隨著移動終端、多媒體、Internet網絡、通信,圖像掃描技術的發展,以及人們對圖象分辨率,質量要求的不斷提高,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據帶來的帶寬要求,因此采用硬件實現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,量化后的處理環節,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,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項目為背景,對熵編碼器和解碼器的硬件實現進行探討,給出了并行熵編碼和解碼器的實現方案。熵編解碼器中的難點是huffman編解碼器的實現。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,避免了因數據處理不及時造成數據丟失的可能性,從而保證了編碼的正確性。而在實現并行的huffman解碼器時,解碼算法充分利用了規則化碼書帶來的碼字的單調性,及在特定長度碼字集內碼字變化的連續性,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、系統的解碼效率和速度。在實現并行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,能夠對圖像壓縮系統中經過DWT變換,量化,掃描后的數據進行正確的編碼。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據提供給解碼系統的后續反量化模塊,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,然后分別實現各子模塊,并最終完成整個系統。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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微波功率放大器的線性化技術研究,可以供你進行參考!
上傳時間: 2013-04-24
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基于電子鼻技術和嵌入式技術的智能乙醇電子鼻系統是針對乙醇氣體濃度檢測的集成系統,可以在規定的溫度、濕度和氣壓條件下,分析測量出氣體中乙醇含量,具有廣闊的應用前景。本文中智能乙醇電子鼻系統的研制涉及到測量人體肺深部氣體中的乙醇含量,即呼出氣體中的乙醇含量BrA.(breat.alcoho.concentration),然后根據比例關系得出人體血液中的乙醇含量BAC(bloo.alcoho.concentration),本文的研究內容如下: 第一章提出了課題來源及研究意義;在此基礎上分析電子鼻技術和嵌入式技術的國內外研究現狀,涉及到乙醇電子鼻、氣敏傳感器,以及嵌入式操作系統等技術;然后根據這些技術特點,確定了本文的研究內容和實施路線;最后,給出了論文的框架結構。 第二章分析系統需求,結合嵌入式技術理論,確定系統硬件方案和軟件方案;在硬件方案中涉及到信息的處理、存儲、通信等,在軟件方案中涉及到嵌入式操作系統、文件系統、GUI系統的選擇;對于乙醇電子鼻傳感器方案,詳細論述了乙醇燃料電池的工作過程及原理;最后,制定了智能乙醇電子鼻系統的總體技術及實施方案。 第三章著重闡述了系統的硬件設計過程,采用模塊化思想,分階段、分步驟地設計了硬件電路:分別從中央處理單元、信息采集及預處理、數據顯示及報警、數據通信、數據存儲、人機交互這六個方面,詳細描述了硬件電路的工作過程和原理;至此,搭建出了硬件平臺。 第四章主要描述了系統的軟件設計過程,按照軟件開發的流程,從系統引導代碼BootLoader的編寫,到嵌入式操作系統μClinux的移植,再到文件系統JFFS2的移植,最后到MiniGUI圖形庫的移植,都一一詳細論述了實現過程;至此,搭建出了系統的軟件平臺。 第五章基于搭建的軟件平臺,闡述了系統相關驅動程序的開發過程、操作界面和應用程序的設計過程,給出了系統的界面圖與操作流程圖,明確體現了系統的功能模塊;至此,完成了智能乙醇電子鼻系統的驅動及應用程序開發。 第六章和第七章,針對智能乙醇電子鼻系統的測試分析,搭建了系統測試平臺,指定了符合本系統的測試指標及標準;對測試結果進行詳細分析和對比,得出了系統性能的評價。根據這些評價,提出了系統的不足和今后要進一步研究和完善的方面。關鍵詞:乙醇電子鼻;嵌入式系統;燃料電池;ARM;μCLinux操作系統
上傳時間: 2013-07-24
