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  • CCSDS圖像壓縮和AES加密算法研究及其FPGA實(shí)現(xiàn)

    遙感圖像是深空探測和近地觀測所得數(shù)據(jù)的重要載體,在軍事和社會經(jīng)濟(jì)生活領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。由于遙感圖像數(shù)據(jù)量巨大,它的存儲和傳輸已成為遙感信息應(yīng)用中的關(guān)鍵問題。圖像壓縮編碼技術(shù)能降低圖像冗余度,從而減小圖像的存儲容量和傳輸帶寬,它的研究對于遙感圖像應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。CCSDS圖像壓縮算法是空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會(CCSDS)提出的圖像數(shù)據(jù)壓縮算法。該算法復(fù)雜度較低,并行性好,適合于硬件實(shí)現(xiàn),能實(shí)現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理,從而廣泛應(yīng)用于深空探測和近地觀測。對于直接關(guān)系到軍事戰(zhàn)略、經(jīng)濟(jì)建設(shè)等方面的遙感圖像的傳輸,必須對它進(jìn)行加密處理。AES加密算法是由美國國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所(NIST)于2000年發(fā)布的數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn),它不但能抵抗各種攻擊,保證加密數(shù)據(jù)的安全性,而且易于軟件和硬件實(shí)現(xiàn)。本論文對CCSDS圖像壓縮算法和AES加密算法進(jìn)行了研究,完成的主要工作包括: (1)研究了CCSDS圖像壓縮算法的原理和結(jié)構(gòu),用C語言實(shí)現(xiàn)了算法的編解碼器,并與SPIHT算法和JPEG2000算法的性能進(jìn)行了比較。 (2)研究了AES加密算法的原理和結(jié)構(gòu),用C語言實(shí)現(xiàn)了算法的加解密器。 (3)介紹了實(shí)現(xiàn)CCSDS圖像壓縮算法和AES加密算法的FPGA設(shè)計(jì)所選擇的軟件開發(fā)工具、開發(fā)語言和硬件開發(fā)平臺。 (4)給出了CCSDS編碼器的FPGA實(shí)現(xiàn)方法和實(shí)現(xiàn)性能。 (5)給出了AES加密器的FPGA實(shí)現(xiàn)方法和實(shí)現(xiàn)性能。 本文設(shè)計(jì)的CCSDS圖像壓縮和AES加密FPGA系統(tǒng)運(yùn)用了流水線設(shè)計(jì)、高速內(nèi)存設(shè)計(jì)、模塊并行化設(shè)計(jì)和模塊串行化設(shè)計(jì)等技術(shù),在系統(tǒng)速度和資源面積上取得了較好的平衡,達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目的。

    標(biāo)簽: CCSDS FPGA AES 圖像壓縮

    上傳時(shí)間: 2013-07-15

    上傳用戶:dylutao

  • 環(huán)境監(jiān)測管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)

    為污染源遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)了Client/Server模式的管理信息系統(tǒng)軟件,整套管理軟件采用Delphi開發(fā),后臺支持?jǐn)?shù)據(jù)庫采用SQL Server 2000。可完成系統(tǒng)管理、排污企業(yè)信息管理、實(shí)

    標(biāo)簽: 環(huán)境監(jiān)測 管理信息系統(tǒng) 設(shè)計(jì)開發(fā)

    上傳時(shí)間: 2013-07-27

    上傳用戶:nbdedu

  • 保密通信中RS編解碼的FPGA實(shí)現(xiàn)

