MPEG-4是目前非常流行的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn),基于MPEG-4的視頻處理系統(tǒng)有兩種體系結(jié)構(gòu):可編程結(jié)構(gòu)和專用結(jié)構(gòu).可編程結(jié)構(gòu)靈活,適用范圍廣,易于升級,但電路復(fù)雜,電路功耗大.專用視頻編解碼器結(jié)構(gòu)硬件開銷小,處理速度高.該文主要研究專用的MPEG-4視頻編解碼芯片設(shè)計(jì)方法.目前市場上MPEG-4視頻編解碼芯片主要是Simple Profile級別的,而我們設(shè)計(jì)的芯片要實(shí)現(xiàn)Advanced Simple Profile級別.該文采用了一種基于大規(guī)模FPGA的軟硬件相結(jié)的芯片設(shè)計(jì)方案,我們設(shè)計(jì)了基于FPGA的MPEG-4芯片設(shè)計(jì)開發(fā)平臺,完成算法的硬件仿真與測試.論文圍繞基于FPGA的MPEG-4芯片開發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì),分為兩個(gè)部分.第一部分介紹了目前國內(nèi)外實(shí)現(xiàn)MPEG-4視頻處理系統(tǒng)的主要方法和應(yīng)用,概述了國際上MPEG-4視頻編解碼芯片設(shè)計(jì)的一般方法及其發(fā)展趨勢,詳細(xì)描述了我們的基于FPGA的MPEG-4編解碼芯片開發(fā)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu).第二部分重點(diǎn)講述了基于FPGA的MPEG-4芯片開發(fā)系統(tǒng)各個(gè)電路模塊的設(shè)計(jì),包括電源模塊、FPGA配置模塊、時(shí)鐘生成模塊、視頻輸入/輸出模塊、RS232串口模塊、以太網(wǎng)接口模塊、USB接口模塊等.同時(shí)也介紹了I
標(biāo)簽： MPEG4 FPGA 編解碼芯片 開發(fā)系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-15
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隨著電信數(shù)據(jù)傳輸對速率和帶寬的要求變得越來越迫切,原有建成的網(wǎng)絡(luò)是基于話音傳輸業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò),已不能適應(yīng)當(dāng)前的需求.而建設(shè)新的寬帶網(wǎng)絡(luò)需要相當(dāng)大的投資且建設(shè)工期長,無法滿足特定客戶對高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕谛枨?反向復(fù)用技術(shù)是把一個(gè)單一的高速數(shù)據(jù)流在發(fā)送端拆散并放在兩個(gè)或者多個(gè)低速數(shù)據(jù)鏈路上進(jìn)行傳輸,在接收端再還原為高速數(shù)據(jù)流.該文提出一種基于FPGA的多路E1反向復(fù)用傳輸芯片的設(shè)計(jì)方案,使用四個(gè)E1構(gòu)成高速數(shù)據(jù)的透明傳輸通道,支持E1線路間最大相對延遲64ms,通過鏈路容量調(diào)整機(jī)制,可以動(dòng)態(tài)添加或刪除某條E1鏈路,實(shí)現(xiàn)靈活、高效的利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)視頻、數(shù)據(jù)等高速數(shù)據(jù)的傳輸,能夠節(jié)省帶寬資源,降低成本,滿足客戶的需求.系統(tǒng)分為發(fā)送和接收兩部分.發(fā)送電路實(shí)現(xiàn)四路E1的成幀操作,數(shù)據(jù)拆分采用線路循環(huán)與幀間插相結(jié)合的方法,A路插滿一幀(30時(shí)隙)后,轉(zhuǎn)入B路E1間插數(shù)據(jù),依此類推,循環(huán)間插所有的數(shù)據(jù).接收電路進(jìn)行HDB3解碼,幀同步定位(子幀同步和復(fù)幀同步),線路延遲判斷,FIFO和SDRAM實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)的對齊,最后按照約定的高速數(shù)據(jù)流的幀格式輸出數(shù)據(jù).整個(gè)數(shù)字電路采用Verilog硬件描述語言設(shè)計(jì),通過前仿真和后仿真的驗(yàn)證.以30萬門的FPGA器件作為硬件實(shí)現(xiàn),經(jīng)過綜合和布線,特別是寫約束和增量布線手動(dòng)調(diào)整電路的布局,降低關(guān)鍵路徑延時(shí),最終滿足設(shè)計(jì)要求.
