在團簇與激光相互作用的研究中和在團簇與加速器離子束的碰撞研究中,需要對加速器束流或者激光束進行脈沖化與時序同步,同時用于測量作用產物的探測系統如飛行時間譜儀(TOF)等要求各加速電場的控制具有一定的時序匹配。在整個實驗中,需要用到符合要求的多路脈沖時序信號控制器,而且要求各脈沖序列的周期、占空比、重復頻率等方便可調。為此,本論文基于FPGA設計完成了一款多路脈沖時序控制電路。 本文基于Altera公司的Cyclone系列FPGA芯片EPlC3T100C8,設計出了一款可以同時輸出8路脈沖序列、各脈沖序列之間具有可調高精度延遲、可調脈沖寬度及占空比等。論文討論了FPGA芯片結構及開發流程,著重討論了較高頻率脈沖電路的可編程實現方法,以及如何利用VHDL語言實現硬件電路軟件化設計的技巧與方法,給出了整個系統設計的原理與實現。討論了高精密電源的PWM技術原理及實現,并由此設計了FPGA所需電源系統。給出了配置電路設計、數據通信及接口電路的實現。開發了上層控制軟件來控制各路脈沖時序及屬性。 該電路工作頻率200MHz,輸出脈沖最小寬度可達到10ns,最大寬度可達到us甚至ms量級。可以同時提供l路同步脈沖和7路脈沖,并且7路脈沖相對于同步脈沖的延遲時間可調,調節步長為5ns。
上傳時間: 2013-06-15
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數字濾波作為數字信號處理技術的重要組成部分,廣泛應用于諸如信號分離、恢復、整形等多種場合中,本文討論的FIR濾波器因其具有嚴格的線性相位特性而得到廣泛的應用。在工程實踐中,往往要求信號處理具有實時性和靈活性,但目前常用的一些軟件或硬件實現方法則難以同時達到兩方面的要求。 可編程邏輯器件是一種用戶根據需要而自行構造邏輯功能的數字集成電路。本課題研究FIR的FPGA解決方案體現電子系統的微型化和單片化,主要完成的工作如下: (1)以FIR濾波器的基本理論為依據,研究適應工程實際的數字濾波器的設計方法: (2)對分布式算法進行了較為深入的研究。在闡述算法原理的基礎上,分析了利用FPGA特有的查找表結構完成這一運算的方法,從而解決了常系數乘法運算硬件實現的問題; (3)以—FIR低通濾波器為例說明FIR數字濾波器的具體實現方法,采用層次化、模塊化、參數化的設計思想,完成對整個FIR濾波器的功能模塊的劃分,以及各個功能模塊的具體設計; (4)設計參數可調的FIR低通濾波器的硬件電路:以EPFlK50TCl44-l為核心,包括A/D轉換電路、D/A轉換電路以及在系統配置電路等。以話音作為輸入信號,進行了實際濾波效果的測試。 實驗系統的測試結果表明,和傳統的數字濾波器相比較具有更好的實時性、準確性、靈活性和實用性。
上傳時間: 2013-07-13
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在信息化發展的當前,音視頻等多媒體作為信息的載體,在社會生活的各個領域,起著越來越重要的作用。數字視頻的海量性成為阻礙其應用的的瓶頸之一。在這種情況下,H.264作為新一代的視頻壓縮標準,以其高性能的壓縮效率,成為備受關注的焦點和研究問題。H.264通過運動估計/運動補償(MP/MC)消除視頻時間冗余,對差值圖像進行離散余弦變換(DCT)消除空間冗余,對量化后的系數進行可變長編碼(VLC)消除統計冗余,獲得了極高的壓縮效率。隨著嵌入式處理器性能的逐漸提升和3G網絡即將商用的推動,H.264以其優秀的壓縮性能,無論是無線信道傳輸方面,還是存儲容量有限的嵌入式設備都具有廣闊的應用前景。 但H.264在提升壓縮性能的同時付出的代價是算法復雜度的成倍增加,實際應用中人們對視頻解碼的實時性要求嚴格,已出現的對應算法代碼多基于PC通用處理器實現,而嵌入式設備的主頻和處理能力仍然相對有限,存儲容量相對較小,總線速率相對偏低,因此必須對標準對應算法進行優化移植,才能滿足實際應用的需求。 本文在對H.264標準及其新特性進行詳細介紹后,重點研究了在解碼端如何針對解碼耗時較多的模塊進行改進,然后將算法移植到ARM平臺,并針對平臺特點作出相應優化,最后完成解碼圖象顯示,并給出了測試結果。本文主要完成的工作如下: 詳細分析了H.264的參考軟件JM中解碼流程,并利用測試工具分析了各模塊耗時,針對耗時較多的模塊如插值運算及去塊濾波模塊,提出了對應的改進算法并在H.264的參考軟件JM86上進行了實現,PC測試實驗證明了算法改進的優越性和運算優化的可行性。最后針對ARM平臺,在對程序結構和對應代碼進行優化之后,將其移植到WINCE系統之下,同時給出了WINCE平臺解碼后圖象加速顯示方法,并對最終測試結果與性能做出了評價。
上傳時間: 2013-06-04
