隨著國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不斷豐富，Intenret已經(jīng)從最初以學(xué)術(shù)交流為目的而演變?yōu)樯虡I(yè)行為，網(wǎng)絡(luò)安全性需求日益增加，高速網(wǎng)絡(luò)安全保密成為關(guān)注的焦點(diǎn)，在安全得到保障的情況下，為了滿足網(wǎng)速無限制的追求，高速網(wǎng)絡(luò)硬件加密設(shè)備也必將成為需求熱點(diǎn)。另一方面，IPSec協(xié)議被廣泛的應(yīng)用于防火墻和安全網(wǎng)關(guān)中，但對(duì)IPSec協(xié)議的處理會(huì)大大增加網(wǎng)關(guān)的負(fù)載，成為千兆網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的瓶頸。本文便是針對(duì)上述現(xiàn)狀，研究基于高性能FPGA實(shí)現(xiàn)千兆IPSec協(xié)議的設(shè)計(jì)技術(shù)。 目前，國外IPSec協(xié)議實(shí)現(xiàn)已經(jīng)芯片化，達(dá)到幾千兆的速率，但是國內(nèi)產(chǎn)品多以軟件實(shí)現(xiàn)，速度難以提高。本文采用的基于FPGA的IPSec技術(shù)方案，采用硬件實(shí)現(xiàn)隧道模式下的IPSec協(xié)議，為IP分組及其上層協(xié)議數(shù)據(jù)提供機(jī)密性、數(shù)據(jù)完整性驗(yàn)證以及數(shù)據(jù)源驗(yàn)證等安全服務(wù)。在以VPN為實(shí)施方案的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了以KDIPSec為設(shè)備原型以IPSec協(xié)議為出發(fā)點(diǎn)的千兆網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)環(huán)境模型，從硬件體系結(jié)構(gòu)到各個(gè)模塊的劃分以及各個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)的功能這幾個(gè)方面描述了KDIPSec實(shí)現(xiàn)技術(shù)，最后描述了一些關(guān)鍵模塊的FPGA設(shè)計(jì)和和仿真。所有處理模塊均在Xilinx公司的FPGA芯片中實(shí)現(xiàn)，處理速率超過1Gb/s。
標(biāo)簽： IPSec FPGA 協(xié)議 實(shí)現(xiàn)技術(shù)
上傳時(shí)間： 2013-07-03
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激光測(cè)距技術(shù)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)測(cè)量、航空與大地的測(cè)量、國防及通信等諸多領(lǐng)域。本文從已獲得廣泛應(yīng)用的脈沖激光測(cè)距技術(shù)入手，重點(diǎn)分析了近年提出的自觸發(fā)脈沖激光測(cè)距技術(shù)(STPLR)特別是其中的雙自觸發(fā)脈沖激光測(cè)距技術(shù)(BSTPLR)，通過分析發(fā)現(xiàn)其核心部件之一就是用于測(cè)量激光脈沖飛行時(shí)間(周期)的高精度高速計(jì)數(shù)器，而目前一般的方式是采用昂貴的進(jìn)口高速計(jì)數(shù)器或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)來完成，這使得激光測(cè)距儀在研發(fā)、系統(tǒng)的改造升級(jí)和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等諸多方面受到制約，同時(shí)在其整體性能上特別是在集成化、小型化和高可靠性方面帶來阻礙。為此，本文研究了采用現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)來實(shí)現(xiàn)脈沖激光測(cè)距中的高精度高速計(jì)數(shù)及其他相關(guān)功能，基本解決了以上存在的問題。 論文通過對(duì)雙自觸發(fā)脈沖激光測(cè)距的主要技術(shù)要求和技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行分析，對(duì)其中的信號(hào)處理單元采用了FPGA+單片機(jī)的設(shè)計(jì)形式。由FPGA主控芯片(EPF10K20TC144-4)作為周期測(cè)量模塊，在整個(gè)測(cè)距系統(tǒng)中是信號(hào)處理的核心部件，借助其用戶可編程特性及很高的內(nèi)部時(shí)鐘頻率，設(shè)計(jì)了專用于BSTPLR的高速高精度計(jì)數(shù)芯片，負(fù)責(zé)對(duì)測(cè)距信號(hào)產(chǎn)生電路中的時(shí)刻鑒別電路輸出信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。數(shù)據(jù)處理模塊則主要由單片機(jī)(AT89C51)來實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)可以通過鍵盤預(yù)置門控信號(hào)的寬度以均衡測(cè)量的精度和速度，測(cè)量結(jié)果采用7位LED數(shù)碼管顯示。本設(shè)計(jì)在近距離(大尺寸)范圍內(nèi)實(shí)驗(yàn)測(cè)試時(shí)基本滿足設(shè)計(jì)要求。
