該文針對(duì)復(fù)雜信號(hào)實(shí)時(shí)處理的困難,提出了采用FPGA來實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理的方法,并根據(jù)系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)了一個(gè)嵌入式實(shí)驗(yàn)平臺(tái).根據(jù)FPGA實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理的關(guān)鍵點(diǎn):設(shè)計(jì)合理的FPGA結(jié)構(gòu),體現(xiàn)算法的并行性和流水性,論文著重分析了用FPGA實(shí)現(xiàn)陣列結(jié)構(gòu)處理的具體方法和實(shí)現(xiàn)過程.論文從分析算法的并行度入手,提出用相關(guān)圖方法直觀反映算法的相關(guān)性,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了算法的信號(hào)流圖結(jié)構(gòu)和脈動(dòng)陣列結(jié)構(gòu).并針對(duì)典型信號(hào)處理算法(矩陣運(yùn)算、卷積運(yùn)算)進(jìn)行了并行度分析,相關(guān)圖設(shè)計(jì)和從相關(guān)圖導(dǎo)出脈動(dòng)陣列結(jié)構(gòu)的研究.同時(shí)針對(duì)FPGA特點(diǎn),提出了采用CORDIC結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)通用運(yùn)算單元,給出其流水實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu),結(jié)合脈動(dòng)陣列結(jié)構(gòu)提高了矩陣運(yùn)算性能.最后設(shè)計(jì)一個(gè)以32位CPU為核心的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),編寫了啟動(dòng)程序和診斷程序.
標(biāo)簽： FPGA 信號(hào)處理 法的研究 實(shí)驗(yàn)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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FPGA器件在通信、消費(fèi)類電子等領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛，隨著FPGA規(guī)模的增大、功能的加強(qiáng)對(duì)時(shí)鐘的要求也越來越高。在FPGA中嵌入時(shí)鐘發(fā)生器對(duì)解決該問題是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。本論文首先，描述并分析了電荷泵鎖相環(huán)時(shí)鐘發(fā)生器的體系結(jié)構(gòu)、組成單元及各單元的非理想特性；然后討論并分析了電荷泵鎖相環(huán)的小信號(hào)特性和瞬態(tài)特性；并給出了電荷泵鎖相環(huán)器件參數(shù)的計(jì)算表達(dá)式。其次，研究了環(huán)形振蕩器和鎖相環(huán)的相位噪聲特性。由于噪聲性能是時(shí)鐘發(fā)生器設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵指標(biāo)，本工作對(duì)此進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析。相位噪聲和抖動(dòng)是衡量時(shí)鐘信號(hào)的兩個(gè)主要指標(biāo)。文中從理論上推導(dǎo)了一階鎖相環(huán)的噪聲特性，并建立了由噪聲分析抖動(dòng)和由抖動(dòng)分析噪聲的解析表達(dá)式關(guān)系，并討論了環(huán)路低噪聲設(shè)計(jì)的基本原則。在前面討論和分析的基礎(chǔ)上，利用Hynix0.35umCMOS工藝設(shè)計(jì)了200MHz電荷泵鎖相環(huán)時(shí)鐘發(fā)生器，并進(jìn)行了仿真。設(shè)計(jì)中環(huán)形振蕩器的延遲單元采用replica偏置結(jié)構(gòu)，把延遲單元輸出擺幅限定在確定范圍，尾電流源采用cascode結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)電路對(duì)電源和襯底噪聲的抑制作用。通過增加限流管，改善電荷泵中的開關(guān)的非理想特性。
標(biāo)簽： FPGA 200 MHz 內(nèi)嵌
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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該論文首先對(duì)脈沖及其參數(shù)進(jìn)行了分析,然后介紹了雷達(dá)脈沖參數(shù)測量的原理,并針對(duì)現(xiàn)代復(fù)雜電磁環(huán)境的特點(diǎn),對(duì)脈沖參數(shù)測量的方案進(jìn)行了設(shè)計(jì).最后利用Xilinx公司的Spartan-II系列20萬門FPGA芯片實(shí)現(xiàn)了對(duì)高密度視頻脈沖流的脈沖到達(dá)時(shí)間(TOA)、脈沖寬度(PW)和脈沖幅度(PA)等參數(shù)的實(shí)時(shí)高精度測量,并對(duì)測量誤差進(jìn)行了分析,同時(shí)給出了功能仿真的波形.該測量方法是基于FPGA的硬件實(shí)現(xiàn)方法,其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,測量速度快、精度高,滿足對(duì)脈沖參數(shù)測量高精度、實(shí)時(shí)性的要求.
