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數(shù)(shù)據(jù)(jù)通信系統(tǒng)(tǒng)

  • 基于FPGA的小型CPU中通信協(xié)議的研究及IPCore的開(kāi)發(fā).rar

    FPGA作為新一代集成電路的出現(xiàn),引起了數(shù)字電路設(shè)計(jì)的巨大變革。隨著FPGA工藝的不斷更新與改善,越來(lái)越多的用戶與設(shè)計(jì)公司開(kāi)始使用FPGA進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā),因此,PFAG的市場(chǎng)需求也越來(lái)越高,從而使得FPGA的集成電路板的工藝發(fā)展也越來(lái)越先進(jìn),在如此良性循環(huán)下,不久的將來(lái),F(xiàn)PGA可以主領(lǐng)集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域。正是由于FPGA有著如此巨大的發(fā)展前景與市場(chǎng)吸引力,因此,本文采用FPGA作為電路設(shè)計(jì)的首選。 @@ 隨著FPGA的開(kāi)發(fā)技術(shù)日趨簡(jiǎn)單化、軟件化,從面向硬件語(yǔ)言的VHDL、VerilogHDL設(shè)計(jì)語(yǔ)言,到現(xiàn)在面向?qū)ο蟮腟ystem Verilog、SystemC設(shè)計(jì)語(yǔ)言,硬件設(shè)計(jì)語(yǔ)言開(kāi)始向高級(jí)語(yǔ)言發(fā)展。作為一個(gè)軟件設(shè)計(jì)人員,會(huì)很容易接受面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言。現(xiàn)在軟件的設(shè)計(jì)中,算法處理的瓶頸就是速度的問(wèn)題,如果采用專用的硬件電路,可以解決這個(gè)問(wèn)題,本文在第一章第二節(jié)詳細(xì)介紹了軟硬結(jié)合的開(kāi)發(fā)優(yōu)勢(shì)。另外,在第一章中還介紹了知識(shí)產(chǎn)權(quán)核心(IP Core)的發(fā)展與前景,特別是IP Core中軟核的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā),許多FGPA的開(kāi)發(fā)公司開(kāi)始爭(zhēng)奪軟核的開(kāi)發(fā)市場(chǎng)。 @@ 數(shù)字電路設(shè)計(jì)中最長(zhǎng)遇到的就是通信的問(wèn)題,而每一種通信方式都有自己的協(xié)議規(guī)范。在CPU的設(shè)計(jì)中,由于需要高速的處理速度,因此其內(nèi)部都是用并行總線進(jìn)行通信,但是由于集成電路資源的問(wèn)題,不可能所有的外部設(shè)備都要用并行總線進(jìn)行通信,因此其外部通信就需要進(jìn)行串行傳輸。又因?yàn)樾枰B接的外部設(shè)備的不同,因此就需要使用不同的串行通信接口。本文主要介紹了小型CPU中常用的三種通信協(xié)議,那就是SPI、I2C、UART。除了分別論述了各自的通信原理外,本文還特別介紹了一個(gè)小型CPU的內(nèi)部構(gòu)造,以及這三個(gè)通信協(xié)議在CPU中所處的位置。 @@ 在硬件的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中,由于集成電路本身的特殊性,其開(kāi)發(fā)流程也相對(duì)的復(fù)雜。本文由于篇幅的問(wèn)題,只對(duì)總的開(kāi)發(fā)流程作了簡(jiǎn)要的介紹,并且將其中最復(fù)雜但是又很重要的靜態(tài)時(shí)序分析進(jìn)行了詳細(xì)的論述。在通信協(xié)議的開(kāi)發(fā)中,需要注意接口的設(shè)計(jì)、時(shí)序的分析、驗(yàn)證環(huán)境的搭建等,因此,本文以SPI數(shù)據(jù)通信協(xié)議的設(shè)計(jì)作為一個(gè)開(kāi)發(fā)范例,從協(xié)議功能的研究到最后的驗(yàn)證測(cè)試,將FPGA 的開(kāi)發(fā)流程與關(guān)鍵技術(shù)等以實(shí)例的方式進(jìn)行了詳細(xì)的論述。在SPI通信協(xié)議的開(kāi)發(fā)中,不僅對(duì)協(xié)議進(jìn)行了詳細(xì)的功能分析,而且對(duì)架構(gòu)中的每個(gè)模塊的設(shè)計(jì)都進(jìn)行了詳細(xì)的論述。@@關(guān)鍵詞:FPGA;SPI;I2C;UART;靜態(tài)時(shí)序分析;驗(yàn)證環(huán)境

