隨著列車自動化控制和現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展，基于分布式控制系統(tǒng)的列車通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)TCN（IEC-61375）在現(xiàn)代高速列車上得到廣泛應(yīng)用。TCN協(xié)議將列車通信網(wǎng)絡(luò)分為絞線式列車總線WTB和多功能車輛總線MVB，其中WTB實現(xiàn)對開式列車中的互聯(lián)車輛間的數(shù)據(jù)傳輸和通信，MVB實現(xiàn)車載設(shè)備的協(xié)同工作和互相交換信息。 本文介紹了國內(nèi)外列車通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況和各自優(yōu)勢，分析了MVB一類設(shè)備底層協(xié)議。研究利用FPGA實現(xiàn)MVB控制芯片MVBC，用ARM作為微處理器實現(xiàn)MVB一類設(shè)備的嵌入式解決方案。其中，在FPGA芯片中主要采用自頂向下的設(shè)計方法，RLT硬件描述語言實現(xiàn)MVB控制芯片MVBC一類設(shè)備的主要功能，包括幀編碼器、幀解碼器和邏輯接口單元。ARM主要完成了軟件程序的編寫和實時操作系統(tǒng)的移植。在eCos實時操作系統(tǒng)上，完成了驅(qū)動和上層應(yīng)用程序，包括端口初始化、端口配置、幀收發(fā)指令和報文分析。 為了驗證設(shè)計的正確性，在設(shè)計的硬件平臺基礎(chǔ)上，搭建了MVB通信網(wǎng)絡(luò)的最小系統(tǒng)，對網(wǎng)絡(luò)進行系統(tǒng)功能測試。測試結(jié)果表明：設(shè)計方案正確，達到了設(shè)計的預(yù)期要求。
上傳時間： 2013-08-03
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隨著圖像聲納技術(shù)的發(fā)展，對于大數(shù)據(jù)量圖像數(shù)據(jù)的壓縮成為必須要解決的一個課題。本文結(jié)合水聲圖像特點，應(yīng)用VerilogHDL 語言在Quartus Ⅱ軟件環(huán)境下設(shè)計實現(xiàn)了JPEG基本模式編解碼器。 JPEG是國際標準化組織(ISO)和CCITT 聯(lián)合制定的靜態(tài)圖像的壓縮標準，是目前最常使用的圖像存儲格式。 論文首先介紹了JPEG編碼的基本原理，然后根據(jù)編碼的流程從總體結(jié)構(gòu)上對JPEG編碼器進行了模塊劃分。對于2D—DCT變換采用了行列分離的快速算法；針對水聲圖像特點采用了DC系數(shù)直接編碼。以一幅真實的水聲圖像作為JPEG編碼器的測試輸入，對編碼器輸出的碼流經(jīng)過軟件編程后正確顯示出了JPEG圖片，并分析了壓縮圖像效果和質(zhì)量。 JPEG解碼器采用了和JPEG編碼器對稱的模塊劃分，2D—IDCT變換同樣采用了行列分離的快速算法；根據(jù)JPEG標準中哈夫曼編碼的特點，哈夫曼解碼采用了濃縮哈夫曼表法，降低了存儲資源，提高了解碼速度。對經(jīng)本文設(shè)計的JPEG解碼器解碼后的圖片和原圖片進行了比較分析，結(jié)果表明本設(shè)計滿足要求。
上傳時間： 2013-05-25
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H.264/AVC是由ITU和ISO兩大組織聯(lián)合組成的JVT共同制定的一項新的視頻壓縮技術(shù)標準，在較低帶寬上提供高質(zhì)量的圖像傳輸是H.264/AVC的應(yīng)用亮點。在同樣的視覺質(zhì)量前提下，H.264/AVC比H.263和MPEG-4節(jié)約了50％的碼率。但H.264獲得優(yōu)越性能的代價是計算復(fù)雜度的增加，據(jù)估計其編碼的計算復(fù)雜度大約為H.263的3倍，因此很難應(yīng)用于實時視頻處理領(lǐng)域。針對這一現(xiàn)狀，業(yè)內(nèi)做了大量的研究工作，力圖降低其計算復(fù)雜度和提高運行效率。比如在運動估計方面，國內(nèi)外在這方面的研究已經(jīng)很成熟。而針對幀內(nèi)/幀間預(yù)測編碼的研究卻較少。因此研究預(yù)測模式的快速算法具有理論意義和應(yīng)用價值。 本文在詳細研究H.264標準視頻壓縮編碼特點基礎(chǔ)上，分析了H.264幀內(nèi)編碼, 幀間編碼及變換，量化技術(shù)的原理及特點，提出了一種基于局部邊緣方向信息的快速幀內(nèi)模式判決算法，通過結(jié)合SAD的模式選擇方法來減少模式選擇數(shù)目。