地鐵信號設備中輸入輸出設備是信號邏輯和現場設備之間的接口,有著四高(高安全,高可靠,高可維護,高可用)要求,目前信號系統廠家的傳統做法是整個信號系統產品由一家公司來完成,可是隨著技算機技術的快速發(fā)展,邏輯部份目前已可以采用通用COTS產品,而輸入輸出部分還是需要各個信號廠家自己設計和生產,因此設計出一款通用型的輸入輸出控制器已成地鐵行業(yè)的發(fā)展方向。 為了滿足以上要求,本文從實際應用角度出發(fā),使信號系統的產品更加的開放透明,設計出基于ARM的地鐵用安全型的智能I/O,從而使信號系統設計可以方便地和現場信號設備接口。 在硬件上采用冗余設計,以ARM為主處理器,整個系統無單點硬件故障,采集部分采用動態(tài)異或輸入設計,驅動部分采用安全驅動設計。 基于ARM的地鐵用安全智能I/O嚴格遵循歐洲鐵路信號產品的標準,使系統的安全性,可靠性,可用性和可維護性有了充分的保障。 本文主要介紹了地鐵用安全型智能I/O控制器的設計和實現,包括設計思想,具體實施,硬件和軟件的設計等。
上傳時間: 2013-06-12
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目前,數字技術已滲透到科研、生產和人們日常生活的各個領域。從計算機到家用電器,從手機到數字電話,以及絕大部分新研制的醫(yī)用設備、軍用設備等,無不盡可能地采用了數字技術。 數字系統是對數字信息進行存儲、傳輸、處理的電子系統。 通常把門電路、觸發(fā)器等稱為邏輯器件,將由邏輯器件構成,能執(zhí)行某單一功能的電路,如計數器、譯碼器、加法器等,稱為邏輯功能部件,把由邏輯功能部件組成的能實現復雜功能的數字電路稱數字系統。復雜的數字系統可以分割成若干個子系統,例如計算機就是一個內部結構相當復雜的數字系統。 不論數字系統的復雜程度如何,規(guī)模大小怎樣,就其實質而言皆為邏輯問題,從組成上說是由許多能夠進行各種邏輯操作的功能部件組成的,這類功能部件,可以是SSI邏輯部件,也可以是各種MSI、LSI邏輯部件,甚至可以是CPU芯片。由于各功能部件之間的有機配合,協調工作,使數字電路成為統一的數字信息存儲、傳輸、處理的電子電路。 與數字系統相對應的是模擬系統,和模擬系統相比,數字系統具有工作穩(wěn)定可靠,抗干擾能力強,便于大規(guī)模集成,易于實現小型化、模塊化等優(yōu)點。
上傳時間: 2013-07-06
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視頻監(jiān)控以其直觀方便、準確、信息內容豐富而廣泛應用于許多場合,已經滲透到交通、城市治安、國防等多種領域,甚至家庭安防,在人們的日常生活中扮演著越來越重要的作用。 由于傳統的視頻監(jiān)控系統存在著結構復雜、穩(wěn)定性可靠性不高、價格昂貴而且傳輸距離明顯受限的缺點。近年來,隨著計算機、網絡、電子與通信、圖像處理等技術的飛速發(fā)展,嵌入式網絡視頻監(jiān)控技術應用而生。 本文針對視頻監(jiān)控系統的實際需求,結合嵌入式技術、圖像處理技術和網絡技術,設計并實現了一種實時性好、可靠性高、成本低的嵌入式網絡視頻監(jiān)控系統。該系統以ARM9微處理器作為硬件平臺,以具有開發(fā)資源豐富、免費等優(yōu)勢的Linux操作系統作為軟件開發(fā)平臺。該系統采用以太網作為網絡傳輸介質,并使用TCP/IP網絡協議。視頻數據的傳輸協議選擇了支持組播技術的RTP/RTCP傳輸協議,客戶端在Linux下實現了基于SDL庫視頻顯示。 論文首先描述了嵌入式系統與視頻監(jiān)控技術的發(fā)展及相關技術,分析了國內外視頻監(jiān)控系統的現狀和發(fā)展趨勢,對視頻監(jiān)控系統研究的背景和意義進行了闡述,并討論了幾種常見的視頻監(jiān)控解決方案,對幾種目前流行的視頻壓縮算法進行了對比;然后,提出了嵌入式視頻監(jiān)控系統的軟、硬件總體架構,并逐步對硬件平臺和軟件模塊設計進行了選擇和細化。其中,硬件平臺根據視頻數據采集以及處理需要選擇了攝像頭和存儲器;軟件設計中,首先完成了嵌入式系統的交叉開發(fā)環(huán)境搭建,針對ARM-Linux特性,完成了在開發(fā)板上操作系統和文件系統等移植,最后完成了Linux下V4L視頻采集、JPEG圖像壓縮、RTP/RTCP網絡傳輸、SDL庫視頻顯示以及avi格式視頻文件保存等。 此外,對系統構建過程中所用到的某些關鍵技木進行了較為詳盡的探討和研究,這對于從事相關科研工作的同仁們具有一定的參考價值。
