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圖像邊緣信息提取

  • 基于FPGA的全彩色LED同步顯示屏

    LED顯示屏作為一項(xiàng)高新科技產(chǎn)品正引起人們的高度重視,它以其動態(tài)范圍廣,亮度高,壽命長,工作性能穩(wěn)定而日漸成為顯示媒體中的佼佼者,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于廣告、證券、交通、信息發(fā)布等各方面,且隨著全彩屏顯示技術(shù)的日益完善,LED顯示屏有著廣闊的市場前景。 本文主要研究的對象為全彩色LED同步顯示屏控制系統(tǒng),提出了一個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案,整個(gè)系統(tǒng)分三部分組成:DVI解碼電路、發(fā)送系統(tǒng)以及接收系統(tǒng)。DVI解碼模塊用于從顯卡的DVI口獲取視頻源數(shù)據(jù),經(jīng)過T.D.M.S.解碼恢復(fù)出可供LED屏顯示的紅、綠、藍(lán)共24位像素?cái)?shù)據(jù)和一些控制信號。發(fā)送系統(tǒng)用于將收到的數(shù)據(jù)流進(jìn)行緩存,經(jīng)處理后發(fā)送至以太網(wǎng)芯片進(jìn)行以太網(wǎng)傳輸。接收系統(tǒng)接收以太網(wǎng)上傳來的視頻數(shù)據(jù)流,經(jīng)過位分離操作后存入SRAM進(jìn)行緩存,再串行輸入至LED顯示屏進(jìn)行掃描顯示。然后,從多方面論述了該方案的可行性,仔細(xì)推導(dǎo)了LED顯示屏各技術(shù)參數(shù)之間的聯(lián)系及約束關(guān)系。 本課題采用可編程邏輯器件來完成系統(tǒng)功能,可編程邏輯器件具有高集成度、高速度、在線可編程等特點(diǎn),不僅可以滿足高速圖像數(shù)據(jù)處理對速度的要求,而且增加了設(shè)計(jì)的靈活性,不需修改電路硬件設(shè)計(jì),縮短了設(shè)計(jì)周期,還可以進(jìn)行在線升級。

    標(biāo)簽: FPGA LED 全彩色 同步顯示

    上傳時(shí)間: 2013-06-22

    上傳用戶:jennyzai

  • 基于數(shù)據(jù)符號同步的FPGA仿真實(shí)現(xiàn)

    近年來,人們對無線數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的需求迅猛增加,促進(jìn)了寬帶無線通信新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。正交頻分復(fù)用 (Orthogonal Frequency Division Multiolexing,OFDM)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種高速寬帶無線通信系統(tǒng)中。然而 OFDM 系統(tǒng)相比單載波系統(tǒng)更容易受到頻偏和時(shí)偏的影響,因此如何有效地消除頻偏和時(shí)偏,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的時(shí)頻同步是 OFDM 系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的技術(shù)。 本文討論了非同步對 OFDM 系統(tǒng)的影響,分析了當(dāng)前用于 OFDM 系統(tǒng)中基于數(shù)據(jù)符號的同步算法,并簡單介紹非基于數(shù)據(jù)符號同步技術(shù)。基于數(shù)據(jù)符號的同步技術(shù)通過加入訓(xùn)練符號或?qū)ьl等附加信息,并利用導(dǎo)頻或訓(xùn)練符號的相關(guān)性實(shí)現(xiàn)時(shí)頻同步。此算法由于加入了附加信息,降低了帶寬利用率,但同步精度相對較高,同步捕獲時(shí)間較短。 隨著電子芯片技術(shù)的快速發(fā)展,電子設(shè)計(jì)自動化 (Electronic DesignAutomation,EDA) 技術(shù)和可編程邏輯芯片 (FPGA/CPLD) 的應(yīng)用越來越受到大家的重視,為此文中對 EDA 技術(shù)和 Altera 公司制造的 FPGA 芯片的原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了闡述,還介紹了在相關(guān)軟件平臺進(jìn)行開發(fā)的系統(tǒng)流程。 論文在對基于數(shù)據(jù)符號三種算法進(jìn)行較詳細(xì)的分析和研究的基礎(chǔ)上,尤其改進(jìn)了基于導(dǎo)頻符號的同步算法之后,利用 Altera 公司的 FPGA 芯片EP1S25F102015 在 OuartusⅡ5.0 工具平臺上實(shí)現(xiàn)了 OFDM 同步的硬件設(shè)計(jì),然后進(jìn)行了軟件仿真。其中對基于導(dǎo)頻符號同步的改進(jìn)算法硬件設(shè)計(jì)過程了進(jìn)行了詳細(xì)闡述。不僅如此,對于基于 PN 序列幀的同步算法和基于循環(huán)前綴 (Cycle Prefix,CP) 的極大似然 (Maximam Likelihood,ML)估計(jì)同步算法也有具體的仿真實(shí)現(xiàn)。 最后,文章還對它們進(jìn)行了比較,基于導(dǎo)頻符號同步設(shè)計(jì)的同步精度比較高,但是耗費(fèi)芯片的資源多,另一個(gè)缺點(diǎn)是沒有頻偏估計(jì),因此運(yùn)用受到一定限制。基于 PN 序列幀的同步設(shè)計(jì)使用了最少的芯片資源,但要提取 PN 序列中的信號數(shù)據(jù)有一定困難。基于循環(huán)前綴的同步設(shè)計(jì)占用了芯片 I/O 腳稍顯多。這幾種同步算法各有優(yōu)缺點(diǎn),但可以根據(jù)不同的信道環(huán)境選用它們。

