汽車行駛記錄儀是對車輛行駛速度、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的數字式電子記錄裝置。汽車行駛記錄儀的使用,對遏止疲勞駕駛、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。一個完整的汽車行駛記錄儀系統包括車載主機和上位機管理分析軟件兩部份。 在嵌入式技術被廣泛運用的今天,我國現在應用的汽車行駛記錄儀仍然多是運用8位或者16位單片機作為處理器,采用匯編語言,結構簡單功能單一。為了使嵌入式技術也在汽車行駛記錄儀中得到運用,同時為了滿足我國《汽車行駛記錄儀》GB/T 19056-2003標準要求,并與國際IEEE 1616標準接軌,本文設計了基于嵌入式系統的汽車行駛記錄儀,采用的是三星公司的S3C2410 32位處理器和Linux操作系統,這樣提高了系統的實時性,功能也得以擴展。 本文詳細論述了汽車行駛記錄儀系統主機模塊軟硬件的設計與實現,并且介紹了上位機管理分析軟件的設計。論文首先介紹了課題的研究背景,并對國內外汽車行駛記錄儀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。闡述了基于嵌入式系統的總體設計構思以及各個功能模塊不同方案優劣的比較,并對最終方案進行了描述,此后詳細介紹了各主要功能部件的特點及應用。 在系統軟件設計單元,對主機軟件開發環境、調試方法以及系統各功能模塊的流程設計做了詳細描述,同時介紹了BootLoader、Linux操作系統和設備驅動程序在S3C2410上的編譯和移植全過程。最后,論文對整個系統的功能和特點進行了總結,并對下一步工作以及記錄儀今后的發展進行了展望。
標簽: 汽車行駛記錄儀
上傳時間: 2013-05-25
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H.264/AVC是ITU-T和ISO聯合推出的新標準,采用了近幾年視頻編碼方面的先進技術,以較高編碼效率和網絡友好性成為新一代國際視頻編碼標準。 本文以實現D1格式的H.264/AVC實時編碼器為目標,作者負責系統架構設計,軟硬件劃分以及部分模塊的硬件算法設計與實現。通過對H.264/AVC編碼器中主要模塊的算法復雜度的評估,算法特點的分析,同時考慮到編碼器系統的可伸縮性,可擴展性,本文采用了DSP+FPGA的系統架構。DSP充當核心處理器,而FPGA作為協處理器,針對編碼器中最復雜耗時的模塊一運動估計模塊,設計相應的硬件加速引擎,以提供編碼器所需要的實時性能。 H.264/AVC仍基于以前視頻編碼標準的運動補償混合編碼方案,其中一個主要的不同在于幀間預測采用了可變塊尺寸的運動估計,同時運動向量精度提高到1/4像素。更小和更多形狀的塊分割模式的采用,以及更加精確的亞像素位置的預測,可以改善運動補償精度,提高圖像質量和編碼效率,但同時也大大增加了編碼器的復雜度,因此需要設計專門的硬件加速引擎。 本文給出了1/4像素精度的運動估計基于FPGA的硬件算法設計與實現,包括整像素搜索,像素插值,亞像素(1/2,1/4)搜索以及多模式選擇(支持全部七種塊分割模式)。設計中,將多處理器技術和流水線技術相結合,提供高性能的并行計算能力,同時,采用合理的存儲器組織結構以提供高數據吞吐量,滿足運算的帶寬要求,并使編碼器具有較好的可伸縮性。最后,在Modelsim環境下建立測試平臺,完成了對整個設計的RTL級的仿真驗證,并針對Altera公司的FPGA芯片stratixⅡ系列的EP2S60-4器件進行優化,從而使工作頻率最終達到134MHz,分析數據表明該模塊能夠滿足編碼器的實時性要求。
上傳時間: 2013-07-24
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隨著科技的發展和社會的進步,數字電視已逐漸成為現代電視的主流。利用今年是奧運年的契機,研究和推廣數字電視廣播具有重大的意義。2006年8月底我國出臺的數字多媒體/電視廣播(DMB-T)標準,確立了中國自己的技術標準。以此來發展擁有自主知識產權的數字電視事業,不僅可以滿足廣大人民群眾日益增長的物質、文化要求,還可以帶動相關產業快速發展。 本課題在深入研究DMB-T國家標準的基礎上,首先對系統的調制系統進行了設計規劃,然后對信道調制的星座映射、系統信息插入、幀體數據處理、PN序列插入的幀形成模塊和成形濾波模塊進行了設計和仿真,并驗證了其正確性。 3780個子載波的時域同步正交多載波技術(TDS-OFDM)是DMB-T調制系統的關鍵技術之一。由于載波數不是2的整數次冪,考慮到實現的有效性,不能采用現已成熟的基-2或基-4的快速傅立葉變換(FFT)算法。針對調制系統中特有的3780點IFFT,課題深入分析和比較了Cooley-Tukey、Winograd和素因子三種離散快速傅立葉變換算法的特點和性能,綜合利用了三種算法優勢,考慮了算法的復雜度、運算的速度、資源的消耗,設計出一種新的算法,進行了Matlab驗證和基于FPGA(現場可編程門陣列)的仿真。分析表明,該算法所需的加法、乘法次數已很逼近4096點FFT算法。 DMB-T發射端的基帶成形濾波采用了平方根升余弦滾降濾波,由于其0.05的滾降系數在實現中比較苛刻,所以是設計的難點之一。本課題利用Matlab工具采用了等紋波最優濾波的方法設計了169階數字濾波器,其阻帶衰減達到了46.9dB,完全符合標準的要求;利用四倍插值的方法實現了I、Q合路的該濾波器的FPGA設計,并進行了設計優化,顯著降低了濾波器的運算量,大大節約了實現該濾波器所需的乘法器資源。