    標(biāo)簽: IPCore FPGA CPU

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

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  • 多載波擴(kuò)頻通信的Rake接收機(jī)理論研究及FPGA實(shí)現(xiàn).rar

    由于移動(dòng)環(huán)境的復(fù)雜性,無(wú)線信號(hào)在發(fā)送傳輸和接收過(guò)程中有很明顯的衰落現(xiàn)象,特別是在高頻無(wú)線通信中,多徑衰落或頻率選擇性衰落對(duì)無(wú)線信號(hào)的干擾最為嚴(yán)重。通過(guò)分集接收技術(shù),Rake接收機(jī)在CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中抗多徑衰落效果尤為明顯。作為一種新穎的多址接入方式,多載波CDMA充分利用了OFDM最優(yōu)頻率利用率以及CDMA的多址和頻率分集,且系統(tǒng)容量和抗符號(hào)間干擾性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的單載波CDMA。這些特性使得多載波CDMA成為未來(lái)的寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)最有希望的候選。 @@ 本文研究了一種多載波擴(kuò)頻通信系統(tǒng),介紹了其Rake接收機(jī)工作原理和設(shè)計(jì)思想,進(jìn)行了理論仿真并用FPGA予以實(shí)現(xiàn)。 @@ 本文首先介紹了移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展歷史以及OFDM和CDMA技術(shù)原理,并描述了OFDM和CDMA結(jié)合的三種系統(tǒng)(MC-DS-CDMA、MT-CDMA、MC-CDMA)的原理和系統(tǒng)模型;接著,介紹了目前影響移動(dòng)通信的主要衰落以及Rake接收機(jī)基本原理及其作用。多徑信號(hào)的每路信號(hào)都可能含有可以利用的信息,Rake接收機(jī)就是通過(guò)多個(gè)相關(guān)接收器接收多徑信號(hào)中各路信號(hào),通過(guò)信道估計(jì)和信道補(bǔ)償消去信道因子的附加相位,并把他們合并在一起,以此來(lái)改善信號(hào)的信噪比和系統(tǒng)的可靠性;在此基礎(chǔ)上,論文提出了一種多載波擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案,并詳細(xì)介紹了其Rake接收機(jī)實(shí)現(xiàn)原理,給出了最大比合并時(shí)各種分徑數(shù)目下系統(tǒng)誤碼率的仿真圖;最后介紹了此方案中Rake接收機(jī)的FPGA硬件實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案及其系統(tǒng) 測(cè)試結(jié)果。@@ 仿真結(jié)果顯示出隨著分集徑數(shù)的增加,系統(tǒng)的誤碼率顯著降低。表明Rake接收機(jī)抗多徑衰落效果顯著,且在多載波CDMA系統(tǒng)中其分集效果更好,實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單。最終Rake接收機(jī)的FPGA實(shí)現(xiàn)結(jié)果同理論仿真一致,時(shí)序通過(guò),資源耗費(fèi)不大,具有較大的實(shí)用價(jià)值。 @@關(guān)鍵詞:多載波擴(kuò)頻通信,CDMA,Rake接收機(jī),F(xiàn)PGA

    標(biāo)簽: Rake FPGA 多載波

    上傳時(shí)間: 2013-07-25

    上傳用戶:axxsa

  • MSP430系列多單片機(jī)間的SPI主從通信.rar

    這篇文章介紹了MSP430系列多單片機(jī)間的SPI主從通信原理和相關(guān)例程

    標(biāo)簽: MSP 430 SPI

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

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  • 用FPGA實(shí)現(xiàn)直接序列擴(kuò)頻通信.rar

