傅里葉變換是信號處理領(lǐng)域中較完善、應(yīng)用較廣泛的一種分析手段.但傅里葉變換只是一種時域或頻域的分析方法,它要求信號具有統(tǒng)計平穩(wěn),即時不變的特性.但是實際應(yīng)用中存在很多非平穩(wěn)信號,它們并不能很好的用傅立葉變換來處理.小波變換的出現(xiàn)解決了這個問題,它在處理非平穩(wěn)信號方面具有傅立葉變換無法比擬的優(yōu)越性.小波變換在通信技術(shù)、信號處理、地球物理、水利電力、醫(yī)療等領(lǐng)域中獲得了日益廣泛的應(yīng)用.小波變換的研究成為了當(dāng)今學(xué)術(shù)界的一個熱點.隨著現(xiàn)代數(shù)字信號處理朝著高速實時的方向發(fā)展,純軟件的程序式信號處理方法越來越不能滿足實際應(yīng)用的需求,因此人們希望用硬件電路來實現(xiàn)高速信號處理問題.基于以上原因,該文在研究了小波變換的基本理論和特點的基礎(chǔ)上,重點研究了小波變換的VLSI電路構(gòu)架,并用FPGA實現(xiàn)了它的功能.毫無疑問,該文所做的具體工作在理論和實踐上都有參考價值.論文中,在簡單介紹了小波變換的基本理論、特點和應(yīng)用;對信號小波變換分解,重構(gòu)的MATLAB算法進行了分析,為硬件實現(xiàn)奠定了理論基礎(chǔ).論文在研究了小波核心算法MALLAT算法的基礎(chǔ)上,以直觀的圖形方式描述了算法的流程圖;并由此提出了基于VLSI的電路模塊架構(gòu).根據(jù)上述模塊結(jié)構(gòu),對相關(guān)模塊進行了硬件描述語言(VERILOG-HDL)的建模,并且在仿真平臺上(ACTIVE-HDL)進行了仿真.在仿真正確的前提下,該文選用了EP20K100BC356-1V芯片作為目標(biāo)器件進行了綜合和后仿真,并且將仿真結(jié)果通過MATLAB與理論參數(shù)進行了比較,結(jié)果表明設(shè)計是正確的.對設(shè)計中存在的誤差和部分模塊的進一步優(yōu)化,該文也作了分析和說明,為下一步實現(xiàn)通用IP核設(shè)計奠定了基礎(chǔ).
上傳時間： 2013-06-27
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本文首先分析數(shù)字圖像壓縮技術(shù)的實際應(yīng)用情況，相關(guān)的DVB技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和測試標(biāo)準(zhǔn)ETR290，進而提出了一個可適用于實際工作環(huán)境的語義分析模型框架；并在FPGA開發(fā)環(huán)境ISE中按照這個語義分析模型框架構(gòu)造了一個具體的VHDL模型；同時利用工具軟件Synplify和modelsim完成軟件功能和時序仿真；然后設(shè)計相應(yīng)的硬件測試平臺來驗證模塊功能。針對數(shù)字圖像技術(shù)實際應(yīng)用環(huán)境的特點，本文提出了一種構(gòu)建在嵌入式硬件平臺上的分析模塊，可實時分析MPEG-2傳輸流語法。通過連接TCP/IP網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)24小時/7天長時間工作。模塊化的設(shè)計，使其可以安裝于各種設(shè)備或?qū)嶋H應(yīng)用環(huán)境中的各關(guān)鍵節(jié)點，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)浇y(tǒng)一的服務(wù)器；同時該模塊可設(shè)置成不同的硬件觸發(fā)模式，使之成為故障傳感器。因此，該模塊適用于工程開通、快速故障監(jiān)測、長時間監(jiān)控等。通過與市場上專業(yè)測試設(shè)備性能進行比較，在測試精確性方面不占優(yōu)勢，但在達到一定數(shù)量級的測試精度后，其廉價、簡易和無需維護的特點將呈現(xiàn)巨大的優(yōu)勢。
標(biāo)簽： FPGA MPEG 數(shù)字圖像 傳輸流
上傳時間： 2013-04-24
