嵌入式系統(tǒng)是以應用為中心，以計算機為基礎，并且軟硬件可裁剪，適用于應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應用程序4部分組成，用于實現(xiàn)對其它設備的控制、監(jiān)視或管理等功能。其廣泛應用于控制領域、消費電子產(chǎn)品等行業(yè)，已成為現(xiàn)代電子領域的重要研究方向之一。而隨著電子技術，多媒體技術及網(wǎng)絡技術快速發(fā)展，視頻監(jiān)控系統(tǒng)也正在向嵌入式，數(shù)字化，網(wǎng)絡化方向發(fā)展。嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)充分利用大規(guī)模集成電路和網(wǎng)絡的科技成果，實現(xiàn)體積小巧，性能穩(wěn)定，通訊便利的監(jiān)控產(chǎn)品。本項的目的正是建立一個完整的基于 ARM9 核心處理器和嵌入式 Linux 操作系統(tǒng)的嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)。 本項目是在 ARM 微處理器平臺上，移植嵌入式Linux操作系統(tǒng)，并完成視頻采集、壓縮、傳輸任務。系統(tǒng)采用 ARM 微處理器 AT91RM9200作為主處理器，以視頻采集芯片 ADV7181 作為視頻采集設備，用 H.263視頻壓縮協(xié)議對視頻數(shù)據(jù)進行壓縮，最后通過中興通信公司 MG815+CDMA通信模塊傳輸?shù)椒掌魃稀?本論文主要分成五個章節(jié)： 第一章:首先介紹ARM和嵌入式Linux操作系統(tǒng)的特點和當前的發(fā)展概況，然后說明了本文的課題背景及意義； 第二章:描述了硬件開發(fā)平臺。本系統(tǒng)采用了 ALTMEL 的AT91RM9200為核心的開發(fā)平臺，并擴展了以視頻采集模塊和CDMA無線傳輸模塊； 第三章:描述了本系統(tǒng)的軟件開發(fā)平臺，包括嵌入式Linux開發(fā)流程以及移植到具體硬件平臺需要完成的工作，如 U-Boot 的移植、Linux內(nèi)核的編譯與裁剪、文件系統(tǒng)的制作等； 第四章:首先論述了本系統(tǒng)中的難點 FIFO 設備的驅(qū)動編寫，隨后在對H.263視頻壓縮編碼敘述的基礎上針對塊匹配運動估計給出了一種改進的菱形搜索算法代替原有的三步搜索法，并且通過實驗結果證明，經(jīng)算法改進優(yōu)化的新菱形算法優(yōu)于原先的三步搜索法； 第五章:得出了實驗結果，完成了視頻數(shù)據(jù)的無線網(wǎng)絡傳輸。
標簽： LINUX ARM 嵌入式 無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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大規(guī)模可編程邏輯器件CPLD和FPGA是當今應用最廣泛的兩類可編程專用集成電路(ASIC),電子設計工程師用它可以在辦公室或?qū)嶒炇依镌O計出所需的專用集成電路,從而大大縮短了產(chǎn)品上市時間,降低了開發(fā)成本.此外,可編程邏輯器件還具有靜態(tài)可重復編程和動態(tài)系統(tǒng)重構的特性,使得硬件的功能可以象軟件一樣通過編程來修改,這樣就極大地提高了電子系統(tǒng)設計的靈活性和通用性.該設計完成了在一片可編程邏輯器件上開發(fā)簡易計算機的設計任務,將單片機與單片機外圍電路集成化,能夠輸入指令、執(zhí)行指令、輸出結果,具有在電子系統(tǒng)中應用的普遍意義,另外,也可以用于計算機組成原理的教學試驗.該文第一章簡要介紹了可編程ASIC和EDA技術的歷史、現(xiàn)狀、未來并對本課題作了簡要陳述.第二章在芯片設計的兩種輸入法即原理圖輸入法和HDL輸入法之間做出比較,決定選用HDL輸入法.第三章描述了具體的設計過程和設計手段,首先將簡易計算機劃分為運算器、CPU控制器、存儲器、鍵盤接口和顯示接口以及系統(tǒng)控制器,然后再往下分為下層子模塊.輸入法的語言使用的是Verilog HDL,鑒于篇幅所限,源代碼部分不在論文之中.第四章對設計的綜合與實現(xiàn)做了總結,給出了時序仿真波形圖.該文針對FPGA和RISC這兩大課題,對RISC在FPGA上的實現(xiàn)進行了初淺的探索與嘗試.從計算機體系結構入手,剖析了精簡指令集計算機的原理,通過該設計的實踐對ASIC和EDA的設計潛力有了更進一步的領悟.