標(biāo)簽： FPGA 多路 傳輸 片的設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-16
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結(jié)合視頻壓縮的理論以及IP核設(shè)計(jì)中對于仿真驗(yàn)證的要求,本文設(shè)計(jì)了視頻壓縮IP核FPGA仿真驗(yàn)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(yīng)用仿真要求設(shè)計(jì)外圍電路,構(gòu)建一個(gè)視頻壓縮IP核的硬件仿真原型,采用運(yùn)行于上位機(jī)上的控制和驅(qū)動(dòng)軟件作為軟件解碼子平臺.同時(shí)還設(shè)計(jì)了完全獨(dú)立于硬件之外的ModelSim軟件仿真驗(yàn)證平臺.以FPGA仿真驗(yàn)證平臺為載體,本文設(shè)計(jì)了基于H.263協(xié)議的視頻壓縮IP核.經(jīng)過ModelSim下的軟件平臺仿真調(diào)試與硬件平臺調(diào)試相結(jié)合的手段,作者完成了視頻壓縮IP核的仿真驗(yàn)證.
上傳時(shí)間： 2013-05-31
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該文首先分析了線路碼的一般問題;其次分析了正碼速調(diào)整的基本原理及所涉及的一般問題,并說明了用FPGA進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的一般方法;最后分析了該系統(tǒng)所產(chǎn)生的抖動(dòng),如抖動(dòng)的產(chǎn)生,分類以及如何減小抖動(dòng)等,并對該課題所產(chǎn)生的兩類抖動(dòng)即正碼速調(diào)整引入的侯時(shí)抖動(dòng)和平滑鎖相環(huán)引入的抖動(dòng)進(jìn)行了分析,并用Matlab仿真工具對鎖相環(huán)的抖動(dòng)與其環(huán)路帶寬之間的關(guān)系進(jìn)行了仿真與計(jì)算. 作者的工作主要包括: 1.利用FPGA完成了復(fù)接、分接系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試.2.利用FPGA完成了HDB3線路碼的設(shè)計(jì)與調(diào)試.3.利用鎖相環(huán)完成了碼速恢復(fù).4,對該復(fù)接分接系統(tǒng)所產(chǎn)生的抖動(dòng)進(jìn)行了理論分析和仿真.5.對FPGA進(jìn)行了誤碼率測試,誤碼性能優(yōu)于10
標(biāo)簽： FPGA 數(shù)字復(fù)接器
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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該文就多媒體信息的主體之一-圖像信號的壓縮和解壓進(jìn)行了分析,并結(jié)合實(shí)際課題所設(shè)計(jì)的數(shù)字圖像監(jiān)控系統(tǒng)對其中的圖像解碼過程進(jìn)行了軟硬件的實(shí)現(xiàn).首先我們在ANALOG DEVICE公司的ADSP-2189上進(jìn)行了解碼系統(tǒng)的驗(yàn)證,就解碼輸出的質(zhì)量進(jìn)行了主觀評價(jià).通過軟件仿真,我們還進(jìn)一步得到了解碼過程中,哪些指令占用較多的指令執(zhí)行時(shí)間,哪些指令會(huì)成為硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)的瓶頸.它為我們的FPGA優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了理論上的依據(jù).綜合考慮設(shè)計(jì)方案的復(fù)雜程度、系統(tǒng)規(guī)模、系統(tǒng)時(shí)延、器件成本等各項(xiàng)因素,通過對各種FPGA器件性能與開發(fā)工具的選擇比較,決定選用Altera公司的FLEX10K器件來做最終的硬件實(shí)現(xiàn).它不僅為圖像解碼系統(tǒng)的ASIC實(shí)現(xiàn)做了一定的理論分析和技術(shù)準(zhǔn)備,也為FPGA技術(shù)在數(shù)字信號處理領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了新的研究方向.在硬件設(shè)計(jì)過程中,根據(jù)FPGA技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),采用"自上而下"和"自下而上"相結(jié)合的設(shè)計(jì)方法,將整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行功能模塊分割并分別實(shí)現(xiàn).所有處理模塊均采用VERILIG語言編寫,對其中的主要模塊都進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì).通過這些優(yōu)化不僅提高了解壓性能,還減少了處理時(shí)間和所占用的硬件空間.最后通過仿真表明了所實(shí)現(xiàn)的圖像解碼系統(tǒng)具有良好的性能,具有一定的使用價(jià)值.