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本文以一個PDA項目為依托,在項目中,主要是開發(fā)該設(shè)備的軟件。其工作包括：上層應(yīng)用程序的開發(fā)、引導(dǎo)程序的編寫、Linux操作系統(tǒng)的移植和各種外設(shè)驅(qū)動程序的編寫以及文件系統(tǒng)的改進。 本文首先分析了Linux操作系統(tǒng)的虛擬文件系統(tǒng)、高速緩沖區(qū)、MTD以及驅(qū)動程序模塊。接著,本文分析了JFFS2文件系統(tǒng)的不足,以及在大容量閃存設(shè)備中掛載速度過慢的原因。然后,本文結(jié)合JFFS2文件系統(tǒng)在開發(fā)過程中所出現(xiàn)的各種問題,以及在大容量閃存芯片上進行掛載時的性能要求,對JFFS2文件系統(tǒng)作了一些實際的改進。文中的創(chuàng)新性貢獻包括以下幾個方面： (1)在掃描一個擦除塊之前,首先把擦除塊中的所有內(nèi)容讀進內(nèi)存。然后,在內(nèi)存中進行所有的判斷操作以及拷貝,這樣就可以減少I/O操作。另外,由于所有的拷貝操作都在內(nèi)存中進行,所以掛載速度就可以有所提升。 (2)通過加入“空閑區(qū)域管理節(jié)點”對閃存中的空閑區(qū)域進行管理。這樣,在掃描的過程中,一旦發(fā)現(xiàn)該節(jié)點就可以跳過它所描述的空閑區(qū)域,從而加快掛載的速度。 (3)在掃描的階段中對有效數(shù)據(jù)實體進行硬鏈接數(shù)的計算,因此,臨時目錄節(jié)點就不需要創(chuàng)建了,這樣也免除了臨時目錄的刪除步驟,所以對掛載速度也有明顯的提高。 最后,基于以上的研究與改進,結(jié)合本項目的實際要求,對大容量閃存設(shè)備的JFFS2文件系統(tǒng)的掛載過程進行了改進的實踐。
上傳時間： 2013-07-26
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嵌入式系統(tǒng)是一種將底層硬件、實時操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件相結(jié)合的專用計算機系統(tǒng)，在經(jīng)濟社會和人們的日常生活中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。嵌入式系統(tǒng)的研究與開發(fā)已成為現(xiàn)代電子領(lǐng)域的重要研究方向之一。嵌入式實時操作系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用軟件開發(fā)的支撐平臺，網(wǎng)絡(luò)化是主要趨勢之一。 μC/OS-Ⅱ作為一種新興的嵌入式實時操作系統(tǒng)，以其免費公開源碼、面向中小型應(yīng)用、可搶占、多任務(wù)以及較好的移植性等突出特點，在各類嵌入式設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。然而，μC/OS-Ⅱ內(nèi)核中不支持TCP/IP協(xié)議棧，因而無法適應(yīng)嵌入式設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的需要。本文的主要目標(biāo)是：在計算資源嚴(yán)重受限的條件下，研究使嵌入式系統(tǒng)支持TCP/IP協(xié)議的策略及其實現(xiàn)方法。 本課題以實驗室現(xiàn)有的Samsung S3C44BOX芯片為核心的ARM開發(fā)板作為硬件平臺，分析了ARM7TDM[內(nèi)核的特點及S3C44BOX的結(jié)構(gòu)。在詳細(xì)分析實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ及其內(nèi)核原理的基礎(chǔ)上對其進行適當(dāng)?shù)母倪M并成功移植到ARM硬件平臺上。針對μC/OS-Ⅱ內(nèi)核不支持TCP/IP協(xié)議棧的問題，引進了嵌入式TCP/IP協(xié)議uIP，將其應(yīng)用到μC/OS-Ⅱ上，成為μC/OS-Ⅱ的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模塊，實現(xiàn)了對μC/OS-Ⅱ的網(wǎng)絡(luò)功能的擴充，并在uIP基礎(chǔ)上編寫了相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序。最后，本課題設(shè)計了基于HTTP協(xié)議的嵌入式Web服務(wù)器和基于TFTP協(xié)議的遠(yuǎn)程文件傳輸，從而使網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控測量和在線程序的更新下載成為現(xiàn)實。 本課題經(jīng)過數(shù)月的軟硬件的設(shè)計和調(diào)試，已實現(xiàn)了最初的設(shè)計目標(biāo)。測試結(jié)果表明：移植到ARM處理器上的μC/OS-Ⅱ內(nèi)核可以成功實現(xiàn)對任務(wù)的調(diào)度；對μC/OS-Ⅱ內(nèi)核擴充的TCP/IP協(xié)議——uIP可正常運行：嵌入式Web服務(wù)器和遠(yuǎn)、程文件傳輸在實驗室局域網(wǎng)中的穩(wěn)定運行，更加證明了本課題的成功性。
