近年來，嵌入式Internet遠程測控系統(tǒng)已成為計算機控制領(lǐng)域一個重要組成部分，它將計算機網(wǎng)絡(luò)、通信與自動控制技術(shù)相結(jié)合并成為新興的研究熱點。通過嵌入式Internet控制系統(tǒng)，用戶只要在有網(wǎng)絡(luò)接入的地方，就可以對與網(wǎng)絡(luò)連接的任何現(xiàn)場設(shè)備進行遠程測控。嵌入式系統(tǒng)可以根據(jù)應(yīng)用進行軟硬件的定制，特別適用于對成本、體積、功耗有嚴格要求的各種遠程測控設(shè)備。該項技術(shù)的研究具有廣闊的應(yīng)用前景。 嵌入式Web遠程監(jiān)控不同于以往的C/S和B/S網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)，它通常采用嵌入式系統(tǒng)作為Web服務(wù)器，使得系統(tǒng)的成本大大降低，且設(shè)備體積小巧，便于安裝、易于維護，安全可靠，此技術(shù)自問世以來得到了業(yè)界的廣泛關(guān)注，各式各樣的解決方案和實現(xiàn)方式層出不窮。 本文提出了一種基于ARM的嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以嵌入式Boa服務(wù)器作為遠程信號的傳輸平臺。首先對網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理作了詳細介紹，然后對嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的實現(xiàn)作了深入的探討和研究。 整個嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)主要劃分為三個部分：嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計；嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制器的軟件設(shè)計；嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)Web服務(wù)器實現(xiàn)。系統(tǒng)選用主流的ARM微處理器LPC2210作為系統(tǒng)主控制器，并根據(jù)需要給出了具體的硬件電路設(shè)計，包括：存儲器接口電路、網(wǎng)絡(luò)接口電路、串行通信接口電路以及信號調(diào)理電路設(shè)計。鑒于μ Clinux對ARM技術(shù)的有力支持，且μ Clinux具有內(nèi)核可裁減、網(wǎng)絡(luò)功能強大、低成本、代碼開放等特點，通過對μ Clinux的裁減、配置和編譯，成功地將μ Clinux移植到LPC2210中。然后完成設(shè)備驅(qū)動開發(fā)、嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)Boa服務(wù)器的構(gòu)建及系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)。 該嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)融合監(jiān)控網(wǎng)與信息網(wǎng)，實現(xiàn)了遠程分布式測控和通訊。系統(tǒng)穩(wěn)定性高、實時性好、性價比高，具有廣泛的應(yīng)用價值，適用于工業(yè)、交通、電力、能源等眾多控制領(lǐng)域。
標簽： ARM 嵌入式網(wǎng)絡(luò) 控制 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-06-13
上傳用戶：牛津鞋
隨著科技的進步，視頻監(jiān)控系統(tǒng)正在向嵌入式、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)充分利用大規(guī)模集成電路和網(wǎng)絡(luò)的科技成果，實現(xiàn)了體積小巧、性能穩(wěn)定、通訊便利的監(jiān)控產(chǎn)品。 本文以S3C2410為核心硬件平臺開發(fā)了基于嵌入式的遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，并對關(guān)鍵技術(shù)進行了論述和研究。