網(wǎng)絡(luò)帶寬依然在不斷增長(尤其是在本地網(wǎng)),最后一公里的高速接入日益普及;另一方面的情況是大容量的磁盤、FLASH移動存儲盤和激光盤的容量不斷增大,使得傳送和儲存數(shù)據(jù)的成本不斷地下降。不僅使人發(fā)問:我們孜孜不倦的搞視頻壓縮高級算法還有多少意義?我們可以看到,算法的復(fù)雜性日益增加,但性能的提高卻接近邊緣。 是什么還在要求更高的壓縮速率?還有被我們遺忘的地方嗎?還有什么應(yīng)用讓我們繼續(xù)追求更精妙的壓縮算法? 在作者看來,這個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域就是移動視頻服務(wù)。無線頻譜這種稀缺資源的有限性決定了我們必須繼續(xù)對視頻壓縮技術(shù)進(jìn)行研究。即使伴隨UMTS/IMT2000的到來,移動終端可以獲得的數(shù)據(jù)速率也限制在144Kbit/s,在微蜂窩的時(shí)候最高能達(dá)到的速率上限也在2Mbit/s。144Kbit/s的速率對于較高質(zhì)量的視頻傳輸來講,仍然是有限的。因此,可以預(yù)見,移動終端的空中接口這個(gè)瓶頸使得我們必須繼續(xù)進(jìn)行視頻壓縮。 另一方面,移動終端領(lǐng)域開發(fā)視頻壓縮算法,在其低功耗和實(shí)時(shí)性要求下,也是異常困難的。為了減少計(jì)算的復(fù)雜性和運(yùn)動估計(jì)的功耗,業(yè)界提出了許多快速算法,例如2-D的對數(shù)搜索,三步搜索,聯(lián)合搜索。盡管這些方法減少了功耗,其結(jié)果是視頻壓縮性能的降低,因?yàn)檫@些算法的本質(zhì)是減少了運(yùn)動搜索的空間。為了實(shí)現(xiàn)運(yùn)動搜索的低功耗,在電路領(lǐng)域又提出了搜索窗口和時(shí)鐘管理的措施。但這些方法都是在犧牲視頻壓縮比性能的基礎(chǔ)進(jìn)行的折中,并沒有強(qiáng)調(diào)算法映射結(jié)構(gòu)上做出處理。 本論文提出了一種新的解決MPEG-4運(yùn)動估計(jì)運(yùn)算的低功耗實(shí)時(shí)處理器架構(gòu)。其基礎(chǔ)是采用了心肌陣列并行處理技術(shù)和低功耗控制電路。運(yùn)動估計(jì)的繁復(fù)運(yùn)算通過心肌陣列分布式運(yùn)算得到有效處理。從理論上看,心肌陣列有其簡單易理解性,然后,由于FPGA的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)有限性,設(shè)計(jì)這樣一個(gè)陣列仍有許多值得注意的問題。論文提出使用保守近似處理在全局運(yùn)動估計(jì)中減少功耗,其本質(zhì)是消除不必要的冗余運(yùn)算。宏塊的最小誤差匹配是一個(gè)典型的串行操作過程。論文新提出的方法是在進(jìn)行絕對匹配前使用保守計(jì)算,如果保守誤差值與最小誤差差別過大,則不進(jìn)行絕對誤差計(jì)算。 總的說來,論文實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)目標(biāo):通過心肌陣列實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)的運(yùn)動估計(jì)編碼,通過在算法層次引入控制電路,降低運(yùn)動估計(jì)電路的功耗。
上傳時(shí)間: 2013-06-23
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如今電力電子電路的控制旨在實(shí)現(xiàn)高頻開關(guān)的計(jì)算機(jī)控制,并向著更高頻率、更低損耗和全數(shù)字化的方向發(fā)展。現(xiàn)場可編程門陣列器件(FieldProgrammableGateArrays)是近年來嶄露頭角的一類新型集成電路,它具有簡潔、經(jīng)濟(jì)、高速度、低功耗等優(yōu)勢,又具有全集成化、適用性強(qiáng),便于開發(fā)和維護(hù)(升級)等顯著優(yōu)點(diǎn)。與單片機(jī)和DSP相比,F(xiàn)PGA的頻率更高、速度更快,這些特點(diǎn)順應(yīng)了電力電子電路的日趨高頻化和復(fù)雜化發(fā)展的需要。因此,在越來越多的領(lǐng)域中FPGA得到了日益廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。 本文提出了一種采用現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)器件實(shí)現(xiàn)數(shù)字化通用PWM控制器的方案。該控制器能產(chǎn)生多路PWM脈沖,具有開關(guān)頻率可調(diào)、各路脈沖間的相位可調(diào)、接口簡單、響應(yīng)速度快、易修改、可現(xiàn)場編程等特點(diǎn),可應(yīng)用于PWM的全數(shù)字化控制。文中對方案的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了比較詳細(xì)的論述,包括A/D采樣控制、PI算法的實(shí)現(xiàn)、PWM波形的產(chǎn)生、各模塊的工作原理等。 本文還提出一種新型ZCT-PWMBoost變換器,詳細(xì)的分析了該變換器的工作過程,并采用基于FPGA的數(shù)字化通用PWM控制器對這種軟開關(guān)Boost變換器進(jìn)行控制,給出了比較完滿的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該控制器以及該ZCTBoost變換器的可行性和有效性,