標(biāo)簽： TCPIP ARM 協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)測控
上傳時間： 2013-05-17
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在工業(yè)生產(chǎn)中，二次自動化儀表是構(gòu)成自動化系統(tǒng)的基本單元之一。我國的單元儀表己基本完成由電動Ⅲ型儀表向基于八位或十六位單片機為基礎(chǔ)設(shè)計的數(shù)字化儀表的轉(zhuǎn)換。由于常規(guī)單片機資源的限制，以單片機為基礎(chǔ)設(shè)計的單元儀表基本上還是在功能上替代電動Ⅲ型儀表，并按電動Ⅲ型功能進行分類。這樣造成國內(nèi)自動化儀表生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的二次數(shù)字化儀表品種繁雜，標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一，設(shè)計隨意性大。因此帶來如下現(xiàn)實問題： 1．自動化系統(tǒng)設(shè)計單位的儀表選型、系統(tǒng)調(diào)試、使用中操作、維修和系統(tǒng)的功能優(yōu)化及備件的準(zhǔn)備非常的不方便： 2．儀表生產(chǎn)廠家的批量生產(chǎn)困難，產(chǎn)品質(zhì)量的提高及成本的節(jié)約不利： 3．國內(nèi)現(xiàn)在自動化儀表廠家數(shù)量眾多，但都無法形成規(guī)模生產(chǎn)，質(zhì)量不佳，而國外進口的二次儀表往往依附于特定的集散系統(tǒng)，也存在標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，難以靈活替換的問題，且價格昂貴。 自動化系統(tǒng)設(shè)計、生產(chǎn)及應(yīng)用迫切需要一種使用方便、通用性強的智能型二次儀表，以解決上述問題，改變傳統(tǒng)設(shè)計、生產(chǎn)及應(yīng)用方式，這將是未來自動化儀表的發(fā)展趨勢，也就是本課題的努力方向。 本論文正是針對上述問題，以設(shè)計出一種可靈活組態(tài)的通用智能型二次儀表為研究對象，在深入分析國內(nèi)主流儀表廠家的儀表操作方式和儀表功能的基礎(chǔ)上，合理地進行軟硬件設(shè)計，為在同一硬件平臺下實現(xiàn)多種儀表的功能進行了創(chuàng)新性和探索性研究。主要內(nèi)容為： 1．各種常規(guī)二次儀表功能、標(biāo)準(zhǔn)、接線、操作習(xí)慣及結(jié)構(gòu)方式的歸類分析； 2．多信號多量程的柔性測量方法研究； 3．系統(tǒng)整機設(shè)計以及系統(tǒng)可靠性設(shè)計； 4．u-boot的向ARM的移植、uClinux向ARM的移植、uClinux下的通用組態(tài)軟件設(shè)計。 本文設(shè)計了一種以三星公司的ARM7TDMI系列處理器S3C44BOX為核心，輔以外圍電路，實現(xiàn)同一硬件平臺下多種儀表的功能，并成功制作了樣品系統(tǒng)。 本文所討論的基于$3C44BOX和uClinux的智能儀表系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)同樣適用于其它項目的開發(fā)，對其它嵌入式的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)有重要的參考價值。
標(biāo)簽： uClinux ARM 嵌入式 測控儀表
上傳時間： 2013-05-16
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高性能濾波器是現(xiàn)代信號處理的一種基本電路，傳統(tǒng)的設(shè)計思想和方法運算量大，存在優(yōu)化復(fù)雜的缺點。本文采用Pspice 的仿真優(yōu)化工具對二階低通濾波器基于通帶寬度的目標(biāo)進行了優(yōu)化和仿真，結(jié)果表明優(yōu)化目標(biāo)和仿