    標(biāo)簽: FPGA 數(shù)據(jù) 同步的 仿真實(shí)現(xiàn)

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

    上傳用戶:斷點(diǎn)PPpp

  • 字模提取軟件.rar

    此軟件用來幫助寫單片機(jī)程序的朋友提取英文及漢字字模。 對于英文及數(shù)字等用的是計(jì)算取點(diǎn)的方式,而漢字取模則是用的取漢字庫這個(gè)通用方法。程序加上了左旋右旋,ASM與C51字模選擇等控制功能,以及圓點(diǎn)方點(diǎn),各種顏色的選擇等附加功能。 需要VB運(yùn)行庫支持(MSVBVM60.DLL)

    標(biāo)簽: 字模提取 軟件

    上傳時(shí)間: 2013-05-24

    上傳用戶:13081287919

  • 基于FPGA的圖像處理系統(tǒng)

    圖像處理技術(shù)是信息科學(xué)中近幾十年來發(fā)展最為迅速的學(xué)科之一。目前,數(shù)字圖像處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用于航空航體、通信、醫(yī)學(xué)及工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中。圖像處理系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)一般來講有三種方式:專用的圖像處理器件主要有專用集成芯片(Application SpecificIntegrated Circuit)、數(shù)字信號處理器(Digital Signal Process)和現(xiàn)場可編程門陣列(FieldProgrammable GateArray)以及相關(guān)電路組成。它們可以實(shí)時(shí)高速完成各種圖像處理算法。圖像處理中,低層的圖像預(yù)處理的數(shù)據(jù)量很大,要求處理速度快,但運(yùn)算結(jié)果相對比較簡單。相對于其他兩種系統(tǒng),基于FPGA的圖像處理系統(tǒng)非常合適用于圖像的預(yù)處理。 本文設(shè)計(jì)了一種基于FPGA的圖像處理系統(tǒng)。它的主要功能有:對攝像頭送來的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,并把它數(shù)字化;實(shí)現(xiàn)中值濾波和邊緣檢測這兩種圖像增強(qiáng)算法;將數(shù)字視頻信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。 圖像處理系統(tǒng)由主處理器單元、圖像編碼單元和圖像解碼單元三部分組成。FPGA作為整個(gè)系統(tǒng)的核心器件,不僅要模擬出12C總線協(xié)議,完成視頻解碼芯片和編碼芯片的初始化;還要對視頻流同步信號提取,實(shí)現(xiàn)圖像采集控制,并將圖像信號存儲在SRAM中;圖像增強(qiáng)算法也是在FPGA中實(shí)現(xiàn)。采用PHILIPS公司的專用視頻解碼芯片SAA7111A將模擬視頻轉(zhuǎn)化數(shù)字視頻;視頻編碼芯片SAA7121完成數(shù)字視頻到模擬視頻的轉(zhuǎn)化。

