ISO和ITU-T制定的一系列視頻編碼國際標準的推出,開創了視頻通信和存儲應用的新紀元。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量。 本課題的研究建立在目前主流的壓縮算法的基礎上,綜合出各種標準中實現途徑的共性和優勢,將算法的主體移植于FPGA(FieldProgrammableGateArray)平臺上。憑借該種類嵌入式系統配置靈活、資源豐富的特點,建立一個可重構的內核處理模塊。進一步的完善算法(運算速度、精度)和外圍系統后,就可作為專用視頻壓縮編碼器進行門級電路設計的原型,構建一個片上可編程的獨立系統。 編碼器設計有良好的應用前景,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,使得編碼后的數據流適合于傳輸、通信、存儲和編輯等方面的要求。同時,系統的設計將解碼的工作量大幅度降低,功能模塊在作適當的改動后可為解碼器的參考設計使用。 研究所涉及的各功能模塊都進行了系統性的仿真和綜合,滿足工程樣機的前期研發需要。
上傳時間: 2013-04-24
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結合視頻壓縮的理論以及IP核設計中對于仿真驗證的要求,本文設計了視頻壓縮IP核FPGA仿真驗證平臺.其硬件子平臺以Xilinx公司XC2V3000為核心,針對視頻壓縮IP核應用仿真要求設計外圍電路,構建一個視頻壓縮IP核的硬件仿真原型,采用運行于上位機上的控制和驅動軟件作為軟件解碼子平臺.同時還設計了完全獨立于硬件之外的ModelSim軟件仿真驗證平臺.以FPGA仿真驗證平臺為載體,本文設計了基于H.263協議的視頻壓縮IP核.經過ModelSim下的軟件平臺仿真調試與硬件平臺調試相結合的手段,作者完成了視頻壓縮IP核的仿真驗證.
上傳時間: 2013-05-31
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IEEE802旗下的無線網絡協議引領了無線網絡領域的新革命,其不斷提升的速度優勢滿足了人們對于高速無線接入的迫切要求,在這其中,OFDM技術所起的作用不可小覷。隨著FPGA、信號處理和通信技術的發展,OFDM的應用得到了長足的進步。在此情況下,以OFDM技術為核心實現數據傳輸的原型機系統顯得應情應景而且必要。 本課題在深入理解OFDM技術的同時,結合相應的EDA工具對系統進行建模并基于IEEE802.11a物理層標準給出了一種OFDM基帶傳輸的系統實現方案。整個設計采用目前主流的自頂向下的設計方法,由總體設計至詳細設計逐步細化。 在系統功能模塊的FPGA實現過程中,針對XilinxVirtex-Ⅱ芯片對各個模塊進行了詳細設計,通過采用雙端口RAM、流水、乒乓結構等處理實現高速的同步的信道編碼的功能模塊;通過比較符號定時的不同算法,給出了基于MultiplierlessCorrelator的實現結構并給出了仿真波形圖,驗證了采用該算法后符號定時模塊的資源耗費大大降低而功能卻依然和基于乘法器的符號定時模塊相當;通過對Viterbi算法進行簡化,給出了(2,1,6)卷積碼的4比特軟判決Viterbi解碼器的設計和實現。最后根據系統所選芯片XC2V3000給出了具有較高配置靈活性的基于SystemACE配置方案的FPGA的硬件原理圖設計和PCB設計。 本文首先以無線局域網和IEEE802無線網絡家族引出OFDM技術發展、研究價值及OFDM的優缺點,接下來從OFDM原理入手,簡要說明了OFDM的基本要素以及目前的研究熱點,之后在介紹完IEEE802.11a物理層標準的同時給出了本原型機系統的總體設計方案,并從硬件語言設計和FPGA硬件原理設計兩方面給出了該系統的詳細設計。 隨著OFDM技術的普及以及未來通信技術對OFDM的青睞,相信本論文的工作對OFDM基帶傳輸系統的原型設計和實現具有一定的參考價值。
上傳時間: 2013-07-13