標(biāo)簽： Pspice 低通濾波器 優(yōu)化設(shè)計 仿真分析
上傳時間： 2013-06-25
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本課題深入分析了GPS軟件接收機基于FFT并行捕獲算法并詳細(xì)闡述了其FPGA的實現(xiàn)。相比于其它的捕獲方案，該方案更好地滿足了信號處理實時性的要求。 論文的主體部分首先簡單分析了擴頻通信系統(tǒng)的基本原理，介紹了GPS系統(tǒng)的組成，詳細(xì)闡述了GPS信號的特點，并根據(jù)GPS信號的組成特點介紹了接收機的體系結(jié)構(gòu)。其次，通過對GPS接收機信號捕獲方案的深入研究，確定了捕獲速度快且實現(xiàn)復(fù)雜度不是很高的基于FFT的并行捕獲方案，并對該方案提出了幾點改進的措施，根據(jù)前面的分析，提出了系統(tǒng)的實現(xiàn)方案，利用MATLAB對該系統(tǒng)進行仿真，仿真的結(jié)果充分的驗證了方案的可行性。接著，對于捕獲環(huán)節(jié)中的核心部分—FFT處理器，設(shè)計中沒有采用ALTERA提供的IP核，獨立設(shè)計實現(xiàn)了基于FPGA的FFT處理器，并通過對一組數(shù)據(jù)在MATLAB中運算得到結(jié)果和FPGA輸出結(jié)果相對比，可以驗證該FFT處理器的正確性。再次重點分析了GPS接收機并行捕獲部分的FPGA具體實現(xiàn)，通過捕獲的FPGA時序仿真波形，證明了該系統(tǒng)已經(jīng)能成功地捕獲到GPS信號。最后，對全文整個研究工作進行總結(jié)，并指出以后繼續(xù)研究的方向。 本課題雖然是對于GPS接收機的研究，但其原理與GALILEO、北斗等導(dǎo)航系統(tǒng)的接收機相近，因此該課題的研究對我國衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)的發(fā)展起到了積極的推動作用。
上傳時間： 2013-05-29
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數(shù)字存儲示波器（DSO）上世紀(jì)八十年代開始出現(xiàn)，由于當(dāng)時它的帶寬和分辨率較低，實時性較差，沒有具備模擬示波器的某些特點，因此并沒有受到人們的重視。隨著數(shù)字電路、大規(guī)模集成電路及微處理器技術(shù)的發(fā)展，尤其是高速模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器及半導(dǎo)體存儲器（RAM）的發(fā)展，數(shù)字存儲示波器的采樣速率和實時性能得到了很大的提高，在工程測量中，越來越多的工程師用DSO來替代模擬示波器。 本文介紹了一款雙通道采樣速率達1GHz，分辨率為8Bits，實時帶寬為200MHz數(shù)字存儲示波器的研制。通過對具體功能和技術(shù)指標(biāo)的分析，提出了FPGA＋ARM架構(gòu)的技術(shù)方案。然后，本文分模塊詳細(xì)敘述了整機系統(tǒng)中部分模塊，包括前端高速A/D轉(zhuǎn)換器和FPGA的硬件模塊設(shè)計，數(shù)據(jù)處理模塊軟件的設(shè)計，以及DSO的GPIB擴展接口邏輯模塊的設(shè)計。 本文在分析了傳統(tǒng)DSO架構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了本系統(tǒng)的設(shè)計思想和實現(xiàn)方案。在高速A/D選擇上，國家半導(dǎo)體公司2005年推出的雙通道采樣速率達500MHz高速A/D轉(zhuǎn)換器芯片ADC08D500，利用其雙邊沿采樣模式（DES）實現(xiàn)對單通道1GHz的采樣速率，并且用Xilinx公司Spraten-3E系列FPGA作為數(shù)據(jù)緩沖單元和存儲單元，提高了系統(tǒng)的集成度和穩(wěn)定性。其中，F(xiàn)PGA緩沖單元完成對不同時基情況下多通道數(shù)據(jù)的抽取，處理單元完成對數(shù)據(jù)正弦內(nèi)插的計算，而DSO中其余數(shù)據(jù)處理功能包括數(shù)字濾波和FFT設(shè)計在后端的ARM內(nèi)完成。DSO中常用的GPIB接口放在FPGA內(nèi)集成，不僅充分利用了FPGA內(nèi)豐富的邏輯資源，而且降低了整機成本，也減少了電路規(guī)模。 最后，利用ChipscopePro工具對采樣系統(tǒng)進行調(diào)試，并分析了數(shù)據(jù)中的壞數(shù)據(jù)產(chǎn)生的原因，提出了解決方案, 并給出了FPGA接收高速A/D的正確數(shù)據(jù)。