首先給出了系統(tǒng)總體軟硬件設(shè)計方案，針對本系統(tǒng)硬件對vivi進行了修改和移植，對編譯和移植Linux內(nèi)核以及制作YAFFS文件系統(tǒng)也做了深入的研究，重點討論了在嵌入式Linux操作系統(tǒng)下開發(fā)USB接口攝像頭驅(qū)動程序和利用linux提供的Video4Linux API函數(shù)實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)采集，其次采用背景差法實現(xiàn)了對視頻圖像中運動目標的檢測，然后通過MJPEG壓縮算法實現(xiàn)了視頻數(shù)據(jù)壓縮，接著介紹了在Linux下基于TCP/IP協(xié)議的socket編程，實現(xiàn)了視頻數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。最后著重論述了嵌入式Web服務(wù)器的設(shè)計，編寫了視頻監(jiān)控主界面程序，并實現(xiàn)了基于B/S模式的視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 本系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計方法，使得設(shè)計更加簡潔、高效，具有良好的擴展性和易用性，有利于系統(tǒng)升級。另外采用嵌入式的方法，系統(tǒng)成本較低，易于推廣使用。
標簽： ARM 嵌入式 遠程視頻監(jiān)控 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：小楓殘月
視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一種先進的、防范能力強的綜合系統(tǒng)。它通過遙控攝像機及其輔助設(shè)備(鏡頭、云臺等)直接觀看被監(jiān)控場所的一切情況，同時可以把監(jiān)控場所的圖像內(nèi)容傳送到監(jiān)控中心，進行實時遠程監(jiān)控。隨著計算機、網(wǎng)絡(luò)以及圖像處理、傳輸技術(shù)的迅猛發(fā)展，視頻監(jiān)控技術(shù)也得到飛速發(fā)展，視頻監(jiān)控進入了全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)時代，傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)和基于PC機的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)已不能滿足現(xiàn)代社會發(fā)展的需要，基于嵌入式技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)成為視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢，具有廣闊的應(yīng)用前景和實用價值。 本文在總結(jié)分析前人研究成果的基礎(chǔ)上，深入系統(tǒng)地研究了基于ARM和Linux的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)，給出了基于ARM的嵌入式視頻服務(wù)器的總體設(shè)計方案和功能規(guī)劃，包括硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)，基于B/S(Browser/Server)服務(wù)機制的客戶端軟件設(shè)計大大降低了客戶端的軟硬件要求。然后，介紹了嵌入式Linux交叉編譯環(huán)境的搭建和嵌入式軟件的開發(fā)過程，通過BootLoader的配置燒寫和Linux內(nèi)核的移植編譯，搭建了嵌入式視頻服務(wù)器運行開發(fā)的軟件平臺。最后詳細分析了嵌入式視頻服務(wù)器軟件部分各個功能模塊的設(shè)計思路及其關(guān)鍵代碼實現(xiàn)，用Liflux vide04linux APIs實現(xiàn)了視頻圖像的采集，視頻數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸采用了基于UDP協(xié)議的IP組播方式，而視頻圖像顯示模塊則采用了自行設(shè)計實現(xiàn)的基于IPicture COM接口的ActiveX控件，便于維護、更新和升級。 本文設(shè)計的基于ARM的嵌入式視頻服務(wù)器安裝設(shè)置方便，遠程客戶端用戶通過IE瀏覽器可直接訪問服務(wù)器，實時視頻圖像傳輸流暢，無明顯抖動，具有良好的穩(wěn)定性、較高的性價比和一定的實用價值。
標簽： ARM 嵌入式視頻 服務(wù)器
上傳時間： 2013-05-19
上傳用戶：彭玖華