標(biāo)簽： FPGA 自觸發(fā)脈沖 激光測(cè)距 關(guān)鍵技術(shù)
上傳時(shí)間： 2013-06-02
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網(wǎng)絡(luò)帶寬依然在不斷增長（尤其是在本地網(wǎng)），最后一公里的高速接入日益普及;另一方面的情況是大容量的磁盤、FLASH移動(dòng)存儲(chǔ)盤和激光盤的容量不斷增大，使得傳送和儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的成本不斷地下降。不僅使人發(fā)問：我們孜孜不倦的搞視頻壓縮高級(jí)算法還有多少意義？我們可以看到，算法的復(fù)雜性日益增加，但性能的提高卻接近邊緣。 是什么還在要求更高的壓縮速率？還有被我們遺忘的地方嗎？還有什么應(yīng)用讓我們繼續(xù)追求更精妙的壓縮算法？ 在作者看來，這個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域就是移動(dòng)視頻服務(wù)。無線頻譜這種稀缺資源的有限性決定了我們必須繼續(xù)對(duì)視頻壓縮技術(shù)進(jìn)行研究。即使伴隨UMTS/IMT2000的到來，移動(dòng)終端可以獲得的數(shù)據(jù)速率也限制在144Kbit/s，在微蜂窩的時(shí)候最高能達(dá)到的速率上限也在2Mbit/s。144Kbit/s的速率對(duì)于較高質(zhì)量的視頻傳輸來講，仍然是有限的。因此，可以預(yù)見，移動(dòng)終端的空中接口這個(gè)瓶頸使得我們必須繼續(xù)進(jìn)行視頻壓縮。 另一方面，移動(dòng)終端領(lǐng)域開發(fā)視頻壓縮算法，在其低功耗和實(shí)時(shí)性要求下，也是異常困難的。為了減少計(jì)算的復(fù)雜性和運(yùn)動(dòng)估計(jì)的功耗，業(yè)界提出了許多快速算法，例如2-D的對(duì)數(shù)搜索，三步搜索，聯(lián)合搜索。盡管這些方法減少了功耗，其結(jié)果是視頻壓縮性能的降低，因?yàn)檫@些算法的本質(zhì)是減少了運(yùn)動(dòng)搜索的空間。為了實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)搜索的低功耗，在電路領(lǐng)域又提出了搜索窗口和時(shí)鐘管理的措施。但這些方法都是在犧牲視頻壓縮比性能的基礎(chǔ)進(jìn)行的折中，并沒有強(qiáng)調(diào)算法映射結(jié)構(gòu)上做出處理。 本論文提出了一種新的解決MPEG-4運(yùn)動(dòng)估計(jì)運(yùn)算的低功耗實(shí)時(shí)處理器架構(gòu)。其基礎(chǔ)是采用了心肌陣列并行處理技術(shù)和低功耗控制電路。運(yùn)動(dòng)估計(jì)的繁復(fù)運(yùn)算通過心肌陣列分布式運(yùn)算得到有效處理。從理論上看，心肌陣列有其簡單易理解性，然后，由于FPGA的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)有限性，設(shè)計(jì)這樣一個(gè)陣列仍有許多值得注意的問題。論文提出使用保守近似處理在全局運(yùn)動(dòng)估計(jì)中減少功耗，其本質(zhì)是消除不必要的冗余運(yùn)算。宏塊的最小誤差匹配是一個(gè)典型的串行操作過程。論文新提出的方法是在進(jìn)行絕對(duì)匹配前使用保守計(jì)算，如果保守誤差值與最小誤差差別過大，則不進(jìn)行絕對(duì)誤差計(jì)算。 總的說來，論文實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)目標(biāo)：通過心肌陣列實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)的運(yùn)動(dòng)估計(jì)編碼，通過在算法層次引入控制電路，降低運(yùn)動(dòng)估計(jì)電路的功耗。
上傳時(shí)間： 2013-06-23
