作為性能優(yōu)異的糾錯(cuò)編碼，Turbo碼自誕生以來就一直受到理論界以及工程應(yīng)用界的關(guān)注。TD—SCDMA是我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的3G通信標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)把Turbo碼是作為前向糾錯(cuò)體制，但Turbo碼的譯碼算法比較復(fù)雜并且需要多次迭代，這造成Turbo碼譯碼延時(shí)大，譯碼速度慢，因此限制了Turbo碼的實(shí)際應(yīng)用。因此有必要研究如何將現(xiàn)有的Turbo碼譯碼算法進(jìn)行簡(jiǎn)化，加速，使其轉(zhuǎn)化成為適合在硬件上實(shí)現(xiàn)的算法，將實(shí)驗(yàn)室的理論研究成果轉(zhuǎn)化成為硬件產(chǎn)品。 論文主要的研究?jī)?nèi)容有以下兩點(diǎn)： 其一，提出信道自適應(yīng)迭代譯碼方案。在事先設(shè)定最大迭代次數(shù)的情況下，自適應(yīng)Turbo碼譯碼算法能夠根據(jù)信道的變化自動(dòng)調(diào)整迭代次數(shù)。 仿真結(jié)果表明：該自適應(yīng)迭代譯碼方案能夠根據(jù)信道的變化自動(dòng)調(diào)整迭代次數(shù)，在保證譯碼性能基本上沒有損失的情況下，有效減少譯碼時(shí)間，明顯提高譯碼速度。 其二，根據(jù)得到的信道自適應(yīng)迭代譯碼方案，借助Xilinx公司Spartan3 FPGA硬件平臺(tái)，使用Verilog硬件描述語(yǔ)言，將用C/C++語(yǔ)言寫成的信道自適應(yīng)迭代譯碼算法轉(zhuǎn)化成為硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，得到硬件電路，并對(duì)得到的譯碼器硬件電路進(jìn)行測(cè)試。 測(cè)試結(jié)果表明：隨著信道的變化，硬件電路的譯碼速度也隨之自動(dòng)變化，信噪比越高譯碼速度越快，并且硬件譯碼器性能（誤比特率）與實(shí)驗(yàn)仿真基本一致。
標(biāo)簽： Turbo FPGA 編譯碼器
上傳時(shí)間： 2013-05-31
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MPEG-2是MPEG組織在1994年為了高級(jí)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的圖象質(zhì)量以及更高的傳輸率所提出的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，其優(yōu)秀性使之成為過去十年應(yīng)用最為廣泛的標(biāo)準(zhǔn)，也是未來十年影響力最為廣泛的標(biāo)準(zhǔn)之一。 本文以MPEG-2視頻標(biāo)準(zhǔn)為研究?jī)?nèi)容，建立系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)FPGA原型芯片，并在FPGA系統(tǒng)中驗(yàn)證視頻解碼芯片的功能。最后在0.18微米工藝下實(shí)現(xiàn)ASIC的前端設(shè)計(jì)。完成的主要工作包括以下幾個(gè)方面： 1.完成解碼系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，采用了自頂而下的設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能單元的劃分；根據(jù)其視頻解碼的特點(diǎn)，確定解碼器的控制方式；把視頻數(shù)據(jù)分文幀內(nèi)數(shù)據(jù)和幀間數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)兩種數(shù)據(jù)的并行解碼。 2.實(shí)現(xiàn)了具體模塊的設(shè)計(jì)：根據(jù)本文研究的要求，在比特流格式器模塊設(shè)計(jì)中提出了特有的解碼方式；在可變長(zhǎng)模塊中的變長(zhǎng)數(shù)據(jù)解碼采用組合邏輯外加查找表的方式實(shí)現(xiàn)，大大減少了變長(zhǎng)數(shù)據(jù)解碼的時(shí)間；IQ、IDCT模塊采用流水的設(shè)計(jì)方法，減少數(shù)據(jù)計(jì)算的時(shí)間：運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊，針對(duì)模塊數(shù)據(jù)運(yùn)算量大和訪問幀存儲(chǔ)器頻繁的特點(diǎn)，采用四個(gè)插值單元同時(shí)處理，增加像素緩沖器，充分利用并行性結(jié)構(gòu)等方法來加快運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償速度。 