本文以電子不停車收費系統課題為背景,設計并實現了基于FPGA的π/4-DOPSK全數字中頻發射機和接收機。π/4-DQPSK廣泛應用于移動通信和衛星通信中,具有頻帶利用率高、頻譜特性好、抗衰落性能強的特點。 近年來現場可編程門陣列(FPGA)器件在芯片邏輯規模和處理速度等方面性能的迅速提高,用硬件編程實現無線功能的軟件無線電技術在理論和實用化上都趨于成熟和完善,因此可以把數字調制,數字上/下變頻,數字解調在同一塊FPGA上實現,即實現了中頻發射機和接收機一體化的片上可編程系統(SOPC,System On Programmabie Chip)。 本文首先根據指標要求對數字收發機方案進行設計,確定了適合不停車收費系統的全數字發射機和接收機的結構,接著根據π/4-DQPSK發射機和接收機的理論,設計并實現了基于FPGA的成形濾波器SRRC、半帶濾波器HB和定時算法并給出性能分析,最后給出硬件測試平臺上結果和測試結果分析。
上傳時間: 2013-07-18
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隨著科學技術的發展與公共安全保障需求的提高,視頻監控系統在工業生產、日常生活、警備與軍事方面的應用越來越廣泛。采用基于 FPGA 的SOPC技術、H.264壓縮編碼技術和網絡傳輸控制技術實現網絡視頻監控系統,在穩定性、功能、成本與擴展性等方面都有著突出的優勢,具有重要的學術意義與實用意義, 本課題所設計的網絡視頻監控系統由以Nios Ⅱ為核心的嵌入式圖像服務器、相關網絡設備與若干PC機客戶端組成。嵌入式圖像服務器實時采集圖像,采用H.264 編碼算法進行壓縮,并持續監聽網絡。PC機客戶端可通過網絡對服務器進行遠程訪問,接收編碼數據,使用H.264解碼算法重建圖像并實時顯示,使監控人員有效地掌握現場情況, 在嵌入式圖像服務器設計階段,本文首先進行了芯片選型與開發平臺選擇。然后構建圖像采集子系統,采用雙緩存乒乓交換的方法設計圖像采集用戶自定義模塊。接著設計雙Nios Ⅱ架構的SOPC系統,闡述了雙軟核設計中定制連接、內存芯片共享、數據搬移、通信與互斥的解決方法。同時完成了網絡服務器的設計,采用μC/OS-Ⅱ進行多任務的管理與調度, H.264視頻壓縮編解碼算法設計與實現是本文的重點。文中首先分析H.264.標準,規劃編解碼器結構。接著設計了16×16幀內預測算法,并設計宏塊掃描方式,采用兩次判決策略進行預測模式選擇。然后設計4×4子塊掃描方式,編寫整數變換與量化算法程序。熵編碼采用Exp-Golomb編碼與CAVLC相結合的方案,針對除拖尾系數之外的非零系數值編碼子算法,實現了一種基于表示范圍判別的編碼方法。最后設計了網絡傳輸的碼流組成格式,并針對編碼算法設計相應解碼算法。使用VC++完成算法驗證,并進行測試,觀察不同參數下壓縮率與失真度的變化。 算法驗證完成后,本文進行了PC機客戶端設計,使其具有遠程訪問、H.264解碼與實時顯示的功能。同時將H.264 編碼算法程序移植到NiosⅡ中,并將嵌入式圖像服務器與若干客戶端接入網絡進行聯合調試,構建完整的網絡視頻監控系統, 實驗結果表明,本系統視頻壓縮率高,監控圖像質量良好,充分證明了系統軟硬件與圖像編解碼算法設計成功。本系統具有成本低、擴展性好及適用范圍廣等優點,發展前景十分廣闊。
上傳時間: 2013-08-03
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自90年代以來,LED顯示屏的設計制造和應用水平得到日益提高,LED顯示屏經歷了從單色、雙色圖文顯示屏,到圖像顯示屏,一直到今天的全彩色視頻顯示屏的發展過程。在此發展過程中,無論在器件的性能(超高亮度LED顯示屏及藍色發光二極管等)和系統組成(計算機化的全動態顯示系統)等方面都取得了長足的進步。 LED顯示屏相比與其它的平板顯示器,有其獨特的優越性,比如:可靠性高、使用壽命長、環境適應能力強、性價比高且成本低等特點,且隨著全彩屏顯示技術的日益完善,使得LED顯示屏在許多場合得到廣泛的應用。 本文詳細介紹了利用DVI接口作為視頻LED顯示屏數據源,利用查表的方法實現伽瑪矯正的實現方案和實現4096級灰度的LED視頻顯示屏控制系統的設計原理。通過對等長時間實現4096級灰度方案的分析,得到此方案在系統速度和顯示屏的亮度上存在的局限,提出采用變長時間和消影時間相結合的方案實現4096級灰度的方案及實現,這是在提高硬件成本以獲得成本,速度和亮度的折中。在此基礎上,提出了用脈沖打散輸出的方法改善LED顯示屏顯示效果,并探討了低幀頻無閃爍LED全彩屏的實現方法;對一些可以提高LED顯示屏系統技術的新技術展開討論,為今后的動態全彩色LED顯示屏具體實現打下堅實的理論基礎。