標(biāo)簽: FPGA PWM 數(shù)字化 制器設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-06-22
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作為一種16/32位的高性能、低成本、低功耗的嵌入式RISC微處理器,ARM微處理器目前已經(jīng)成為應(yīng)用最為廣泛的嵌入式微處理器。 本書在全面介紹ARM處理器的體系結(jié)構(gòu)、編程模型、指令系統(tǒng)和開發(fā)工具的同時(shí),以Samsung公司的一款基于以太網(wǎng)系統(tǒng)的ARM處理器-S3C4510B為核心,詳細(xì)講解系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試,以及相關(guān)的軟件設(shè)計(jì)和嵌入式操作系統(tǒng)的移植、應(yīng)用程序的開發(fā)、設(shè)備驅(qū)動程序的開發(fā)過程。通過閱讀本書,可以使具備一定的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力的讀者全面掌握開發(fā)基于ARM微處理器系統(tǒng)的多方面知識,從而具備設(shè)計(jì)開發(fā)基于ARM微處理器的特定應(yīng)用系統(tǒng)的能力。 本書可作為基于ARM的軟件編程和硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的參考手冊,也可作為16/32位微處理器教學(xué)用書,以及嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)人員的參考用書。
標(biāo)簽: ARM 應(yīng)用系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-05-27
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美國DALLAS公司推出的具有涓細(xì)電流充電能力的低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路DS1302的結(jié)構(gòu)、工作原理及其在實(shí)時(shí)顯示時(shí)間中的應(yīng)用。它可以對年、月、日、周、日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí),且具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能
上傳時(shí)間: 2013-07-14
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微處理器技術(shù)、傳感器技術(shù)和無線通信技術(shù)的進(jìn)步,推動了無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展。數(shù)據(jù)采集技術(shù)廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、通信、遙感遙測等領(lǐng)域。在各種信息的獲取中,對高速數(shù)據(jù)采集的需求非常廣泛。隨著測控技術(shù)的發(fā)展,對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的智能化和網(wǎng)絡(luò)化水平也提出了更高的要求。并且由于通訊網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展,移動通信與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合使得各種基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)成為當(dāng)前遠(yuǎn)距離無線通訊領(lǐng)域最為廣泛的應(yīng)用。本課題將廣泛應(yīng)用的嵌入式控制器引入到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,并結(jié)合GPRS優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)特性,實(shí)現(xiàn)了一個(gè)低功耗、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、軟硬件可根據(jù)具體測量任務(wù)適當(dāng)裁減的無線高速數(shù)據(jù)采集平臺。 