    擴(kuò)頻通信,即擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)(Spread Spectrum Communication),它與光纖通信、衛(wèi)星通信一同被譽(yù)為進(jìn)入信息時(shí)代的三大高技術(shù)通信傳輸方式。 擴(kuò)頻通信是將待傳送的信息數(shù)據(jù)用偽隨機(jī)編碼序列,也即擴(kuò)頻序列(SpreadSequence)調(diào)制,實(shí)現(xiàn)頻譜擴(kuò)展后再進(jìn)行傳輸。接收端則采用相同的編碼進(jìn)行解調(diào)及相關(guān)處理,恢復(fù)出原始信息數(shù)據(jù)。 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)的抗人為干擾,抗窄帶干擾,抗多徑干擾的能力,并具有信息隱蔽、多址保密通信等特點(diǎn)。 現(xiàn)場(chǎng)可編輯門陣列FPGA(Field Programmable Gate Array)提供了極強(qiáng)的靈活性,可讓設(shè)計(jì)者開(kāi)發(fā)出滿足多種標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。FPGA所固有的靈活性和性能也可讓設(shè)計(jì)者緊跟新標(biāo)準(zhǔn)的變化,并能提供可行的方法來(lái)滿足不斷變化的標(biāo)準(zhǔn)要求。 EDA 工具的出現(xiàn)使用戶在對(duì)FPGA設(shè)計(jì)的輸入、綜合、仿真時(shí)非常方便。EDA打破了軟硬件之間最后的屏障,使軟硬件工程師們有了真正的共同語(yǔ)言,使目前一切仍處于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)和規(guī)劃的電子設(shè)計(jì)活動(dòng)產(chǎn)生了實(shí)在的設(shè)計(jì)實(shí)體論文對(duì)擴(kuò)頻通信系統(tǒng)和FPGA設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了相關(guān)研究,并且用Altera公司的最新的FPGA開(kāi)發(fā)平臺(tái)QuartusII實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基帶擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的發(fā)送端部分,最后用軟件Protel99SE設(shè)計(jì)了相應(yīng)的硬件電路。 該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要分為兩個(gè)部分。第一部分是用QuartusII軟件設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的VHDL語(yǔ)言描述代碼,并對(duì)系統(tǒng)中每個(gè)模塊和整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的功能仿真和時(shí)序時(shí)延仿真;第二部分是設(shè)計(jì)了以FPGA芯片EP1C3T144C8N為核心的系統(tǒng)硬件電路,并進(jìn)行了相關(guān)測(cè)試,完成了預(yù)定的功能。

    標(biāo)簽: FPGA 直接序列 擴(kuò)頻通信

    上傳時(shí)間: 2013-07-26

    上傳用戶:15679277906

  • 基于FPGA的絕對(duì)式光電編碼器通信接口研究.rar

    高速、高精度已經(jīng)成為伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì),而位置檢測(cè)環(huán)節(jié)是決定伺服系統(tǒng)高速、高精度性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。光電編碼器作為伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中常用的檢測(cè)裝置,根據(jù)結(jié)構(gòu)和原理的不同分為增量式和絕對(duì)式。本文從原理上對(duì)增量式光電編碼器和絕對(duì)式光電編碼器做了深入的分析,通過(guò)對(duì)比它們的特性,得出了絕對(duì)式光電編碼器更適合高速、高精度伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)論。 絕對(duì)式光電編碼器精度高、位數(shù)多的特點(diǎn)決定其通信方式只能采取串行傳輸方式,且由相應(yīng)的通信協(xié)議控制信息的傳輸。本文首先針對(duì)編碼器主要生產(chǎn)廠商日本多摩川公司的絕對(duì)式光電編碼器,深入研究了通信協(xié)議相關(guān)的硬件電路、數(shù)據(jù)幀格式、時(shí)序等。隨后介紹了新興的電子器件FPGA及其開(kāi)發(fā)語(yǔ)言硬件描述語(yǔ)言Verilog HDL,并對(duì)基于FPGA的絕對(duì)式編碼器通信接口電路做了可行性的分析。在此基礎(chǔ)上,采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法,將整個(gè)接口電路劃分成發(fā)送模塊、接收模塊、序列控制模塊等多個(gè)模塊,各個(gè)模塊采用Verilog語(yǔ)言進(jìn)行描述設(shè)計(jì)編碼器接口電路。最終的設(shè)計(jì)在相關(guān)硬件電路上實(shí)現(xiàn)。最后,通過(guò)在TMS320F2812伺服控制平臺(tái)上編寫的硬件驅(qū)動(dòng)程序驗(yàn)證了整個(gè)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)功能,達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。

