磁通反向電機(FRM)是一種新型的雙凸極永磁(DSPM)電機,它把高磁能的永磁體放在定子極的表面,永磁體易于安裝.隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),FRM定子繞組所交鏈的永磁磁通改變極性,這意味著比磁通脈振產(chǎn)生更大的磁通變化.由于FRM的繞組利用率高、結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)動慣量小及適于高速運轉(zhuǎn)等優(yōu)點,可廣泛應(yīng)用于汽車制造業(yè)、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域.本文將從模型建立、分析方法、性能分析等方面對該電機進行深入研究.首先,為了解FRM基本理論和掌握其基本規(guī)律,寫出FRM的基本方程式;由于電機的雙凸極結(jié)構(gòu)以及飽和和非線性的影響,整個系統(tǒng)為一強非線性系統(tǒng).對該電機作適當(dāng)簡化,建立其線性數(shù)學(xué)模型,這樣有利于對FRM的定性分析,弄清其內(nèi)部的基本電磁關(guān)系和基本特性.討論了繞組電感、繞組磁鏈、感應(yīng)電動勢及繞組電流、電磁轉(zhuǎn)矩等靜態(tài)特性,推導(dǎo)出FRM的功率密度計算公式.其次,為準(zhǔn)確計算FRM性能,要考慮磁路飽和、鐵磁材料的非線性以及永磁磁場與電樞反應(yīng)磁場之間的相互影響等因素,要建立FRM的非線性模型,提出用變網(wǎng)絡(luò)等效磁路法進行分析.具體方法是建立FRM的非線性變網(wǎng)絡(luò)等效磁路模型,推導(dǎo)等效磁路中各部分磁導(dǎo)的計算公式,用節(jié)點磁位法建立相應(yīng)的方程,通過求解該非線性等效磁路方程,得到磁路各部分的磁通分布,進一步求得靜態(tài)特性,計算出電磁參數(shù).然后用FRM樣機的實驗結(jié)果驗證理論分析的正確性.樣機的理論分析結(jié)果同實驗結(jié)果進行比較表明,本文所介紹的FRM變網(wǎng)絡(luò)等效磁路模型具有較好的精度及通用性,基于等效磁網(wǎng)絡(luò)模型的FRM電磁計算是可行的,計算結(jié)果是正確的.最后對磁通反向汽車發(fā)電機的功率密度進行分析.導(dǎo)出了磁通反向汽車發(fā)電機功率密度的計算公式,分析了影響電機功率密度的因素,并與電勵磁汽車發(fā)電機進行了比較.
標(biāo)簽: 磁通 反向電機 數(shù)學(xué)模型 性能分析
上傳時間: 2013-07-30
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隨著半導(dǎo)體工藝的飛速發(fā)展和芯片設(shè)計水平的不斷進步,ARM微處理器的性能得到大幅度地提高,同時其芯片的價格也在不斷下降,嵌入式系統(tǒng)以其獨有的優(yōu)勢,己經(jīng)廣泛地滲透到科學(xué)研究和日常生活的各個方面。 本文以ARM7 LPC2132處理器為核心,結(jié)合蓋革一彌勒計數(shù)管對Time-To-Count輻射測量方法進行研究。ARM結(jié)構(gòu)是基于精簡指令集計算機(RISC)原理而設(shè)計的,其指令集和相關(guān)的譯碼機制比復(fù)雜指令集計算機要簡單得多,使用一個小的、廉價的ARM微處理器就可實現(xiàn)很高的指令吞吐量和實時的中斷響應(yīng)。基于ARM7TDMI-S核的LPC2132微處理器,其工作頻率可達(dá)到60MHz,這對于Time-To-Count技術(shù)是非常有利的,而且利用LPC2132芯片的定時/計數(shù)器引腳捕獲功能,可以直接讀取TC中的計數(shù)值,也就是說不再需要調(diào)用中斷函數(shù)讀取TC值,從而大大降低了計數(shù)前雜質(zhì)時間。本文是在我?guī)熜謪诬姷摹禩ime-To-Count測量方法初步研究》基礎(chǔ)上,使用了高速的ARM芯片,對基于MCS-51的Time-To-Count輻射測量系統(tǒng)進行了改進,進一步論證了采用高速ARM處理器芯片可以極大的提高G-M計數(shù)器的測量范圍與測量精度。 首先,討論了傳統(tǒng)的蓋革-彌勒計數(shù)管探測射線強度的方法,并指出傳統(tǒng)的脈沖測量方法的不足。然后討論了什么是Time-To-Count測量方法,對Time-To-Count測量方法的理論基礎(chǔ)進行分析。