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衛(wèi)星

紅外焦平面陣列非均勻校正算法研究及其FPGA硬件實(shí)現(xiàn)

　本文結(jié)合中國科技大學(xué)大規(guī)模集成電路實(shí)驗(yàn)室和中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所合作的星載紅外相機(jī)項(xiàng)目，為了解決紅外相機(jī)上的不同波段的紅外探測元陣列存在的非均勻性問題，對紅外焦平面探測元陣列存在的非均勻性問題展開了深入的分析和研究。主要研究和分析了兩類算法的基本原理，重點(diǎn)研究和實(shí)現(xiàn)了定標(biāo)校正算法，通過對積分球定標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的分析，將探測元分成線性探測元和非線性探測元，對線性探測元采用兩點(diǎn)校正法，對非線性探測元采用多點(diǎn)分段校正算法，在利用FPGA硬件實(shí)現(xiàn)非均勻校正時(shí)，分析設(shè)計(jì)了基于乘法運(yùn)算和加法運(yùn)算的FPGA實(shí)現(xiàn)，在基于乘加器運(yùn)算的FPGA實(shí)現(xiàn)中。設(shè)計(jì)出了乘法和加法整體運(yùn)算的乘加器，內(nèi)部采用流水線wallace樹壓縮結(jié)構(gòu)，大大加快乘法和加法的速度。

標(biāo)簽： FPGA 紅外焦平面校正算法研究

上傳時(shí)間： 2013-04-24

上傳用戶：weddps
圖象壓縮系統(tǒng)中熵編解碼器的FPGA設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

隨著移動終端、多媒體、Internet網(wǎng)絡(luò)、通信，圖像掃描技術(shù)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(dá)到實(shí)時(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)，具有廣闊的應(yīng)用背景。本文以星載視頻圖像壓縮的硬件實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目為背景，對熵編碼器和解碼器的硬件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行探討，給出了并行熵編碼和解碼器的實(shí)現(xiàn)方案。熵編解碼器中的難點(diǎn)是huffman編解碼器的實(shí)現(xiàn)。在設(shè)計(jì)并行huffman編碼方案時(shí)通過改善Huffman編碼器中變長碼流向定長碼流轉(zhuǎn)換時(shí)的控制邏輯,避免了因數(shù)據(jù)處理不及時(shí)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(shí)現(xiàn)并行的huffman解碼器時(shí)，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(zhuǎn)換為算術(shù)運(yùn)算，提高了存儲器的利用率、系統(tǒng)的解碼效率和速度。在實(shí)現(xiàn)并行huffman編碼的基礎(chǔ)上，結(jié)合針對DC子帶的預(yù)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(jìn)行正確的編碼。同時(shí)，在并行huffman解碼基礎(chǔ)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(jìn)一步處理。在本文介紹的設(shè)計(jì)方案中，按照自頂向下的設(shè)計(jì)方法，對星載圖像壓縮系統(tǒng)中的熵編解碼器進(jìn)行分析，進(jìn)而進(jìn)行邏輯功能分割及模塊劃分，然后分別實(shí)現(xiàn)各子模塊，并最終完成整個(gè)系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)過程中，用高級硬件描述語言verilogHDL進(jìn)行RTL級描述。利用了Altera公司的QuartusII開發(fā)平臺進(jìn)行設(shè)計(jì)輸入、編譯、仿真，同時(shí)還采用modelsim仿真工具和symplicity的綜合工具，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性。通過系統(tǒng)波形仿真和下板驗(yàn)證熵編碼器最高頻率可以達(dá)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(dá)到2500Mbps，也能滿足性能要求。仿真驗(yàn)證的結(jié)果表明：設(shè)計(jì)能夠滿足性能要求，并具有一定的使用價(jià)值。

標(biāo)簽： FPGA 圖象壓縮熵

上傳時(shí)間： 2013-05-19

上傳用戶：吳之波123
基于提升機(jī)構(gòu)的二維離散小波的FPGA設(shè)計(jì)