標簽: ARM 嵌入式 網絡視頻監(jiān)控 系統設計
上傳時間: 2013-04-24
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隨著微電子技術和計算機技術的發(fā)展,工業(yè)生產過程的自動化和智能化程度越來越高。就玻璃工業(yè)生產而言,以前浮法玻璃生產線上所用的質量檢測都是通過利用人眼離線檢驗或專用儀器抽樣檢測,無法滿足實時檢測的要求,并且人眼檢測只能發(fā)現較大的玻璃缺陷,所以玻璃質量無法提高。目前國內幾家大型玻璃生產企業(yè)都開始采用進口檢測設備,可以對玻璃實現100%在線全檢,自動劃分玻璃等級,并獲得質量統計數據,指導玻璃生產,穩(wěn)定玻璃質量水平。 但由于價格昂貴,加上國內浮法玻璃生產線現場條件復雜,需要很長時間的配套和適應,而且配件更換困難以及售后服務難以到位等問題,嚴重束縛了國內企業(yè)對此類設備的引進,無法提高國內企業(yè)在國際市場的競爭能力。 應對此一問題,本文主要研究了基于DSP+ARM的獨立雙核結構的嵌入式視頻缺陷在線檢測系統的可行性,提出了相應的開發(fā)目標和性能參數,并在此基礎上主要給出了基于TI公司TMS320C6202B DSP的視頻圖像處理以及缺陷識別的總體方案、硬件設計和相應的底層軟件模塊;同時論述了嵌入式工業(yè)控制以及網絡傳輸的實現方案——采用Samsung公司的基于ARM7內核的S3C4510B作為主控芯片,運行uClinux操作系統,設計出整個嵌入式系統的軟件層次模型和數據處理流程,其中編程底層的軟件模塊為上層的應用程序提供硬件操作和流程,從而實現缺陷識別結果的控制與傳輸。同時,本文還對玻璃缺陷的識別原理進行了深入的探討,總結出了圖象處理,圖象分割以及特征點提取等識別步驟。 本系統對于提高玻璃缺陷在線檢測的工藝水平、靈敏度、精度等級;提高產品質量、生產效率和自動化水平,降低投資及運行成本都將有著極其重要的現實意義。
上傳時間: 2013-07-02
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本文以Turbo碼譯碼器的FPGA實現為目標,對Turbo碼的迭代譯碼算法及用硬件語言實現其譯碼算法進行了深入研究。 本文首先在理論上對Turbo碼的編譯碼原理進行了深入的研究,并用C語言對其MAP譯碼算法進行了驗證仿真,接著就Turbo碼MAP算法的衍生算法即LOG_MAP和MAX_LOG_MAP算法用C程序做了仿真和測試。隨后本文就一些對MAP譯碼性能起著重要影響的參數也用C程序做了仿真對比。 最后,考慮到硬件實現的簡化,MAX-Log-MAP算法成為了本文的硬件實現方案。本文采用了模塊化設計,在對各個模塊進行設計的基礎上提出了一些改進的方案,對Turbo碼編碼器設計中的同步問題進行了改進,對分塊并行Turbo碼譯碼算法的硬件實現進行了研究。在設計中綜合運用了“自頂向下”和“自下而上”的設計方去,通過功能模塊分割,合理設置系統參數,并通過模塊之間的參數傳遞,使Turbo碼編譯碼器具有較好的靈活性。
上傳時間: 2013-04-24
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變分水平集用于圖像分割,效果好,但是速度有點慢 源碼及論文
上傳時間: 2013-06-30