上傳時間: 2013-04-24
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制作一個正弦信號發生器的設計:(1)正弦波輸出頻率范圍:1kHz~10MHz;(2)具有頻率設置功能,頻率步進:100Hz;(3)輸出信號頻率穩定度:優于10-2;(4)輸出電
標簽: 正弦信號發生器
上傳時間: 2013-06-18
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卷積碼是無線通信系統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。本文的主要內容是在FPGA上實現約束長度為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算法復雜度和譯碼性能的關鍵因素,在此基礎上設計了采用“串-并”結合運算方式的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.對輸入數據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。 2.對ACS運算單元采用了“串-并”結合的運算方式,和全并行的設計相比,在滿足譯碼速度的同時,節約了芯片資源。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,優化了系統的時序。 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計的復雜度。 4.本文中設計了一個仿真平臺,采用Modelsim仿真器對設計進行了功能仿真,結果完全正確。同時提出了一種在被測設計內部插入監視器的調試方法,巧妙地利用了Matlab算法仿真程序的輸出結果,提高了追蹤錯誤的效率。 5.該設計在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果和Altera設計的Viterbi譯碼器IP核進行了性能比較,比較結果證明本文中設計的Viterbi譯碼器具有很高的工程實用價值。
上傳時間: 2013-07-23
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2.4寸LCD使用手冊,簡單,方便,使用C語言編寫,51單片機同樣可用
上傳時間: 2013-04-24
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語音識別技術是信息技術領域的重要發展方向之一,小詞匯量非特定人孤立詞語音識別是語音識別領域中一個具有廣泛應用背景的分支,在家電遙控、智能玩具、人機交互等領域有著重要的應用價值.語音識別芯片從20世紀90年代開始出現,目前的語音識別芯片都是以DSP為核心集成的語音識別系統,算法主要通過軟件實現,為了提高速度和降低成本,下一代語音識別芯片將設計成軟硬件協同實現,本文的目的是使用全硬件方法實現語音識別算法,為軟硬件協同實現的方案提供參考.本論文主要完成了以下工作:(1)在選定的FPGA平臺上,完成了整個系統的硬件設計.(2)對于硬件中難于實現而且占用較多資源的乘法器、求對數、求平方根以及快速傅立葉變換等關鍵模塊,本文都根據電路的具體特點,給出了巧妙的實現方案,完成了算法需要的功能.(3)設計中使用了模塊復用和流水線技術.(4)根據設計結果,給出了各個模塊占用的硬件資源和運行速度.實驗結果表明,本文所設計的硬件系統能夠正常工作,在速度和面積方面都達到了設計要求.