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隨著通信、網絡等技術的不斷發展,對車內(機內)通話系統提出了更高的要求。本文以軍用車內通話系統為主要應用背景,實現對現有車內通話系統的升級和改造,主要涉及系統結構、軟件流程、相關接口及通信協議等內容。 早期模擬車內通話系統已經不能滿足數字化建設的需要。現役的數字式車內通話系統普遍功能單一,不具備數據傳輸等功能。而且系統組成單體設備種類多、接口不統一、兼容性差,較難實現通用化設計。 本文提出一種基于ARM+DSP架構的多功能車內通話系統。主要由多個語音終端、一個主控盒以及頭戴通信帽等硬件組成,最大可支持車內16個乘員之間通話,具有群呼、組呼、選呼、強呼、數據傳輸等功能,系統內乘員還可以通過主控盒與車外網絡的用戶進行通話或通信。 論文共分七章,主要內容包括:(1)車內通話系統的國內外發展現狀和趨勢;(2)語音終端系統設計,包括軟硬件實現、通信協議等;(3)語音終端設計中幾個關鍵技術的分析和研究。 本文設計的語音終端話音質量高,擴展功能強大,成本相對低廉,除適合在軍用通信領域外,在商用領域也具有良好的市場前景。
上傳時間: 2013-05-17
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隨著人們安防意識的增強,視頻監控系統應用越來廣泛,許多公共場所,如學校、工廠、政府、銀行都設有視頻監控系統。網絡技術、圖像處理技術及嵌入式技術的快速發展,使得視頻監控系統技術有了很大的進步,功能也越來越豐富,單純的視頻畫面的監控已經不能滿足人們的要求。兼容豐富的通信協議、強大的系統控制管理功能和智能化的監測能力的視頻監控系統就成了當今視頻監控系統的研究開發的熱點。 現在流行的視頻監控的構架大致分為兩類,一種基于數字信號處理器,一種基于通用微處理器。數字信號處理器擅長復雜的計算、音視頻處理,而通用微處理器適用于系統控制、管理。兩種方案可以滿足簡單的視頻監控的要求,各自功能也相對單一。如果把兩種方案結合在一起,必定可以達到易于擴展多種功能的滿意的效果。 本文分析了現有的數字視頻監控系統的幾種方案,為了滿足視頻監控系統功能越來越豐富全面的要求,設計了一款基于ARM和DSP的雙處理器的視頻監控平臺,該平臺易于進行功能的擴展和升級。系統采用三星公司的S3C2410 ARM9處理器和TI公司的TMS320DM642數字信號處理器,ARM負責視頻的傳輸和外圍控制,DSP負責視頻的采集和壓縮。本文主要著眼于平臺的軟件方面。硬件電路方面,主要介紹了視頻采集電路和ARM與DSP的通信電路。軟件方面,搭建了ARM嵌入式Linux操作系統平臺,開發了主機口(HPI)驅動程序,以及基于實時傳輸協議RTP的服務器端和客戶端程序。DSP部分,基于DSP/BIOS實時操作系統和RF5參考框架,開發了多任務的上層應用程序。移植并優化了MPEG-4編碼器,依據DSP/BIOS的類/微驅動開發模型,開發了SAA7111視頻編碼器的驅動程序。 經過實驗測試,ARM端搭建的嵌入式Linux軟件平臺運行良好。DSP端視頻采集效率基本達到了25幀/秒的采集要求,經過優化的MPEG-4編碼器對CIF格式的圖像的壓縮編碼率為13幀/秒,視頻服務器可滿足視頻傳輸的實時性需要。該設計的基于ARM和DSP雙處理器架構視頻監控平臺在視頻監控領域將會有很好的應用前景。關鍵詞:視頻監控;嵌入式系統;Linux;驅動程序;視頻壓縮
上傳時間: 2013-04-24
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汽車行駛記錄儀(文中也簡稱為記錄儀),亦稱“汽車黑匣子”,是安裝在車輛上,對車輛行駛速度、時間、里程以及有關車輛行駛的其它狀態信息進行監控、記錄、存儲并可通過接口實現數據輸出的數字式電子記錄裝置。為分析和判斷汽車駕駛狀態和處理交通事故提供了可靠準確的科學依據。本課題的來源是國家信息產業部下達的電子發展基金項目,與同類產品相比,增加了音/視頻功能,目前已通過信產部驗收。 本文主要分析和設計了一種具有低成本高擴展性的基于ARM與ARMLinux的汽車行駛記錄儀方案,該系統作為信產部項目中的主控模塊實現了記錄儀的標準功能。硬件方面分析了汽車行駛記錄儀的標準功能對應ARM片內外圍電路與外部器件的設計。軟件方面分析了基于YAFFS文件系統與Linux 2.6的軟件平臺在嵌入式應用方面的高可用性,主要描述YAFFS的特點與基本原理,Linux中線程的實現機制與Linux Kernel 2.6在響應時間上的改進。并給出了該記錄儀基于Liinux的多線程結構應用程序的設計要點、流程圖和主要的數據結構。 作為擴展,為記錄儀增加了采集和處理音/視頻信號的DSP模塊。DSP采用TI公司的專用于數字媒體應用的高性能DSP DM642。DSP模塊同時采集3路視頻并進行壓縮,壓縮算法可以采用MPEG-2、MPEG-4、H.263、H.264等。論述了實現音/視頻功能的基本原理、DSP模塊的存儲器結構、ARM與DSP的通信及一些實用性的考慮。