卷積碼是無線通信系統(tǒng)中廣泛使用的一種信道編碼方式。Viterbi譯碼算法是一種卷積碼的最大似然譯碼算法，它具有譯碼效率高、速度快等特點，被認為是卷積碼的最佳譯碼算法。本文的主要內(nèi)容是在FPGA上實現(xiàn)約束長度為9，碼率為1/2，采用軟判決方式的Viterbi譯碼器。 本文首先介紹了卷積碼的基本概念，闡述了Viterbi算法的原理，重點討論了決定Viterbi算法復(fù)雜度和譯碼性能的關(guān)鍵因素，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了采用“串-并”結(jié)合運算方式的Viterbi譯碼器，并在Altera EP1C20 FPGA芯片上測試通過。本文的主要工作如下： 1.對輸入數(shù)據(jù)采用了二比特四電平量化的軟判決方式，對歐氏距離的計算方法進行了簡化，以便于用硬件電路方式實現(xiàn)。 2.對ACS運算單元采用了“串-并”結(jié)合的運算方式，和全并行的設(shè)計相比，在滿足譯碼速度的同時，節(jié)約了芯片資源。本文中提出了一種路徑度量值存儲器的組織方式，簡化了控制模塊的邏輯電路，優(yōu)化了系統(tǒng)的時序。 3.在幸存路徑的選擇輸出上采用了回溯譯碼方法，與傳統(tǒng)的寄存器交換法相比，減少了寄存器的使用，大大降低了功耗和設(shè)計的復(fù)雜度。 4.本文中設(shè)計了一個仿真平臺，采用Modelsim仿真器對設(shè)計進行了功能仿真，結(jié)果完全正確。同時提出了一種在被測設(shè)計內(nèi)部插入監(jiān)視器的調(diào)試方法，巧妙地利用了Matlab算法仿真程序的輸出結(jié)果，提高了追蹤錯誤的效率。 5.該設(shè)計在Altera EP1C20 FPGA芯片上通過測試，最大運行時鐘頻率110MHz，最大譯碼輸出速率10.3Mbps。 本文對譯碼器的綜合結(jié)果和Altera設(shè)計的Viterbi譯碼器IP核進行了性能比較，比較結(jié)果證明本文中設(shè)計的Viterbi譯碼器具有很高的工程實用價值。
標簽： Viterbi FPGA 軟判決 譯碼器
上傳時間： 2013-07-23
上傳用戶：葉山豪
本文首先從數(shù)控系統(tǒng)的組成與特點進行詳細分析，然后對運動控制卡在整個系統(tǒng)中承擔功能進行了分析。根據(jù)數(shù)字型號處理器件的快速運算能力和現(xiàn)場可編程門陣列器件的靈活、通用性提出了基于DSP器件和FPGA器件進行總體設(shè)計的規(guī)劃。 本文重點詳細闡述了四軸運動控制卡硬件電路的設(shè)計。通過對現(xiàn)有部分PC總線的介紹與比較，設(shè)計選擇了PCI總線作為上位PC與運動控制卡的通信總線，并且選擇PCI9052芯片來設(shè)計PCI接口模塊；基于DSP器件的特點，設(shè)計選擇了TMS320LF2407芯片為核心，進行運算控制單元的設(shè)計，同時對其主要內(nèi)部資源進行了分配。最后，根據(jù)硬件的原理圖，完成了具體電路板的制作。 對軟件設(shè)計，文章主要對插補算法在DSP上的實現(xiàn)作了一些探討。介紹了兩種加速模式：梯形加速模式和s曲線加速模式。就逐點比較法直線和圓弧插補算法以及數(shù)字積分插補原理也進行了分析。最終，提出總體程序流程控制、速度控制算法、插補算法等的程序設(shè)計框架，并進行了具體程序設(shè)計。
標簽： FPGA DSP 四軸 運動控制卡
上傳時間： 2013-05-31
上傳用戶：kennyplds
H.264/AVC是ITU-T和ISO聯(lián)合推出的新標準，采用了近幾年視頻編碼方面的先進技術(shù)，以較高編碼效率和網(wǎng)絡(luò)友好性成為新一代國際視頻編碼標準。 本文以實現(xiàn)D1格式的H.264/AVC實時編碼器為目標，作者負責(zé)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計，軟硬件劃分以及部分模塊的硬件算法設(shè)計與實現(xiàn)。通過對H.264/AVC編碼器中主要模塊的算法復(fù)雜度的評估，算法特點的分析，同時考慮到編碼器系統(tǒng)的可伸縮性，可擴展性，本文采用了DSP+FPGA的系統(tǒng)架構(gòu)。DSP充當核心處理器，而FPGA作為協(xié)處理器，針對編碼器中最復(fù)雜耗時的模塊一運動估計模塊，設(shè)計相應(yīng)的硬件加速引擎，以提供編碼器所需要的實時性能。 H.264/AVC仍基于以前視頻編碼標準的運動補償混合編碼方案，其中一個主要的不同在于幀間預(yù)測采用了可變塊尺寸的運動估計，同時運動向量精度提高到1/4像素。