本設(shè)計(jì)采用32位ARM處理器S3C2410為核心器件,配以FPGA+DDRSDRAM高速數(shù)據(jù)采集模塊,GPRS數(shù)據(jù)通信模塊,在Linux嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的支持下,實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化高速采集,數(shù)字化無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)默F(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該平臺采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)主要為各種傳感器輸出的電壓模擬量。前端數(shù)據(jù)采集模塊的FPGA控制高速AD轉(zhuǎn)換器將輸入的模擬量信號采集后,存儲在由DDRSDRAM構(gòu)成的大容量緩存中,再經(jīng)過嵌入式系統(tǒng)中的微控制器進(jìn)行各種處理,然后將處理結(jié)果保存在ARM系統(tǒng)的SDRAM內(nèi)存,最后通過在ARM系統(tǒng)模塊擴(kuò)展的GPRS模塊,將采集到的數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去。 IAnux由于其代碼開放性以及強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能等特點(diǎn),在許多的嵌入式網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中有著廣泛應(yīng)用,與其他的嵌入式操作系統(tǒng)相比,具有著更多的優(yōu)勢。因此本課題將其作為硬件平臺的操作系統(tǒng)。基于ARM的嵌入式數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰、通用性好、可擴(kuò)展性強(qiáng),可為各種嵌入式應(yīng)用提供一套完整的硬、軟件解決方案,在工業(yè)測量與控制領(lǐng)域具有較為廣闊的應(yīng)用前景。
標(biāo)簽: ARM_Linux 無線數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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生物發(fā)酵作為現(xiàn)代生物技術(shù)工業(yè)的重要組成部分,已被廣泛用于食品、制藥等各個(gè)領(lǐng)域,并顯示出良好的發(fā)展前景和巨大的市場潛力。但由于生物發(fā)酵過程是一種復(fù)雜的生化反應(yīng)過程,控制變量眾多且相互關(guān)聯(lián)度較大,采用傳統(tǒng)控制方法難以實(shí)現(xiàn)有效控制。 因此,本文根據(jù)生物發(fā)酵的流程特點(diǎn)和當(dāng)今國內(nèi)市場的切實(shí)需要,在總結(jié)國內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上,針對非線性、時(shí)變、大滯后的發(fā)酵過程,將智能控制技術(shù)融入到了生物發(fā)酵控制系統(tǒng)中,主要對發(fā)酵過程中的溫度、PH值的控制算法進(jìn)行研究,分別設(shè)計(jì)了仿人智能模糊PID控制和仿人智能模糊控制,模擬仿真和實(shí)驗(yàn)分析表明,控制效果優(yōu)于傳統(tǒng)算法。 基于32位ARM架構(gòu)的嵌入式微處理器以其高性能、低功耗、低成本的優(yōu)勢,得到了很好的推廣,同時(shí)國內(nèi)微電子與嵌入式技術(shù)得到了迅速發(fā)展。鑒于此背景,本系統(tǒng)現(xiàn)場控制的下位機(jī)的硬件平臺采用基于S3C2410的處理器,軟件設(shè)計(jì)中采用了嵌入式Linux系統(tǒng)。同時(shí)采用了集散控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)一臺上位機(jī)可以同時(shí)與多臺下位機(jī)的數(shù)據(jù)通訊和遠(yuǎn)程監(jiān)控,且下位機(jī)可以脫離上位計(jì)算機(jī)單獨(dú)對各種參數(shù)進(jìn)行控制。 本文的工作重點(diǎn)主要包括:主要參數(shù)測量與控制、發(fā)酵過程系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本發(fā)酵控制系統(tǒng)對發(fā)酵過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測、優(yōu)化操作,不僅能避免人工操作的不確定因素,提高自動化水平,而且能夠?qū)Πl(fā)酵過程中主要參數(shù)進(jìn)行有效控制,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