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軟件無線電是二十世紀(jì)九十年代提出的一種實(shí)現(xiàn)無線通信的體系結(jié)構(gòu)，被認(rèn)為是繼模擬通信、數(shù)字通信之后的第三代無線電通信技術(shù)。它的中心思想是：構(gòu)造一個(gè)開放性、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用硬件平臺(tái)，并使寬帶模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器盡可能靠近天線，從而將各種功能，如工作頻段、調(diào)制解調(diào)類型、數(shù)據(jù)格式、加密模式、通信協(xié)議等用軟件來完成。 本論文首先介紹了軟件無線電的基本原理和三種結(jié)構(gòu)形式，綜述了軟件無線電的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)及其最新研究進(jìn)展。其中調(diào)制解調(diào)模塊是軟件無線電系統(tǒng)中的重要部分，集中體現(xiàn)了軟件無線電最顯著的優(yōu)點(diǎn)——靈活性。目前這一部分的技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段多種多樣。隨著近幾年來芯片制造工藝的飛速發(fā)展，可編程器件FPGA以其高速的處理性能、高容量和靈活的可重構(gòu)能力，成為實(shí)現(xiàn)軟件無線電技術(shù)的重要手段。 本論文調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，選擇有代表性的16QAM和QPSK兩種方式作為研究對(duì)象，采用SystemView軟件作為系統(tǒng)級(jí)開發(fā)工具進(jìn)行集成化設(shè)計(jì)。在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)仿真和FPGA整體規(guī)劃后，著重分析用VHDL實(shí)現(xiàn)其中關(guān)鍵模塊以及利用嵌入FPGA的CPU核控制調(diào)制解調(diào)方式轉(zhuǎn)換的方法。同時(shí)，在設(shè)計(jì)中成功地調(diào)用了Xilinx公司的IP核，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)復(fù)用。由于FPGA內(nèi)部邏輯可以根據(jù)需要進(jìn)行重構(gòu)，因而硬件的調(diào)試和升級(jí)變得很容易，而內(nèi)嵌CPU使信號(hào)處理過程可以用軟件進(jìn)行控制，充分體現(xiàn)了軟件無線電的靈活性。 通過本論文的研究，初步驗(yàn)證了在FPGA內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制解調(diào)過程及控制的技術(shù)可行性和應(yīng)用的靈活性，并對(duì)將來的擴(kuò)展問題進(jìn)行了研究和討論，為實(shí)現(xiàn)完整的軟件無線電系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： FPGA 軟件無線電 調(diào)制解調(diào)
上傳時(shí)間： 2013-06-10
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低壓電力線通信(PLC)具有網(wǎng)絡(luò)分布廣、無需重新布線和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。近年來，低壓電力線通信被看成是解決信息高速公路“最后一英里”問題的一種方案，在國內(nèi)外掀起了一個(gè)新的研究熱潮。電力線信道中不僅存在多徑干擾和子信道衰落，而且還存在開關(guān)噪聲和窄帶噪聲，因此在電力線通信系統(tǒng)中，信道編碼是不可或缺的重要組成部分。 本文著重研究了在FPGA上實(shí)現(xiàn)OFDM系統(tǒng)中的信道編解碼方案。其中編碼端由卷積碼編碼器和交織器組成，解碼端由Viterbi譯碼器和解交織器組成，同時(shí)為了與PC機(jī)進(jìn)行通信，還在FPGA上做了一個(gè)RS232串行接口模塊，以上所有的模塊均采用硬件描述語言VerilogHDL編寫。另外，峰值平均功率比(PAR)較大是OFDM系統(tǒng)所面臨的一個(gè)重要問題，必須要考慮如何降低大峰值功率信號(hào)出現(xiàn)的概率。本文重點(diǎn)研究了三種降低PAR的方法：即信號(hào)預(yù)畸變技術(shù)、信號(hào)非畸變技術(shù)和編碼技術(shù)。這三種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，但是迄今為止還沒有一種好方法能夠徹底地解決OFDM系統(tǒng)中較高PAR的弊病。本論文內(nèi)容安排如下：第一章介紹了課題的背景，可編程器件和OFDM技術(shù)的發(fā)展歷程。第二章詳細(xì)介紹了OFDM的原理以及實(shí)現(xiàn)OFDM所采用的一些技術(shù)細(xì)節(jié)。第三章詳細(xì)介紹了本課題中信道編碼的方案，包括信道編碼的基本原理，組成結(jié)構(gòu)以及方案中采用的卷積碼和交織的原理及設(shè)計(jì)。第四章詳細(xì)討論了編碼方案如何在FPGA上實(shí)現(xiàn)，包括可編程邏輯器件FPGA/CPLD的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，開發(fā)流程，以及串口通信接口、編解碼器的FPGA設(shè)計(jì)。第五章詳細(xì)介紹了如何降低OFDM系統(tǒng)中的峰值平均功率比。最后，在第六章總結(jié)全文，并對(duì)課題中需要進(jìn)一步完善的方面進(jìn)行了探討。