更小和更多形狀的塊分割模式的采用，以及更加精確的亞像素位置的預(yù)測，可以改善運動補償精度，提高圖像質(zhì)量和編碼效率，但同時也大大增加了編碼器的復(fù)雜度，因此需要設(shè)計專門的硬件加速引擎。 本文給出了1/4像素精度的運動估計基于FPGA的硬件算法設(shè)計與實現(xiàn)，包括整像素搜索，像素插值，亞像素(1/2，1/4)搜索以及多模式選擇(支持全部七種塊分割模式)。設(shè)計中，將多處理器技術(shù)和流水線技術(shù)相結(jié)合，提供高性能的并行計算能力，同時，采用合理的存儲器組織結(jié)構(gòu)以提供高數(shù)據(jù)吞吐量，滿足運算的帶寬要求，并使編碼器具有較好的可伸縮性。最后，在Modelsim環(huán)境下建立測試平臺，完成了對整個設(shè)計的RTL級的仿真驗證，并針對Altera公司的FPGA芯片stratixⅡ系列的EP2S60-4器件進行優(yōu)化，從而使工作頻率最終達到134MHz，分析數(shù)據(jù)表明該模塊能夠滿足編碼器的實時性要求。
標簽： DSPFPGA H264 264 AVC
上傳時間： 2013-07-24
上傳用戶：sn2080395
對弓網(wǎng)故障的檢測在列車提速的今天顯得尤其重要，原始故障圖像數(shù)據(jù)量的巨大使實時存儲和傳輸故障圖像極其困難。JPEG作為一種低復(fù)雜度、高壓縮比的圖像壓縮標準在多媒體、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)阮I(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。和相同圖像質(zhì)量的其它常用文件格式(如GIF，TIFF，PCX)相比，JPEG是目前靜態(tài)圖像中壓縮比最高的。 FPGA以其設(shè)計靈活、高速的卓越特性，逐漸成為許多應(yīng)用中首先器件，尤其是與Verilog和VHDL等語言的結(jié)合，大大變革了電子系統(tǒng)的設(shè)計方法，加速了系統(tǒng)的設(shè)計進程。 本文旨在研究并實現(xiàn)一種實時采集并對特定幀進行壓縮傳輸?shù)姆椒āＭㄟ^采用可編程邏輯器件FPGA來實現(xiàn)整個采集、顯示、壓縮和傳輸，使系統(tǒng)具有可定制、高速度等優(yōu)點。 本文首先介紹了開發(fā)硬件可編程邏輯門陣列FPGA及其開發(fā)語言Veridlog，并介紹了FPGA的設(shè)計方法及開發(fā)流程；接著介紹了PAL制視頻采集的相關(guān)知識及設(shè)計，其中主要包括基于I2C總線的模擬視頻解碼控制、視頻的數(shù)字化ITU-R BT.601標準介紹及視頻同步信號的獲取、基于SDRAM的視頻幀存儲、VGA顯示控制設(shè)計；隨后介紹了JPEG標準，并根據(jù)故障檢測的特點，設(shè)計了針對灰度圖像壓縮的JPEG編碼器，設(shè)計中先分別對組成JPEG編碼器的二維DCT變換模塊、量化模塊、Z字掃描模塊、變換直流系數(shù)的差分脈沖編碼模塊、交流系數(shù)的游程編碼模塊、哈夫曼編碼模塊及打包模塊進行了仿真測試，然后再對整個JPEG編碼器進行了測試；最后設(shè)計了單幀視頻的SRAM緩存，并將緩存的源圖像采用本文設(shè)計的JPEG編碼器進行壓縮，再設(shè)計一個僅包含發(fā)送功能的UART 將壓縮后的碼流傳輸?shù)絇C機，在PC機上通過將接收的碼流以ASCⅡ碼的形式還原為采集圖片。 本文實現(xiàn)了整個采集壓縮系統(tǒng)，同時也進一步驗證了本文設(shè)計的灰度圖像JPEG編碼器的正確性。相信本文無論是對弓網(wǎng)故障的圖像檢測，還是對于JPEG編碼器的芯片設(shè)計都有一定的參考價值。
標簽： FPGA JPEG 壓縮系統(tǒng)
上傳用戶：cuiqiang
隨著信息技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號處理已經(jīng)逐漸發(fā)展成一門關(guān)鍵的技術(shù)科學(xué)。圖像處理作為一種重要的現(xiàn)代技術(shù)，己經(jīng)在通信、航空航天、遙感遙測、生物醫(yī)學(xué)、軍事、信息安全等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。圖像處理特別是高分辨率圖像實時處理的實現(xiàn)技術(shù)對相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展具有深遠意義。