在衛(wèi)星遙感設(shè)備中，隨著遙感技術(shù)的發(fā)展和對傳輸式觀測衛(wèi)星遙感圖像質(zhì)量要求的不斷提高，航天遙感圖像的分辨率和采樣率也越來越高，由此引起高分辨率遙感圖像數(shù)據(jù)存儲量和傳輸數(shù)據(jù)量的急劇增長，然而衛(wèi)星信道帶寬有限。為了盡量保持高分辨率遙感圖像所具有的信息，必須解決輸入數(shù)據(jù)碼率和傳輸信道帶寬之間的矛盾。所以星載高分辨率遙感圖像數(shù)據(jù)的高保真、實(shí)時(shí)、大壓縮比壓縮技術(shù)就成了解決這一矛盾的關(guān)鍵技術(shù)。FPGA器件為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮提供了一種壓縮算法的硬件實(shí)現(xiàn)的一個(gè)理想的平臺。FPGA器件集成度高，體積小，通過用戶編程實(shí)現(xiàn)專門應(yīng)用的功能。它允許電路設(shè)計(jì)者利用基于計(jì)算機(jī)的開發(fā)平臺，經(jīng)過設(shè)計(jì)輸入，仿真，測試和校驗(yàn)，直到達(dá)到預(yù)期的結(jié)果，減少了開發(fā)周期。小波變換能夠適應(yīng)現(xiàn)代圖像壓縮所需要的如多分辨率、多層質(zhì)量控制等要求，在較大壓縮比下，小波圖像壓縮質(zhì)量明顯好于DCT變換，因此小波變換成為新一代壓縮標(biāo)準(zhǔn)JPEG2000的核心算法。同時(shí)，小波變換的提升算法結(jié)構(gòu)簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)快速算法，有利于硬件實(shí)現(xiàn)，因此提升小波變換對于采用FPGA或ASIC來實(shí)現(xiàn)圖像變換來說是很好的選擇。本文針對衛(wèi)星遙感圖像的數(shù)據(jù)流，主要研究可以對衛(wèi)星圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)二維小波變換的方案。針對提升小波變換的VLSI結(jié)構(gòu)和FPGA設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)，從邊界延拓、濾波器結(jié)構(gòu)、整數(shù)小波、定點(diǎn)運(yùn)算、原位運(yùn)算等方面進(jìn)行了研究和討論，并且完成了針對衛(wèi)星遙感圖像的分塊二維9/7提升小波變換的FPGA實(shí)現(xiàn)。采用VerIlog語言對設(shè)計(jì)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，并將仿真結(jié)果同matlab仿真結(jié)果進(jìn)行了比較，比較結(jié)果表明該方案能實(shí)現(xiàn)對衛(wèi)星遙感圖像數(shù)據(jù)流的二維提升小波變換的功能。同時(shí)QuartusII綜合結(jié)果也表明，系統(tǒng)時(shí)鐘能夠工作在很高的頻率，可以滿足高速實(shí)時(shí)對衛(wèi)星圖像的小波變換處理。

標(biāo)簽： FPGA 提升機(jī) 二維離散小波

上傳時(shí)間： 2013-06-15

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基于ARM的溫室作物長勢遠(yuǎn)程視頻監(jiān)測系統(tǒng)研究