上傳時間： 2013-05-21
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目前,以互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務為代表的網(wǎng)絡應用,正快速地向包括數(shù)據(jù)、語音、圖像的綜合寬帶多媒體方向發(fā)展,構建寬帶化、大容量、全業(yè)務、智能化的現(xiàn)代通信網(wǎng)絡已成為大勢所趨.寬帶無線接入(BWA)憑借其組網(wǎng)快速靈活、運營維護方便及成本較低等競爭優(yōu)勢,迅速成為市場熱點,各種微波、無線通信領域的先進手段和方法不斷引入,各種寬帶無線接入技術迅速涌現(xiàn).由于BWA要用于非視距傳輸,所以必須考慮無線信道的多經(jīng)效應.而OFDM技術憑借著魯棒的對抗頻率選擇性衰落能力和極高頻譜效率引起了學術界和工業(yè)界的高度重視.其基本思想是把調(diào)制在單載波上的高速串行數(shù)據(jù)流,分成多路低速的數(shù)據(jù)流,調(diào)制到多個正交載波上并行傳輸,這樣在傳輸時,雖然整個信道是頻率選擇性衰落,但是各個子信道卻是平坦衰落,有效對抗了多經(jīng)效應,同時由于各個子載波是正交的,極大提高了頻譜效率.可以預料的是,隨著通信系統(tǒng)將向基于IPv6核心網(wǎng)的全IP包的傳輸方向發(fā)展,越來越多的通信系統(tǒng)將具有"突發(fā)模式"的特征.本文關注的正是突發(fā)OFDM系統(tǒng)接收機設計和實現(xiàn).由于IEEE 802.11a無線局域網(wǎng)是OFDM技術第一次真正的應用于突發(fā)系統(tǒng),實現(xiàn)了面向IP的無線寬帶傳輸,所以基于IEEE 802.11a的突發(fā)OFDM系統(tǒng)有著重要的借鑒和研究價值,本文也正是圍繞著這個中心而展開.本文的各章節(jié)安排如下:在第一章中主要介紹OFDM的技術原理和在寬帶無線接入中的應用,同時引出本文所關注的突發(fā)OFDM接收機設計.在第二章中先介紹了相干接收和信道估計的概念,重點分析了本文所采用的WLAN信道模型和信道估計算法,然后在得到同步誤差表達式的基礎上,先用星座圖直觀的表現(xiàn)OFDM系統(tǒng)中各種同步誤差的影響,再從信噪比損失的角度對符種同步誤差進行分析.第三章是本文的重點之一,在本章中對基于IEEE 802.11a的各種同步算法包括幀檢測和符號定時、載波同步和采樣時鐘同步進行仿真和比較,并針對適合FPGA實現(xiàn)的同步算法進行了重點的分析.第四章也是本文的重點之一,提出了整個OFDM系統(tǒng)平臺的硬件結構和基于IEEE 802.11a的接收機FPGA設計方案,然后從整體上介紹了接收機的實現(xiàn)結構,并給出了接收機各個模塊的具體設計,最后對整個系統(tǒng)調(diào)試過程和測試結果進行了分析.