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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：電動(dòng)汽車蓄電池組的工作狀態(tài)主要指各電池在工作時(shí)的端電壓、工作電流和溫度3 個(gè)參數(shù)的變化情況。對(duì)電池工 作狀態(tài)的檢測(cè)通常有集中式檢測(cè)法和分布式檢測(cè)法，采用“部分”集中、“整體”分布的思路，將電池分成若干分組，每 個(gè)分組集中檢測(cè)，各分組分布檢測(cè)，同時(shí)，采用“橋電容”技術(shù)解決了蓄電池組單體端電壓檢測(cè)中存在的參考點(diǎn)選擇和 被測(cè)電池與檢測(cè)設(shè)備隔離的問題，形成了一種具有完全隔離功能的集中/ 分布式檢測(cè)法。經(jīng)過試驗(yàn)，該檢測(cè)法電壓、電流和溫度采集功能正常，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠。
標(biāo)簽： 電動(dòng)汽車 狀態(tài)檢測(cè) 蓄電池組 電池管理
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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1. 數(shù)碼管顯示原理 數(shù)碼的顯示方式一般有三種： 第一種是字型重疊式； 第二種是分段式； 第三種是點(diǎn)陣式。 目前以分段式應(yīng)用最為普遍，主要器件是七段發(fā)光二極管（LED）顯示器。它可分為兩種， 一是共陽極顯示器（發(fā)光二極管的陽極都接在一個(gè)公共點(diǎn)上） ，另一是共陰極顯示器（發(fā)光 二極管的陽極都接在一個(gè)公共點(diǎn)上，使用時(shí)公共點(diǎn)接地） 。 EXCD-1 開發(fā)板使用的數(shù)碼管為四位共陰極數(shù)碼管， 每一位的共陰極 7 段數(shù)碼管由 7個(gè) 發(fā)光 LED 組成，呈“ ”字狀，7 個(gè)發(fā)光 LED 的陰極連接在一起，陽極分別連接至 FPGA 相應(yīng)引腳。SEG_SEL1、SEG_SEL2、SEG_SEL3 和 SEG_SEL4 為四位 7 段數(shù)碼管的位選擇 端。當(dāng)其值為“1”時(shí)，相應(yīng)的 7 段數(shù)碼管被選通。當(dāng)輸入到 7 段數(shù)碼管 SEG_A~ SEG_G和 EG_DP 管腳的數(shù)據(jù)為高電平時(shí)，該管腳對(duì)應(yīng)的段變亮，當(dāng)輸入到 7 段數(shù)碼管 SEG_A~ EG_G和 SEG_DP 管腳的數(shù)據(jù)為低電平時(shí)，該管腳對(duì)應(yīng)的段變滅。
標(biāo)簽： Lab 七段數(shù)碼 顯示設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-05-23
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在人類歷史長河中，從沒有哪個(gè)照明設(shè)備像LED這樣還沒有成熟就被寄予厚望，這款LED日光燈管，必將替代傳統(tǒng)日光燈管
上傳時(shí)間： 2013-05-16
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隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展和信息技術(shù)以及數(shù)字化產(chǎn)品的普及，嵌入式系統(tǒng)已被應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)、手持通信設(shè)備、儀器儀表、國防軍事以及自動(dòng)化控制等各個(gè)領(lǐng)域。而結(jié)合視頻監(jiān)控的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)更是應(yīng)用的熱點(diǎn)。正是順應(yīng)這一趨勢(shì)，作者展開了對(duì)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控相關(guān)技術(shù)的研究，設(shè)計(jì)了基于嵌入式平臺(tái)的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)以友善之臂公司的friendly arm作為硬件平臺(tái)、嵌入式linux作為軟件平臺(tái)、以傳統(tǒng)的以太網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)高速的視頻數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)視、以GPRS作為擴(kuò)展模塊來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的用戶手機(jī)報(bào)警提示。該系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)應(yīng)用于無人值守的家用現(xiàn)場環(huán)境。 