標(biāo)簽： FPGA 脈沖 參數(shù)測量 技術(shù)研究
上傳時(shí)間： 2013-07-05
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ISO和ITU-T制定的一系列視頻編碼國際標(biāo)準(zhǔn)的推出，開創(chuàng)了視頻通信和存儲(chǔ)應(yīng)用的新紀(jì)元。從H.261視頻編碼建議，到H.262/3、MPEG-1/2/4等都有一個(gè)共同的不斷追求的目標(biāo)，即在盡可能低的碼率(或存儲(chǔ)容量)下獲得盡可能好的圖像質(zhì)量。 本課題的研究建立在目前主流的壓縮算法的基礎(chǔ)上，綜合出各種標(biāo)準(zhǔn)中實(shí)現(xiàn)途徑的共性和優(yōu)勢，將算法的主體移植于FPGA(FieldProgrammableGateArray)平臺(tái)上。憑借該種類嵌入式系統(tǒng)配置靈活、資源豐富的特點(diǎn)，建立一個(gè)可重構(gòu)的內(nèi)核處理模塊。進(jìn)一步的完善算法(運(yùn)算速度、精度)和外圍系統(tǒng)后，就可作為專用視頻壓縮編碼器進(jìn)行門級(jí)電路設(shè)計(jì)的原型，構(gòu)建一個(gè)片上可編程的獨(dú)立系統(tǒng)。 編碼器設(shè)計(jì)有良好的應(yīng)用前景，通過使用離散余弦變換和熵編碼，對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像從空間上進(jìn)行壓縮編碼，使得編碼后的數(shù)據(jù)流適合于傳輸、通信、存儲(chǔ)和編輯等方面的要求。同時(shí)，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)將解碼的工作量大幅度降低，功能模塊在作適當(dāng)?shù)母膭?dòng)后可為解碼器的參考設(shè)計(jì)使用。 研究所涉及的各功能模塊都進(jìn)行了系統(tǒng)性的仿真和綜合，滿足工程樣機(jī)的前期研發(fā)需要。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著空間科學(xué)任務(wù)的增加,需要處理的空間科學(xué)數(shù)據(jù)量激增,要求建立一個(gè)高速的空間數(shù)據(jù)連接網(wǎng)絡(luò).高速復(fù)接器作為空間飛行器星上網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵設(shè)備,其性能對(duì)整個(gè)空間數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的性能起著重要影響.該文闡述了利用先入先出存儲(chǔ)器FIFO進(jìn)行異步速率調(diào)整,應(yīng)用VHDL語言和可編程門陣列FPGA技術(shù),對(duì)多個(gè)信號(hào)源數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)打包、信道選通調(diào)度和多路復(fù)接的方法.設(shè)計(jì)中,用VHDL語言對(duì)高速復(fù)接器進(jìn)行行為級(jí)建模,為了驗(yàn)證這個(gè)模型,首先使用軟件進(jìn)行仿真,通過編寫testbench程序模擬FIFO的動(dòng)作特點(diǎn),對(duì)程序輸入信號(hào)進(jìn)行仿真,在軟件邏輯仿真取得預(yù)期結(jié)果后,繼續(xù)設(shè)計(jì)硬件電路,設(shè)計(jì)出的實(shí)際電路實(shí)現(xiàn)了將來自兩個(gè)不同速率的信源數(shù)據(jù)(1394總線數(shù)據(jù)和1553B總線數(shù)據(jù))復(fù)接成一路符合CCSDS協(xié)議的位流業(yè)務(wù)數(shù)據(jù).在實(shí)驗(yàn)調(diào)試中對(duì)FPGA的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn),同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行驗(yàn)證.驗(yàn)證結(jié)果完全符合設(shè)計(jì)目標(biāo).應(yīng)用硬件可編程邏輯芯片F(xiàn)PGA設(shè)計(jì)高速復(fù)接器,大幅度提高了數(shù)據(jù)的復(fù)接速率,可應(yīng)用于未來的星載高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)中,能夠完成在軌系統(tǒng)的數(shù)據(jù)復(fù)接任務(wù).
