)據(jù)流聯(lián)系，其執(zhí)行順序和數(shù)據(jù)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(chǎn)生機理，并給出了常用的解決措施。
上傳時間： 2013-05-28
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本論文首先描述了數(shù)字下變頻基本理論和結構,對完成各級數(shù)字信號處理所涉及到的CORDIC、CIC、HB、DA、重采樣等關鍵算法做了適當介紹;然后根據(jù)這些算法提出了基于FPGA實現(xiàn)的結構并進一步給出了性能分析;并且從數(shù)字下變頻的系統(tǒng)層次上考慮了各模塊彼此間的性能制約,從而選擇合理配置、優(yōu)化系統(tǒng)結構以獲得模塊間的性能均衡和系統(tǒng)性能的最優(yōu)化;最后給出了FPGA實現(xiàn)的數(shù)字下變頻器在測試中產(chǎn)生的波形和頻譜,作了測試結果分析.
標簽： FPGA 數(shù)字下變頻
上傳時間： 2013-05-25
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數(shù)字相關器是無線數(shù)字接收機的重要組成部分,它主要用于對中頻數(shù)字化后的信號進行解調(diào)和同步,從而恢復出原始的基帶數(shù)據(jù).本文的重點是如何高效的實現(xiàn)無線通信接收系統(tǒng)中數(shù)字中頻部分,主要研究如何對MSK信號進行正確、有效、實時的解調(diào),其內(nèi)容包括1.MSK信號簡介及分析,研究其特征,以便有效的對其解調(diào).2.對解調(diào)技術中涉及的重點模塊,比如NCO、CORDIC算法等做了理論上的介紹與分析.3.MSK信號的數(shù)字解調(diào)技術,比較了各種解調(diào)技術,主要是正交解調(diào)和差分解調(diào),分析了它們的優(yōu)勢和劣勢,并進行了仿真驗證.4.在FPGA中實現(xiàn)了數(shù)字中頻系統(tǒng)的各個關鍵模塊.5.最終的解調(diào)模塊在實際的PCB基板上調(diào)試通過,并應用在實際產(chǎn)品中.
標簽： FPGA 數(shù)字相關器 解調(diào) 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-06-21
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隨著世界能源危機的到來，太陽能光伏發(fā)電在能源結構中正在發(fā)揮著越來越大的作用。而太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件并網(wǎng)逆變器的性能還需要進一步提高。為了迎合市場上對高品質(zhì)、高性能、智能化并網(wǎng)逆變器的需求，我們將ARM+DSP架構作為并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)集成了ARM和DSP的各自的強大功能，使并網(wǎng)逆變器的性能和智能化水平得到了顯著提高。本論文是基于山東大學魯能實習基地“光伏并網(wǎng)逆變器項目”，目前已經(jīng)試制出樣機。本人主要負責并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)的軟硬件設計工作。本文主要研究內(nèi)容有： 1.本并網(wǎng)逆變器采用了內(nèi)高頻環(huán)逆變技術。文中詳細分析了這種逆變器的優(yōu)缺點，進行了充分的系統(tǒng)分析和論證。 2.采用MATLAB/Simulink軟件對并網(wǎng)逆變器的控制算法進行仿真，包括前級DC-DC變換的控制算法以及后級DC-AC逆變的控制算法。