它采用了Sobel梯度算子計算當前塊的邊緣信息，累加當前塊中屬于同一方向像素點的邊緣矢量構(gòu)造不同模式下的邊緣方向直方圖，以便確定最可能的預(yù)測模式。該算法有效降低了編碼器的運算復(fù)雜度，在并未顯著降低編碼性能的情況下提升了編碼器效率。仿真表明：Foreman 圖像序列編碼性能有了提高，其中PSNR平均降低了0.06dB，Bitrate平均降低了19.4％，這大大提高了視頻傳輸?shù)馁|(zhì)量。 另外在幀間預(yù)測模式選擇算法方面進行了改進研究：按順序?qū)Σ煌愋瓦M行判決，有選擇地去比較可能模式，使得在有效減少需判決的模式數(shù)量的同時，結(jié)合小塊模式搜索中途停止準則來確定最優(yōu)模式。仿真表明：改進算法相對與原來算法能夠節(jié)省很多的編碼時間（平均下降了49.3％），但帶來的圖像質(zhì)星的下降（平均下降0.08dB,可以忽略）和碼率較少的增加。 同時在整數(shù)DCT變換模塊中，提出了一種快速蝶形算法，使得對4×4點數(shù)據(jù)做一次變換，只需通過8×8次加法和2×8次移位運算便可完成，與原來12×8次加法和4×8次移位相比，新算法大大降低了運算復(fù)雜度。 最后介紹FPGA的特點及設(shè)計流程，并實現(xiàn)了H.264編解碼器中變換編碼及量化和熵解碼模塊的硬件。這種基于FPGA所實現(xiàn)的H.264編碼視頻處理模塊設(shè)計具備了成本低，周期短，設(shè)計方法靈活等優(yōu)點，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。 仿真表明，通過使用本文提出的幀內(nèi)/幀間速算法方法可使得H.264編碼速度獲得顯著的提高，使H.264 Baseline編碼器能在PC平臺上實現(xiàn)實時編碼。
上傳時間： 2013-07-18
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隨著電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，電能污染日益嚴重，電能質(zhì)量已成為電力部門及用戶日益關(guān)注的問題。電能質(zhì)量的好壞直接關(guān)系國民經(jīng)濟的總體效益，對電能質(zhì)量進行監(jiān)測與分析從而提高和改善電能質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實意義。 本文根據(jù)IEC和國家標準，并且經(jīng)過對國內(nèi)外電能質(zhì)量研究現(xiàn)狀及同類產(chǎn)品進行認真分析的基礎(chǔ)上，主要針對我國電力行業(yè)面臨的現(xiàn)狀提出了一套基于DSP和ARM的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)。 論文首先介紹電能質(zhì)量的相關(guān)概念、電能質(zhì)量的研究背景、國內(nèi)外電能質(zhì)量和電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的研究現(xiàn)狀，以及各項電能指標的監(jiān)測標準。接下來介紹了本套電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的設(shè)計方案，說明與以往方案相比所具有的優(yōu)點。之后是系統(tǒng)的軟件設(shè)計與開發(fā)調(diào)試過程，主要是ARM軟件的設(shè)計過程，包括了工程與任務(wù)的創(chuàng)建、μC/OS-II 操作系統(tǒng)的移植和各功能模塊的設(shè)計等。最后是全文的工作總結(jié)與展望。 本文所研制的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置滿足了合作企業(yè)的設(shè)計要求，相對以往的設(shè)計，具有實時性好，性能高，體積小，成本低等優(yōu)點，符合電能質(zhì)量監(jiān)測的最新發(fā)展要求。
標簽： DSP ARM 電能質(zhì)量 監(jiān)測系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-24