3.根據(jù)視頻解碼的參考軟件，通過解碼系統(tǒng)的仿真結(jié)果和軟件結(jié)果的比較來驗(yàn)證模塊的功能正確性。最后用FPGA開發(fā)板實(shí)現(xiàn)了解碼系統(tǒng)的原型芯片驗(yàn)證，取得了良好的解碼效果。 整個(gè)設(shè)計(jì)采用Verilog HDL語(yǔ)言描述，通過了現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)的原型驗(yàn)證，并采用SIMC0.18μm工藝單元庫(kù)完成了該電路的邏輯綜合。經(jīng)過實(shí)際視頻碼流測(cè)試，本文設(shè)計(jì)可以達(dá)到MPEG-2視頻主類主級(jí)的實(shí)時(shí)解碼的技術(shù)要求。
標(biāo)簽： MPEG2 FPGA 視頻解碼器
上傳時(shí)間： 2013-07-27
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自香農(nóng)先生于1948年開創(chuàng)信息論以來，經(jīng)過將近60年的發(fā)展，信道編碼技術(shù)已經(jīng)成為通信領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，各種編碼技術(shù)層出不窮。目前廣泛研究的低密度奇偶校驗(yàn)(LDCP)碼是由R.G.Gallager先生提出的一種具有逼近香農(nóng)限性能的優(yōu)秀糾錯(cuò)碼，并已在數(shù)字電視、無線通信、磁盤存儲(chǔ)等領(lǐng)域得到大量應(yīng)用。 目前數(shù)字電視已經(jīng)成為最熱門的話題之一，用手機(jī)看北京奧運(yùn)，已經(jīng)成為每一個(gè)中國(guó)人的夢(mèng)想。最近兩年我國(guó)頒布了兩部與數(shù)字電視有關(guān)的通信標(biāo)準(zhǔn)，分別是數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)(DMB-TH)和移動(dòng)多媒體(CMMB)即俗稱的手機(jī)電視標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)字電視正與每個(gè)人走得越來越近，我國(guó)預(yù)期在2015年全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視并停止模擬電視的播出。作為數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的核心技術(shù)之一的前向糾錯(cuò)碼技術(shù)已經(jīng)成為眾多科研單位的研究熱點(diǎn)，相應(yīng)的編解碼芯片更成為重中之重。在DMB-TH標(biāo)準(zhǔn)中用到了LDPC碼和BCH碼的級(jí)聯(lián)編碼方式，在CMMB標(biāo)準(zhǔn)中用到了LDPC碼和RS碼的級(jí)聯(lián)編碼方式，在DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)中用到了LDPC碼和BCH碼的級(jí)聯(lián)編碼方式。 本論文以目前最重要的三個(gè)與數(shù)字電視相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)：數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)(DMB-TH)、手機(jī)電視標(biāo)準(zhǔn)(CMMB)以及數(shù)字衛(wèi)星電視廣播標(biāo)準(zhǔn)(DVB-S2)為切入點(diǎn)，深入研究它們的編碼方式，設(shè)計(jì)了這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中的LDPC碼編碼器，并在FPGA上實(shí)現(xiàn)了前兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的編碼芯片，實(shí)現(xiàn)了DMB-TH標(biāo)準(zhǔn)中0.4、0.6以及0.8三種碼率的復(fù)用。在研究CMMB標(biāo)準(zhǔn)中編碼器設(shè)計(jì)時(shí)，提出一種改進(jìn)的LU分解算法，該分解方式適合任意的H矩陣，具有一定的廣泛性。測(cè)試結(jié)果表明，芯片邏輯功能完全正確，速度和資源消耗均達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)的要求，具有一定的商用價(jià)值。
標(biāo)簽： LDPC FPGA 數(shù)字電視
上傳時(shí)間： 2013-07-07