本文在充分了解并分析溫室監(jiān)控技術(shù)及其配套設(shè)施發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合目前對溫室作物長勢診斷技術(shù)研究的需求，試圖將嵌入式遠(yuǎn)程視頻采集技術(shù)應(yīng)用到溫室監(jiān)測中，綜合利用現(xiàn)代電子技術(shù)、視頻監(jiān)測技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，獲取溫室作物的生長狀況、肥水需求情況以及病蟲草害動態(tài)等信息的反應(yīng)載體作物的生長圖像，為作物生產(chǎn)管理者或管理決策者提供及時(shí)準(zhǔn)確的圖像數(shù)據(jù)信息，便于采取各種管理措施。本文的主要研究內(nèi)容如下：遠(yuǎn)程視頻監(jiān)測硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和測試。本系統(tǒng)的主控制器選用以Samsung公司的基于ARM920T內(nèi)核的微控制器S3C2410A為主控芯片的核心板，它已經(jīng)完成了最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并擴(kuò)展了存儲器，引出了相應(yīng)的接口；視頻獲取設(shè)備選用基于中星微zc301p處理器的北大青鳥MPC-30B USB接口攝像頭；在最小系統(tǒng)上擴(kuò)展了USB通信接口、SD卡存儲器接口、網(wǎng)絡(luò)通信接口、液晶顯示屏接口、以及JTAG仿真調(diào)試接口等；最后完成整個(gè)系統(tǒng)的焊接和測試。嵌入式Windows CE．net操作系統(tǒng)的移植。針對本系統(tǒng)的特點(diǎn)對Windows CE．net操作系統(tǒng)進(jìn)行裁剪，在Microsoft Platform Builder5.0集成開發(fā)環(huán)境下，定制一個(gè)適合本系統(tǒng)需要的操作系統(tǒng)；針對本硬件系統(tǒng)的特殊性編寫相應(yīng)的系統(tǒng)啟動引導(dǎo)程序Bootloader；最后實(shí)現(xiàn)WindowsCE．net操作系統(tǒng)的移植和調(diào)試。遠(yuǎn)程視頻監(jiān)測軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試。首先給系統(tǒng)的各個(gè)外設(shè)和接口設(shè)計(jì)驅(qū)動程序，以保證它們能夠正常工作，主要是視頻采集攝像頭驅(qū)動程序的設(shè)計(jì)和調(diào)試；在Embedded VisualC++開發(fā)環(huán)境下，設(shè)計(jì)視頻采集、編碼壓縮、存儲、本地顯示和網(wǎng)絡(luò)傳輸程序，并完成整個(gè)軟件系統(tǒng)的調(diào)試。在Visual C++6.0開發(fā)環(huán)境下設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程監(jiān)測中心PC機(jī)的應(yīng)用程序，通過網(wǎng)絡(luò)接收遠(yuǎn)程傳來的圖像信息，并加以處理，實(shí)現(xiàn)圖像信息的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程接收、顯示、存儲等處理工作。整個(gè)軟硬件系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試運(yùn)行結(jié)果表明，系統(tǒng)應(yīng)用于溫室作物長勢視頻圖像遠(yuǎn)程監(jiān)測是可行的，具有小巧便攜、成本低廉、能耗較低等特點(diǎn)；系統(tǒng)采集到的圖像信息基本上能夠滿足溫室作物長勢診斷研究的要求，具有一定的實(shí)用價(jià)值。

標(biāo)簽： ARM 遠(yuǎn)程視頻監(jiān)測系統(tǒng)研究

上傳時(shí)間： 2013-05-31

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CCSDS圖像壓縮算法與AES加密算法的FPGA實(shí)現(xiàn)研究

本文以星載圖像數(shù)據(jù)的壓縮與加密為背景，對CCSDS圖像壓縮算法和AES數(shù)據(jù)加密算法做了深入研究。文章的主要工作包括： (1)實(shí)現(xiàn)了CCSDS圖像壓縮算法的C程序，并且與SPIHT算法和JPEG2000算法在星載圖像壓縮領(lǐng)域做了簡單的對比； (2)對原始CCSDS圖像壓縮算法進(jìn)行了改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)后的算法在提升算法性能的同時(shí)，降低了算法的復(fù)雜度； (3)研究了AES數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)，并實(shí)現(xiàn)了該算法的C程序； (4)用VerilogHDL語言實(shí)現(xiàn)了CCSDS圖像壓縮算法和AES數(shù)據(jù)加密算法的編碼器； (5)在FPGA硬件平臺上，驗(yàn)證了這兩種算法編碼器的正確性和有效性。

標(biāo)簽： CCSDS FPGA AES 圖像壓縮

上傳時(shí)間： 2013-04-24

上傳用戶：pwcsoft
PCI從設(shè)備控制器的FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