標(biāo)簽： FPGA 數(shù)字圖像 監(jiān)控系統(tǒng) 片的設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-06-26
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本文主要介紹了基于FPGA的無線信道盲均衡器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),在算法上選擇了比較成熟的DDLMS和CMA相結(jié)合的算法,結(jié)構(gòu)上采用四路正交FIR濾波器模型.在設(shè)計(jì)的過程中我們采取了用MATLAB進(jìn)行算法仿真,VerilogHDL語言進(jìn)行FPGA設(shè)計(jì)的策略.在硬件描述語言的設(shè)計(jì)流程中,信道盲均衡器運(yùn)用了Top-Down的模塊化設(shè)計(jì)方法,大大縮短了設(shè)計(jì)周期,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性.測試結(jié)果表明均衡器所有的性能指標(biāo)均達(dá)到預(yù)定目標(biāo),且工作性能良好,均衡效果較為理想,能夠滿足指標(biāo)要求.本課題所設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的信道盲均衡器,為FPGA芯片設(shè)計(jì)技術(shù)做了有益的探索性嘗試,對今后無線通信系統(tǒng)中的單芯片可編程系統(tǒng)(SOPC)的設(shè)計(jì)運(yùn)用有著積極的借鑒意義.
上傳時(shí)間： 2013-05-28
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嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合的產(chǎn)物。目前，嵌入式系統(tǒng)己經(jīng)廣泛應(yīng)用到工業(yè)、交通、能源、通信、科研、醫(yī)療衛(wèi)生、國防以及日常生活等領(lǐng)域，并不斷朝著體積小，功能強(qiáng)的方向發(fā)展。嵌入式系統(tǒng)不同于原來的單片機(jī)系統(tǒng)，它不僅有自己的操作系統(tǒng)，上層應(yīng)用程序，而且還具備網(wǎng)絡(luò)通信和信息管理的功能。 ARM體系的處理器是目前嵌入式系統(tǒng)中使用最廣泛的處理器。它采用了RISC技術(shù)，具有尋址方式簡單，寄存器多，指令長度固定等的特點(diǎn)使得它的處理速度快，執(zhí)行效率高。由于Linux對于ARM技術(shù)的支持，具有內(nèi)核可裁減，網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大，代碼開放的特點(diǎn)，把Linux應(yīng)用到嵌入式系統(tǒng)中，能充分發(fā)揮ARM和Linux的優(yōu)勢。 論文以“掌上中文語言學(xué)習(xí)系統(tǒng)”項(xiàng)目為依托，以ARM體系處理器和Ljnux操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)為基礎(chǔ)，構(gòu)建一個(gè)掌上語言學(xué)習(xí)設(shè)備。 論文首先進(jìn)行了開發(fā)環(huán)境的設(shè)計(jì)與搭建，對開發(fā)主機(jī)進(jìn)行TFTP服務(wù)器、NFS服務(wù)器、minicom串口通信和GNU交叉工具鏈進(jìn)行配置。實(shí)現(xiàn)了針對NAND閃存的U-Boot啟動(dòng)程序的建立，并對Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核進(jìn)行了移植工作。最后利用圖形界面系統(tǒng)MiniGUI和遠(yuǎn)程調(diào)試技術(shù)實(shí)現(xiàn)了掌上語言學(xué)習(xí)的軟件功能。
標(biāo)簽： Linux ARM 嵌入式 學(xué)習(xí)系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-07-24