    標(biāo)簽: FPGA 圖像處理系統(tǒng)

    上傳時(shí)間: 2013-07-19

    上傳用戶:標(biāo)點(diǎn)符號

  • 圖像預(yù)處理及DSPCPCI橋接設(shè)計(jì)

    實(shí)時(shí)紅外圖像處理是紅外成像制導(dǎo)的關(guān)鍵技術(shù)。本課題來源于兵器工業(yè)部第209研究所承擔(dān)研制的紅外成像制導(dǎo)技術(shù)背景下的紅外圖像信息處理機(jī)項(xiàng)目。 本文在總結(jié)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,做了大量紅外圖像信息處理系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì)工作。主要有以下幾點(diǎn): 1.系統(tǒng)方案和總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在分析比較目前幾種主流系統(tǒng)方案后,將紅外圖像處理機(jī)設(shè)計(jì)成“雙FPGA+雙DSP+CPCI”結(jié)構(gòu)。選用ADI公司TigerSHARK系列的DSP芯片ADSP-TS201作為系統(tǒng)高層算法處理的核心處理器,選用Altera公司的FPGA芯片StratixⅡ EP2S60F67214作為底層算法處理和接口控制的核心,選用高速CPCI總線作為紅外圖像信息處理機(jī)與主機(jī)的通訊橋梁。 2.FPGA部分的設(shè)計(jì)是本課題的核心,對FPGA部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)和調(diào)試 (1)圖像預(yù)處理模塊:FPGA負(fù)責(zé)系統(tǒng)的底層預(yù)處理算法和相應(yīng)控制。首先對采集來的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行中值濾波和直方圖統(tǒng)計(jì),然后按照鏈路口(Linkport)的通信協(xié)議,將預(yù)處理后的圖像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地從FPGA傳給DSP。 (2)DSP-CPCI橋接模塊:FPGA負(fù)責(zé)DSP與CPCI的接口,將DSP處理后的結(jié)果通過DSP-CPCI橋接模塊傳給主機(jī)。 聯(lián)調(diào)實(shí)驗(yàn)測試表明,實(shí)時(shí)紅外圖像信息處理成功實(shí)現(xiàn)了對典型紅外目標(biāo)的檢測、識別和跟蹤,從而驗(yàn)證系統(tǒng)核心FPGA部分的設(shè)計(jì)是成功的。

    標(biāo)簽: DSPCPCI 圖像預(yù)處理 橋接設(shè)計(jì)

    上傳時(shí)間: 2013-07-13

    上傳用戶:gjzeus

  • 基于FPGA的視頻圖像畫面分割器

    視頻監(jiān)控一直是人們關(guān)注的應(yīng)用技術(shù)熱點(diǎn)之一,它以其直觀、方便、信息內(nèi)容豐富而被廣泛用于在電視臺、銀行、商場等場合。在視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)中,經(jīng)常需要對多路視頻信號進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,如果每一路視頻信號都占用一個(gè)監(jiān)視器屏幕,則會大大增加系統(tǒng)成本。視頻圖像畫面分割器主要功能是完成多路視頻信號合成一路在監(jiān)視器顯示,是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分。 傳統(tǒng)的基于分立數(shù)字邏輯電路甚至DSP芯片設(shè)計(jì)的畫面分割器的體積較大且成本較高。為此,本文介紹了一種基于FPGA技術(shù)的視頻圖像畫面分割器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 本文對視頻圖像畫面分割技術(shù)進(jìn)行了分析,完成了基于ITU-RBT.656視頻數(shù)據(jù)格式的畫面分割方法設(shè)計(jì);系統(tǒng)采用Xilinx公司的FPGA作為核心控制器,設(shè)計(jì)了視頻圖像畫面分割器的硬件電路,該電路在FPGA中,將數(shù)字電路集成在一起,電路結(jié)構(gòu)簡潔,具有較好的穩(wěn)定性和靈活性;在硬件電路平臺基礎(chǔ)上,以四路視頻圖像分割為例,完成了I2C總線接口模塊,異步FIFO模塊,有效視頻圖像數(shù)據(jù)提取模塊,圖像存儲控制模塊和圖像合成模塊的設(shè)計(jì),首先,由攝像頭采集四路模擬視頻信號,經(jīng)視頻解碼芯片轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻圖像信號后送入異步FIFO緩沖。然后,根據(jù)畫面分割需要進(jìn)行視頻圖像數(shù)據(jù)抽取,并將抽取的視頻圖像數(shù)據(jù)按照一定的規(guī)則存儲到圖像存儲器。最后,按照數(shù)字視頻圖像的數(shù)據(jù)格式,將四路視頻圖像合成一路編碼輸出,實(shí)現(xiàn)了四路視頻圖像分割的功能。從而驗(yàn)證了電路設(shè)計(jì)和分割方法的正確性。 本文通過由FPGA實(shí)現(xiàn)多路視頻圖像的采集、存儲和合成等邏輯控制功能,I2C總線對兩片視頻解碼器進(jìn)行動態(tài)配置等方法,實(shí)現(xiàn)四路視頻圖像的輪流采集、存儲和圖像的合成,提高了系統(tǒng)集成度,并可根據(jù)系統(tǒng)需要修改設(shè)計(jì)和進(jìn)一步擴(kuò)展功能,同時(shí)提高了系統(tǒng)的靈活性。