上傳時(shí)間： 2013-07-17
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目前,以互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)為代表的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)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(gòu)建寬帶化、大容量、全業(yè)務(wù)、智能化的現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)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(yùn)營維護(hù)方便及成本較低等競爭優(yōu)勢,迅速成為市場熱點(diǎn),各種微波、無線通信領(lǐng)域的先進(jìn)手段和方法不斷引入,各種寬帶無線接入技術(shù)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(yīng).而OFDM技術(shù)憑借著魯棒的對(duì)抗頻率選擇性衰落能力和極高頻譜效率引起了學(xué)術(shù)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(gè)正交載波上并行傳輸,這樣在傳輸時(shí),雖然整個(gè)信道是頻率選擇性衰落,但是各個(gè)子信道卻是平坦衰落,有效對(duì)抗了多經(jīng)效應(yīng),同時(shí)由于各個(gè)子載波是正交的,極大提高了頻譜效率.可以預(yù)料的是,隨著通信系統(tǒng)將向基于IPv6核心網(wǎng)的全I(xiàn)P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(guān)注的正是突發(fā)OFDM系統(tǒng)接收機(jī)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn).由于IEEE 802.11a無線局域網(wǎng)是OFDM技術(shù)第一次真正的應(yīng)用于突發(fā)系統(tǒng),實(shí)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(jià)值,本文也正是圍繞著這個(gè)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(shù)原理和在寬帶無線接入中的應(yīng)用,同時(shí)引出本文所關(guān)注的突發(fā)OFDM接收機(jī)設(shè)計(jì).在第二章中先介紹了相干接收和信道估計(jì)的概念,重點(diǎn)分析了本文所采用的WLAN信道模型和信道估計(jì)算法,然后在得到同步誤差表達(dá)式的基礎(chǔ)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(duì)符種同步誤差進(jìn)行分析.第三章是本文的重點(diǎn)之一,在本章中對(duì)基于IEEE 802.11a的各種同步算法包括幀檢測和符號(hào)定時(shí)、載波同步和采樣時(shí)鐘同步進(jìn)行仿真和比較,并針對(duì)適合FPGA實(shí)現(xiàn)的同步算法進(jìn)行了重點(diǎn)的分析.第四章也是本文的重點(diǎn)之一,提出了整個(gè)OFDM系統(tǒng)平臺(tái)的硬件結(jié)構(gòu)和基于IEEE 802.11a的接收機(jī)FPGA設(shè)計(jì)方案,然后從整體上介紹了接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu),并給出了接收機(jī)各個(gè)模塊的具體設(shè)計(jì),最后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)調(diào)試過程和測試結(jié)果進(jìn)行了分析.
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本文首先分析數(shù)字圖像壓縮技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況，相關(guān)的DVB技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和測試標(biāo)準(zhǔn)ETR290，進(jìn)而提出了一個(gè)可適用于實(shí)際工作環(huán)境的語義分析模型框架；并在FPGA開發(fā)環(huán)境ISE中按照這個(gè)語義分析模型框架構(gòu)造了一個(gè)具體的VHDL模型；同時(shí)利用工具軟件Synplify和modelsim完成軟件功能和時(shí)序仿真；然后設(shè)計(jì)相應(yīng)的硬件測試平臺(tái)來驗(yàn)證模塊功能。針對(duì)數(shù)字圖像技術(shù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境的特點(diǎn)，本文提出了一種構(gòu)建在嵌入式硬件平臺(tái)上的分析模塊，可實(shí)時(shí)分析MPEG-2傳輸流語法。通過連接TCP/IP網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)/7天長時(shí)間工作。模塊化的設(shè)計(jì)，使其可以安裝于各種設(shè)備或?qū)嶋H應(yīng)用環(huán)境中的各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)浇y(tǒng)一的服務(wù)器；同時(shí)該模塊可設(shè)置成不同的硬件觸發(fā)模式，使之成為故障傳感器。因此，該模塊適用于工程開通、快速故障監(jiān)測、長時(shí)間監(jiān)控等。通過與市場上專業(yè)測試設(shè)備性能進(jìn)行比較，在測試精確性方面不占優(yōu)勢，但在達(dá)到一定數(shù)量級(jí)的測試精度后，其廉價(jià)、簡易和無需維護(hù)的特點(diǎn)將呈現(xiàn)巨大的優(yōu)勢。
標(biāo)簽： FPGA MPEG 數(shù)字圖像 傳輸流