上傳時間： 2013-04-24
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近年來，隨著計算機和通信技術的飛速發(fā)展，特別是網(wǎng)絡的迅速普及和3C(計算機、通信、消費電子)合一的加速，微型化和專業(yè)化成為發(fā)展的新趨勢，嵌入式產(chǎn)品已經(jīng)成為了信息產(chǎn)業(yè)的主流，嵌入式系統(tǒng)技術也成為目前電子產(chǎn)品設計領域最為熱門的技術之一，目前已經(jīng)廣泛地應用于軍事國防、消費電子、網(wǎng)絡通信、工業(yè)控制等各個領域。本文在研究視頻采集發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢的基礎上，設計了一種基于32位處理器的嵌入式圖像采集和傳輸系統(tǒng)。此套硬件系統(tǒng)可應用于LCD顯示屏、桌面視頻、多媒體、數(shù)字電視機、圖像處理、可視電話和遠程戶外圖像采集等領域。 該圖像采集系統(tǒng)在硬件系統(tǒng)上以ARM芯片S3C44BOX為核心，利用CMOS圖像傳感器采集圖像；以FIFO幀存儲器暫存圖像數(shù)據(jù)，解決了ARM芯片與圖像傳感器之間速率的不同步問題；并充分利用了FPGA/CPLD高性能、低功耗、低成本的優(yōu)點，用CPID器件控制整個圖像采集的時序邏輯。在軟件平臺移植了嵌入式操作系統(tǒng)’uClinux,并在此基礎上開發(fā)了底層的驅(qū)動程序和應用程序。體積小巧，具備圖像采集、顯示和遠程傳輸功能和良好的可擴展性。 全文共分為五個章節(jié)，第一章主要介紹了論文的課題背景和圖像采集技術的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了論文的研究目標和研究內(nèi)容。第二章從硬件和軟件兩方面闡述了嵌入式圖像采集系統(tǒng)的總體設計方案，詳細介紹了硬件開發(fā)平臺嵌入式系統(tǒng)和軟件開發(fā)平臺嵌入式操作系統(tǒng)各自的定義和特點。第三章主要介紹基于ARM的圖像采集系統(tǒng)硬件設計方面的內(nèi)容，包括各個模塊的具體實現(xiàn)方案、系統(tǒng)硬件性能分析和硬件電路的抗干擾設計等。第四章研究了基于uClinux平臺的幾個主要模塊的軟件設計，主要包括圖像傳感芯片的初始化和采集程序的實現(xiàn)、LCD控制器的初始化和圖像顯示程序的實現(xiàn)、以太網(wǎng)控制器的初始化和圖像數(shù)據(jù)傳輸程序的實現(xiàn)。第五章是對全文的一個總結，概括了作者所做的工作，提出所存在的不足并對后續(xù)的研究工作做了進一步的展望。
標簽： ARM 圖像采集系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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近幾年來，旅游業(yè)在國內(nèi)迅速發(fā)展，已成為規(guī)模最大的產(chǎn)業(yè)之一，在拉動內(nèi)需，刺激消費，發(fā)展經(jīng)濟，推動城市化進程中正發(fā)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(fā)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(tǒng)，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(fā)電子導游系統(tǒng)，以有效降低產(chǎn)品價格，適應社會需要。以廣州斯道S3C2410 ARM開發(fā)板為底層硬件，采用Linux嵌入操作系統(tǒng)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(tǒng)。通過C/C++編程開發(fā)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(xiàn)了景點查詢和介紹、景區(qū)路徑規(guī)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(fā)板上移植Linux內(nèi)核及驅(qū)動程序。第二在自由軟件Linux平臺下研究和開發(fā)嵌入式GIS模塊。第三在QT/Embedded GUI圖形界面下開發(fā)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(qū)路徑規(guī)劃算法。 最后，將本文的研究成果在西湖景區(qū)電子導游原型系統(tǒng)中實現(xiàn)，并取得良好效果。
上傳時間： 2013-08-02