標(biāo)簽： FPGA 高速實時數(shù) 字存儲 示波器
上傳時間： 2013-07-07
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在船舶交管系統(tǒng)中，雷達信息處理是最重要的組成部分。視頻回波處理中的雜波處理要求實時性很高，大約要在一個距離單元的時間(0.05-0.1us)內(nèi)完成。雜波處理如恒虛警處理本身比較復(fù)雜，這類處理過程又要求快速，圖像顯示系統(tǒng)要求及時的把接收到的雷達方位數(shù)據(jù)從極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成直角坐標(biāo)。在軟件上實現(xiàn)這些算法雖然精度可以達到，但是實時性問題不能滿足。因此這類問題多采用高速專用數(shù)字設(shè)備來實現(xiàn)。FPGA在數(shù)字信號處理領(lǐng)域有非常廣闊的應(yīng)用前景，以其優(yōu)良的性能在數(shù)字信號處理中發(fā)揮了重大的作用。CORDIC算法可以在硬件上以很高的精度實現(xiàn)一些函數(shù)和運算。針對以上幾點，本文提出了利用CORDIC算法，基于FPGA來實現(xiàn)雷達信號處理和圖像顯示的算法研究，用硬件來實現(xiàn)正弦、余弦、正切、乘法、除法、指數(shù)和對數(shù)等基本函數(shù)和運算，把他們設(shè)計成為可重用的IP core，這樣可以滿足實時性和精度的問題。從而在將來的算法研究中方便的調(diào)用，這樣在算法研究中可以節(jié)約大量的時間，在一定程度上降低研究的難度。 圍繞雷達信號處理和圖像顯示，本次課題設(shè)計主要做了如下工作： 1．對CORDIC算法進行分析和研究，以及它在雷達信號處理和圖像顯示中的影響。 2．成功用硬件描述語言在Xilinx公司軟件ISE的環(huán)境下編寫代碼，在Synplify和Modelsim上做了綜合和仿真。 3．對實驗結(jié)果進行精度和速度分析。 4．對雷達信號處理和圖像顯示的相關(guān)算法進行分析和研究。 5．從實例分析IP core的特點，對算法研究的影響和IP core在雷達信號處理和圖像顯示中的應(yīng)用。 最終在實踐環(huán)節(jié)，成功利用CORDIC算法，在FPGA上實現(xiàn)可重用的IP core，這些IP core能夠以很高的精度實現(xiàn)一些基本函數(shù)和運算，在雷達信號處理與圖像顯示中起到很大的作用。
上傳時間： 2013-07-16
上傳用戶：steele
文中簡單闡述了紅外輻射機理，論述了紅外焦平面陣列技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r。紅外成像系統(tǒng)，尤其是紅外焦平面陣列，由于探測器材料和制造工藝的原因，各像素點之間的靈敏度存在差別，甚至存在一些缺陷點，各個探測單元特征參數(shù)不完全一致，因而存在著較大的非均勻性，降低了圖像的分辨率，影響了紅外成像系統(tǒng)的有效作用距離。實時非均勻性校正是提高和改善紅外圖像質(zhì)量的一項重要技術(shù)。 論文建立了描述其非均勻性的數(shù)學(xué)模型，分析了紅外焦平面陣列非均勻性產(chǎn)生的原因及特點，討論了幾種常用的非均勻性校正的方法，指出了其各自的優(yōu)缺點和適應(yīng)場合。 根據(jù)紅外探測器光譜響應(yīng)的特點和基于參考源的兩點溫度非均勻性校正理論，采用FPGA+DSP實現(xiàn)紅外成像系統(tǒng)實時非均勻性兩點校正，設(shè)計完成了相應(yīng)的紅外焦平面陣列非均勻性校正硬件電路。對該系統(tǒng)中各個模塊的功能及電路實現(xiàn)進行了詳細(xì)的描述，并給出了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)框圖。同時給出了該圖像處理器的部分軟件流程圖。該方法動態(tài)范圍大而且處理速度快，適用于紅外成像系統(tǒng)實時的圖像處理場合。實踐表明，該方案取得了較為滿意的結(jié)果。
上傳時間： 2013-04-24
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