    標(biāo)簽: FPGA 光電編碼器 通信接口

    上傳時(shí)間: 2013-07-11

    上傳用戶:snowkiss2014

  • 基于FPGA的SCI串行通信接口的研究與實(shí)現(xiàn).rar

    國(guó)家863項(xiàng)目“飛行控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)FC通信卡研制”的任務(wù)是研究設(shè)計(jì)符合CPCI總線標(biāo)準(zhǔn)的FC通信卡。本課題是這個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)一步引伸,用于設(shè)計(jì)SCI串行通信接口,以實(shí)現(xiàn)環(huán)上多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)間的高速串行通信。 本文以此項(xiàng)目為背景,對(duì)基于FPGA的SCI串行通信接口進(jìn)行研究與實(shí)現(xiàn)。論文先概述SCI協(xié)議,接著對(duì)SCI串行通信接口的兩個(gè)模塊:SCI節(jié)點(diǎn)模型模塊和CPCI總線接口模塊的功能和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的論述。 SCI節(jié)模型包含Aurora收發(fā)模塊、中斷進(jìn)程、旁路FIFO、接受和發(fā)送存儲(chǔ)器、地址解碼、MUX。在SCI節(jié)點(diǎn)模型的實(shí)現(xiàn)上,利用FPGA內(nèi)嵌的RocketIO高速串行收發(fā)器實(shí)現(xiàn)主機(jī)之間的高速串行通信,并利用Aurora IP核實(shí)現(xiàn)了Aurora鏈路層協(xié)議;設(shè)計(jì)一個(gè)同步FIFO實(shí)現(xiàn)旁路FIFO;利用FPGA上的塊RAM實(shí)現(xiàn)發(fā)送和接收存儲(chǔ)器;中斷進(jìn)程、地址解碼和多路復(fù)合分別在控制邏輯中實(shí)現(xiàn)。 CPCI總線接口包括PCI核、PCI核的配置模塊以及用戶邏輯三個(gè)部分。本課題中,采用FPGA+PCI軟核的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)CPCI總線接口。PCI核作為PCI總線與用戶邏輯之間的橋梁:PCI核的配置模塊負(fù)責(zé)對(duì)PCI核進(jìn)行配置,得到用戶需要的PCI核;用戶邏輯模塊負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)整個(gè)通信接口具體的內(nèi)部邏輯功能;并引入中斷機(jī)制來(lái)提高SCI通信接口與主機(jī)之間數(shù)據(jù)交換的速率。 設(shè)計(jì)選用硬件描述語(yǔ)言VerilogHDL和VHDL,在開(kāi)發(fā)工具Xilinx ISE7.1中完成整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、綜合、布局布線,利用Modelsim進(jìn)行功能及時(shí)序仿真,使用DriverWorks為SCI串行通信接口編寫WinXP下的驅(qū)動(dòng)程序,用VC++6.0編寫相應(yīng)的測(cè)試應(yīng)用程序。最后,將FPGA設(shè)計(jì)下載到FC通信卡中運(yùn)行,并利用ISE內(nèi)嵌的ChipScope Pro虛擬邏輯分析儀對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證,運(yùn)行結(jié)果正常。 文章最后分析傳輸性能上的原因,指出工作中的不足之處和需要進(jìn)一步完善的地方。