    標(biāo)簽: FPGA 視頻圖像 畫面分割器

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

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  • 基于FPGA的直擴(kuò)調(diào)制解調(diào)器

    擴(kuò)頻通信系統(tǒng)與常規(guī)的通信系統(tǒng)相比,具有很強(qiáng)的抗窄帶干擾,抗多徑干擾,抗人為干擾的能力,并具有信息隱蔽、多址保密通信等優(yōu)點(diǎn)。在近年來得到了迅速的發(fā)展。本論文主要討論和實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的直接序列擴(kuò)頻信號的解擴(kuò)解調(diào)處理。論文對該直擴(kuò)通信系統(tǒng)和FPGA設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了相關(guān)研究,最后用Altera公司的最新的FPGA開發(fā)平臺Quarus Ⅱ5.0實(shí)現(xiàn)了相關(guān)設(shè)計(jì)。 整個(gè)系統(tǒng)分為兩個(gè)部分,發(fā)送部分和接收部分。發(fā)送部分主要有串并轉(zhuǎn)換、差分卷積編碼、PN碼擴(kuò)頻、QPSK調(diào)制、成型濾波等模塊。接收部分主要有前端抗干擾、數(shù)字下變頻、解擴(kuò)解調(diào)等模塊。 論文首先介紹了擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的特點(diǎn)以及相關(guān)技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,并介紹了本論文的研究思路和內(nèi)容。 然后,論文分析了幾種常用的窄帶干擾抑制、載波同步及PN碼同步算法,結(jié)合實(shí)際需要,設(shè)計(jì)了一種零中頻DSSS解調(diào)解擴(kuò)方案。給出了抗窄帶干擾、PN碼捕獲及跟蹤以及載波同步的算法分析,采用了基于數(shù)字外差調(diào)制的自適應(yīng)陷波器來進(jìn)行前端窄帶干擾抑制處理,用基于自適應(yīng)門限技術(shù)的滑動相關(guān)捕獲和分時(shí)復(fù)用單相關(guān)器跟蹤來改善PN碼同步的性能,用基于硬判決的COSTAS(科斯塔斯)環(huán)來減少載波提取的算法復(fù)雜度,用改進(jìn)型CORDIC算法實(shí)現(xiàn)NCO來方便的進(jìn)行擴(kuò)展。 接著,論文給出了系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)和發(fā)送及接受子系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊的實(shí)現(xiàn)分析以及在Quartus Ⅱ5.0上的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié),給出了仿真結(jié)果。 然后論文介紹了整個(gè)系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)和它在真實(shí)系統(tǒng)中連機(jī)調(diào)試所得到的測試結(jié)果,結(jié)果表明該系統(tǒng)具有性能穩(wěn)定,靈活性好,生產(chǎn)調(diào)試容易,體積小,便于升級等特點(diǎn)并且達(dá)到課題各項(xiàng)指標(biāo)的要求。 最后是對論文工作的一些總結(jié)和對今后工作的展望。