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隨著信息技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)級芯片SoC(System on a Chip)成為集成電路發(fā)展的主流。SoC技術(shù)以其成本低、功耗小、集成度高的優(yōu)勢正廣泛地應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)中。通過對8位增強(qiáng)型CPU內(nèi)核的研究及其在FPGA(Field Programmable Gate Arrav)上的實(shí)現(xiàn)，對SoC設(shè)計(jì)作了初步研究。 在對Intel MCS-8051的匯編指令集進(jìn)行了深入地分析的基礎(chǔ)上，按照至頂向下的模塊化的高層次設(shè)計(jì)流程，對8位CPU進(jìn)行了頂層功能和結(jié)構(gòu)的定義與劃分，并逐步細(xì)化了各個(gè)層次的模塊設(shè)計(jì)，建立了具有CPU及定時(shí)器，中斷，串行等外部接口的模型。 利用5種尋址方式完成了8位CPU的數(shù)據(jù)通路的設(shè)計(jì)規(guī)劃。利用有限狀態(tài)機(jī)及微程序的思想完成了控制通路的各個(gè)層次模塊的設(shè)計(jì)規(guī)劃。利用組合電路與時(shí)序電路相結(jié)合的思想完成了定時(shí)器，中斷以及串行接口的規(guī)劃。采用邊沿觸發(fā)使得一個(gè)機(jī)器周期對應(yīng)一個(gè)時(shí)鐘周期，執(zhí)行效率提高。使用硬件描述語言實(shí)現(xiàn)了各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)。借助EDA工具ISE集成開發(fā)環(huán)境完成了各個(gè)模塊的編程、調(diào)試和面向FPGA的布局布線；在Synplify pro綜合工具中完成了綜合；使用Modelsim SE仿真工具對其進(jìn)行了完整的功能仿真和時(shí)序仿真。 設(shè)計(jì)了一個(gè)通用的擴(kuò)展接口控制器對原有的8位處理器進(jìn)行擴(kuò)展，加入高速DI，DO以及SPI接口，增強(qiáng)了8位處理器的功能，可以用于現(xiàn)有單片機(jī)進(jìn)行升級和擴(kuò)展。 本設(shè)計(jì)的CPU全面兼容MCS-51匯編指令集全部的111條指令，在時(shí)鐘頻率和指令的執(zhí)行效率指標(biāo)上均優(yōu)于傳統(tǒng)的MCS-51內(nèi)核。本設(shè)計(jì)以硬件描述語言代碼形式存在可與任何綜合庫、工藝庫以及FPGA結(jié)合開發(fā)出用戶需要的固核和硬核，可讀性好，易于擴(kuò)展使用，易于升級，比較有實(shí)用價(jià)值。本設(shè)計(jì)通過FPGA驗(yàn)證。
標(biāo)簽： FPGA CPU 8位 增強(qiáng)型
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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溫度的測量和控制在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用，尤其在石油、化工、電力、冶金等工業(yè)領(lǐng)域中，對溫度的測量和監(jiān)控是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，溫度參數(shù)是工業(yè)控制中的一項(xiàng)重要的指標(biāo)。 本文主要研究了基于ARM9架構(gòu)的嵌入式Linux系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域中各種爐溫控制場合中的應(yīng)用。目前控制方案主要是采用傳統(tǒng)的PLC和單片機(jī)進(jìn)行控制。PLC主要是針對單項(xiàng)工程或者重復(fù)數(shù)極少的項(xiàng)目，靈活性相對不足，并且體積大，成本相對較高；而單片機(jī)主要用于小型設(shè)備的控制，具有成本低，功耗低，效率高的特點(diǎn)，但可移植性較差。為了適應(yīng)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，新技術(shù)革新以及產(chǎn)業(yè)的專業(yè)化現(xiàn)代化的發(fā)展，本文針對PLC和單片機(jī)控制的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用場合提出了采用ARM9嵌入式微控制器AT91RM9200和Linux操作系統(tǒng)相結(jié)合的嵌入式溫度控制系統(tǒng)，具有系統(tǒng)擴(kuò)展性強(qiáng)、可靠性高、響應(yīng)速度快、體積小等特點(diǎn)，為用戶提供了一種新型的控制方案。 本文首先論述了嵌入式操作系統(tǒng)的組成，接著設(shè)計(jì)了溫度控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)，主要包括CPU模塊、模擬電路模塊、存儲模塊和通信模塊四個(gè)部分：在對溫度控制系統(tǒng)的軟件部分的設(shè)計(jì)中，主要是針對Boot-Loader的移植、Linux內(nèi)核移植、根文件系統(tǒng)的定制、驅(qū)動(dòng)程序的編寫和應(yīng)用程序的編寫五部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。 