指出Time-To-Count方法與傳統(tǒng)的脈沖計數(shù)方法的區(qū)別,以及采用Time-To-Count方法進行輻射測量的可行性。 接著,詳細(xì)論述基于ARM7 LPC2132處理器的Time-To-Count輻射測量儀的原理、功能、特點以及輻射測量儀的各部分接口電路設(shè)計及相關(guān)程序的編制。 最后得出結(jié)論,通過高速32位ARM處理器的使用,Time-To-Count輻射測量儀的精度和量程均得到很大的提高,對于Y射線總量測量,使用了ARM處理器的Time-To-Count輻射測量儀的量程約為20 u R/h到1R/h,數(shù)據(jù)線性程度也比以前的Time-To-CotJnt輻射測量儀要好。所以在使用Time-To-Count方法進行的輻射測量時,如何減少雜質(zhì)時間以及如何提高計數(shù)前時間的測量精度,是決定Time-To-Count輻射測量儀性能的關(guān)鍵因素。實驗用三只相同型號的J33G-M計數(shù)管分別作為探測元件,在100U R/h到lR/h的輻射場中進行試驗.每個測量點測量5次取平均,得出隨著照射量率的增大,輻射強度R的測量值偏小且與輻射真實值之間的誤差也隨之增大。如果將測量誤差限定在10%的范圍內(nèi),則此儀器的量程范圍為20 u R/h至1R/h,量程跨度近六個數(shù)量級。而用J33型G-M計數(shù)管作常規(guī)的脈沖測量,量程范圍約為50 u R/h到5000 u R/h,充分體現(xiàn)了運用Time-To-Count方法測量輻射強度的優(yōu)越性,也從另一個角度反應(yīng)了隨著計數(shù)前時間的逐漸減小,雜質(zhì)時間在其中的比重越來越大,對測量結(jié)果的影響也就越來越嚴(yán)重,盡可能的減小雜質(zhì)時間在Time-To-Count方法輻射測量特別是測量高強度輻射中是關(guān)鍵的。筆者用示波器測出此輻射儀器的雜質(zhì)時間約為6.5 u S,所以在計算定時器值的時候減去這個雜質(zhì)時間,可以增加計數(shù)前時間的精確度。通過實驗得出,在標(biāo)定儀器的K值時,應(yīng)該在照射量率較低的條件下行,而測得的計數(shù)前時間是否精確則需要在照射量率較高的條件下通過儀器標(biāo)定來檢驗。這是因為在照射量率較低時,計數(shù)前時間較大,雜質(zhì)時間對測量結(jié)果的影響不明顯,數(shù)據(jù)線斜率較穩(wěn)定,適宜于確定標(biāo)定系數(shù)K值,而在照射量率較高時,計數(shù)前時間很小,雜質(zhì)時間對測量結(jié)果的影響較大,可以明顯的在數(shù)據(jù)線上反映出來,從而可以很好的反應(yīng)出儀器的性能與量程。實驗證明了Time-To-Count測量方法中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是如何對計數(shù)前時間進行精確測量。經(jīng)過對大量實驗數(shù)據(jù)的分析,得到計數(shù)前時間中的雜質(zhì)時間可分為硬件雜質(zhì)時間和軟件雜質(zhì)時間,并以軟件雜質(zhì)時間為主,通過對程序進行合理優(yōu)化,軟件雜質(zhì)時間可以通過程序的改進而減少,甚至可以用數(shù)學(xué)補償?shù)姆椒▉淼窒瑥亩梢缘玫奖容^精確的計數(shù)前時間,以此得到較精確的輻射強度值。對于本輻射儀,用戶可以選擇不同的工作模式來進行測量,當(dāng)輻射場較弱時,通常采用規(guī)定次數(shù)測量的方式,在輻射場較強時,應(yīng)該選用定時測量的方式。因為,當(dāng)輻射場較弱時,如果用規(guī)定次數(shù)測量的方式,會浪費很多時間來采集足夠的脈沖信號。當(dāng)輻射場較強時,由于輻射粒子很多,產(chǎn)生脈沖的頻率就很高,規(guī)定次數(shù)的測量會加大測量誤差,當(dāng)選用定時測量的方式時,由于時間的相對加長,所以記錄的粒子數(shù)就相對的增加,從而提高儀器的測量精度。通過調(diào)研國內(nèi)外先進核輻射測量儀器的發(fā)展現(xiàn)狀,了解到了目前最新的核輻射總量測量技術(shù)一Time-To-Count理論及其應(yīng)用情況。論證了該新技術(shù)的理論原理,根據(jù)此原理,結(jié)合高速處理器ARM7 LPC2132,對以G-計數(shù)管為探測元件的Time-To-Count輻射測量儀進行設(shè)計。論文以實驗的方法論證了Time-To-Count原理測量核輻射方法的科學(xué)性,該輻射儀的量程和精度均優(yōu)于以前以脈沖計數(shù)為基礎(chǔ)理論的MCS-51核輻射測量儀。