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射頻識別(RFID，Radio Frequency Identification)是一種利用電磁波雙向傳輸實現(xiàn)自動識別的技術(shù)。近年來，射頻識別技術(shù)在物流、交通、身份識別等生產(chǎn)生活領(lǐng)域的應(yīng)用日益擴大。相比于13.56MHz射頻識別系統(tǒng)，915MHz射頻識別系統(tǒng)在識別距離，閱讀速度方面有更大的優(yōu)勢，是目前射頻識別產(chǎn)品研究的熱點。 本文在理解ISO/IEC18000-6C協(xié)議的基礎(chǔ)上，首先研究用于本系統(tǒng)的基本理論，包括射頻識別技術(shù)和嵌入式技術(shù)，提出一款基于ISO/IEC18000-6C協(xié)議的915MHz射頻識別讀卡器的解決方案。在硬件部分，以Intel公司開發(fā)的R1000作為射頻收發(fā)模塊的核心；選用ATMEL公司的ARM處理器AT91SAM7S256作為控制單元的主控制器，在ARM處理器上運行μC/OS-II嵌入式實時操作系統(tǒng)，采用多任務(wù)實現(xiàn)和其他功能模塊的通信。軟件部分為系統(tǒng)移植了μC/OS-II操作系統(tǒng)，使用C與匯編語言的混合編程編寫B(tài)ootloader，編寫了各種硬件設(shè)備的驅(qū)動程序，使用C語言實現(xiàn)了串行通信程序，實現(xiàn)與上位機通信并實現(xiàn)對程序的更新。本文所設(shè)計的射頻識別系統(tǒng)具有模塊化設(shè)計、高可靠性等特點。實驗表明，這種設(shè)計方案能夠達到ISO/IEC18000-6C協(xié)議要求。
上傳時間： 2013-07-18
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高級數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程，是由ISO開發(fā)，面向比特的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，具有差錯檢測功能強大、高效和同步傳輸?shù)牡忍攸c，是通信領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的協(xié)議之一。隨著大規(guī)模電路的集成度和工藝水平不斷提高，ARM處理器上的高級數(shù)據(jù)鏈路控制器外設(shè)，幾乎涵蓋了HDLC規(guī)程常用的大部分子集。利用ARM芯片對HDLC通信過程進行控制，將具有成本低廉、靈活性好、便于擴展為操作系統(tǒng)下的應(yīng)用程序等優(yōu)點。本文在這一背景下，提出了在ARM下實現(xiàn)鏈路層傳輸?shù)姆桨福诜桨钢袑崿F(xiàn)了基于HDLC協(xié)議子集的簡單協(xié)議。 本文以嵌入式的高速發(fā)展為背景，對基于ARM核微處理器的鏈路層通信規(guī)程進行研究，闡述了HDLC幀的結(jié)構(gòu)、特點和工作原理，提出了在ARM芯片上實現(xiàn)HDLC規(guī)程的兩種方法，同時給出其設(shè)計方案、關(guān)鍵代碼和調(diào)試方法。其中，重點對無操作系統(tǒng)時中斷模式下，以及基于操作系統(tǒng)時ARM芯片上實現(xiàn)HDLC規(guī)程的方法進行了探討設(shè)計。
標簽： ARM 高級數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程
上傳時間： 2013-08-04
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這是支持MF RC500 MIFARE 讀寫集成電路IC的有關(guān)射頻設(shè)計的應(yīng)用筆記。意在提供對MIFARE 射頻接口（ISO 14443A）所需的理解來設(shè)計具體天線應(yīng)用和匹配電路，為了使無接觸MIFAR
上傳時間： 2013-04-24
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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準，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間開銷和內(nèi)存開銷，因而通過對JPEG2000算法進行優(yōu)化并采用硬件電路來實現(xiàn)JPEG2000標準的部分或全部內(nèi)容，對加快編碼速度從而擴展其應(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，其二是JPEG2000碼率控制算法的研究與優(yōu)化算法的設(shè)計。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)機和二級流水線技術(shù)，并在不影響關(guān)鍵路徑的情況下通過對算術(shù)編碼步驟優(yōu)化采用硬件描述語言對算術(shù)編碼器進行了設(shè)計，并通過了功能仿真與綜合。