上傳時間: 2013-06-28
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通過對UART技術的研究,提出了一種利用軟件實現UART的單片機擴展方法,沒有使用任何外圍器件,僅僅利用單片機的一個I/O端口、一個T/C技術定時器和一個INT外部中斷并通過軟件編程實現,節約了
上傳時間: 2013-08-02
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目前的國內的CCD高清攝相頭能夠輸出一組視頻信號和數字圖像信號,雖然視頻信號能夠直接在監視器顯示,但是輸出的數字圖像信號占用存儲空間太大,不便于進行傳輸。本文設計了一種基于FPGA的數字圖像壓縮卡。 在過去的十幾年中,國際標準化組織制訂了一系列的國際視頻編碼標準并廣泛應用到各種領域。It.264/AVC是ITU-T和ISO聯合推出的新標準,采用了近幾年視頻編碼方面的先進技術,以較高編碼效率和網絡友好性成為新一代國際視頻編碼標準。 新發展的H.264/AVC比原有的視頻編碼標準大幅度提高了編碼效率,但其運算復雜度也大大增加,本文簡要分析了H.264/AVC的復雜度及其優化的途徑,給出了主要模塊的優化算法實驗結果。 H.264/AVC仍基于以前視頻編碼標準的運動補償混合編碼方案,主要不同有:增強的運動預測能力,準確匹配的較小塊變換,自適應環內濾波器,增強的熵編碼。測試結果表明這些新特征使H.264/AVC編碼器提高50%編碼效率的同時,增加了一個數量級的復雜度。實際中恰當地使用H.264/AVC編碼工具可以較低的實現復雜度得到與復雜配置相當的編碼效率。故實際編碼系統開發需要在運算復雜性和編碼效率之間進行折衷、兼顧考慮。H.264/AVC引入的新編碼特征既增加基本模塊的復雜度,也成倍增加算法的復雜度。針對它們的作用和實現方法的不同,可采用不同的硬件實現方法。本文基于上述思路進行優化,具體的工作包括:針對去塊濾波的復雜性,本文提出一種適合硬件實現的算法,使其在節省了資源的同時,很好的達到了標準所定義的性能。針對變換量化的復雜性,本文提出一種既滿足整體的硬件流水結構,又極大的降低了硬件資源的實現方法。針對碼率控制的實現,本文提出了一種有別于傳統實現方式的算法,在保證實時性的同時,極大的提高了編碼器的性能。本文基于上述算法還進行Baseline Profile編碼器的研究,給出了一種實時編碼器結構,實現了對高清圖像格式(720P)的實時編碼,并將其和當前業界先進水平進行了對比,表明本文所實現得結構能夠達到當前業界的先進水平。
上傳時間: 2013-07-23
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碼元定時恢復(位同步)技術是數字通信中的關鍵技術。位同步信號本身的抖動、錯位會直接降低通信設備的抗干擾性能,使誤碼率上升,甚至會使傳輸遭到完全破壞。尤其對于突發傳輸系統,快速、精確的定時同步算法是近年來研究的一個焦點。本文就是以Inmarsat GES/AES數據接收系統為背景,研究了突發通信傳輸模式下的全數字接收機中位同步方法,并予以實現。 本文系統地論述了位同步原理,在此基礎上著重研究了位同步的系統結構、碼元定時恢復算法以及衡量系統性能的各項指標,為后續工作奠定了基礎。 首先根據衛星系統突發信道傳輸的特點分析了傳統位同步方法在突發系統中的不足,接下來對Inmarsat系統的短突發R信道和長突發T信道的調制方式和幀結構做了細致的分析,并在Agilent ADS中進行了仿真。 在此基礎上提出了一種充分利用報頭前導比特信息的,由滑動平均、閾值判斷和累加求極值組成的快速報頭時鐘捕獲方法,此方法可快速精準地完成短突發形式下的位同步,并在FPGA上予以實現,效果良好。 在長突發形式下的報頭時鐘捕獲后還需要對后續數據進行位同步跟蹤,在跟蹤過程中本論文首先用DSP Builder實現了插值環路的位同步算法,進行了Matlab仿真和FPGA實現。并在插值環路的基礎上做出改進,提出了一種新的高效的基于移位算法的位同步方案并予以FPGA實現。最后將移位算法與插值算法進行了性能比較,證明該算法更適合于本項目中Inmarsat的長突發信道位同步跟蹤。 論文對兩個突發信道的位同步系統進行了理論研究、算法設計以及硬件實現的全過程,滿足系統要求。
上傳時間: 2013-04-24