上傳時間: 2013-06-12
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隨著通信技術和計算機技術的發展,多媒體的應用與服務越來越廣泛,視頻壓縮編碼技術也隨之成為非常重要的研究領域。運動估計是視頻壓縮編碼中的一項關鍵技術。由于視頻編碼系統的復雜性主要取決于運動估計算法,因此如何找到一種可靠、快速、性能優良的運動估計算法一直是視頻壓縮編碼的研究熱點。運動估計在視頻編碼器中承擔的運算量最大、控制最為復雜,由于對視頻編碼的實時性要求,因此運動估計模塊一般都采用硬件來設計。 本文的目的是在FPGA芯片上設計實現一種更優的易于硬件實現的塊匹配運動估計算法——二步搜索算法。全文首先討論了塊匹配運動估計理論及其主要技術指標,介紹了運動估計技術在MPEG-4中的應用,然后在對典型的運動估計算法進行分析比較的基礎上討論了一種性能和硬件實現難易度綜合指數較高的二步搜索算法。本文對已有的用于全搜索算法實現的VLSI結構進行了改進,設計了符合二步搜索算法要求的FPGA實現結構,并在對其理論分析之后,對實現該算法的運動估計模塊進行了功能模塊的劃分,并運用VerilogHDL硬件描述語言、ISE及Modelsim開發工具在Spartan-IIEXC2S300eFPGA芯片上完成了對各功能模塊的設計、實現與時序仿真。最后,對整個運動估計模塊進行了仿真測試,給出了其在FPGA上搭建實現后的時序仿真波形圖與占用硬件資源情況,通過對時序仿真結果可知本文設計的各功能模塊工作正常,并且能夠協同工作,整個運動估計模塊能夠正確的實現二步搜索運動估計算法,并輸出正確的運動估計結果;通過對占用硬件資源及時鐘頻率情況的分析驗證了本文設計的二步搜索運動估計算法的FPGA實現結構具備先進性和實時可實現性。
上傳時間: 2013-05-27
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ZigBee是近年來出現的一種新型無線通信技術,其具有近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的特點,在家用系統控制、樓宇自動化、工業監控領域具有廣闊的市場空間。ZigBee的物理層和數據鏈路層由IEEE802.15.4工作組制定,高層(網絡層、數據安全性及互邊互通應用)由ZigBee聯盟負責。 隨著ZigBee技術在工業現場應用,越來越多的ZigBee設備終端將出現在工業現場,這就提出了將這些ZigBee設備與傳統的以太網連接起來要求,為此需要設計一個無線的ZigBee網關來進行數據轉發,因此對ZigBee網關的研究和設計具有重要的意義。 本系統選用基于ARM 920T內核的S3C2410作為ZigBee網關的主處理器,并且選用符合802.15.4標準的CC2420作為ZigBee網關的無線收發器。為了降低開發成本以及方便程序升級,網關選用開源嵌入式Linux操作系統,基于2.6.內核進行開發。本文主要對網關軟件部分進行了深入研究。軟件部分主要由2個程序組成:無線收發器的驅動程序和網關程序。其中網關程序主要包含Zigbee協議棧模塊和網關通信模塊。開發和測試主要語言采用標準C語言,驅動部分測試部分采用Bash腳本。 本文首先介紹了無線通信的背景知識和ZigBee協議棧,然后詳細闡述了采用Linux來進行無線收發器驅動程序設計的關鍵點,同時對基于Linux的嵌入式ZigBee網關協議棧進行了移植,并且給出了ZigBee網關通信程序的設計方法以及程序的編譯、調試和測試方法,實現了將ZigBee設備的數據及其狀態轉發給上位數據服務器的過程,最后還提出了作者對未來工作方向的一些改進思路和方法。
上傳時間: 2013-07-17
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隨著嵌入式技術和網絡技術的發展和應用,充分結合兩種技術優勢的遠程數據采集終端正在不斷地被研究和開發。本文即是此背景下,綜合以往遠程數據采集終端的優缺點,對基于ARM的遠程數據采集智能終端予以研究和實現,該終端具備GPRS和INTERNET兩種接入方式。可通過RS232或A/D模塊采集用戶終端設備數據信息;在GPRS接入方式下使用GPRS無線數據終端通過GPRS網絡接入互聯網,在INTERNET接入方式下則直接接入互聯網;接入后則可向遠程控制中心上傳用戶終端據信息。本文研制的遠程數據采集終端可廣泛地應用包括環保數據采集在內的多種數據遠程采集場合。 本文主要做了以下研究工作: 1、對硬件資源進行了外圍擴展,對S3C44BOX處理器芯片的外圍硬件進行了擴展設計,使之具備了滿足使用需求的最小系統硬件資源。包括外圍存儲、LCD、鍵盤、以太網卡和GPRSi匿信模塊等。 2、運用多任務操作系統可以有效的組織并行任務的處理,本文對μc/os-Ⅱ操作系統進行了移植,對原有μc/os-Ⅱ操作系統的搶占式調度機制進行了改造,使之成為整體搶占,局部輪詢的調度機制;使之較好地滿足了實際要求。 3、無論采用GPRS方式還是INTERNET方式,設備終端與INTERNET實現通信都必須具備相應的協議。本文實現了TCP/IP有關網絡協議棧的建立,對協議進行了簡化設計,實現了兩種方式的接入,滿足了嵌入式終端的要求。 4、為了使終端具備較好的人機交互能力,構建了嵌入式圖形界面,實現了LCD圖形顯示和鍵盤輸入控制的交互功能。 通過以上工作,建立了一個功能齊全,實時可靠,基于嵌入式系統的遠程數據采集終端。
上傳時間: 2013-07-17
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