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該文就多媒體信息的主體之一-圖像信號的壓縮和解壓進行了分析,并結合實際課題所設計的數字圖像監(jiān)控系統對其中的圖像解碼過程進行了軟硬件的實現.首先我們在ANALOG DEVICE公司的ADSP-2189上進行了解碼系統的驗證,就解碼輸出的質量進行了主觀評價.通過軟件仿真,我們還進一步得到了解碼過程中,哪些指令占用較多的指令執(zhí)行時間,哪些指令會成為硬件實現時的瓶頸.它為我們的FPGA優(yōu)化設計提供了理論上的依據.綜合考慮設計方案的復雜程度、系統規(guī)模、系統時延、器件成本等各項因素,通過對各種FPGA器件性能與開發(fā)工具的選擇比較,決定選用Altera公司的FLEX10K器件來做最終的硬件實現.它不僅為圖像解碼系統的ASIC實現做了一定的理論分析和技術準備,也為FPGA技術在數字信號處理領域的應用開辟了新的研究方向.在硬件設計過程中,根據FPGA技術的優(yōu)點,采用"自上而下"和"自下而上"相結合的設計方法,將整個系統進行功能模塊分割并分別實現.所有處理模塊均采用VERILIG語言編寫,對其中的主要模塊都進行了優(yōu)化設計.通過這些優(yōu)化不僅提高了解壓性能,還減少了處理時間和所占用的硬件空間.最后通過仿真表明了所實現的圖像解碼系統具有良好的性能,具有一定的使用價值.
標簽: FPGA 數字圖像 監(jiān)控系統 片的設計
上傳時間: 2013-06-26
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隨著計算機技術的發(fā)展,機器視覺在工農業(yè)生產和國防等領域已得到成功的應用,利用機器視覺進行檢測更是其典型應用。根據運行環(huán)境的不同,機器視覺系統可分為PC-BASED系統和PLC-BASED系統。由于這兩種系統成本都相對較高、軟硬件系統相對復雜、體積相對較大,因此,在應用中受到一定的限制。嵌入式系統是當前發(fā)展迅速的熱門技術,具有體積小、價格低、開發(fā)環(huán)境簡單、運用靈活、現場運行可靠等優(yōu)點。因此,將機器視覺技術建立在嵌入式系統平臺上不僅是機器視覺的發(fā)展趨勢,同時也實現了兩者的優(yōu)勢互補。 在現代工程領域,常常需要檢測各種振動。相對傳統方法而言,視覺測振技術具有明顯優(yōu)點。本文主要研究了在ARM平臺上利用機器視覺技術進行振動檢測的相關技術及方法。 根據嵌入式機器視覺系統的特點,本文分析了攝像系統標定的方法,建立空間物體的實際位置與圖像上點的對應關系,并改進數據處理的方法,提高標定的精度。分析了目前常用的圖像處理方法,根據系統平臺實際工作能力,設計了有針對性的處理算法,提高圖像處理的效率;為了方便對被測對象的識別和跟蹤,采用基于顏色閾值的分割技術,從而有效地降低了對系統測量環(huán)境、光照條件等的要求,提高了系統的適應性。 本文以二維振動物體為被測對象,利用機器視覺技術,對低頻小振幅的二維振動進行了檢測,并對振動信號進行分析。實驗證明利用視覺技術檢測振動的可行性和可靠性。
上傳時間: 2013-04-24
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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(huán)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(yōu)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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現代IC設計中,隨著設計規(guī)模的擴大和復雜度的增長,驗證成為最嚴峻的挑戰(zhàn)之一。在現代ASIC設計中,很難用單一的驗證方法來對復雜芯片進行有效的驗證,為了將設計錯誤減少到可接受的最小量,需要將一系列的驗證方法和工具結合起來。 在64位全定制嵌入式CPU設計過程中,使用了多種驗證技術和方法,并將FPGA驗證作為ASIC驗證的重要補充,加強了設計正確的可靠性。 論文首先介紹了64位CPU的結構,結合選用的Xilinx的Virtex
上傳時間: 2013-04-24
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