標(biāo)簽: ARMLinux 生物發(fā)酵 智能控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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臭氧(O3)作為一種無污染的強(qiáng)氧化劑,已在醫(yī)學(xué)、衛(wèi)生、食品、飼養(yǎng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、化工生產(chǎn)、大氣凈化、污水處理和飲用水殺菌消毒等行業(yè)廣泛應(yīng)用,取得了顯著效果,其應(yīng)用規(guī)模也越來越大。在使用中,如果臭氧濃度過高會加大設(shè)備造價(jià)同時(shí)對人體有危害,臭氧濃度太小又難以收到滿意效果。因此在很多場合必須嚴(yán)格控制臭氧的濃度,以便達(dá)到既能殺菌消毒,又不危害人體健康的目的。目前,臭氧檢測的方法分為兩類,一類是采樣后實(shí)驗(yàn)室分析,首先進(jìn)行環(huán)境空氣的樣品采集,然后拿到實(shí)驗(yàn)室利用化學(xué)方法進(jìn)行分析;一類是自動監(jiān)測儀器法,利用臭氧自動監(jiān)測儀進(jìn)行環(huán)境空氣中臭氧濃度的測定。然而在對臭氧消毒后空氣中臭氧濃度檢測的過程中,以上兩種方法具有檢測周期長、操作步驟復(fù)雜、設(shè)備體積大、不便于攜帶等缺點(diǎn)。因此設(shè)計(jì)一種檢測方法簡單、體積小、重量輕、低功耗、智能化程度高的便攜式臭氧濃度檢測儀具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。 在硬件設(shè)計(jì)上,首先,為了完成臭氧濃度信號的提取,對臭氧傳感器進(jìn)行了精心的選擇;其次,為了保證傳感器穩(wěn)定可靠的工作,重點(diǎn)設(shè)計(jì)了恒電位儀電路,同時(shí)為了滿足后續(xù)A/D檢測精度的要求,對檢測到的電壓信號進(jìn)行了調(diào)理;最后,為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的基本功能,以ARM微處理器LPC2210為核心搭建了系統(tǒng)的硬件平臺。 在軟件設(shè)計(jì)上,為了提高系統(tǒng)的智能化程度,引入了μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)。同時(shí)為了減少系統(tǒng)功耗盡量縮短CPU的運(yùn)行時(shí)間。當(dāng)儀器無人操作一段時(shí)間后,系統(tǒng)會自動關(guān)閉一部分外圍器件并且使微處理器處于掉電狀態(tài)以減少功耗。 在操作的可靠性方面,設(shè)計(jì)了一鍵開機(jī)功能;同時(shí)為了延長電池的使用壽命,設(shè)計(jì)了電源智能管理模塊。
上傳時(shí)間: 2013-05-21
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海洋臺站自動觀測系統(tǒng)是一套應(yīng)用于海濱觀測的儀器設(shè)備,負(fù)責(zé)對氣象、水文參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測。諸多的參數(shù)通過相應(yīng)的傳感器進(jìn)行測量,海洋臺站自動觀測系統(tǒng)對測量的信息進(jìn)行匯總,再將其通過有線或無線的通訊方式傳輸?shù)礁骷壓Q蟓h(huán)境監(jiān)測預(yù)報(bào)中心,供天氣預(yù)報(bào)和海洋預(yù)報(bào)使用。 本文以我國“海洋臺站自動觀測系統(tǒng)政府采購計(jì)劃”為背景,重點(diǎn)設(shè)計(jì)了低成本、低功耗、高性能、高可靠性的新型海洋臺站自動觀測系統(tǒng)。本課題主要研究基于arm7+uClinux海洋臺站自動觀測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)。根據(jù)實(shí)際的需要,分析海洋臺站自動觀測系統(tǒng)的整體要求,對傳感器進(jìn)行選型,進(jìn)行方案設(shè)計(jì),完成整個(gè)系統(tǒng)的搭建。為了降低系統(tǒng)功耗,CPU所采用的是Samsung公司推出的無內(nèi)存管理單元的處理器S3C44BO,設(shè)計(jì)了8MFLASH、64MSDRAM、液晶、USB以及鍵盤等相關(guān)電路。同時(shí),為了減少驅(qū)動開發(fā)所帶來的不便,使用TL16C554A對串口電路進(jìn)行了擴(kuò)展,便于數(shù)據(jù)處理,也使得系統(tǒng)具有更好的可擴(kuò)展性。軟件方面設(shè)計(jì)主要涉及了BootLoader引導(dǎo)裝載程序的建立,選用uClinux操作系統(tǒng),并對其內(nèi)核進(jìn)行配置和裁剪,添加源代碼中沒有的驅(qū)動程序。為了縮短研發(fā)周期和降低開發(fā)難度,選用MiniGUI作為圖形用戶界面系統(tǒng),深入分析了MiniGUI的結(jié)構(gòu)、原理,并將其移植到uClinux系統(tǒng)中。本系統(tǒng)采用的是MiniGUI-Threads多線程模式,主線程協(xié)調(diào)各個(gè)線程進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。為了使系統(tǒng)操作變得直觀、簡單,對用戶界面進(jìn)行了初步設(shè)計(jì),使用復(fù)用I/O的方法解決多串口通訊容易造成的數(shù)據(jù)阻塞問題。此外,為了更好的將臺站所測得的信息量發(fā)送給海洋環(huán)境監(jiān)測預(yù)報(bào)中心,需要完善通訊協(xié)議以便于數(shù)據(jù)交換。 最后,根據(jù)本系統(tǒng)實(shí)際研究開發(fā)結(jié)果,總結(jié)分析了系統(tǒng)的特點(diǎn),并對下一步設(shè)計(jì)工作進(jìn)行了展望。