論文詳細(xì)的論述了基于ARM9的S3C2410A作為系統(tǒng)硬件平臺(tái)、擴(kuò)展外圍的GPRS模塊、視頻數(shù)據(jù)采集模塊和觸摸屏顯示模塊的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)。還詳細(xì)的論述了在該平臺(tái)上配置交叉開發(fā)環(huán)境和移植bootloader的過程，裁剪和配置嵌入式linux系統(tǒng)的過程。同時(shí)按照系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)了視頻數(shù)據(jù)采集應(yīng)用軟件，基于TCP/IP的以太網(wǎng)視頻數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用軟件，以及基于GPRS的串口數(shù)據(jù)發(fā)送軟件。系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場采集的視頻數(shù)據(jù)做相應(yīng)的處理，啟用GPRS發(fā)送警示短信息；同時(shí)用戶可以根據(jù)現(xiàn)有接入以太網(wǎng)的計(jì)算機(jī)來調(diào)閱現(xiàn)場的視頻數(shù)據(jù)信息。 最后將該監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于普通的家用環(huán)境，結(jié)果通過對(duì)現(xiàn)場采集的視頻數(shù)據(jù)和發(fā)送的警示短信息表明該系統(tǒng)能夠滿足于同常的無人值守的家用環(huán)境。同時(shí)總結(jié)了存在的問題以及今后需要改進(jìn)的方向：首先，該系統(tǒng)有良好的擴(kuò)展性能，通過相應(yīng)的總線和接口擴(kuò)展可以實(shí)現(xiàn)智能家用電器控制系統(tǒng)；其次，該系統(tǒng)有一定的商業(yè)和社會(huì)價(jià)值。當(dāng)然系統(tǒng)也有不足的地方，軟件設(shè)計(jì)處于測(cè)試階段，有很多需要完善的地方。最后，通過研究和實(shí)驗(yàn)表明：基于ARM/GPRS的遠(yuǎn)程家用監(jiān)控系統(tǒng)具備了實(shí)時(shí)監(jiān)控和即時(shí)報(bào)警功能，可以應(yīng)用于實(shí)際家用監(jiān)控場合。
標(biāo)簽： ARMGPRS 遠(yuǎn)程 家 監(jiān)控平臺(tái)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)生活質(zhì)量的要求越來越高，在視聽享受方面，家庭影院越來越普遍，便攜式電子設(shè)備也日趨成熟。目前，人們對(duì)嵌入式媒體播放器的研究越來越廣泛了，國內(nèi)外已經(jīng)出現(xiàn)了像MP3、MP4和智能手機(jī)等眾多樣式的便攜式嵌入式媒體播放器。但由于種種環(huán)境及條件的限制，這些便攜式的媒體播放器都只能播放單一的或幾種固定的媒體格式，可擴(kuò)展性都比較差；而現(xiàn)在隨著應(yīng)用的不斷增多，越來越多的更先進(jìn)的壓縮算法被提出，導(dǎo)致了媒體格式的多樣化，在這種情況下，必然要求嵌入式媒體播放器要適應(yīng)多種格式。為此，通過對(duì)各種PC機(jī)上的播放器設(shè)計(jì)架構(gòu)的研究與借鑒，在本文中主要在軟件方面為嵌入式媒體播放器設(shè)計(jì)了一種可擴(kuò)展性架構(gòu)，并設(shè)計(jì)了播放器界面，實(shí)現(xiàn)了一些播放器的功能。 另外，在本文還介紹了一種基于嵌入式技術(shù)的多媒體播放器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)主要是通過在嵌入式芯片上加載操作系統(tǒng)，同時(shí)擴(kuò)充必要的接口，在操作系統(tǒng)的支持下，開發(fā)多媒體播放器。 在本文的整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，采用了Intel公司的PXA270處理器芯片，外擴(kuò)展了USB接口，定制并加載了Linux操作系統(tǒng)，在操作系統(tǒng)的支持下，對(duì)各個(gè)外擴(kuò)的接口進(jìn)行了驅(qū)動(dòng)程序的編寫，同時(shí)應(yīng)用QT/Embedded開發(fā)了多媒體播放器的圖形界面并實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的功能，最后，圖像既可顯示在LCD顯示屏上也可通過VGA接口顯示在電腦顯示屏上，聲音信號(hào)則是通過PXA270處理器的IIS總線傳給CODEC芯片，然后將其轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，進(jìn)而通過音箱或者耳機(jī)等設(shè)備放出。
上傳時(shí)間： 2013-06-19
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