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語音編碼技術始終是語音研究的熱點。語音編碼作為多媒體通信中信息傳輸?shù)囊粋€重要環(huán)節(jié)，越來越受到廣泛的重視。G729是由美國、法國、日本和加拿大的幾家著名國際電信實體聯(lián)合開發(fā)的，國際電信聯(lián)盟(ITU-T)于1995年11月正式通過了G729。96年ITU-T又制定了G729的簡化方案G729A，主要降低了計算的復雜度以便于實時實現(xiàn)。因其具有良好的合成語音質(zhì)量、適中的復雜度、較低的時延等優(yōu)點，G729A標準已被廣泛應用在VOIP網(wǎng)關、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)字信號處理領域的優(yōu)勢，對G729A語音編碼中的線性預測(LP)濾波器系數(shù)提取的FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列，F(xiàn)ield Programmable Gate Array)實現(xiàn)進行了深入研究。論文首先對語音信號處理及其發(fā)展進行介紹，深入討論了G729A語音編解碼技術。第二，對Altera公司的Stratix系列可編程器件的內(nèi)部結構進行了研究，分析了在QuartusII開發(fā)平臺上進行FPGA設計的流程。第三，基于FPGA，對G729A編碼系統(tǒng)的LP分析部分做了具體設計，其中包括自相關函數(shù)和杜賓(Durbin)遞推兩個主要功能模塊，并對其工作過程進行了詳細的分析。第四，針對系統(tǒng)所使用的除法運算都是商小于1的特點，設計并實現(xiàn)了一個系統(tǒng)專用的除法器模塊。最后，在Altera FPGA目標芯片EP1S30F780C7上，對LP分析系統(tǒng)進行了驗證，證明了方案的可行性。
上傳時間： 2013-04-24
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該課題通過對開放式數(shù)控技術的全面調(diào)研和對運動控制技術的深入研究,并針對國內(nèi)運動控制技術的研究起步較晚的現(xiàn)狀,結合激光雕刻領域的具體需要,緊跟當前運動控制技術研究的發(fā)展趨勢,吸收了世界開放式數(shù)控技術和相關運動控制技術的最新成果,采納了基于DSP和FPGA的方案,研制了一款比較新穎的、功能強大的、具有很大柔性的四軸多功能運動控制卡.該論文主要內(nèi)容如下:首先,通過對制造業(yè)、開放式數(shù)控系統(tǒng)、運動控制卡等行業(yè)現(xiàn)狀的全面調(diào)研,基于對運動系統(tǒng)控制技術的深入學習,在比較了幾種常用的運動控制方案的基礎上,確定了基于DSP和FPGA的運動控制設計方案,并規(guī)劃了板卡的總體結構.其次,針對運動控制中的一些具體問題,如高速、高精度、運動平穩(wěn)性、實時控制以及多軸聯(lián)動等,在FPGA上設計了功能相互獨立的四軸運動控制電路,仔細規(guī)劃并定義了各個寄存器的具體功能,設計了功能完善的加/減速控制電路、變頻分配電路、倍頻分頻電路和三個功能各異的計數(shù)器電路等,完全實現(xiàn)了S-曲線升降速運動、自動降速點運動、A/B相編碼器倍頻計數(shù)電路等特殊功能.再次,介紹了DSP在運動控制中的作用,合理規(guī)劃了DSP指令的形成過程,并對DSP軟件的具體實現(xiàn)進行了框架性的設計.然后,根據(jù)光電隔離原理設計了數(shù)字輸入/輸出電路;結合DAC原理設計了四路模擬輸出電路;實現(xiàn)了PCI接口電路的設計;并針對常見的干擾現(xiàn)象,提出了有效的抗干擾措施.最后,利用運動控制卡強大的運動控制功能,并針對激光雕刻行業(yè)進行大幅圖形掃描時需要實時處理大量的圖形數(shù)據(jù)的特別需要,在板卡第四軸完全實現(xiàn)了激光控制功能,并基于FPGA內(nèi)部的16KBit塊RAM,開辟了大量數(shù)據(jù)區(qū)以便進行大幅圖形的實時處理.
上傳時間： 2013-06-09
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本文完成了一種高速高性能數(shù)字脈沖壓縮處理器的設計和FPGA實現(xiàn)，包括系統(tǒng)架構設計、方案論證及仿真、算法實現(xiàn)、結果的測試等。 緒論部分首先闡明了本課題研究的背景和意義，概述了雷達數(shù)字脈沖壓縮系統(tǒng)的主要研究內(nèi)容，關鍵技術及其發(fā)展趨勢，然后介紹了數(shù)字脈沖壓縮系統(tǒng)設計與實現(xiàn)的要求，最后給出了本文的主要研究內(nèi)容。 第二章敘述了線性調(diào)頻信號脈沖壓縮的基本原理，對系統(tǒng)設計的實現(xiàn)方法進行了實時性方面的論證，并基于MATLAB做了仿真分析。 第三章從數(shù)字系統(tǒng)結構化設計方面將本系統(tǒng)劃分為三個部分：輸入部分、脈壓計算部分、輸出部分，并在流程圖中對各部分所要實現(xiàn)的功能做了介紹。 第四章首先總結了數(shù)字脈沖壓縮的實現(xiàn)途徑；提出了基于自定制浮點數(shù)據(jù)格式和分時復用蝶型結構的數(shù)字脈沖壓縮系統(tǒng)設計思想，對其關鍵技術進行了深入的研究。 