上傳時間: 2013-07-02
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本文以無線多媒體終端項目的需求為背景,提出了一種適用于嵌入式系統的媒體播放器架構設計方案。論文給出了一種嵌入式系統中音視頻同步的解決方案,有效的提高了嵌入式媒體播放器軟件的音視頻同步性能
上傳時間: 2013-07-05
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闡述了一種基于反射式光電傳感器的直流電機測速及控制系統K該系統可適用于無法采用旋轉編碼器和測速電機進行直流電機測速與控制的場合L 文中采用斯密特觸發器、異或門、D 觸發器以及可逆計數器設計了可用于脈沖
上傳時間: 2013-05-17
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汽車黑匣子(又稱汽車行駛記錄儀)是一種使用在汽車上的數字式電子記錄裝置。這種裝置能對車輛的行駛速度、時間、里程以及有關車輛行駛的其他狀態信息進行記錄存儲并可通過接口實現數據輸出。汽車行駛記錄儀的使用,對抑制疲勞駕駛、車輛超速等交通違章、約束駕駛人員的不良駕駛行為、保障車輛行駛安全以及道路交通事故的分析鑒定具有重要的作用。本文根據汽車行駛記錄儀國家標準GB/T 19056-2003,并在此基礎上開發設計了一種具有音視頻處理功能的汽車黑匣子,采用的是三星公司的S3C2440 32位ARM處理器和Linux操作系統,同時為了使汽車黑匣子能更方便地與上位機之間進行通訊,本系統采用了USB Mass Storage設備來實現數據的傳輸。 論文首先介紹了汽車黑匣子的研究背景,并對國內外汽車黑匣子的研究現狀進行了概括,在此基礎上提出了本課題需要完成的目標。接下來,論文闡述了系統總體設計的構思以及各個功能模塊不同方案優劣的比較,給出了最后的設計方案,并建立了系統的開發平臺。在硬件設計方面詳細地介紹了各主要功能部件及電路的設計和特點。在軟件設計單元介紹了Linux操作系統和Bootloader的特點,并給出了系統軟件的各模塊程序設計。在文件系統設計部分,論文討論了在NandFlash中建立FAT文件系統的實現方法。最后通過Linux下USB Mass Storage設備驅動的設計和調試,實現汽車黑匣子記錄的數據通過USB接口與PC機或PDA之間的通信。 本文在結束處對整個課題作出總結,并指出在本系統現有的基礎上性能還可以進一步改善和改進的地方。
上傳時間: 2013-05-27
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嵌入式網絡視頻監控系統是一種以嵌入式技術、視頻編碼技術和網絡傳輸技術為核心的新型視頻監控系統,它在穩定性、實時性、處理速度、功能、價格、擴展性等方面和傳統的視頻監控系統相比有著突出的優勢,同時也代表著目前視頻監控系統研究和發展的方向。 本文研究并實現了以微處理器S3C2440和嵌入式Linux操作系統為核心的嵌入式網絡視頻監控系統。論文首先介紹了嵌入式視頻監控技術的發展趨勢和研究現狀,而后闡述了該系統硬件總體設計方案,討論了基于嵌入式Linux操作系統的開發平臺的構建,詳細論述了視頻采集、編碼、存儲、傳輸等單元的軟硬件設計,重點論述了基于AL9V576的視頻編碼模塊和基于TW2835的視頻處理模塊的設計。 本文研究的主要內容如下: 1、研究視頻采集單元的優化方法,設計采用音視頻控制器TW2835采集四路模擬視頻輸入信號并疊加OSD環境信息顯示,提高了視頻處理的功能和視頻質量; 2、研究雙核構架,采用混合信號系統級芯片C8051F340控制TW2835、采集環境信息并與S3C2440串口通信,使視頻采集單元模塊化設計,增加了產品設計的靈活性,減小了主控芯片的負擔和軟件設計的復雜性,便于產品功能的擴展和二次開發; 3、研究并分析了MPEG-4的硬件實現方式,采用高品質、高性能、低功率視頻壓縮芯片AL9V576進行MPEG-4編碼,大幅提升了壓縮效率,另外還設計了SRAM主機接口與主控芯片通信,突破了傳統芯片大多采用的PCI接口的限制,方便模塊的組合; 4、研究并設計了CF卡存儲方案,實現了一種在嵌入式視頻服務器上的視頻檢索和存儲方法。
上傳時間: 2013-05-16
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