    標(biāo)簽: FPGA SCI 串行通信接口

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

    上傳用戶:竺羽翎2222

  • G729A語(yǔ)音編解碼算法研究及FPGA實(shí)現(xiàn).rar

    語(yǔ)音編碼技術(shù)始終是語(yǔ)音研究的熱點(diǎn)。語(yǔ)音編碼作為多媒體通信中信息傳輸?shù)囊粋€(gè)重要環(huán)節(jié),越來(lái)越受到廣泛的重視。G729是由美國(guó)、法國(guó)、日本和加拿大的幾家著名國(guó)際電信實(shí)體聯(lián)合開(kāi)發(fā)的,國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU-T)于1995年11月正式通過(guò)了G729。96年ITU-T又制定了G729的簡(jiǎn)化方案G729A,主要降低了計(jì)算的復(fù)雜度以便于實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)。因其具有良好的合成語(yǔ)音質(zhì)量、適中的復(fù)雜度、較低的時(shí)延等優(yōu)點(diǎn),G729A標(biāo)準(zhǔn)已被廣泛應(yīng)用在VOIP網(wǎng)關(guān)、IP電話中。 論文利用Altera公司的新一代可編程邏輯器件在數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì),對(duì)G729A語(yǔ)音編碼中的線性預(yù)測(cè)(LP)濾波器系數(shù)提取的FPGA(現(xiàn)場(chǎng)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(duì)語(yǔ)音信號(hào)處理及其發(fā)展進(jìn)行介紹,深入討論了G729A語(yǔ)音編解碼技術(shù)。第二,對(duì)Altera公司的Stratix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(kāi)發(fā)平臺(tái)上進(jìn)行FPGA設(shè)計(jì)的流程。第三,基于FPGA,對(duì)G729A編碼系統(tǒng)的LP分析部分做了具體設(shè)計(jì),其中包括自相關(guān)函數(shù)和杜賓(Durbin)遞推兩個(gè)主要功能模塊,并對(duì)其工作過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的分析。第四,針對(duì)系統(tǒng)所使用的除法運(yùn)算都是商小于1的特點(diǎn),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)系統(tǒng)專用的除法器模塊。最后,在Altera FPGA目標(biāo)芯片EP1S30F780C7上,對(duì)LP分析系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證,證明了方案的可行性。

    標(biāo)簽: G729A FPGA 語(yǔ)音編解碼

    上傳時(shí)間: 2013-06-20

    上傳用戶:pwcsoft

  • 基于FPGA的海事衛(wèi)星突發(fā)信號(hào)位同步檢測(cè)研究及實(shí)現(xiàn).rar

    碼元定時(shí)恢復(fù)(位同步)技術(shù)是數(shù)字通信中的關(guān)鍵技術(shù)。位同步信號(hào)本身的抖動(dòng)、錯(cuò)位會(huì)直接降低通信設(shè)備的抗干擾性能,使誤碼率上升,甚至?xí)箓鬏斣獾酵耆茐摹S绕鋵?duì)于突發(fā)傳輸系統(tǒng),快速、精確的定時(shí)同步算法是近年來(lái)研究的一個(gè)焦點(diǎn)。本文就是以Inmarsat GES/AES數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)為背景,研究了突發(fā)通信傳輸模式下的全數(shù)字接收機(jī)中位同步方法,并予以實(shí)現(xiàn)。 本文系統(tǒng)地論述了位同步原理,在此基礎(chǔ)上著重研究了位同步的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、碼元定時(shí)恢復(fù)算法以及衡量系統(tǒng)性能的各項(xiàng)指標(biāo),為后續(xù)工作奠定了基礎(chǔ)。 首先根據(jù)衛(wèi)星系統(tǒng)突發(fā)信道傳輸?shù)奶攸c(diǎn)分析了傳統(tǒng)位同步方法在突發(fā)系統(tǒng)中的不足,接下來(lái)對(duì)Inmarsat系統(tǒng)的短突發(fā)R信道和長(zhǎng)突發(fā)T信道的調(diào)制方式和幀結(jié)構(gòu)做了細(xì)致的分析,并在Agilent ADS中進(jìn)行了仿真。 在此基礎(chǔ)上提出了一種充分利用報(bào)頭前導(dǎo)比特信息的,由滑動(dòng)平均、閾值判斷和累加求極值組成的快速報(bào)頭時(shí)鐘捕獲方法,此方法可快速精準(zhǔn)地完成短突發(fā)形式下的位同步,并在FPGA上予以實(shí)現(xiàn),效果良好。 在長(zhǎng)突發(fā)形式下的報(bào)頭時(shí)鐘捕獲后還需要對(duì)后續(xù)數(shù)據(jù)進(jìn)行位同步跟蹤,在跟蹤過(guò)程中本論文首先用DSP Builder實(shí)現(xiàn)了插值環(huán)路的位同步算法,進(jìn)行了Matlab仿真和FPGA實(shí)現(xiàn)。并在插值環(huán)路的基礎(chǔ)上做出改進(jìn),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(shí)現(xiàn)。最后將移位算法與插值算法進(jìn)行了性能比較,證明該算法更適合于本項(xiàng)目中Inmarsat的長(zhǎng)突發(fā)信道位同步跟蹤。 論文對(duì)兩個(gè)突發(fā)信道的位同步系統(tǒng)進(jìn)行了理論研究、算法設(shè)計(jì)以及硬件實(shí)現(xiàn)的全過(guò)程,滿足系統(tǒng)要求。