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本文將高效數(shù)字調(diào)制方式QAM和軟件無線電技術(shù)相結(jié)合，在大規(guī)模可編程邏輯器件FPGA上對(duì)16QAM算法實(shí)現(xiàn)。在當(dāng)今頻譜資源日趨緊缺的情況下有很大現(xiàn)實(shí)意義。 論文對(duì)16QAM軟件實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)理論，帶通采樣理論、變速率數(shù)字信號(hào)處理相關(guān)抽取內(nèi)插技術(shù)做了推導(dǎo)和分析；深入研究了軟件無線電核心技術(shù)數(shù)字下變頻原理和其實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)；對(duì)CIC、半帶等高效數(shù)字濾波器原理結(jié)構(gòu)和性能作了研究；16QAM調(diào)制和解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用自項(xiàng)向下設(shè)計(jì)思想；采用硬件描述語(yǔ)言VerilogHDL在EDA工具QuartusII環(huán)境下實(shí)現(xiàn)代碼輸入；對(duì)系統(tǒng)調(diào)試采用了算法仿真和在系統(tǒng)實(shí)測(cè)調(diào)試相結(jié)合方法。 論文首先對(duì)16QAM調(diào)制解調(diào)算法進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)仿真，并對(duì)實(shí)現(xiàn)的各模塊的可行性仿真驗(yàn)證，在此基礎(chǔ)上，完成了調(diào)制端16QAM信號(hào)的時(shí)鐘分頻模塊、串并轉(zhuǎn)換模塊、星座映射、8倍零值內(nèi)插、低通濾波以及FPGA和AD9857接口等模塊；解調(diào)器主要完成帶通采樣、16倍CIC抽取濾波，升余弦滾降濾波，以及16QAM解碼等模塊，實(shí)現(xiàn)了16QAM調(diào)制器；給出了中頻信號(hào)時(shí)域測(cè)試波形和頻譜圖。本系統(tǒng)在200KHz帶寬下實(shí)現(xiàn)了512Kbps的高速數(shù)據(jù)數(shù)率傳輸。論文還對(duì)增強(qiáng)型數(shù)字鎖相環(huán)EPLL的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究和性能分析。
標(biāo)簽： FPGA QAM 16
上傳時(shí)間： 2013-07-10
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在數(shù)字電視系統(tǒng)中，MPEG-2編碼復(fù)用器是系統(tǒng)傳輸?shù)暮诵沫h(huán)節(jié)，所有的節(jié)目、數(shù)據(jù)以及各種增值服務(wù)都是通過復(fù)用打包成傳輸流傳輸出去。目前，只有少數(shù)公司掌握復(fù)用器的核心算法技術(shù)，能夠采用MPEG-2可變碼率統(tǒng)計(jì)復(fù)用方法提高帶寬利用率，保證高質(zhì)量圖像傳輸。由于目前正處廣播電視全面向數(shù)字化過渡期間，市場(chǎng)潛力巨大，因此對(duì)復(fù)用器的研究開發(fā)非常重要。本文針對(duì)復(fù)用器及其接口技術(shù)進(jìn)行研究并設(shè)計(jì)出成形產(chǎn)品。 文中首先對(duì)MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)及NIOS Ⅱ軟核進(jìn)行分析。重點(diǎn)研究了復(fù)用器中的部分關(guān)鍵技術(shù)：PSI信息提取及重構(gòu)算法、PID映射方法、PCR校正及CRC校驗(yàn)算法，給出了實(shí)現(xiàn)方法，并通過了硬件驗(yàn)證。然后對(duì)復(fù)用器中主要用到的AsI接口和DS3接口進(jìn)行了分析與研究，給出了設(shè)計(jì)方法，并通過了硬件驗(yàn)證。 本文的主要工作如下： ●首先對(duì)復(fù)用器整體功能進(jìn)行詳細(xì)分析，并劃分軟硬件各自需要完成的功能。給出復(fù)用器的整體方案以及ASI接口和DS3接口設(shè)計(jì)方案。 ●在FPGA上采用c語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了PSI信息提取與重構(gòu)算法。 ●給出了實(shí)現(xiàn)快速的PID映射方法，并根據(jù)FPGA特點(diǎn)給出一種新的PID映射方法，減少了邏輯資源的使用，提高了穩(wěn)定性。 ●采用Verilog設(shè)計(jì)了SI信息提取與重構(gòu)的硬件平臺(tái)，并用c語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了SDT表的提取與重構(gòu)算法，在FPGA中成功實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存空間。 ●在FPGA上實(shí)現(xiàn)了．ASI接口，主要分析了位同步的實(shí)現(xiàn)過程，實(shí)現(xiàn)了一種新的快速實(shí)現(xiàn)字節(jié)同步的設(shè)計(jì)。 ●在FPGA上實(shí)現(xiàn)了DS3接口，提出并實(shí)現(xiàn)了一種兼容式DS3接口設(shè)計(jì)。并對(duì)幀同步設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)。 ●完成部分PCB版圖設(shè)計(jì)，并進(jìn)行調(diào)試監(jiān)測(cè)。 本復(fù)用器設(shè)計(jì)最大特點(diǎn)是將軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行合理劃分，硬件平臺(tái)及接口采用Verilog語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，PSI信息算法主要采用c語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。這種軟硬件的劃分使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加靈活，且軟件設(shè)計(jì)與硬件設(shè)計(jì)可同時(shí)進(jìn)行，極大的提高了工作效率。 整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用verilog和c兩種語(yǔ)言完成，采用Altera公司的FPGA芯片EP1C20，在Quartus和NIOS IDE兩種設(shè)計(jì)平臺(tái)下設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)此方案已經(jīng)開發(fā)出兩臺(tái)帶有ASI和DS3接口的數(shù)字電視TS流復(fù)用器，經(jīng)測(cè)試達(dá)到了預(yù)期的性能和技術(shù)指標(biāo)。
標(biāo)簽： FPGA TS流 復(fù)用器
上傳時(shí)間： 2013-08-03
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本文對(duì)于全并行Viterbi譯碼器的設(shè)計(jì)及其FPGA實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行了研究，并最終將用FPGA實(shí)現(xiàn)的譯碼器嵌入到某數(shù)字通信系統(tǒng)之中。 首先介紹了卷積碼及Viterbi譯碼算法的基本原理，并對(duì)卷積碼的糾錯(cuò)性能進(jìn)行了理論分析。接著介紹了Viterbi譯碼器各個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)的一些經(jīng)典算法，對(duì)這些算法的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化并利用FPGA實(shí)現(xiàn)，而后在QuartusⅡ平臺(tái)上對(duì)各模塊的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行仿真以及在Matlab平臺(tái)上對(duì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。最后給出Viterbi譯碼模塊應(yīng)用在實(shí)際系統(tǒng)上的誤碼率測(cè)試性能結(jié)果。 測(cè)試結(jié)果表明，系統(tǒng)的誤碼率達(dá)到了工程標(biāo)準(zhǔn)的要求，從而驗(yàn)證了譯碼器設(shè)計(jì)的可靠性，同時(shí)所設(shè)計(jì)的基于FPGA實(shí)現(xiàn)的全并行Viterbi譯碼器適用于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用場(chǎng)合。
標(biāo)簽： Viterbi FPGA 并行 譯碼器
上傳時(shí)間： 2013-07-30