另外，現(xiàn)場可編程門陣列FPGA和高效率硬件描述語言Verilog HDL的結(jié)合，大大變革了電子系統(tǒng)的設(shè)計方法，加速了系統(tǒng)的設(shè)計進程，為圖像壓縮系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了硬件支持和軟件保障。 本文主要包括以下幾個方面的內(nèi)容： (1)結(jié)合某工程的具體需求，設(shè)計了一種基于FPGA的圖像壓縮系統(tǒng)，核心硬件選用XILINX公司的Virtex-Ⅱ Pro系列FPGA芯片，存儲器件選用MICRON公司的MT48LC4M16A2SDRAM，圖像壓縮的核心算法選用近無損壓縮算法JPEG-LS。 (2)用Verilog硬件描述語言實現(xiàn)了JPEG-LS標準中的基本算法，為課題組成員進行算法改進提供了有力支持。 (3)用Verilog硬件描述語言設(shè)計并實現(xiàn)了SDRAM控制器模塊，使核心壓縮模塊能夠方便靈活地訪問片外存儲器。 (4)構(gòu)建了圖像壓縮系統(tǒng)的測試平臺，對實現(xiàn)的SDRAM控制器模塊和JPEG-LS基本算法模塊進行了軟件仿真測試和硬件測試，驗證了其功能的正確性。
標簽： FPGA 圖像壓縮系統(tǒng)
上傳用戶：stampede
圖像增強技術(shù)是數(shù)字圖像處理領(lǐng)域中的一項重要內(nèi)容，隨著數(shù)字圖像處理應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大，快速、實時圖像處理技術(shù)成為研究的熱點。超大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展為數(shù)字圖像實時處理技術(shù)提供了硬件基礎(chǔ)，尤其是FPGA(Field Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)憑借其高速并行、可重配置的架構(gòu)和基于查找表的獨特結(jié)構(gòu)等優(yōu)點使得在數(shù)字信號處理領(lǐng)域的應(yīng)用持續(xù)上升。國內(nèi)外，越來越多的實時圖像處理應(yīng)用逐漸轉(zhuǎn)向FPGA平臺。 本文基于FPGA的圖像增強技術(shù)研究主要是針對空間域方法，這種方法是指在空間域內(nèi)直接對像素灰度值進行運算處理，算法簡單并且存在并行性，非常適合于用硬件實現(xiàn)。FPGA可以靈活地實現(xiàn)并行、實時處理圖像數(shù)據(jù)，正是利用這一特點，本文提出了一種基于FPGA的圖像增強處理系統(tǒng)設(shè)計。該系統(tǒng)采用SOPC技術(shù)，完成圖像增強處理。文中給出了系統(tǒng)設(shè)計思路，并分析了該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能實現(xiàn)，說明了系統(tǒng)實現(xiàn)過程。其硬件平臺的核心部分是Altera公司Stratix系列的．FPGA EPlS40芯片，采用自頂向下的設(shè)計方法構(gòu)造圖像增強處理功能模塊，利用硬件描述語言vHDL對圖像增強模塊進行電路描述，并進行設(shè)計優(yōu)化、仿真，在生成系統(tǒng)配置文件后加載到FPGA上進行板級調(diào)試。完成了基于FPGA的圖像增強算法模塊的設(shè)計，重點設(shè)計實現(xiàn)了點運算增強處理模塊、中值濾波器模塊，并對中值濾波器進行了改進設(shè)計實現(xiàn)，采用FPGA完成了對圖像增強算法的硬件加速。
標簽： FPGA 圖像增強 技術(shù)研究
上傳時間： 2013-06-16
上傳用戶：songrui
隨著微電子技術(shù)的高速發(fā)展，實時圖像處理在多媒體、圖像通信等領(lǐng)域有著越來越廣泛的應(yīng)用。FPGA就是硬件處理實時圖像數(shù)據(jù)的理想選擇，基于FPGA的圖像處理專用系統(tǒng)的研究將成為信息產(chǎn)業(yè)的新熱點。 本文詳細介紹了一種實時監(jiān)控圖像處理系統(tǒng)的設(shè)計方案，實現(xiàn)了具有前端視頻采集系統(tǒng)、圖像預(yù)處理功能系統(tǒng)、圖像顯示系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用Altera公司的FPGA芯片作為中央處理器，由視頻采集模塊、異步FIFO模塊、視頻解碼模塊、I
標簽： FPGA 圖像處理
上傳時間： 2013-06-20
上傳用戶：wc412467303
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