    標(biāo)簽: FPGA 海事衛(wèi)星 信號(hào)

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

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  • 基于H264的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的FPGA實(shí)現(xiàn)研究.rar

    隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與公共安全保障需求的提高,視頻監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)、日常生活、警備與軍事方面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。采用基于 FPGA 的SOPC技術(shù)、H.264壓縮編碼技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳輸控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng),在穩(wěn)定性、功能、成本與擴(kuò)展性等方面都有著突出的優(yōu)勢(shì),具有重要的學(xué)術(shù)意義與實(shí)用意義, 本課題所設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)由以Nios Ⅱ?yàn)楹诵牡那度胧綀D像服務(wù)器、相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與若干PC機(jī)客戶端組成。嵌入式圖像服務(wù)器實(shí)時(shí)采集圖像,采用H.264 編碼算法進(jìn)行壓縮,并持續(xù)監(jiān)聽(tīng)網(wǎng)絡(luò)。PC機(jī)客戶端可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)服務(wù)器進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問(wèn),接收編碼數(shù)據(jù),使用H.264解碼算法重建圖像并實(shí)時(shí)顯示,使監(jiān)控人員有效地掌握現(xiàn)場(chǎng)情況, 在嵌入式圖像服務(wù)器設(shè)計(jì)階段,本文首先進(jìn)行了芯片選型與開(kāi)發(fā)平臺(tái)選擇。然后構(gòu)建圖像采集子系統(tǒng),采用雙緩存乒乓交換的方法設(shè)計(jì)圖像采集用戶自定義模塊。接著設(shè)計(jì)雙Nios Ⅱ架構(gòu)的SOPC系統(tǒng),闡述了雙軟核設(shè)計(jì)中定制連接、內(nèi)存芯片共享、數(shù)據(jù)搬移、通信與互斥的解決方法。同時(shí)完成了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的設(shè)計(jì),采用μC/OS-Ⅱ進(jìn)行多任務(wù)的管理與調(diào)度, H.264視頻壓縮編解碼算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)是本文的重點(diǎn)。文中首先分析H.264.標(biāo)準(zhǔn),規(guī)劃編解碼器結(jié)構(gòu)。接著設(shè)計(jì)了16×16幀內(nèi)預(yù)測(cè)算法,并設(shè)計(jì)宏塊掃描方式,采用兩次判決策略進(jìn)行預(yù)測(cè)模式選擇。然后設(shè)計(jì)4×4子塊掃描方式,編寫整數(shù)變換與量化算法程序。熵編碼采用Exp-Golomb編碼與CAVLC相結(jié)合的方案,針對(duì)除拖尾系數(shù)之外的非零系數(shù)值編碼子算法,實(shí)現(xiàn)了一種基于表示范圍判別的編碼方法。最后設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拇a流組成格式,并針對(duì)編碼算法設(shè)計(jì)相應(yīng)解碼算法。使用VC++完成算法驗(yàn)證,并進(jìn)行測(cè)試,觀察不同參數(shù)下壓縮率與失真度的變化。 算法驗(yàn)證完成后,本文進(jìn)行了PC機(jī)客戶端設(shè)計(jì),使其具有遠(yuǎn)程訪問(wèn)、H.264解碼與實(shí)時(shí)顯示的功能。同時(shí)將H.264 編碼算法程序移植到NiosⅡ中,并將嵌入式圖像服務(wù)器與若干客戶端接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試,構(gòu)建完整的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng), 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本系統(tǒng)視頻壓縮率高,監(jiān)控圖像質(zhì)量良好,充分證明了系統(tǒng)軟硬件與圖像編解碼算法設(shè)計(jì)成功。本系統(tǒng)具有成本低、擴(kuò)展性好及適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn),發(fā)展前景十分廣闊。

    標(biāo)簽: H264 FPGA 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控

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    SI4432-T- B1 測(cè)試代碼 原理圖 PCB

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