通過仿真驗證了所設計算法的可行性，對DSP程序開發(fā)提供了很好的指導意義。 3.本文將ARM+DSP架構作為逆變器的控制系統(tǒng)，并設計了相應的硬件控制系統(tǒng)。DSP控制板硬件系統(tǒng)包括AD數(shù)據(jù)采集、硬件電流保護、電源、eCAN總線，SPI總線等硬件電路。ARM板硬件系統(tǒng)包括SPI總線、RS232總線、RS480總線、以太網(wǎng)總線、LCD顯示、實時時鐘、鍵盤等硬件電路。 4.本文設計和實現(xiàn)了兩種最大功率點跟蹤控制算法：功率擾動觀察法或增量電導法；孤島檢測方法采用被動式和主動式兩種檢測方式，被動式所采用的方法是將過/欠電壓和電壓相位突變檢測相結合的方式，主動式采用正反饋頻率偏移法；為了實現(xiàn)并網(wǎng)逆變器的輸出電流與電網(wǎng)電壓同頻同相，使用了軟件鎖相環(huán)控制技術。本文分別給出了以上各種算法的控制程序流程圖。 5.本文也給出了AD數(shù)據(jù)采集、eCAN總線、RS232、RS485、以太網(wǎng)、PWM輸出等程序流程圖，以及DSP和ARM之間的SPI總線通信程序流程圖。并且分別給出了ARM管理機控制系統(tǒng)主程序流程圖和DSP控制機控制系統(tǒng)主程序流程圖。 6.最后對并網(wǎng)逆變器樣機進行實驗結果分析。結果顯示：該樣機基本上實現(xiàn)了本文提出的設計方案所應完成的各項功能，樣機的性能比較理想。
標簽： ARMDSP 架構 太陽能光伏 并網(wǎng)逆變器
上傳時間： 2013-07-10
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智能電表、水表、煤/燃氣表、熱量表等大量地出現(xiàn)在人們的生活中，同時這些儀表的抄錄工作變得越來越煩瑣，工作量大，工作效率低，不僅給用戶帶來不便，而且會存在漏抄、誤抄、估抄的現(xiàn)象。隨著電子技術、通信技術和計算機技術的飛速發(fā)展，人工抄表已經(jīng)逐步被自動抄表所代替。 集中器是一個數(shù)據(jù)集中處理器，是多對象自動抄表系統(tǒng)的通信橋梁，負責對各智能表的數(shù)據(jù)進行采集、存儲和管理，及時有效地向上位機傳輸數(shù)據(jù)并執(zhí)行上位機發(fā)送的指令。提高多對象集中器數(shù)據(jù)處理能力，有效完成上下行通信是多對象自動抄表系統(tǒng)AMRS（Automation Meter Reading System）目前需要解決的關鍵問題。 本文針對多對象集中器這樣一個較復雜的通信與控制系統(tǒng)，提出采用32位的高性能嵌入式微處理器。32位ARM9微處理器處理速度快、硬件性能高、低功耗、低成本，集成了相當多的硬件資源，硬件的擴展和設計大大簡化，ARM9（S3C2410）為工業(yè)級芯片，抗干擾能力強，能夠適應運行現(xiàn)場的較惡劣環(huán)境，8/16位微控制器運算能力有限，對于較復雜的通信與控制算法難以順利完成；硬件平臺依賴性強，不利于軟件的開發(fā)、升級與移植；在缺乏多任務調(diào)度機制的情況下，應用軟件不僅實現(xiàn)難度大，且可靠性難以保證。 本文首先對多對象遠程抄表系統(tǒng)的總體結構進行研究，主要研究了多對象遠程抄表系統(tǒng)中集中器的軟件和硬件實現(xiàn)，對硬件資源進行了外圍擴展，對S3C2410微處理器芯片的外圍硬件進行了擴展設計，使之具備了滿足使用需求的最小系統(tǒng)硬件資源，包括時鐘、復位、電源、外圍存儲、LCD、RS-485通信模塊、CAN通信模塊等電路設計。實時時鐘為多對象集中器定時抄表提供時間標準；電源電路為多對象集中器系統(tǒng)提供穩(wěn)定電源；看門狗電路的設計保證多對象集中器系統(tǒng)可靠運行，防止系統(tǒng)死機；數(shù)據(jù)存儲器主要用于存儲參數(shù)、變量、集中器自身的參數(shù)，負責智能表的參數(shù)以及智能表用量等。