    標(biāo)簽: FPGA 調(diào)制解調(diào)器

    上傳時(shí)間: 2013-07-04

    上傳用戶:yd19890720

  • 基于FPGA嵌入式指紋識別系統(tǒng)研究

    隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,指紋識別技術(shù)被廣泛應(yīng)用到各種不同的領(lǐng)域。對于一般的指紋識別系統(tǒng),其設(shè)計(jì)要求具有很高的實(shí)時(shí)性和易用性,因此識別算法應(yīng)該具有較低的復(fù)雜度,較快的運(yùn)算速度,從而滿足實(shí)時(shí)性的要求。所以有必要根據(jù)不同的識別算法采用不同的實(shí)現(xiàn)平臺,使得指紋識別系統(tǒng)具有較高的可靠性、實(shí)時(shí)性、有效性等性能要求。 SOPC片上可編程系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)是當(dāng)前電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域中最熱門的概念。NiosⅡ是Altera.公司開發(fā)的一種采用流水線技術(shù)、單指令流的RISC嵌入式處理器軟核,可以將它嵌入到FPGA內(nèi)部,與用戶自定義邏輯組建成一個(gè)基于FPGA的片上專用系統(tǒng)。 本文在綜合考慮各種應(yīng)用情況的基礎(chǔ)上,以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、指紋識別技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)為理論基礎(chǔ),提出了一種有效可行的系統(tǒng)架構(gòu)方案。對指紋識別技術(shù)中各個(gè)環(huán)節(jié)的算法和原理進(jìn)行了深入研究,合理的改進(jìn)了部分指紋識別算法;同時(shí)為了提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性,采用NiosⅡ嵌入式處理器和FPGA硬件模塊實(shí)現(xiàn)指紋圖像處理主要算法。論文主要包括以下幾個(gè)方面: 1、對指紋圖像預(yù)處理、特征提取和特征匹配算法原理進(jìn)行闡述,同時(shí)改進(jìn)了指紋圖像的細(xì)化算法,提高了算法的性能,并設(shè)計(jì)了一套實(shí)用的指紋特征數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu); 2、針對指紋圖像預(yù)處理模塊,包括圖像的歸一化、頻率提取、方向提取以及方向?yàn)V波,采用基于FPGA的硬件電路的方式實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在保證系統(tǒng)誤識率較低、可靠性高的基礎(chǔ)上,大大提高了系統(tǒng)的執(zhí)行速度; 3、改變了傳統(tǒng)的單枚指紋識別方法,提出采用多枚指紋唯一標(biāo)識身份,大大降低了識別系統(tǒng)的誤識率; 4、改進(jìn)了傳統(tǒng)的基于三角形匹配中獲取基準(zhǔn)點(diǎn)的方法,同時(shí)結(jié)合可變界限盒思想進(jìn)行指紋特征匹配。 5、結(jié)合COM+技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),開發(fā)了后臺指紋特征匹配服務(wù)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了嵌入式指紋識別系統(tǒng)同數(shù)據(jù)庫的實(shí)時(shí)信息交換。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文所提出的系統(tǒng)構(gòu)架方案有效可行,基于FPGA的自動指紋識別系統(tǒng)在速度、功耗、擴(kuò)展性等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢,擁有廣闊的發(fā)展前景。