隨著星載電子系統(tǒng)復(fù)雜度、小型化需求的提高，SoC已經(jīng)成為應(yīng)對未來星載電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求的解決途徑。為了簡化設(shè)計(jì)流程并且提高部件的可重用性，在目前的SoC設(shè)計(jì)中引入了稱之為平臺的體系結(jié)構(gòu)模板，用它來描述采用已有的標(biāo)準(zhǔn)核來開發(fā)SoC的方法。在星載電子系統(tǒng)中常用部件的分類設(shè)計(jì)，最終建立一個(gè)包括多種功能部件，互連部件和處理部件的設(shè)計(jì)平臺，從而有效的提高星載電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力。在當(dāng)前NASA和ESA的空間應(yīng)用中，PCI總線廣泛作為背板總線和局部總線，有鑒于此，本研究選擇PCI總線作為星載電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺要提供的一個(gè)互連部件對其進(jìn)行設(shè)計(jì)。針對這一需求，本論文采用自項(xiàng)向下的設(shè)計(jì)方法對PCI總線從設(shè)備控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究，對PCI總線協(xié)議做了深刻的分析，完成了PCI總線目標(biāo)設(shè)備控制器的設(shè)計(jì)，采用Verilog HDL對其進(jìn)行了RTL級的描述。在該課題的研究中，采用了目前集成電路設(shè)計(jì)中常見的自頂向下設(shè)計(jì)方法，使用硬件描述語言Verilog HDL對其進(jìn)行描述，重點(diǎn)分析了PCI總線設(shè)備控制器的設(shè)計(jì)。以PCI總線協(xié)議的分析和理解為基礎(chǔ)，對PCI總線設(shè)備控制器進(jìn)行了功能分析和結(jié)構(gòu)劃分。根據(jù)PCI總線設(shè)備控制器的功能和結(jié)構(gòu)劃分，對PCI總線目標(biāo)設(shè)備控制器的設(shè)計(jì)思路和各個(gè)子模塊電路的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的分析闡述，并且通過編寫測試激勵程序完成了功能仿真。應(yīng)用FPGA作為物理驗(yàn)證和實(shí)現(xiàn)載體，進(jìn)行了面向FPGA的電路綜合，進(jìn)行了布局布線后的時(shí)序仿真，證明所實(shí)現(xiàn)的PCI目標(biāo)設(shè)備控制器符合基本功能要求，在以上基礎(chǔ)上完成了PCI目標(biāo)設(shè)備控制器的FPGA實(shí)現(xiàn)。通過這整個(gè)論文的工作，按照設(shè)計(jì)、仿真、綜合驗(yàn)證及布局布線的步驟，完成了PCI總線目標(biāo)設(shè)備控制器IP軟核的設(shè)計(jì)。

標(biāo)簽： FPGA PCI 設(shè)備控制器

上傳時(shí)間： 2013-06-07

上傳用戶：tccc
基于ARM的無線環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)

隨著生活水平的提高，人們對環(huán)境的要求越來越高，如何獲取實(shí)時(shí)、可靠的環(huán)境數(shù)據(jù)已經(jīng)成為一個(gè)迫在眉睫的問題，特別是在人跡罕至的地方或者危險(xiǎn)區(qū)域，傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測手段已經(jīng)無法滿足需要。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有低功耗、自組織、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，非常適合野外環(huán)境監(jiān)測。本文介紹了環(huán)境監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)。從低功耗和可靠性出發(fā)，網(wǎng)關(guān)的ZigBee通信模塊采用CC2430，負(fù)責(zé)組建管理無線環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)；GPRS模塊采用TC35，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)傳輸；主控制器采用嵌入式處理器LPC2210，通過與ZigBee模塊和GPRS模塊的通信，實(shí)現(xiàn)兩種網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議轉(zhuǎn)換。在硬件設(shè)計(jì)方面，介紹了主控制器模塊的電源電路、串口電路、存儲器電路、人機(jī)交互電路、與ZigBee通信模塊的接口設(shè)計(jì)、與GPRS模塊接口設(shè)計(jì)；在軟件設(shè)計(jì)方面，提出了基于需時(shí)中斷的軟件設(shè)計(jì)方法，移植了μC/OS-II操作系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了串口驅(qū)動、ARM與ZigBee通信、ARM發(fā)送短消息、人機(jī)交互以及監(jiān)控中心軟件等；對ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的組網(wǎng)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)冗M(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)了星型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，介紹了系統(tǒng)的測試情況。結(jié)果表明，星型ZigBee環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)能通過GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對ZigBee網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測，整個(gè)系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)、可靠、低功耗、監(jiān)測范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。

標(biāo)簽： ARM 無線環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)

上傳時(shí)間： 2013-06-13

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《信號處理引論》

·《信號處理引論》【國外電子與通信教材系列】【原書作者】： [美]James H. McClellan/ Ronald W. Schafer/ Mark A. Yoder【譯者】：周利清等【出版社】：電子工業(yè)出版社【出版日期】：2005年4月【文件格式】：超星本書是作者根據(jù)他們近十年的教學(xué)和研究

標(biāo)簽： 信號處理

上傳時(shí)間： 2013-04-24

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與拉瑪相會

英國阿瑟·克拉克所做的系列科幻小說，講述了與外星飛船接觸的故事。

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上傳時(shí)間： 2013-07-04

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拉瑪二號

英國阿瑟·克拉克所做的系列科幻小說，講述了與外星飛船接觸的故事。

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上傳時(shí)間： 2013-04-24

上傳用戶：yerik