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隨著通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，尤其是今年3G牌照的發(fā)放，視頻業(yè)務(wù)在移動(dòng)多媒體方面將會(huì)有更加重要的地位，所以在移動(dòng)終端上實(shí)現(xiàn)支持高效視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的解碼功能就成為一項(xiàng)非常有實(shí)際意義的工作。 H．264作為新一代的高壓縮率的視頻標(biāo)準(zhǔn)，憑借其較高的壓縮率和優(yōu)秀圖像質(zhì)量，使得H．264只要利用較小的空間就能存儲(chǔ)更多的視頻數(shù)據(jù)，在更低的網(wǎng)絡(luò)帶寬條件下提供更優(yōu)質(zhì)量的視頻。然而高度的壓縮必然付出較高的硬件代價(jià)。如何能完成視頻良好解碼并能節(jié)約硬件資源成為研究熱點(diǎn)。 考慮到H．264視頻編解碼的計(jì)算復(fù)雜度，在硬件選擇上一般比較注重高性能處理器的選擇。計(jì)算目前主流的實(shí)現(xiàn)方式包括ASIC的專用集成芯片實(shí)現(xiàn)或者是DSP的軟件實(shí)現(xiàn)。ARM處理器伴隨技術(shù)的進(jìn)步，尤其是對(duì)支持?jǐn)?shù)字信號(hào)處理的功能加強(qiáng)后，在視頻編解碼領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。 本文以WindowsCE5．0和S3C2440A嵌入式平臺(tái)作為H．264解碼器的載體，研究的代碼版本是t264-src-0．14，主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的工作： 研究了H．264視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)和它的體系結(jié)構(gòu)，尤其是對(duì)解碼器部分進(jìn)行了硬件要求的分析。 深入研究了WINCE5．0和ARM結(jié)合的平臺(tái)特性，根據(jù)實(shí)際的硬件平臺(tái)需要，定制了相應(yīng)的操作系統(tǒng)。 完成了基于T264代碼的解碼庫(kù)在WINCE5．0下的移植，并進(jìn)行了相應(yīng)的代碼和算法的優(yōu)化并完成了基于WINCE5．0操作系統(tǒng)下播放程序的編寫。 通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，在基于單核的ARM芯片中，主要靠軟件進(jìn)行QCIF格式的H．264視頻解碼從而獲得良好播放效果的方法是有效的。
標(biāo)簽： WindowsCE H264 ARM 解碼器
上傳時(shí)間： 2013-07-24
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信息化社會(huì)的到來以及IP技術(shù)的興起，正深刻的改變著電信網(wǎng)絡(luò)的面貌以及未來技術(shù)發(fā)展的走向。無線通信技術(shù)的發(fā)展為實(shí)現(xiàn)數(shù)字化社區(qū)提供了有力的保證。而視頻通信則成為多媒體業(yè)務(wù)的核心。如何在環(huán)境惡劣的無線環(huán)境中，實(shí)時(shí)傳輸高質(zhì)量的視頻面臨著巨大的挑戰(zhàn)，因此這也成為人們的研究熱點(diǎn)。 對(duì)于無線移動(dòng)信道來說，網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬是有限的。由于多徑、衰落、時(shí)延擴(kuò)展、噪聲影響和信道干擾等原因，無線移動(dòng)通信不僅具有帶寬波動(dòng)的特點(diǎn)，而且信道誤碼率高，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)連續(xù)的、突發(fā)性的傳輸錯(cuò)誤。無線信道可用帶寬與傳輸速率的時(shí)變特性，使得傳輸?shù)目煽啃源鬄榻档汀?視頻播放具有嚴(yán)格的實(shí)時(shí)性要求，這就要求網(wǎng)絡(luò)為視頻的傳輸提供足夠的帶寬.有保障的延時(shí)和誤碼率。為了獲得可接受的重建視頻質(zhì)量，視頻傳輸至少需要28Kbps左右的帶寬。而且視頻傳輸對(duì)時(shí)延非常敏感。然而無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)卻無法提供可靠的服務(wù)質(zhì)量。 基于無線視頻通信面臨的挑戰(zhàn)，本文在對(duì)新一代視頻編碼國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)H.264/AVC研究的基礎(chǔ)上，主要在提高其編碼效率和H.264的無線傳輸抗誤碼性能，以及如何在嵌入式環(huán)境下實(shí)現(xiàn)H.264解碼器進(jìn)行了研究。 結(jié)合低碼率和幀內(nèi)刷新，提出一種針對(duì)感興趣區(qū)的可變幀內(nèi)刷新方法。