系統(tǒng)功能主要是循環(huán)采集AD通道數(shù)據(jù)，上傳AD數(shù)據(jù)到服務(wù)器，接收服務(wù)器下發(fā)的控制數(shù)據(jù)包，記錄日志等。通過在線運(yùn)行測試，該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，采集和控制效果良好，可有效降低了生產(chǎn)成本和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，為安全生產(chǎn)提供保證。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 溫度控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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作為新能源與汽車工業(yè)相結(jié)合的產(chǎn)物，燃料電池汽車已經(jīng)逐漸成為了汽車家族的后起之秀。隨著電子控制單元與車載設(shè)備的不斷增多，傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的儀表盤已經(jīng)不能滿足以燃料電池為動(dòng)力的汽車儀表復(fù)雜信息顯示的要求。本文以燃料電池汽車為研究背景，設(shè)計(jì)開發(fā)了基于嵌入式技術(shù)的儀表系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對燃料電池汽車整車運(yùn)行狀態(tài)以及模塊數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測、存儲與圖形化顯示。 本文介紹了燃料電池汽車儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理，對儀表系統(tǒng)進(jìn)行了需求分析，確定了系統(tǒng)整體框架與模塊劃分，提出了基于ARM微處理器、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)以及圖形用戶界面的儀表系統(tǒng)解決方案。該方案采用高性能的S3C44BOX作為底層核心處理器，以RTOS和GUI為中間層構(gòu)建軟件系統(tǒng)平臺，在此基礎(chǔ)上以實(shí)時(shí)多任務(wù)軟件設(shè)計(jì)方法進(jìn)行儀表系統(tǒng)應(yīng)用程序的開發(fā)。 在上述方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了儀表系統(tǒng)硬件平臺的設(shè)計(jì)，包括存儲器系統(tǒng)、通信總線、人機(jī)交互界面等接口電路的設(shè)計(jì)。根據(jù)高速數(shù)字電路的設(shè)計(jì)要求，在雙面板上實(shí)現(xiàn)了基于ARM的燃料電池汽車儀表系統(tǒng)的PCB布線。編寫了系統(tǒng)初始化代碼，完成了對硬件平臺的調(diào)試工作。 根據(jù)儀表系統(tǒng)的實(shí)際情況，選擇了實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ和嵌入式圖形用戶界面μC/GUI作為本系統(tǒng)的軟件平臺，完成了兩者在儀表系統(tǒng)硬件平臺上的移植。針對μC/GUI環(huán)境下簡體中文漢字的顯示問題，給出了一種比較完善的解決方案。μ按照實(shí)時(shí)多任務(wù)軟件的開發(fā)流程，設(shè)計(jì)了儀表系統(tǒng)應(yīng)用程序，包括CAN總線監(jiān)聽任務(wù)、數(shù)據(jù)處理任務(wù)、用戶界面任務(wù)以及歷史數(shù)據(jù)記錄任務(wù)等，劃分了各個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級，確定了任務(wù)之間的通信同步機(jī)制，描述了各個(gè)任務(wù)的主要功能和實(shí)現(xiàn)方法，重點(diǎn)論述了基于μC/GUI的用戶界面任務(wù)設(shè)計(jì)的思路與過程，最后介紹了在硬件平臺上進(jìn)行系統(tǒng)集成、軟硬件聯(lián)合調(diào)試以及系統(tǒng)測試的流程。
標(biāo)簽： ARM 燃料電池 汽車儀表 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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