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TCP/IP協議作為Internet上的通信實現方式的一種,是近年來嵌入式應用領域的一個研究熱點。嵌入式設備要與Internet網絡直接交換信息,就需要支持TCP/IP協議。嵌入式系統具有內核小、專用性強、系統精簡、實時性高、功耗和環境要求嚴格等特點,所以傳統的TCP/IP協議不適合移植到嵌入式系統中。實現嵌入式系統網絡接入有兩種選擇,第一種是按照TCP/IP協議的原理編寫簡化版的通信協議;第二種是將已有小型的,適用于嵌入式系統的網絡協議移植到系統中。 首先本文簡要介紹了嵌入式網絡協議的研究現狀和研究內容,分析了LwIP協議棧中IP協議、TCP協議、UDP協議和ICMP協議的原理。由于LwIP沒有使用和操作系統相關的系統調用和數據結構,所以在LwIP和操作系統之間增加了一個操作系統封裝層為操作系統服務。LwIP不僅保持了TCP協議主要功能,而且減少了對RAM的占用。 其次,移植中實現了操作系統模擬層和LwIP底層接口。操作系統模擬層為協議和操作系統提供了一個接口,使協議對操作系統透明,可以不依賴操作系統運行,需要實現信號量、郵箱、線程和臨界保護。LwIP底層接口為不同的硬件提供不同的驅動程序,需要實現系統初始化、網卡初始化、線程接收、數據包的讀取和發送。 最后提出測試設計框架,在ARM開發板和μC/OS-Ⅱ操作系統上對移植的協議進行測試。測試結果表明,移植協議可以正常工作,實現了基本的網絡功能。
上傳時間: 2013-07-11
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減搖鰭是船舶與海洋工程中的一種重要系統,目前已在多種船舶中廣泛應用。減搖鰭對于提高船舶耐波性,增加船舶使用壽命,改善設備與人員的工作條件,提高艦艇的戰斗力具有重要作用。減小船舶橫搖是目前船舶運動控制領域的重要課題之一。本文以船舶減搖鰭系統作為研究對象,重點講述了基于ARM處理器的減搖鰭控制器的設計與實現方案。 減搖鰭系統目前大多采用基于力矩對抗原理的PID控制器??刂破鞯男阅軐Υ白匀粰M搖周期和無因次橫搖衰減系數有著很大的依賴關系。由于船舶橫搖運動的復雜性、非線性、時變性和海況的不確定性,經典PID控制難以獲得滿意的控制效果。采用先進的控制策略是解決這一問題的有效方法。本論文將模糊控制與PID控制相結合,實現了無須精確的對象模型,只須將操作人員和專家長期實踐積累的經驗知識用控制規則模型化,然后用模糊推理在線辨識對象特征參數,便可對PID參數實現自整定。另外,浪級調節器做為減搖鰭控制器的一個重要組成部分,本論文也對其設計進行了研究,提出了一種基于海浪譜估計的浪級調節器的設計方法,彌補了傳統浪級調節器不能充分利用海浪信息的不足。 目前大多數的減搖鰭控制器使用單片機作為主處理器或者以工控機為基礎開發而來的,前者集成度不高,穩定性也不好,而后者成本較高。因此,本課題設計了一款新型的基于ARM處理器的減搖鰭控制器,解決了上述問題。該系統主要由硬件平臺和軟件平臺兩部分組成。硬件平臺主要包括基于飛利浦公司的LPC2214的控制器核心電路和輔助實現控制的驅動電路;軟件平臺主要是基于ARM的軟件,包括啟動代碼和應用程序。 研究結果表明:開發的嵌入式減搖鰭控制系統不僅具有集成度高、性價比高、性能優越、抗干擾能力強、穩定性好、實時性高等優點。同時更能夠適應減搖鰭控制系統智能化的發展趨勢,所以該減搖鰭控制器具有很好的使用價值及意義。
上傳時間: 2013-07-10
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開關磁阻電機驅動系統(SRD)是一種新型交流驅動系統,以結構簡單、堅固耐用、成本低廉、控制參數多、控制方法靈活、可得到各種所需的機械特性,而備受矚目,應用日益廣泛.并且SRD在寬廣的調速范圍內均具有較高的效率,這一點是其它調速系統所不可比擬的.但開關磁阻電機(SRM)的振動與噪聲比較大,這影響了SRD在許多領域的應用.本文針對上述問題進行了研究,提出了一種新型齒極結構,可有效降低開關磁阻電機的振動與噪聲.通過電磁場有限元計算可看出,在新型齒極結構下,導致開關磁阻電機振動與噪聲的徑向力大為減小,尤其是當轉子極相對定子極位于關斷位置時,徑向力大幅度地減小,并改善了徑向力沿定子圓周的分布,使其波動減小,從而減小了定子鐵心的變形與振動,進而降低了開關磁阻電機的噪聲.靜態轉矩因轉子極開槽也略微減小,但對電機的效率影響不大.開關磁阻電機因磁路的飽和導致參數的非線性,又因在不同控制方式下是變結構的.這使得開關磁阻電機的控制非常困難.經典的線性控制方法如PI、PID等方法用于開關磁阻電機的控制,效果不好.其它的控制方法如滑模變結構控制、狀態空間控制方法等可取得較好的控制效果但大都比較復雜,實現起來比較困難.而智能控制方法如模糊控制本身為一種非線性控制方法,對于非線性、變結構、時變的被控對象均可取得較好的控制效果且不需知道被控對象的數學模型,這對于很難精確建模的開關磁阻電機來說尤其適用.同時,模糊控制實現比較容易.但對于變參數、變結構的開關磁阻電機來說固定參數的模糊控制在不同條件下其控制效果難以達到最優.為取得最優的控制效果,該文采用帶修正因子的自組織模糊控制器,采用單純形加速優化算法通過在線調整參數,達到了較好的控制效果.仿真結果證明了這一點.