該輻射儀具有量程寬、精度高、易操作、用戶界面友好等優(yōu)點。用戶可以定期的對儀器的標(biāo)定,來減小由于電子元件的老化對低儀器性能參數(shù)造成的影響,通過Time-To-Count測量方法的使用,可以極大拓寬G-M計數(shù)管的量程。就儀器中使用的J33型G-M計數(shù)管而言,G-M計數(shù)管廠家參考線性測量范圍約為50 u R/h到5000 u R/h,而用了Time-To-Count測量方法后,結(jié)合高速微處理器ARM7 LPC2132,此核輻射測量儀的量程為20 u R/h至1R/h。在允許的誤差范圍內(nèi),核輻射儀的量程比以前基于MCS-51的輻射儀提高了近200倍,而且精度也比傳統(tǒng)的脈沖計數(shù)方法要高,測量結(jié)果的線性程度也比傳統(tǒng)的方法要好。G-M計數(shù)管的使用壽命被大大延長。 綜上所述,本文取得了如下成果:對國內(nèi)外Time-To-Count方法的研究現(xiàn)狀進行分析,指出了Time-To-Count測量方法的基本原理,并對Time-T0-Count方法理論進行了分析,推導(dǎo)出了計數(shù)前時間和兩個相鄰輻射粒子時間間隔之間的關(guān)系,從數(shù)學(xué)的角度論證了Time-To-Count方法的科學(xué)性。詳細(xì)說明了基于ARM 7 LPC2132的Time-To-Count輻射測量儀的硬件設(shè)計、軟件編程的過程,通過高速微處理芯片LPC2132的使用,成功完成了對基于MCS-51單片機的Time-To-Count測量儀的改進。改進后的輻射儀器具有量程寬、精度高、易操作、用戶界面友好等特點。本論文根據(jù)實驗結(jié)果總結(jié)出了Time-To-Count技術(shù)中的幾點關(guān)鍵因素,如:處理器的頻率、計數(shù)前時間、雜質(zhì)時間、采樣次數(shù)和測量時間等,重點分析了雜質(zhì)時間的組成以及引入雜質(zhì)時間的主要因素等,對國內(nèi)核輻射測量儀的研究具有一定的指導(dǎo)意義。
標(biāo)簽: TimeToCount ARM 輻射測量儀
上傳時間: 2013-06-24
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數(shù)字通信系統(tǒng)中,在實際信道上傳輸數(shù)字信號時,由于信道傳輸特性不理想及噪聲的影響,接收端所收到的數(shù)字信號不可避免地會發(fā)生錯誤。為了減小誤碼率,提高接收質(zhì)量,必須采用差錯控制編碼。對于數(shù)字視頻通信系統(tǒng)這類高碼率,高要求的系統(tǒng),為了提供優(yōu)良的圖象質(zhì)量,采用差錯控制編碼尤為重要。 本文采用的DVB-T系統(tǒng)差錯控制技術(shù)是針對于數(shù)字視頻通信而設(shè)計的,提出了糾錯編碼結(jié)合交織技術(shù)的實現(xiàn)方案,即RS(204,188,8)截短碼、卷積交織、卷積碼三種技術(shù)的級聯(lián)。各技術(shù)中的參數(shù)設(shè)計為輸入的MPEG-2傳輸流(TS流)提供了便利,在編碼后可以保持傳輸流的幀結(jié)構(gòu)和同步字節(jié)不改變,使接收端的同步捕獲和同步跟蹤成為可能。 本文首先簡要介紹了差錯控制技術(shù),DVB-T系統(tǒng),以及硬件實現(xiàn)所用到的FPGA實現(xiàn)方法。然后分別研究RS碼、卷積交織、卷積碼的編解碼原理,并提出了三類技術(shù)的硬件實現(xiàn)方案。其中,重點論述了RS碼解碼的硬件實現(xiàn)。將RS碼解碼分為四個模塊:伴隨式計算,BM迭代,錢搜索和錯誤值計算,分別講述每個模塊的電路設(shè)計方案并給出仿真結(jié)果。最后,將該差錯控制系統(tǒng)應(yīng)用于一個輸出速率恒定的實際數(shù)字視頻通信系統(tǒng)中,按系統(tǒng)需要,加入了接口電路和速率控制的設(shè)計。
上傳時間: 2013-04-24