實驗證明該設(shè)計不但編碼速度快，而且流水線短，硬件設(shè)計的復(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)模型的實現(xiàn)流程，找出影響算法效率的關(guān)鍵路徑。在對算法優(yōu)化時采用黃金分割點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。實驗證明，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”值從大到小通道編碼順序進行編碼，通過對該算法的仿真驗證，得出在固定碼率條件下新算法將產(chǎn)生更少的失真。
上傳時間： 2013-07-13
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ISO和ITU-T制定的一系列視頻編碼國際標準的推出，開創(chuàng)了視頻通信和存儲應(yīng)用的新紀元。從H.261視頻編碼建議，到H.262/3、MPEG-1/2/4等都有一個共同的不斷追求的目標，即在盡可能低的碼率(或存儲容量)下獲得盡可能好的圖像質(zhì)量。 本課題的研究建立在目前主流的壓縮算法的基礎(chǔ)上，綜合出各種標準中實現(xiàn)途徑的共性和優(yōu)勢，將算法的主體移植于FPGA(FieldProgrammableGateArray)平臺上。憑借該種類嵌入式系統(tǒng)配置靈活、資源豐富的特點，建立一個可重構(gòu)的內(nèi)核處理模塊。進一步的完善算法(運算速度、精度)和外圍系統(tǒng)后，就可作為專用視頻壓縮編碼器進行門級電路設(shè)計的原型，構(gòu)建一個片上可編程的獨立系統(tǒng)。 編碼器設(shè)計有良好的應(yīng)用前景，通過使用離散余弦變換和熵編碼，對運動圖像從空間上進行壓縮編碼，使得編碼后的數(shù)據(jù)流適合于傳輸、通信、存儲和編輯等方面的要求。同時，系統(tǒng)的設(shè)計將解碼的工作量大幅度降低，功能模塊在作適當?shù)母膭雍罂蔀榻獯a器的參考設(shè)計使用。 研究所涉及的各功能模塊都進行了系統(tǒng)性的仿真和綜合，滿足工程樣機的前期研發(fā)需要。
上傳時間： 2013-04-24
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按照公安部規(guī)定，我國從 2004 年開始換發(fā)第二代居民身份證，預(yù)計到 2008 年基本完成第二代居民身份證的換發(fā)工作。第二代身份證與第一代身份證最大的區(qū)別在于：它的內(nèi)部嵌入了一枚指甲蓋大小的非接觸式 IC 芯片，該芯片內(nèi)存儲有姓名、性別等9項信息。本課題設(shè)計出一款基于 ARM 和 GPRS 技術(shù)的第二代身份證無線手持閱讀器，該閱讀器能讀出第二代身份證內(nèi) IC 卡信息，并可通過 GPRS 網(wǎng)絡(luò)將信息進行無線傳輸。 本文以該閱讀器的設(shè)計為主線，論述的主要內(nèi)容如下： 1．介紹了課題背景及意義。全國 9 億第二代身份證的換發(fā)，必然帶來各行業(yè)對閱讀器的大量需求，而現(xiàn)有閱讀器的弊端促使了對閱讀器做更深入的研究。 2．介紹了相關(guān)概念及技術(shù)，包括：無線射頻識別技術(shù)、ISO/IEC14443 協(xié)議、嵌入式系統(tǒng)、ARM、GPRS技術(shù)等。 3．詳細介紹了該閱讀器的硬件設(shè)計方法，并給出主要硬件模塊電路原理圖及其 PCB 板設(shè)計方法，同時也簡單介紹了硬件的焊接和調(diào)試過程。 4．詳細介紹了該閱讀器的軟件設(shè)計方法，包括：讀卡模塊驅(qū)動程序、GPRS 模塊驅(qū)動程序、人機對話模塊驅(qū)動程序、I/O 口驅(qū)動程序的流程圖和部分代碼。 5．為使該閱讀器安全可靠地運行，對閱讀器進行了各種功能測試，包括：讀卡功能、GPRS 數(shù)據(jù)傳輸功能、人機接口功能。 通過功能測試，該閱讀器能準確讀取第二代身份證內(nèi)信息并通過GPRS 網(wǎng)絡(luò)成功將信息發(fā)送出去。該閱讀器與市面上現(xiàn)有的閱讀器相比，具有可脫機操作、無線傳輸、小巧靈便的優(yōu)點。由于該閱讀器軟件采用模塊化的設(shè)計方法，可以方便移植到其他非接觸卡閱讀器中，因此本閱讀器具有非常廣泛的應(yīng)用前景。
上傳時間： 2013-06-10
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