上傳時間: 2013-05-16
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現場總線技術以其先進性、實用性、可靠性、開放性等優點,已經成為自動化技術發展的熱點?,F場總線控制系統作為一種開放的、具可互操作性的、徹底分散的分布式控制系統,已經對傳統的PLC、集散控制系統形成了巨大的沖擊,具有廣闊的發展前景。 作為現場總線之一的CAN總線以其可靠性高、實時性好、價格低廉、容易實現等優點,被廣泛應用于工業控制領域。與傳統的控制系統相比,基于CAN總線設計的工業控制系統可以減少系統控制的復雜性,降低成本,并能提高系統的穩定性和擴展性。 本論文針對某石材加工廠的具體應用需求,在分析了CAN總線協議的基礎上,給出了工業控制網絡的總體解決方案,主控節點硬件設計、軟件設計,人機界面設計,以及網絡通訊結構模型及具體實現流程,完成的主要工作如下: 軟硬件平臺設計,基于ARM處理器LPC2378開發了工控網絡主控節點。設計了該節點的硬件電路,包括CAN總線接口電路、串行接口電路、AD、DA轉換隔離電路等。在硬件平臺上進行μC/OS-II操作系統移植,基于該操作系統編寫了各硬件模塊驅動程序,主要包括串行接口和CAN模塊的初始化、數據接收以及發送。 通訊設計,根據工業控制應用的具體需求,設計了網絡整體解決方案,包括網絡拓撲方案,通訊結構等,基于CAN總線技術規范CAN2.0B自定義了CAN總線網絡應用層通信協議CAN08。 人機界面設計,基于威綸MT505設計了工控網絡的人機界面,編程實現人機界面與主控節點的Modbus通訊。
上傳時間: 2013-07-09
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比例-積分-微分(PID)是過程控制中最常用的一種控制算法。算法簡單而且容易理解,應用十分廣泛。但由于應用領域的不同,功能上差別很大,系統的控制要求及關心的控制對象也不相同。數字PID控制比連續PID控制更為優越,因為計算機程序的靈活性,很容易克服連續PID控制中存在的問題,經修正而得到更完善的數字PID算法。本文以三相全控整流橋阻性負載為實際電路,控制主電路電壓,旨在提出一種智能數字PID控制系統的設計思路,并給出了詳細的硬件設計及初步軟件設計思路。 PID控制系統采用高性能、低功耗的ARM微處理器S3C44BO作為核心處理單元,內部的10位ADC作為信號采集模塊,采用了矩陣鍵盤和640*480的液晶作為人機接口;串口作為通信模塊實現了上位機的監控。采用芯片內部自帶的PWM模塊,輸出16M Hz PWM信號并經過一階低通濾波器得到0~5V的控制信號用于觸發主電路控制器,實現PID整定。 軟件方面,分析和研究了uC/OSⅡ的內核源碼,實現了其在32位微處理器上的移植,作為管理各個子程序執行的系統軟件。選用了圖形處理軟件uC/GUI用于完成LCD顯示及控制。PID算法采用了增量式數字PID算法,采用規一化算法進行參數選取。上位機部分采用了C#語言進行編寫。另外,采用了RTC(Real Time Clock)作為系統時鐘,可以實現系統的定時運行、定時模式切換等。在上位機上也可以方便的控制程序的執行,實現遠程監控。 在論文的最后詳細的介紹了智能PID控制系統在三相全控橋主電路中的具體應用??偨Y了調試中遇到的問題,對今后工作中需要進一步改善和探索的地方進行了展望。
上傳時間: 2013-08-01
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自動售貨機作為自助服務領域中的一員,為國內外該領域廠商所研究,并且得到了廣泛的應用。為了適應客戶的需求,需要開發一套功能更加完善、擴展性能更強的自動售貨機控制器。 本文以國內自動售貨機制造商--湖南金碼智能設備制造有限公司在自動售貨機控制器的研究現狀為背景,分析了公司現有控制器的不足,并制定出基于ARM7與嵌入式實時操作系統μC/OS-Ⅱ的自動售貨機控制器的設計方案。 系統硬件完成了控制器外圍各模塊的接口電路圖設計,分析了自動售貨機控制器的組成;實現了電源模塊、MDB外設驅動模塊、電機驅動模塊、鍵盤與顯示模塊以及數據存儲模塊的開發,并對各模塊的原理與電氣特性進行了詳細的說明。 軟件上,將μC/OS-Ⅱ成功移植了至ARM7體系結構;針對售貨機本身是一個自反應、事件驅動的系統,使用有限狀態機來管理系統狀態以及狀態轉換,并高效地實現了更適用于復雜系統的層次型有限狀態機;在μC/OS-Ⅱ與層次有限狀態機的新軟件框架支持下,編寫了鍵盤與顯示模塊、MDB設備、數據存儲設備等的驅動程序和系統應用程序。 最后,調試與試驗表明基于ARM的控制器滿足售貨機基本要求,并且本課題的設計方案對較復雜的嵌入式系統的研究有一定的借鑒意義和應用價值。
上傳時間: 2013-05-31
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本文深入研究了Nios 自定制指令的軟硬件接口,基于Altera 的IP 核FFT V2.2.0實現了變換長度為1024 點的高速復數FFT 算法,提出了一種在Nios 嵌入式系統中定制用戶FFT 算
上傳時間: 2013-04-24
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