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嵌入式人臉識別系統(tǒng)建立在嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式硬件系統(tǒng)平臺之上,具有起點高、概念新、實用性強等特點。它涉及嵌入式硬件設(shè)計、嵌入式操作系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)、人臉識別算法等領(lǐng)域的研究;嵌入式人臉識別系統(tǒng)攜帶方便、安裝快捷、機動性強,可廣泛應(yīng)用于各類門禁系統(tǒng)、戶外機動布控的實時監(jiān)測等特殊場合,因此對嵌入式人臉識別的研究工作具有突出的理論意義和廣泛的應(yīng)用前景。 本文是上海市經(jīng)委創(chuàng)新研究項目《射頻識別RFID系統(tǒng)-自動識別和記錄人群的身份》(編號:04-11-2)與上海市科委AM基金項目《基于ARM和RFID芯片的自組織安全監(jiān)控系統(tǒng)的研制》(編號:0512)的主要研究內(nèi)容之一。論文從構(gòu)建自動人臉識別系統(tǒng)所需解決的若干關(guān)鍵問題入手,重點探討了基于嵌入式ARM微處理器的實時人臉檢測、關(guān)鍵特征定位、高效的人臉特征描述、魯棒的人臉識別分類器及自動人臉識別系統(tǒng)設(shè)計等問題的研究。論文的主要工作和創(chuàng)新點表現(xiàn)在以下方面: 1實現(xiàn)了結(jié)合膚色校驗的Haar特征級聯(lián)分類器嵌入式實時人臉檢測,提出了基于人臉約束的人眼Haar特征RSVM級聯(lián)分類器人眼檢測算法和基于遮罩掩磨與橢圓擬合的瞳孔定位算法。 復(fù)雜背景中的人臉檢測是自動人臉識別系統(tǒng)首先要解決的關(guān)鍵問題,通過對基于膚色模型和基于Haar特征級聯(lián)強分類器的人臉檢測算法的分析研究,綜合兩個算法的優(yōu)點,提出了基于膚色模型校驗和Haar特征級聯(lián)強分類器的嵌入式實時人臉檢測算法。實驗結(jié)果表明,該算法不僅解決了復(fù)雜背景中的類膚色和類人臉結(jié)構(gòu)問題,而且具有較高的檢測率和較快的檢測速度,同時對光照、尺度等變化條件下的人臉檢測也具有較強的魯棒性。 人眼檢測與瞳孔定位在人臉歸一化和有效人臉特征抽取等方面起著非常重要的作用,為了快速檢測人眼并精確定位人眼瞳孔中心,論文提出了基于人臉約束的人眼Haar特征RSVM級聯(lián)分類器人眼檢測算法和基于遮罩掩磨與橢圓擬合的瞳孔定位算法,首先利用人眼檢測分類器在人臉區(qū)域內(nèi)完成對人眼位置的檢測,然后通過對檢測到的人眼進行遮罩掩磨、簡單圖像形態(tài)學(xué)變換及橢圓擬合實現(xiàn)瞳孔中心的精確定位。測試結(jié)果表明該算法只需幾百毫秒便能完成人眼檢測與瞳孔中心定位整個過程,在保證檢測速度較快的同時,還能確保較高的定位精度。 2 針對傳統(tǒng)線性判別分析法存在的小樣本問題(sss),通過調(diào)整Fisher判別準(zhǔn)則,實現(xiàn)了自適應(yīng)線性判別分析算法及相應(yīng)的人臉識別方法人臉識別中的小樣本問題使線性判別分析算法的類內(nèi)散布矩陣發(fā)生嚴(yán)重退化,導(dǎo)致問題無法求解。本文在人臉識別小樣本問題的基礎(chǔ)上,通過調(diào)整Fisher判別準(zhǔn)則,利用類間散布矩陣的補空間巧妙地避開類內(nèi)散布矩陣的求逆運算,通過訓(xùn)練集每類樣本的樣本數(shù)信息自適應(yīng)改變調(diào)整參數(shù),實現(xiàn)了自適應(yīng)線性判別分析算法,實驗結(jié)果表明,該算法能有效解決人臉識別中的小樣本問題。 3 提出了基于有效人臉區(qū)域的Gabor特征抽取算法,有效地解決了Gabor特征抽取維數(shù)過高的問題。 Gabor小波對圖像的光照、尺度變化具有較強魯棒性,是一種良好的人臉特征表征方法。但維數(shù)過高的Gabor特征造成應(yīng)用系統(tǒng)的維數(shù)災(zāi)難,為解決Gabor特征的維數(shù)災(zāi)難問題,論文第四章提出了基于有效人臉區(qū)域的Gabor特征抽取算法,該算法不僅有效地降低了人臉特征向量維數(shù),縮小了人臉特征庫的規(guī)模,同時降低了核心算法的時間和空間復(fù)雜度,而且具有與傳統(tǒng)Gabor特征抽取算法同樣的魯棒性。 4 結(jié)合有效人臉區(qū)域的Gabor特征抽取、自適應(yīng)線性判別分析算法和基于支持向量機分類策略,提出并實現(xiàn)了基于支持向量機的嵌入式人臉識別和嵌入式人像比對系統(tǒng)支持向量機通過引入核技巧對訓(xùn)練樣本進行學(xué)習(xí)構(gòu)造最小化錯分風(fēng)險的最優(yōu)分類超平面,不僅具有強大的非線性和高維處理能力,而且具有更強的泛化能力。