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一門集計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和數(shù)字視頻技術(shù)于一體的綜合系統(tǒng)。目前視頻監(jiān)控正向著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵是一種嵌入式設(shè)備，它應(yīng)該能夠采集壓縮視頻數(shù)據(jù)并通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。 本文介紹了一種基于嵌入式Linux的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法。首先從整體上分析了網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，給出了視頻服務(wù)器的硬件框架和軟件體系，并重點(diǎn)討論了在ARM處理器上實(shí)現(xiàn)MPEG-4壓縮編碼的方法。其次在ARM硬件平臺(tái)成功構(gòu)建了armlinux嵌入式系統(tǒng)：包括引導(dǎo)程序Bootloader的設(shè)計(jì)、修改配置linux內(nèi)核以及制作JFFS2文件系統(tǒng)。其中創(chuàng)新地提出了從nandflash啟動(dòng)U-BOOT具體設(shè)計(jì)方法。為了完成系統(tǒng)進(jìn)一步的視頻采集工作，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了USB數(shù)碼攝像頭的驅(qū)動(dòng)。在應(yīng)用程序開發(fā)過程中，首先設(shè)計(jì)了基于Vide04Linux的視頻采集程序，并采用mmap(內(nèi)存映射)方式截取圖片。其次重點(diǎn)分析了MPEG-4編碼模型XVID程序中的運(yùn)動(dòng)估計(jì)部分，并研究了半像素快速搜索算法，從而減少了搜索點(diǎn)數(shù)提高了運(yùn)算速度。最后利用開源JRTPLIB庫實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)流的RTP傳送。 整個(gè)設(shè)計(jì)都是在深圳旋極公司研制的SUPER-ARM硬件平臺(tái)上進(jìn)行的，linux內(nèi)核采用2.4.18。其中MPEG-4編碼優(yōu)化測試是在ARM DeveloperSuite(ADS)version 1.2中完成。 本課題為在ARM平臺(tái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的設(shè)計(jì)做了有益的探索性嘗試，對(duì)今后進(jìn)一步完成遠(yuǎn)程嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有著積極的意義。
標(biāo)簽： ARM 遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-07-21
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通過駐極體話筒對(duì)音樂聲量進(jìn)行采集后，把采集的信號(hào)進(jìn)行放大整流濾波，并通過555構(gòu)成的壓控振蕩器把音樂的聲量信號(hào)轉(zhuǎn)化成變化的振蕩頻率，即通過聲量的大小來產(chǎn)生相應(yīng)頻率的振蕩信號(hào)，再經(jīng)過二進(jìn)制計(jì)數(shù)器對(duì)該振蕩輸出的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)輸出四種不同的狀態(tài)，通過二-四譯碼器對(duì)計(jì)數(shù)器輸出狀態(tài)進(jìn)行譯碼產(chǎn)生相應(yīng)的選通信號(hào)控制燈流接口電路 ，接口電路驅(qū)動(dòng)一列信號(hào)指示燈,實(shí)現(xiàn)燈流速度隨音樂聲量大小而相應(yīng)變化的效果。
標(biāo)簽： 速度 電路設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著嵌入式系統(tǒng)以及流媒體技術(shù)的快速發(fā)展，基于嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)可視電話、視頻點(diǎn)播、視頻會(huì)議等功能已經(jīng)成為當(dāng)前的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。這樣的系統(tǒng)通常具有小型化、低功耗、低成本、穩(wěn)定可靠、便于攜帶等特點(diǎn)。 本文旨在研究流媒體以及嵌入式系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)，基于ARM9處理器平臺(tái)實(shí)現(xiàn)一種基于嵌入式系統(tǒng)的流媒體播放器。該播放器的硬件平臺(tái)以32位高性能ARM9處理器為核心進(jìn)行規(guī)劃，在此基礎(chǔ)上，采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)、MPEG-4視頻解碼技術(shù)和流媒體網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 本文的主要貢獻(xiàn)體現(xiàn)在以下六個(gè)方面： l、分析嵌入式流媒體播放器的功能需求和技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)嵌入式流媒體播放器的總體實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。 2、研究嵌入式Linux系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，基于ARM處理器平臺(tái)構(gòu)建嵌入式Linux操作系統(tǒng)。這部分的工作包括嵌入式BootLoader的移植、Linux內(nèi)核的配置與編譯以及根文件系統(tǒng)的創(chuàng)建。 3、研究MPEG-4視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，基于ARM-Linux系統(tǒng)平臺(tái)移植MPEG-4視頻解碼器。 4、研究ARM體系結(jié)構(gòu)以及基于ARM平臺(tái)的嵌入式軟件優(yōu)化方法，對(duì)所移植的MPEG-4視頻解碼器進(jìn)行平臺(tái)相關(guān)優(yōu)化。 5、研究視頻通信中的錯(cuò)誤隱藏技術(shù)，針對(duì)錯(cuò)誤隱藏過程中傳統(tǒng)邊界匹配算法對(duì)邊緣匹配的局限性，提出了一種改進(jìn)的基于時(shí)域與空域平滑性的邊界匹配算法。 6、研究流媒體網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)南嚓P(guān)技術(shù)協(xié)議，基于RTSP/RTP/RTCP協(xié)議實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基本的MPEG-4視頻流實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)。
上傳時(shí)間： 2013-05-16
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