上傳時(shí)間: 2013-07-12
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隨著計(jì)算機(jī)、通信、電子技術(shù)的進(jìn)步,嵌入式系統(tǒng)和以太網(wǎng)技術(shù)的融合將成為嵌入式技術(shù)未來的重要發(fā)展方向。基于ARM的嵌入式系統(tǒng)由于具有低功耗、高性能、低成本、可以進(jìn)行多任務(wù)操作等優(yōu)點(diǎn),在控制領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 本選題來自中山大學(xué)與北京航天五院合作研制的流體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)地面原理樣機(jī)控制器設(shè)計(jì)項(xiàng)目。論文研究的主要目的是利用基于ARM920T內(nèi)核的嵌入式微處理器AT91RM9200融合多傳感器設(shè)計(jì)一種可以在地面實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中可靠運(yùn)行的數(shù)據(jù)采集與溫度控制系統(tǒng)。 本文從嵌入式測控系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)和軟件設(shè)計(jì)兩方面進(jìn)行分析。在硬件設(shè)計(jì)上,主控制板以Atmel公司生產(chǎn)的AT91RM9200 CPU為核心,主要包括串口模塊、存儲模塊、以太網(wǎng)接口模塊、基于SPI串行接口設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集模塊(A/D)、基于I2C接口設(shè)計(jì)的PID控制信號輸出模塊(D/A)和采用PIO接口設(shè)計(jì)的開關(guān)控制輸出模塊等電路,其中后三個(gè)模塊承擔(dān)了流體網(wǎng)絡(luò)回路的傳感器數(shù)據(jù)采集,關(guān)鍵點(diǎn)的溫度控制和多路電磁閥的開關(guān)控制等任務(wù),后文將重點(diǎn)介紹。在軟件設(shè)計(jì)方面,主要分兩個(gè)方面進(jìn)行討論,分別為主控制器上基于嵌入式Linux系統(tǒng)的軟件和上位機(jī)采用Visual C++編寫的監(jiān)控軟件。主控制器軟件采用多線程進(jìn)行設(shè)計(jì),包括主線程、服務(wù)器子線程和數(shù)據(jù)采集子線程,三個(gè)線程同時(shí)運(yùn)行,提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。上位機(jī)和主控制器通過接入以太網(wǎng)中,然后由服務(wù)器線程和上位機(jī)客戶端利用socket套接字實(shí)現(xiàn)通信。同時(shí)上位機(jī)軟件也提供形象美觀的圖形用戶界面,配合主控制器實(shí)現(xiàn)特定的溫度、流量和壓力監(jiān)控。 本論文設(shè)計(jì)的嵌入式測控系統(tǒng)充分利用了AT91RM9200內(nèi)嵌的的強(qiáng)大功能模塊,包括SPI接口模塊和I2C接口模塊等,可廣泛應(yīng)用于控制領(lǐng)域。對該系統(tǒng)的一些研究成果和設(shè)計(jì)方法具有一定的先進(jìn)性和良好的實(shí)用性,具有良好的應(yīng)用前景。
標(biāo)簽: ARM 流體 網(wǎng)絡(luò)測控
上傳時(shí)間: 2013-06-30
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STM推出一款全新數(shù)字信號輸出三軸加速傳感器。新產(chǎn)品的最大可測量值達(dá)到24g,相當(dāng)于一級方程式賽車(F1)在強(qiáng)勁剎車時(shí)產(chǎn)生的加速度的5倍左右。LIS331HH擁有市場上獨(dú)一無二的性能組合,包括10g以上量程,緊湊的尺寸,高分辨率,低功耗,以及嵌入式智能功能,可在廣泛的消費(fèi)電子和工業(yè)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)高精確度的運(yùn)動測量。 在±6/±12/±24g的全量程范圍內(nèi),意法半導(dǎo)體最新的MEMS加速傳感器LIS331HH的輸出數(shù)據(jù)極其精確。LIS331HH的中g(shù)傳感能夠測量高強(qiáng)度震動,檢測劇烈碰撞事件,不會丟失任何信息。在與游戲相關(guān)的應(yīng)用中,中g(shù)檢測器可提升用戶界面體驗(yàn),增加以前感受不到的真實(shí)程度
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上傳時(shí)間: 2013-04-24
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