本文研究了支持向量機的多類分類策略和訓(xùn)練方法,并結(jié)合論文中提出的基于有效人臉區(qū)域的Gabor特征提取算法、自適應(yīng)線性判別分析算法,首次在基于Windows CE操作系統(tǒng)的嵌入式ARM平臺中實現(xiàn)了具有較強魯棒性的嵌入式自動人臉識別系統(tǒng)和嵌入式人像比對系統(tǒng)。 5 提出并初步實現(xiàn)了基于客戶機/服務(wù)器結(jié)構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)模型的遠(yuǎn)距離人臉識別方案為解決嵌入式人臉識別系統(tǒng)在海量人臉庫中進行識別的難題,論文提出并初步實現(xiàn)了基于客戶機/服務(wù)器結(jié)構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)模型的嵌入式遠(yuǎn)距離人臉識別方案。 客戶機(嵌入式平臺)完成對人臉圖像的檢測、歸一化處理和人臉特征提取,然后通過無線網(wǎng)絡(luò)將提取后的人臉特征數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器端,由服務(wù)器在海量人臉庫中完成人臉識別,并將識別后的結(jié)果通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇蛻魴C顯示輸出,從而實現(xiàn)基于客戶機/服務(wù)器無線網(wǎng)絡(luò)模型的嵌入式遠(yuǎn)距離人臉識別方案。 6 結(jié)合我們開發(fā)的基于ARM的嵌入式自動人臉識別系統(tǒng)和嵌入式人像比對系統(tǒng),從系統(tǒng)設(shè)計的角度探討了在嵌入式系統(tǒng)中進行人臉識別應(yīng)用設(shè)計的思路及應(yīng)該注意的問題雖然嵌入式人臉識別系統(tǒng)的性能很大程度上取決于高效的人臉特征描述和魯棒的人臉識別核心算法。但是,嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計思想對嵌入式人臉識別系統(tǒng)的性能影響同樣值得重視。本文第六章重點闡述了嵌入式自動人臉識別應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計思路,并結(jié)合我們自主開發(fā)的嵌入式自動人臉識別系統(tǒng)和嵌入式人像比對系統(tǒng)從系統(tǒng)設(shè)計的角度探討了嵌入式人臉識別應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)該注意的關(guān)鍵技術(shù)問題。 結(jié)合本文提出的算法我們在PC上完成對人臉識別分類器的訓(xùn)練,然后在嵌入式ARM開發(fā)平臺上實現(xiàn)了嵌入式自動人臉識別、嵌入式人像比對兩個便攜式人員身份認(rèn)證系統(tǒng),經(jīng)測試運行效果良好。所提出的人臉識別算法不僅具有一定的理論參考價值,而且對于嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)、AFR應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)也具有一定的借鑒意義。
標(biāo)簽: ARM 架構(gòu) 嵌入式 人臉識別
上傳時間: 2013-05-18
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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)計需求的解決途徑。為了簡化設(shè)計流程并且提高部件的可重用性,在目前的SoC設(shè)計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,最終建立一個包括多種功能部件,互連部件和處理部件的設(shè)計平臺,從而有效的提高星載電子系統(tǒng)的設(shè)計能力。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)計平臺要提供的一個互連部件對其進行設(shè)計。 針對這一需求,本論文采用自項向下的設(shè)計方法對PCI總線從設(shè)備控制器的設(shè)計與實現(xiàn)進行了研究,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,采用Verilog HDL對其進行了RTL級的描述。 