    標(biāo)簽: FPGA 嵌入式 指紋識別 系統(tǒng)研究

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

    上傳用戶:15528028198

  • 語音信號特征參數(shù)的提取

    隨著語音技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展,語音信號數(shù)字處理的實(shí)時(shí)性要求越來越突出。這就要求在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,對系統(tǒng)的硬件環(huán)境要求更高。隨著語音處理算法的日益復(fù)雜,用普通處理器對語音信號進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,已經(jīng)不能滿足需要。專用語音信號處理芯片能解決實(shí)時(shí)性的要求,同時(shí)對器件的資源要求也是最低的。 論文利用Altera公司的新一代可編程邏輯器件在數(shù)字信號處理領(lǐng)域的優(yōu)勢,對語音信號的常用參數(shù)—LPC(線性預(yù)測編碼,Linear Predictive Coding)參數(shù)提取的FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列,F(xiàn)ield Programmable Gate Array)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了深入研究。論文首先對語音的離散數(shù)學(xué)模型和短時(shí)平穩(wěn)特性進(jìn)行了分析,深入討論了語音線性預(yù)測技術(shù)。第二,對解線性預(yù)測方程組的自相關(guān)法和協(xié)方差斜格法進(jìn)行了比較,提出了一種基于協(xié)方差斜格法的LPC參數(shù)提取系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。第三,對Altera公司的Cyclon系列可編程器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,分析了在QuartusⅡ開發(fā)平臺上進(jìn)行FPGA設(shè)計(jì)的流程。第四,對系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì),所有算法通過Verilog硬件描述語言實(shí)現(xiàn),并對其工作過程進(jìn)行了詳細(xì)的分析。最后,在Altera FPGA目標(biāo)芯片EP1C6Q240C8上,對LPC參數(shù)提取系統(tǒng)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。 系統(tǒng)具有靈活的輸入輸出接口,能方便地同其它語音處理模塊相連,構(gòu)成一個(gè)完整的語音處理專用芯片,可以應(yīng)用于語音編解碼、語音識別等系統(tǒng)。

    標(biāo)簽: 語音信號 特征 參數(shù)

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

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  • 多功能車輛總線一類設(shè)備的FPGA實(shí)現(xiàn)

    多功能車輛總線一類設(shè)備是一個(gè)在列車通信網(wǎng)(TCN,TrainCommunication Network)中普遍使用的網(wǎng)絡(luò)接口單元。目前我國的新式列車大多采用列車通信網(wǎng)傳輸列車中大量的控制和服務(wù)信息。但使用的列車通信網(wǎng)產(chǎn)品主要為國外進(jìn)口,因此迫切需要研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的列車通信網(wǎng)產(chǎn)品。 論文以一類設(shè)備控制器的設(shè)計(jì)為核心,采取自頂向下的模塊設(shè)計(jì)方法。將設(shè)備控制器分為同步層和數(shù)據(jù)處理層來分別實(shí)現(xiàn)對幀的發(fā)送與接收處理和對幀數(shù)據(jù)的提取與存儲處理。 同步層包含幀的識別模塊、曼徹斯特譯碼模塊、曼徹斯特編碼與幀封裝三個(gè)模塊。幀識別模塊檢測幀的起始位并對幀類型進(jìn)行判斷。譯碼模塊根據(jù)采集的樣本值來判斷曼徹斯特編碼的值,采樣的難點(diǎn)在于非理想信號帶來的采樣誤差,論文使用結(jié)合位同步的多點(diǎn)采樣法來提高采樣質(zhì)量。幀分界符中的非數(shù)據(jù)符不需要進(jìn)行曼徹斯特編碼,編碼時(shí)在非數(shù)據(jù)符位關(guān)閉編碼電路使非數(shù)據(jù)符保持原來的編碼輸出。 數(shù)據(jù)處理層以主控單元(MCU,Main Control Unit)和通信存儲器為設(shè)計(jì)核心。MCU是控制器的核心,對接收的主幀進(jìn)行分析,判斷是從通信存儲器相應(yīng)端口取出應(yīng)答從幀并發(fā)送,還是準(zhǔn)備接收從幀并存入通信存儲器。通信存儲器存儲設(shè)備的通信數(shù)據(jù),合適的地址分配能簡化MCU的控制程序,論文固定了通信存儲器端口大小使MCU可以根據(jù)一個(gè)固定的公式進(jìn)行端口的遍歷從而簡化了MCU程序的復(fù)雜度。數(shù)據(jù)在傳輸中由于受到干擾和沖突等問題而出現(xiàn)錯(cuò)誤,論文采用循環(huán)冗余檢驗(yàn)碼結(jié)合偶檢驗(yàn)擴(kuò)展來對傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)控制。 最后,使用FPGA和硬件描述語言Verilog HDL開發(fā)出了MVB一類設(shè)備。目前該一類設(shè)備已運(yùn)用在SS4G電力機(jī)車的制動控制單元(BCU.Brake Control Unit)中并在鐵道科學(xué)研究院通過了TCN通信測試。一類設(shè)備的成功研制為列車通信網(wǎng)中總線管理器等高類設(shè)備的開發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

    標(biāo)簽: FPGA 多功能 總線 設(shè)備

    上傳時(shí)間: 2013-07-27

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