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回波抵消器在免提電話、無線產品、IP電話、ATM語音服務和電話會議等系統中,都有著重要的應用。在不同應用場合對回波抵消器的要求并不完全相同,本文主要研究應用于電話系統中的電回波抵消器。電回波是由于語音信號在電話網中傳輸時由于阻抗不匹配而產生的。 傳統回波抵消器主要是基于通用DSP處理器實現的,這種回波抵消器在系統實時性要求不高的場合能很好的滿足回波抵消的性能要求,但是在實時性要求較高的場合,其處理速度等性能方面已經不能滿足系統高速、實時的需要。現代大容量、高速度的FPGA的出現,克服了上訴方案的諸多不足。用FPGA來實現數字信號處理可以很好地解決并行性和速度問題,且其靈活的可配置特性使得FPGA構成的DSP系統非常易于修改、測試和硬件升級。 本文研究目標是如何在FPGA芯片上實現回波抵消器,完成的主要工作有: (1)深入研究了回波抵消器各模塊算法,包括自適應濾波算法、遠端檢測算法、雙講檢測算法、NLP算法、舒適噪聲產生算法,并實現了這些算法的C程序。 (2)深入研究了回波抵消器基于FPGA的設計流程與實現方法,并利用硬件描述語言Verilog HDL實現了各部分算法。 (3)在OuartusⅡ和ModelSim仿真環境下對該系統進行模塊級和系統級的功能仿真、時序仿真和驗證。并在FPGA硬件平臺上實現了該系統。 (4)根據ITU-T G.168的標準和建議,對設計進行了大量的主、客測試,各項測試結果均達到或優于G.168的要求。
上傳時間: 2013-06-23
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提出通過對分塊圖像的DCT 系數進行動態范圍壓縮來改進傳統的基于DCT 變換的圖像自嵌入水印算法,并結合灰度變換函數與JPEG 標準量化表重新設計了DCT 系數碼長分配表,大幅度提升了量化過程保留的圖
上傳時間: 2013-07-28
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頻率是電子技術領域內的一個基本參數,同時也是一個非常重要的參數。穩定的時鐘在高性能電子系統中有著舉足輕重的作用,直接決定系統性能的優劣。隨著電子技術的發展,測頻系統使用時鐘的提高,測頻技術有了相當大的發展,但不管是何種測頻方法,±1個計數誤差始終是限制測頻精度進一步提高的一個重要因素。 本設計闡述了各種數字測頻方法的優缺點。通過分析±1個計數誤差的來源得出了一種新的測頻方法:檢測被測信號,時基信號的相位,當相位同步時開始計數,相位再次同步時停止計數,通過相位同步來消除計數誤差,然后再通過運算得到實際頻率的大小。根據M/T法的測頻原理,已經出現了等精度的測頻方法,但是還存在±1的計數誤差。因此,本文根據等精度測頻原理中閘門時間只與被測信號同步,而不與標準信號同步的缺點,通過分析已有等精度澳孽頻方法所存在±1個計數誤差的來源,采用了全同步的測頻原理在FPGA器件上實現了全同步數字頻率計。根據全同步數字頻率計的測頻原理方框圖,采用VHDL語言,成功的編寫出了設計程序,并在MAX+PLUS Ⅱ軟件環境中,對編寫的VHDL程序進行了仿真,得到了很好的效果。最后,又討論了全同步頻率計的硬件設計并給出了電路原理圖和PCB圖。對構成全同步數字頻率計的每一個模塊,給出了較詳細的設計方法和完整的程序設計以及仿真結果。
上傳時間: 2013-04-24
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基于FPGA技術的網絡入侵檢測是未來的發展方向,而網絡包頭的分類是入侵檢測系統的關鍵。 文章首先介紹了FPGA技術的基本原理以及其在信息安全方面的應用,接著介紹入侵檢測系統以及FPGA技術在入侵檢測系統中的應用。 分析了幾種比較出名的網絡包分類算法,包括軟件分類方法、TCAM分類算法、BV算法、Tree Bitmap算法以及端口范圍分類算法。 在此基礎上,文章設計了一個基于FPGA技術的入侵檢測系統包分類的基本框架圖,實現框架圖中的各個基本功能模塊。在實現過程中,提出了一類結合三態內容可尋址內存(TCAM)和普通存儲器(RAM)的網絡包包頭分類方案。我們將檢測規則編號并位圖化,使用RAM存儲與包頭結構相關的規則位圖,通過TCAM上的數據匹配操作,快速關聯待分析的網絡數據包與入侵檢測規則。文章還討論了網包頭分類方法的優化算法,將優化算法與未優化算法在速度和空間上進行比較。此外,還討論了對Snort的規則庫進行整理和規則化的問題。 最后,對所設計的包頭分類匹配模塊在Quartus II進行仿真評估,將實驗結果與已有的一些分類算法進行了比較。結果說明,本設計在匹配速度和更新速度上有優勢,但消耗了較多的存儲空間.
上傳時間: 2013-07-17
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