在該課題的研究中,采用了目前集成電路設(shè)計中常見的自頂向下設(shè)計方法,使用硬件描述語言Verilog HDL對其進行描述,重點分析了PCI總線設(shè)備控制器的設(shè)計。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)計思路和各個子模塊電路的設(shè)計和實現(xiàn)進行了詳細(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作為物理驗證和實現(xiàn)載體,進行了面向FPGA的電路綜合,進行了布局布線后的時序仿真,證明所實現(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實現(xiàn)。通過這整個論文的工作,按照設(shè)計、仿真、綜合驗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。
標(biāo)簽: FPGA PCI 設(shè)備 控制器
上傳時間: 2013-06-07
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目前,以互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)為代表的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,正快速地向包括數(shù)據(jù)、語音、圖像的綜合寬帶多媒體方向發(fā)展,構(gòu)建寬帶化、大容量、全業(yè)務(wù)、智能化的現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)已成為大勢所趨.寬帶無線接入(BWA)憑借其組網(wǎng)快速靈活、運營維護方便及成本較低等競爭優(yōu)勢,迅速成為市場熱點,各種微波、無線通信領(lǐng)域的先進手段和方法不斷引入,各種寬帶無線接入技術(shù)迅速涌現(xiàn).由于BWA要用于非視距傳輸,所以必須考慮無線信道的多經(jīng)效應(yīng).而OFDM技術(shù)憑借著魯棒的對抗頻率選擇性衰落能力和極高頻譜效率引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視.其基本思想是把調(diào)制在單載波上的高速串行數(shù)據(jù)流,分成多路低速的數(shù)據(jù)流,調(diào)制到多個正交載波上并行傳輸,這樣在傳輸時,雖然整個信道是頻率選擇性衰落,但是各個子信道卻是平坦衰落,有效對抗了多經(jīng)效應(yīng),同時由于各個子載波是正交的,極大提高了頻譜效率.可以預(yù)料的是,隨著通信系統(tǒng)將向基于IPv6核心網(wǎng)的全IP包的傳輸方向發(fā)展,越來越多的通信系統(tǒng)將具有"突發(fā)模式"的特征.本文關(guān)注的正是突發(fā)OFDM系統(tǒng)接收機設(shè)計和實現(xiàn).由于IEEE 802.11a無線局域網(wǎng)是OFDM技術(shù)第一次真正的應(yīng)用于突發(fā)系統(tǒng),實現(xiàn)了面向IP的無線寬帶傳輸,所以基于IEEE 802.11a的突發(fā)OFDM系統(tǒng)有著重要的借鑒和研究價值,本文也正是圍繞著這個中心而展開.本文的各章節(jié)安排如下:在第一章中主要介紹OFDM的技術(shù)原理和在寬帶無線接入中的應(yīng)用,同時引出本文所關(guān)注的突發(fā)OFDM接收機設(shè)計.在第二章中先介紹了相干接收和信道估計的概念,重點分析了本文所采用的WLAN信道模型和信道估計算法,然后在得到同步誤差表達(dá)式的基礎(chǔ)上,先用星座圖直觀的表現(xiàn)OFDM系統(tǒng)中各種同步誤差的影響,再從信噪比損失的角度對符種同步誤差進行分析.第三章是本文的重點之一,在本章中對基于IEEE 802.11a的各種同步算法包括幀檢測和符號定時、載波同步和采樣時鐘同步進行仿真和比較,并針對適合FPGA實現(xiàn)的同步算法進行了重點的分析.第四章也是本文的重點之一,提出了整個OFDM系統(tǒng)平臺的硬件結(jié)構(gòu)和基于IEEE 802.11a的接收機FPGA設(shè)計方案,然后從整體上介紹了接收機的實現(xiàn)結(jié)構(gòu),并給出了接收機各個模塊的具體設(shè)計,最后對整個系統(tǒng)調(diào)試過程和測試結(jié)果進行了分析.