第五章對輸入輸出模塊的功能做了詳細的描述，設計了具體的結構和電路。 第六章針對系統(tǒng)的測試驗證，提出面向SOC的模塊驗證和系統(tǒng)軟硬協(xié)同驗證的驗證策略。通過Link for Modelsim工具，實現(xiàn)MATAB與Modelsim之間對VHDL代碼的聯(lián)合仿真測試，通過在線邏輯分析工具ChipScope，完成系統(tǒng)的片上測試，并分析系統(tǒng)的性能，證明系統(tǒng)的可實用性。滿足設計的要求。 本文研制的數(shù)字脈沖壓縮處理器具有動態(tài)范圍大、處理精度高、處理能力強、體積小、重量輕、實時性好的優(yōu)點，為設計高性能的現(xiàn)代雷達信號處理系統(tǒng)提供了可靠的保證。
標簽： 線性調(diào)頻信號 脈沖壓縮
上傳時間： 2013-07-01
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可靠通信要求消息從信源到信宿盡量無誤傳輸，這就要求通信系統(tǒng)具有很好的糾錯能力，如使用差錯控制編碼。自仙農(nóng)定理提出以來，先后有許多糾錯編碼被相繼提出，例如漢明碼，BCH碼和RS碼等，而C。Berrou等人于1993年提出的Turbo碼以其優(yōu)異的糾錯性能成為通信界的一個里程碑。 然而，Turbo碼迭代譯碼復雜度大，導致其譯碼延時大，故而在工程中的應用受到一定限制，而并行Turbo譯碼可以很好地解決上述問題。本論文的主要工作是通過硬件實現(xiàn)一種基于幀分裂和歸零處理的新型并行Turbo編譯碼算法。論文提出了一種基于多端口存儲器的并行子交織器解決方法，很好地解決了并行訪問存儲器沖突的問題。 本論文在現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)平臺上實現(xiàn)了一種基于幀分裂和籬笆圖歸零處理的并行Turbo編譯碼器。所實現(xiàn)的并行Turbo編譯碼器在時鐘頻率為33MHz，幀長為1024比特，并行子譯碼器數(shù)和最大迭代次數(shù)均為4時，可支持8.2Mbps的編譯碼數(shù)掘吞吐量，而譯碼時延小于124us。本文還使用EP2C35FPGA芯片設計了系統(tǒng)開發(fā)板。該開發(fā)板可提供高速以太網(wǎng)MAC／PHY和PCI接口，很好地滿足了通信系統(tǒng)需求。系統(tǒng)測試結果表明，本文所實現(xiàn)的并行Turbo編譯碼器及其開發(fā)板運行正確、有效且可靠。 本論文主要分為五章，第一章為緒論，介紹Turbo碼背景和硬件實現(xiàn)相關技術。第二章為基于幀分裂和歸零的并行Turbo編碼的設計與實現(xiàn)，分別介紹了編碼器和譯碼器的RTL設計，還提出了一種基于多端口存儲器的并行子交織器和解交織器設計。第三章討論了使用NIOS處理器的SOC架構，使用SOC架構處理系統(tǒng)和基于NIOSII處理器和uC／0S一2操作系統(tǒng)的架構。第四章介紹了FPGA系統(tǒng)開發(fā)板設計與調(diào)試的一些工作。最后一章為本文總結及其展望。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著語音技術應用的發(fā)展，語音信號數(shù)字處理的實時性要求越來越突出。這就要求在系統(tǒng)設計中，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雜，用普通處理器對語音信號進行實時處理，已經(jīng)不能滿足需要。專用語音信號處理芯片能解決實時性的要求，同時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)字信號處理領域的優(yōu)勢，對語音信號的常用參數(shù)—LPC(線性預測編碼，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)實現(xiàn)進行了深入研究。論文首先對語音的離散數(shù)學模型和短時平穩(wěn)特性進行了分析，深入討論了語音線性預測技術。第二，對解線性預測方程組的自相關法和協(xié)方差斜格法進行了比較，提出了一種基于協(xié)方差斜格法的LPC參數(shù)提取系統(tǒng)的總體設計方案。第三，對Altera公司的Cyclon系列可編程器件的內(nèi)部結構進行了研究，分析了在QuartusⅡ開發(fā)平臺上進行FPGA設計的流程。第四，對系統(tǒng)的各個功能模塊進行了設計，所有算法通過Verilog硬件描述語言實現(xiàn)，并對其工作過程進行了詳細的分析。最后，在Altera FPGA目標芯片EP1C6Q240C8上，對LPC參數(shù)提取系統(tǒng)進行了仿真驗證。 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，構成一個完整的語音處理專用芯片，可以應用于語音編解碼、語音識別等系統(tǒng)。
上傳時間： 2013-04-24
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