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近幾年來,旅游業在國內迅速發展,已成為規模最大的產業之一,在拉動內需,刺激消費,發展經濟,推動城市化進程中正發揮著極其重要的作用。然而旅游服務和旅游咨詢跟不上社會的發展需求,游客在旅途中存在各種不便。把嵌入式技術和嵌入式GIS技術結合的電子導游系統,能給游客提供各種旅途服務,方便游客出門旅游。 本文依托浙江省科技計劃重點項目開展研究,在開源軟件基礎上開發電子導游系統,以有效降低產品價格,適應社會需要。以廣州斯道S3C2410 ARM開發板為底層硬件,采用Linux嵌入操作系統為軟件平臺,利用QT/Embedded GUI為圖形界面,對MapInfo文件格式進行轉換,使之適應嵌入式系統。通過C/C++編程開發嵌入式GIS模塊和電子導游應用軟件模塊;把硬件、軟件相結合,使電子地圖顯示在觸摸屏上;最終實現了景點查詢和介紹、景區路徑規劃、距離測量、GIS操作等功能。 本文的主要研究工作有:第一在ARM S3C2410開發板上移植Linux內核及驅動程序。第二在自由軟件Linux平臺下研究和開發嵌入式GIS模塊。第三在QT/Embedded GUI圖形界面下開發電子導游應用軟件。第四研究和設計基于模擬退火算法的景區路徑規劃算法。 最后,將本文的研究成果在西湖景區電子導游原型系統中實現,并取得良好效果。
上傳時間: 2013-08-02
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隨著集成電路的設計規模越來越大,FPGA為了滿足這種設計需求,其規模也越做越大,傳統平面結構的FPGA無法滿足實際設計需求。首先是硬件設計上的很難控制,其次就是計算機軟件面臨很大挑戰,所有復雜問題全部集中到布局布線(P&R)這一步,而實際軟件處理過程中,P&R所占的時間比例是相當大的。為了緩解這種軟件和硬件的設計壓力,多層次化結構的FPGA得以采用。所謂層次化就是可配置邏輯單元內部包含多個邏輯單元(相對于傳統的單一邏輯單元),并且內部的邏輯單元之間共享連線資源,這種結構有利于減少芯片面積和提高布通率。與此同時,FPGA的EDA設計流程也多了一步,那就是在工藝映射和布局之間增加了基本邏輯單元的裝箱步驟,該步驟既可以認為是工藝映射的后處理,也可認為是布局和布線模塊的預處理,這一步不僅需要考慮打包,還要考慮布線資源的問題。裝箱作為連接軟件前端和后端之間的橋梁,該步驟對FPGA的性能影響是相當大的。 本文通過研究和分析影響芯片步通率的各種因素,提出新的FPGA裝箱算法,可以同時減少裝箱后可配置邏輯單元(CLB)外部的線網數和外部使用的引腳數,從而達到減少布線所需的通道數。該算法和以前的算法相比較,無論從面積,還是通道數方面都有一定的改進。算法的時間復雜度仍然是線性的。與此同時本文還對FPGA的可配置邏輯單元內部連線資源做了分析,如何設計可配置邏輯單元內部的連線資源來達到即減少面積又保證芯片的步通率,同時還可以提高運行速度。 另外,本文還提出將電路分解成為多塊,分別下載到各個芯片的解決方案。以解決FPGA由于容量限制,而無法實現某些特定電路原型驗證。該算法綜合考慮影響多塊芯片性能的各個因數,采用較好的目標函數來達到較優結果。
上傳時間: 2013-04-24
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本課程講義用于PI大學視頻課程 —“初次設計反激式電源”。本課程將向您講解安全設計和測試 電源原型應遵循的具體步驟,確保您的電源能夠正常工作。
標簽: 反激式電源
上傳時間: 2013-06-20
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HE-AAC是一種保證在高音質情況下壓縮率很高的音頻編碼,它具有多聲道、多采樣率、高壓縮比、高音質等特點,可以比AAC的編碼效率提高至少30%,在48 Kb/s的碼率下就可提供高品質立體聲音頻,已被全球數字廣播協會和3GPP組織采納...