上傳時間: 2013-04-24
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本文研制了一種基于社區(qū)和家庭,以家庭為核心的“家庭——社區(qū)醫(yī)院——中心醫(yī)院”的三層體系結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括家庭端的遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護智能終端和遠(yuǎn)端的醫(yī)院監(jiān)護中心兩部分,其中,家庭端的遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護智能終端的軟硬件實現(xiàn)是本文的重點和關(guān)鍵。 給出了遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護智能終端的硬件結(jié)構(gòu)和軟件體系的總體設(shè)計方案。遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護的硬件平臺,以Philips的ARM內(nèi)核的32位嵌入式微處理器LPC2214為控制核心,外圍擴展藍(lán)牙模塊、ISP1160 USB主機模塊、10M以太網(wǎng)通信模塊、CF卡存儲模塊和液晶顯示模塊等模塊實現(xiàn)。對各硬件模塊的設(shè)計實現(xiàn)做了詳盡的論述。在硬件平臺的基礎(chǔ)上,移植嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ,按照操作系統(tǒng)、中間件程序和應(yīng)用程序的分層軟件體系結(jié)構(gòu),設(shè)計實現(xiàn)了遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護智能終端的軟件,使得軟件更易維護和升級。 對家庭監(jiān)護終端的軟件實現(xiàn)進行了詳細(xì)的論述。設(shè)計實現(xiàn)了各硬件模塊的驅(qū)動程序、通信協(xié)議和應(yīng)用程序。整個應(yīng)用程序按功能劃分為9個任務(wù),由操作系統(tǒng)內(nèi)核進行調(diào)度,提高了系統(tǒng)的可靠性和實時性。應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)了友好的人機界面和生理信號的自動分析功能。重點研究了ECG信號自動分析診斷算法,應(yīng)用自適應(yīng)模板法,實現(xiàn)了疾病自動分析診斷功能,能夠?qū)崿F(xiàn)10種常見心律異常的自動分析診斷。 遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護智能終端系統(tǒng)可實現(xiàn)對病人心電、血壓、血糖、體溫、呼吸率和血氧飽和度等參數(shù)的實時遠(yuǎn)程監(jiān)護,可根據(jù)病人的情況定制要監(jiān)護的參數(shù),具有良好的可擴展性和靈活性。遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護終端,通過藍(lán)牙模塊以無線方式采集病人的心電和體溫參數(shù),通過USB主機下行口連接其他生理參數(shù)模塊采集血壓等參數(shù)。所采集的參數(shù)經(jīng)終端分析處理后,可在液晶上顯示生理參數(shù)值及結(jié)果,并可通過局域網(wǎng)傳送到監(jiān)護中心服務(wù)器,供社區(qū)醫(yī)院監(jiān)護醫(yī)生分析診斷。在病人出現(xiàn)生理異常時,家庭監(jiān)護智能終端能夠給出初步診斷結(jié)果并發(fā)出報警。監(jiān)護服務(wù)器收到報警后提醒監(jiān)護醫(yī)生給出診斷結(jié)果,并將診斷結(jié)果反饋到家庭監(jiān)護終端顯示,使病人能夠得到及時救治。
上傳時間: 2013-06-06
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H.264/AVC是國際電信聯(lián)盟與國際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國際電工委員會聯(lián)合推出的活動圖像編碼標(biāo)準(zhǔn),簡稱H.264。作為最新的國際視頻編碼標(biāo)準(zhǔn),H.264/AVC與MPEG-4、H.263等視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)相比,性能有了很大的提高,并已在流媒體、數(shù)字電視、電話會議、視頻存儲等諸多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。 