實(shí)驗(yàn)表明該方法可以使用較少的碼率對(duì)感興趣區(qū)域進(jìn)行更好的錯(cuò)誤控制，以提高區(qū)域圖像質(zhì)量，同時(shí)能根據(jù)感興趣區(qū)及信道的狀況自動(dòng)調(diào)整宏塊刷新數(shù)量，充分利用有限的碼率。 為了有效的平衡編碼效率和抗誤碼能力的之間的矛盾，筆者提出了一種自適應(yīng)FMO(Flexible Macroblock Order)編碼方法，可根據(jù)圖像的復(fù)雜度自適應(yīng)地選擇編碼所需的FMO模式。仿真結(jié)果表明這種FMO編碼方式完全可行，且在運(yùn)動(dòng)復(fù)雜度頻繁變化時(shí)效果更加明顯，完全可應(yīng)用在環(huán)境惡劣的無線信道中。 在對(duì)嵌入式PXA270硬件結(jié)構(gòu)和X264研究的基礎(chǔ)上，基本實(shí)現(xiàn)了基于H.264的嵌入式解碼，在PXA270基礎(chǔ)上進(jìn)行環(huán)境的配置，定制WirtCE操作系統(tǒng)，并編譯、產(chǎn)生開發(fā)所用的SDK和下載內(nèi)核到目標(biāo)機(jī)。利用開發(fā)工具EVC實(shí)現(xiàn)在PC機(jī)上的實(shí)時(shí)開發(fā)和在線仿真調(diào)試，最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)無差錯(cuò)H.264碼流實(shí)時(shí)解碼。
標(biāo)簽： 264 ARM 無線傳輸 差錯(cuò)控制
上傳時(shí)間： 2013-06-18
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UHF(Ultra High Frequency，超高頻)RFID(Radio Frequency Identification，射頻身份識(shí)別)技術(shù)是近幾年剛剛開始興起并得到迅速推廣應(yīng)用的一門新技術(shù)。該技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化、交通運(yùn)輸控制管理等眾多領(lǐng)域。但是，基于超高頻頻段讀寫器的研制在我國(guó)尚處于起步階段，傳統(tǒng)的超高頻讀寫器都是在單片機(jī)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，這類讀寫器很難實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的多任務(wù)功能；隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，能夠與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)并且?guī)в胁僮飨到y(tǒng)的超高頻讀寫器越來越受人們的青睞與追求。針對(duì)這些問題，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于ARMS3C2410微處理器和Linux操作系統(tǒng)的超高頻讀寫器，主要內(nèi)容有： (1)分析了射頻識(shí)別技術(shù)的發(fā)展歷程和前景，以嵌入式技術(shù)為研究背景，結(jié)合軟硬件開發(fā)平臺(tái)，給出了一種基于ARM和Linux的超高頻讀寫器設(shè)計(jì)思路，指出了選題研究的目的和意義。 (2)闡述了超高頻讀寫器的原理及其應(yīng)用，分析了讀寫器和標(biāo)簽之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)所用到的相關(guān)技術(shù)；在給出超高頻讀寫器主要技術(shù)性能指標(biāo)及功能要求的基礎(chǔ)上給出了基于ARMS3C2410和Linux超高頻讀寫器系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)構(gòu)建過程中所用到的軟硬件進(jìn)行了器件選型。 (3)實(shí)現(xiàn)了超高頻讀寫器系統(tǒng)硬件電路的模塊設(shè)計(jì)，主要包括主控電路模塊、存儲(chǔ)電路模塊、電源模塊、以太網(wǎng)模塊、液晶顯示模塊以及射頻收發(fā)模塊；闡述了各模塊的組成原理與實(shí)現(xiàn)方法，完成了硬件電路的原理圖繪制及PCB制板。 (4)根據(jù)系統(tǒng)的軟件需求，構(gòu)建了一個(gè)進(jìn)行嵌入式開發(fā)所需的軟件平臺(tái)。建立了交叉編譯環(huán)境以及NFS開發(fā)調(diào)試環(huán)境；移植了系統(tǒng)啟動(dòng)所需的引導(dǎo)程序bootloader；實(shí)現(xiàn)了嵌入式Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核、文件系統(tǒng)的配置與移植；給出了Linux系統(tǒng)下典型設(shè)備(觸摸屏、網(wǎng)絡(luò)接口、LCD)驅(qū)動(dòng)程序的移植方法。 (5)結(jié)合實(shí)驗(yàn)測(cè)試環(huán)境，對(duì)超高頻讀寫器輸出功率，讀寫器發(fā)送命令以及標(biāo)簽應(yīng)答波形進(jìn)行了測(cè)試與分析；對(duì)讀寫器的整機(jī)性能進(jìn)行了聯(lián)機(jī)測(cè)試，給出了讀寫器系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行效果圖，同時(shí)對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了總結(jié)。 實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，基于ARMS3C2410微處理器和Linux操作系統(tǒng)的超高頻讀寫器能夠?qū)崿F(xiàn)接入網(wǎng)絡(luò)的功能，其讀寫速度、識(shí)別率以及識(shí)別距離等技術(shù)性能指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，該讀寫器在與PC機(jī)連接的情況下能進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，樣機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
標(biāo)簽： Linux ARM 超高頻 讀寫器
上傳時(shí)間： 2013-07-25
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JPEG2000是由ISO/ITU-T組織下的IECJTC1/SC29/WG1小組制定的下一代靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，其優(yōu)良的壓縮特性使得它將具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。JPEG2000算法非常復(fù)雜，圖像編碼過程占用了大量的處理器時(shí)間開銷和內(nèi)存開銷，因而通過對(duì)JPEG2000算法進(jìn)行優(yōu)化并采用硬件電路來實(shí)現(xiàn)JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)的部分或全部?jī)?nèi)容，對(duì)加快編碼速度從而擴(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域有重要的意義。 本文的研究主要包括兩方面的內(nèi)容，其一是JPEG2000算術(shù)編碼器算法的研究與硬件設(shè)計(jì)，其二是JPEG2000碼率控制算法的研究與優(yōu)化算法的設(shè)計(jì)。在研究算術(shù)編碼器過程中，首先研究了JPEG2000中基于上下文的MQ算術(shù)編碼器的編碼原理和編碼流程，之后采用有限狀態(tài)機(jī)和二級(jí)流水線技術(shù)，并在不影響關(guān)鍵路徑的情況下通過對(duì)算術(shù)編碼步驟優(yōu)化采用硬件描述語(yǔ)言對(duì)算術(shù)編碼器進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并通過了功能仿真與綜合。實(shí)驗(yàn)證明該設(shè)計(jì)不但編碼速度快，而且流水線短，硬件設(shè)計(jì)的復(fù)雜度低且易于控制。 在研究碼率控制算法過程中，首先結(jié)合率失真理論建立了算法的數(shù)學(xué)模型，并驗(yàn)證了該算法的有效性，之后深入分析了該數(shù)學(xué)模型的實(shí)現(xiàn)流程，找出影響算法效率的關(guān)鍵路徑。在對(duì)算法優(yōu)化時(shí)采用黃金分割點(diǎn)算法代替原來的二分查找法，并使用了碼塊R-D斜率最值記憶和碼率誤差控制算法。實(shí)驗(yàn)證明，采用優(yōu)化算法在增加少量系統(tǒng)資源的情況下使得計(jì)算效率提高了60％以上。之后，分析了率失真理論與JPEG2000中PCRD-opt算法的具體實(shí)現(xiàn)，又提出了一種失真更低的比特分配方案，即按照“失真/碼長(zhǎng)”值從大到小通道編碼順序進(jìn)行編碼，通過對(duì)該算法的仿真驗(yàn)證，得出在固定碼率條件下新算法將產(chǎn)生更少的失真。
標(biāo)簽： JPEG 2000 FPGA 標(biāo)準(zhǔn)
上傳時(shí)間： 2013-07-13
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