上傳時間: 2013-04-24
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FPGA布局算法和軟件位于工藝映射和布線之間,是一個承上啟下的階段,對最終的布通率和時序都有著重要的影響。 本論文的工作之一便是研究旨在提高布通率的布局算法。在研究了國內外裝箱和布局算法的基礎上,本文提出了一種新的結合了裝箱的布局算法框架,并稱之為"低溫交替改善的"布局算法。其基本思想是,在模擬退火的低溫階段交替的優化裝箱和布局。本文給了基于學術界標準布局布線軟件VPR的一個軟件實現,并且提出了低溫的判定條件以及一種新的選擇待交換邏輯單元的方法。采用三種不同的裝箱算法作為布局輸入,基于VPR的低溫交替改善的布局算法實現,在布通率上,比VPR分別提高了21.3%、15.5%、10.7%。而帶來的平均額外時間開銷不到20%。 FPGA布局軟件實現對整個FPGA CAD流程的運行效率,算法的可擴展性也有著不可忽視的影響。現代FPGA有著多樣而復雜的邏輯和布線資源。而學術界的布局軟件'VPR所面向的FPGA卻只能處理十分簡單的FPGA結構,對于宏、總線、多時鐘等實際應用中很重要的部分都沒有考慮。本文提出了"邏輯單元層"的概念,用具有特定幾何結構的邏輯單元層來統一處理多種類型的邏輯資源。針對相對位置約束在現代FPGA布局軟件中的重要地位,我們提出了一種處理相對位置約束的方法。這些討論均已經在面向Xilinx SpartanⅡ芯片布局的原型系統中得到了實現,初步證實了這些方法的可擴展性和實用性。
上傳時間: 2013-06-21
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現場可編程門陣列(FPGA)能夠減少電子系統的開發風險和開發成本,縮短上市時間,降低維護升級成本,故廣泛地應用在電子系統中。最新的FPGA都采用了層次化的布線資源結構,與以前的結構發生了很大的變化。由于FPGA布線資源的固定性和有限性,因此需要開發適用于這種層次化的FPGA結構并提高布線資源有效利用率的布線算法。同時由于晶體管尺寸的不斷減小,有必要在FPGA布線算法中考慮功耗和時序問題。 本論文所作的研究工作主要包括:提出一種基于Tile的FPGA結構描述方法,對FPGA功耗模型和時序模型進行了研究,實現了考慮FPGA功耗、布線資源利用率的布線算法。 在FPGA結構描述方面,本文在分析現代商用FPGA層次化結構及學術上對FPGA描述方法的基礎上,提出一種基于Tile的FPGA結構描述。由于基本Tile的重復性,采用該方法可以簡化FPGA結構的描述,同時由于該方法是以硬件結構為根據,為FPGA軟硬件提供了簡單而靈活的接口,該方法在原型系統中測試證明是正確的。 在FPGA功耗模型方面,本文研究了ASIC中關于電路功耗計算的基本方法,并將其應用到FPGA功耗分析中。在模型中的采用了混合的功耗模型,包括動態功耗模型和靜態功耗模型。動態功耗的計算采用基于節點狀態轉換率的開關級動態功耗計算和邏輯塊宏模型,靜態功耗則采用基于公式計算的晶體管漏電功耗模型和邏輯塊基于仿真的LUT/MUX表達式計算模型。這些功耗模型將運用到我們后面的功耗計算和基于功耗驅動的布線算法中。 在FPGA布線算法研究和實現方面,本文在介紹基本的搜索算法之后,介紹了將FPGA硬件結構轉變為FPGA布線程序可識別的布線資源圖的方法,并將基本的搜索算法運用的FPGA布線資源圖上,實現FPGA的基于布通率的布線算法。在此基礎上,借鑒了FPGA時序分析方法,將時序分析作為布線算法的一子模塊,對基于時序的布線算法進行了研究;同時采用了FPGA功耗模型,在布線算法實現中考慮了動態功耗的問題。最后在布線算法中實現兩種啟發式策略以提高可布線資源有效利用率。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著現場可編程門陣列(FPGA)在工業中的廣泛應用,使得基于FPGA數字信號處理的實現在雷達信號處理中有著重要地位。模型化設計是一種自頂向下的面向FPGA的快速原型驗證法,它不僅降低了FPGA設計門檻,而且縮短了開發周期,提高了設計效率。這使得FPGA模型化設計成為了FPGA系統設計的發展趨勢。本文針對常見雷達信號處理模塊的FPGA模型化實現,在以下幾個方面展開研究:首先對基于FPGA的模型化設計方法進行了研究,給出了模型化設計方法的發展現狀和趨勢,并對本文中使用的模型化設計方法的軟件工具System Generator和AccelDSP進行了介紹。其次使用這兩種軟件工具對FIR濾波器進行了模型化設計并同RTL(寄存器傳輸級)設計方法進行對比,全面分析了模型化設計方法和RTL設計方法的優缺點。然后在簡明闡述雷達信號處理原理的基礎上,使用System Generator對數字下變頻(DDC)、脈沖壓縮、動目標顯示(MTI)及恒虛警(CFAR)處理等雷達信號處理模塊進行了自頂向下的模型化設計。在Simulink中進行了功能仿真驗證,生成了HDL代碼,并在Xilinx FPGA中進行了RTL的時序仿真分析。關鍵詞:雷達信號處理 FPGA 模型化設計 System Generator AccelDSP
上傳時間: 2013-07-25
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