上行通道即多對象集中器與上位機之間的通信線路，采用CAN現(xiàn)場總線進行通信；下行通道即多對象集中器與智能表之間的通信，采用RS-485總線進行通信。軟件設計上，主要針對多對象集中器的數(shù)據(jù)存儲功能和串行通訊功能進行程序編寫。基于ARM的多對象遠程抄表系統(tǒng)集中器可以實現(xiàn)多對象遠程抄表，提高了數(shù)據(jù)處理能力，有效完成了上下行通信，可靠性強，穩(wěn)定性高，結構簡單。
標簽： ARM 對象 遠程抄表系統(tǒng) 集中器
上傳時間： 2013-06-07
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近年來，網(wǎng)絡音樂，特別是網(wǎng)絡電臺的風行，受到越來越多的大眾追捧。網(wǎng)絡音樂以其及時、海量、靈活、個性化、時尚的風格，吸引了越來越多消費者的加入和眾多商家的關注。但是，作為網(wǎng)絡音樂的終端--流媒體播放器，最直接面向大眾的窗口，卻顯得單一，大部分商家只提供PC上的流媒體播放器。正出于此，本課題把目光投向那些不使用PC或者不愿長時間使用PC的用戶，為他們量身定制流媒體播放設備，讓用戶不必使用PC也可享受網(wǎng)絡音樂帶來的快樂。 本課題的研發(fā)正是基于上述背景，研發(fā)支持無線網(wǎng)絡的嵌入式多功能流媒體播放設備。本課題的研究目標是實現(xiàn)一個嵌入式流媒體播放器(亦稱為InternetRadio)，Internet Radio是一個可以在家中自由移動、任意擺放的網(wǎng)絡流媒體播放設備。只要處在有網(wǎng)絡環(huán)境中，Internet Radio的音樂平臺讓用戶不必打開計算機，就能接收全球數(shù)千個不同風格、不同國家的各種類型音樂電臺。除了可以直接透過因特網(wǎng)收聽網(wǎng)絡廣播外，還可以播放儲存于計算機硬盤或MP3設備中的音樂。 本系統(tǒng)采用ARM920T作為處理器，基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)、vTuner網(wǎng)絡電臺地址數(shù)據(jù)庫、Mplayer播放器軟件和FLTK界面開發(fā)工具來實現(xiàn)。系統(tǒng)實現(xiàn)了除一般意義的音頻流媒體播放和接收調(diào)頻廣播等功能之外，還增加了本地相框和網(wǎng)絡數(shù)碼相框Flickr在線分享的流行時尚元素。本論文具體分析了系統(tǒng)的硬件平臺，主要論述了軟件的實現(xiàn)，系統(tǒng)的主要軟件功能包括bootloader和嵌入式Linux系統(tǒng)的移植，根文件系統(tǒng)的構建，播放器軟件程序的研究、比較、移植和編寫，系統(tǒng)與網(wǎng)絡電臺地址數(shù)據(jù)庫vTuner和網(wǎng)絡相框Flickr的交互，Microwindows、Nxlib和FLTK的移植和基于FLTK的圖形界面開發(fā)，以及基于FLIK開發(fā)出良好的人機交互界面。作為項目的主要核心人員，作者負責系統(tǒng)的軟件架構設計、Linux系統(tǒng)的移植、播放器軟件的研究和開發(fā)、GUI開發(fā)工具和圖形庫的移植、圖片播放的實現(xiàn)、用戶與設備交互的實現(xiàn)和大部分界面程序的編碼等關鍵工作。
上傳時間： 2013-07-10