本論文的研究課題是基于H.264/AVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的CAVLC(Context-based Adaptive Variable Length Coding,基于上下文的自適應(yīng)可變長編碼)編碼算法研究及FPGA實現(xiàn)。對于變換后的熵編碼,H.264/AVC支持兩種編碼模式:基于上下文的可變長編碼(CAVLC)和基于上下文的自適應(yīng)算術(shù)編碼(CABAC,Context-based Adaptive BinaryArithmetic Coding)。在H.264/AVC中,盡管CAVLC算法也是采用了VLC編碼,但是同以往標(biāo)準(zhǔn)不同,它所有的編碼都是基于上下文進行。這種方法比傳統(tǒng)的查單一表的方法提高了編碼效率,但也增加了設(shè)計上的困難。 作者在全面學(xué)習(xí)H.264/AVC協(xié)議和深入研究CAVLC編碼算法的基礎(chǔ)上,確定了并行編碼的CAVLC編碼器結(jié)構(gòu)框圖,并總結(jié)出了影響CAVLC編碼器實現(xiàn)的瓶頸。針對這些瓶頸,對CAVLC編碼器中的各個功能模塊進行了優(yōu)化設(shè)計,這些優(yōu)化設(shè)計包括多參考塊的表格預(yù)測法、快速查找表法、算術(shù)消除法等。最后,用Verilog硬件描述語言對所設(shè)計的CAVLC編碼器進行了描述,用EDA軟件對其主要功能模塊進行了仿真,并在Cyclone II系列EP2C20F484的FPGA上驗證了它們的功能。結(jié)果表明,該CAVLC編碼器各編碼單元的編碼速度得到了顯著提高且均能滿足實時通信要求,為整個CAVLC編碼器的實時通信提供了良好的基礎(chǔ)。
上傳時間: 2013-06-04
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常模信號是一類非常重要的信號,而專門應(yīng)用于常模信號的常模算法[1]具有復(fù)雜度較低、實現(xiàn)起來比較簡單、對陣列模型的偏差不敏感等顯著的優(yōu)點。因此,常模算法引起了眾多學(xué)者的廣泛關(guān)注。近年來,常模算法在多用戶檢測領(lǐng)域[2]的研究越來越受到諸多學(xué)者的關(guān)注。不僅如此,常模算法在其他領(lǐng)域也是備受矚目,如常模算法在盲均衡以及波束形成等領(lǐng)域的應(yīng)用也是目前研究的熱點。除此之外,常模算法已經(jīng)不僅僅局限在應(yīng)用于常模信號,也可應(yīng)用于多模信號[3]等。 本文對常模算法在多用戶檢測領(lǐng)域的應(yīng)用以及FPGA[4]實現(xiàn)作了較多的研究工作,共分六章進行闡述。第一章為緒論,介紹了論文相關(guān)背景和本文的結(jié)構(gòu);第二章首先對常模算法作了理論分析,并改進了傳統(tǒng)的2-2型常模算法,我們稱之為M2-2CMA,它在誤碼率性能上有一些改善;之后在MATLAB平臺上搭建了仿真平臺,分析了常模算法在多用戶檢測中的應(yīng)用;第三章研究了相關(guān)文獻,簡單介紹了FPGA概念及其設(shè)計流程和設(shè)計方法,并對VerilogHDL以及Quartus軟件做了簡要介紹;第四章則詳細(xì)介紹了常模算法的FPGA實現(xiàn),用一種基于統(tǒng)計數(shù)據(jù)的方法確定了數(shù)據(jù)位長及精度,提出了其實現(xiàn)的系統(tǒng)框圖,并詳細(xì)闡述了各主要模塊的設(shè)計與實現(xiàn),同時給出了最后的報告文件以及最高數(shù)據(jù)處理速度;第五章則在MATLAB平臺和QuartuslI的基礎(chǔ)上搭建了一個仿真平臺,借助于平臺分析了2-2型常模算法移植到FPGA平臺后的性能,對不同的精度對系統(tǒng)性能的影響做了討論,也統(tǒng)計了不同信噪比、多址干擾下的誤碼率性能。最后一章是對全文的總結(jié)和對未來的展望。
上傳時間: 2013-06-23
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圖像采集是數(shù)字化圖像處理的第一步,開發(fā)圖像采集平臺是視覺系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)。視覺檢測的速度是視覺檢測要解決的關(guān)鍵技術(shù)之一,也是專用圖像處理系統(tǒng)設(shè)計所要完成的首要目標(biāo)
標(biāo)簽: 高速圖像采集
上傳時間: 2013-04-24
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