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隨著電力電子技術的發(fā)展，模塊化程度低、缺乏靈活性、設計復雜、標準化程度低等因素日益成為制約其發(fā)展的瓶頸。而電力電子結構塊（PEBB）正是為解決以上問題而提出的方法。因此研究利用PEBB來組建功率變換器具有一定的優(yōu)勢和重要的意義。 本文將電子技術和計算機技術等領域先進的、成熟的集成相關的技術應用于電力電子系統(tǒng)集成中，對電力電子系統(tǒng)集成中的操作系統(tǒng)、分布式控制技術和通信技術進行了研究。 將電力電子系統(tǒng)進行結構劃分，分為PEBB功率部分和通用控制部分。對于功率部分，采用分立元件設計了一個半橋PEBB，包括主電路、保護電路、驅(qū)動電路、吸收電路和濾波電路等。在分析和對比了各種通信接口后選擇具有“即插即用”功能的通用串行接口（USB）做為PEBB的數(shù)字通信接口。對于通用控制部分，選用具有高性價比的ARM7芯片S3C44B0X做為核心處理單元，輔以相應的外圍電路。采用USB主機控制芯片使其具有類似USB主機的功能，實現(xiàn)與PEBB的通信和方便“即插即用”的管理。在軟件設計上引入實時操作系統(tǒng)UC/OS-Ⅱ，采用多任務系統(tǒng)的形式，滿足電力電子操作系統(tǒng)實時性的要求。然后，用兩個半橋PEBB和一個通用控制器組成了一個單相全橋電壓逆變器，分析和解決PEBB之間的同步等問題。最后給出并分析了實驗結果。 通過上述工作，驗證了PEBB對解決當前電力電子技術系統(tǒng)集成問題的可行性，為后續(xù)研究打下基礎。
上傳時間： 2013-07-12
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紅外微電腦自動泵液器是21世紀一個實用的全新的小家電產(chǎn)品。它采用紅外技術感應人手，由單片機控制出液量， 具有抗干擾能力強、無誤操作、省電節(jié)能等特點。
上傳時間： 2013-04-24
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指令集仿真器是目前嵌入式系統(tǒng)研究中一個極其重要的領域，一個靈活高效且準確度高的仿真器不僅可以實現(xiàn)對嵌入式系統(tǒng)硬件環(huán)境的仿真，而且是現(xiàn)代微處理器結構設計過程中性能評估的重要工具. 仿真器的性能已經(jīng)成為影響整個設計效率的重要因素，在現(xiàn)有的指令集仿真技術中，編譯型仿真技術雖然可以獲得高的仿真速度，但其對應用的假設過于嚴格，限制了其在商業(yè)領域中的應用；解釋型仿真器雖被普遍使用，但其缺點也很明顯，由于模擬過程中需要耗費大量時間用于指令譯碼，解釋型模擬器速度往往很有限，使用性能較低。由此可見，如何減少仿真過程中的指令譯碼時間，是提高仿真器的性能的關鍵。 本文旨在提出一個指令集仿真器的原型，重點解決指令解碼過程中的速度瓶頸，在其基礎可以進行擴充和改進，以適應不同硬件平臺的需要。文章首先從ARM指令集的指令功能和編碼格式入手，通過分析和比較找出了一般常用指令的編碼和實現(xiàn)規(guī)律，并在此基礎上進行了高級語言的描述，其后提出了改進版解釋型指令集仿真器的設計方案，包括為提高仿真器性能，減少譯碼時間，創(chuàng)新性的在流程設計中加入了預解碼的步驟，同時用自己設計的壓縮算法解決了因預解碼產(chǎn)生大量譯碼信息而帶來的內(nèi)存過度消耗難題。接下來，描述了仿真器的實現(xiàn)，包括指令的取指、譯碼、執(zhí)行等基本功能，并著重描述了如何通過劃分存儲域和存儲塊的方式模擬真實存儲器的讀寫訪問實現(xiàn)。 另外，需要特別指出的是，針對仿真器中普遍存在的調(diào)試難問題，本文從一線程序開發(fā)人員的角度，在調(diào)試模塊的設計中除了斷點設置、程序暫停、恢復等基本功能外，還添加了各類監(jiān)視設備和程序跟蹤的功能，以期能提高本仿真器的實用性。 在文章的結尾，提出了仿真器的驗證方案，并按照該方案對仿真器進行了功能和性能上的驗證，最后對進一步的工作進行了展望。
上傳時間： 2013-08-02
上傳用戶：宋桃子