    由于信道中存在干擾,數(shù)字信號在信道中傳輸?shù)倪^程中會產(chǎn)生誤碼.為了提高通信質(zhì)量,保證通信的正確性和可靠性,通常采用差錯(cuò)控制的方法來糾正傳輸過程中的錯(cuò)誤.本文的目的就是研究如何通過差錯(cuò)控制的方法以提高通信質(zhì)量,保證傳輸?shù)恼_性和可靠性.重點(diǎn)研究一種信道編解碼的算法和邏輯電路的實(shí)現(xiàn)方法,并在硬件上驗(yàn)證,利用碼流傳輸?shù)臏y試方法,對設(shè)計(jì)進(jìn)行測試.在以上的研究基礎(chǔ)之上,橫向擴(kuò)展和課題相關(guān)問題的研究,包括FPGA實(shí)現(xiàn)和高速硬件電路設(shè)計(jì)等方面的研究. 糾錯(cuò)碼技術(shù)是一種通過增加一定的冗余信息來提高信息傳輸可靠性的有效方法.RS碼是一種典型的糾錯(cuò)碼,在線性分組碼中,它具有最強(qiáng)的糾錯(cuò)能力,既能糾正隨機(jī)錯(cuò)誤,也能糾正突發(fā)錯(cuò)誤.在深空通信,移動通信以及數(shù)字視頻廣播等系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用,隨著RS編碼和解碼算法的改進(jìn)和相關(guān)的硬件實(shí)現(xiàn)技術(shù)的發(fā)展,RS碼在實(shí)際中的應(yīng)用也將更加廣泛. 在研究中,對所研究的問題進(jìn)行分解,集中精力研究課題中的重點(diǎn)和難點(diǎn),在各個(gè)模塊成功實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,成功的進(jìn)行系統(tǒng)組合,協(xié)調(diào)各個(gè)模塊穩(wěn)定的工作. 在本文中的EDA設(shè)計(jì)中,使用了自頂向下的設(shè)計(jì)方法,編解碼算法每一個(gè)子模塊分開進(jìn)行設(shè)計(jì),最后在頂層進(jìn)行元件例化,正確實(shí)現(xiàn)了編碼和解碼的功能. 本文首先介紹相關(guān)的數(shù)字通信背景;接著提出糾錯(cuò)碼的設(shè)計(jì)方案,介紹RS(31,15)碼的編譯碼算法和邏輯電路的實(shí)現(xiàn)方法,RTL代碼編寫和邏輯仿真以及時(shí)序仿真,并討論了FPGA設(shè)計(jì)的一般性準(zhǔn)則以及高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)的一些常用方法和注意事項(xiàng);最后設(shè)計(jì)基于FPGA的硬件電路平臺,并利用靜態(tài)和動態(tài)的方法對編解碼算法進(jìn)行測試. 通過對編碼和解碼算法的充分理解,本人使用Verilog HDL語言對算法進(jìn)行了RTL描述,在Altera公司Cyclone系列FPGA平臺上面實(shí)現(xiàn)了編碼和解碼算法. 其中,編碼的最高工作頻率達(dá)到158MHz,解碼的最高工作頻率達(dá)到91MHz.在進(jìn)行硬件調(diào)試的時(shí)候,整個(gè)系統(tǒng)工作在30MHz的時(shí)鐘頻率下,通過了硬件上的靜態(tài)測試和動態(tài)測試,并能夠正確實(shí)現(xiàn)預(yù)期的糾錯(cuò)功能.

    標(biāo)簽: FPGA 保密通信 RS編解碼

    上傳時(shí)間: 2013-07-01

    上傳用戶:liaofamous

  • 基于DVD應(yīng)用的RS編譯碼器的研究

    糾錯(cuò)碼技術(shù)是一種通過增加一定冗余信息來提高信息傳輸可靠性的有效方法。RS碼是一種典型的糾錯(cuò)碼,在線性分組碼中,它具有最強(qiáng)的糾錯(cuò)能力,既能糾正隨機(jī)錯(cuò)誤,也能糾正突發(fā)錯(cuò)誤,在深空通信、移動通信、磁盤陣列、光存儲及數(shù)字視頻廣播(DVB)等系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用。 DVD是一種高容量的存儲媒質(zhì)。DVD技術(shù)的應(yīng)用很廣泛,在數(shù)字技術(shù)中占有重要地位。DVD系統(tǒng)中采用里德-所羅門乘積碼(RS-PC:Reed-Solomon ProductCode)進(jìn)行糾錯(cuò),RS碼譯碼器在伺服芯片中具有重要作用。 FPGA在開發(fā)階段具有安全、方便、可隨時(shí)修改設(shè)計(jì)等不可替代的優(yōu)點(diǎn),在電子系統(tǒng)中采用FPGA可以極大的提升硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性,可靠性,同時(shí)提高硬件開發(fā)的速度和降低系統(tǒng)的成本。FPGA的固有優(yōu)點(diǎn)使其得到越來越廣泛的應(yīng)用,F(xiàn)PGA設(shè)計(jì)技術(shù)也被越來越多的設(shè)計(jì)人員所掌握。 本文首先介紹了編碼理論和常用的RS編譯碼算法,提出RS編碼器實(shí)現(xiàn)方案,詳細(xì)分析了譯碼器的ME算法和改進(jìn)BM算法的實(shí)現(xiàn),針對ME算法提出了一種流水線結(jié)構(gòu)的糾刪糾錯(cuò)RS譯碼器實(shí)現(xiàn)方案,在譯碼器復(fù)雜度和延時(shí)上作了折衷,降低了譯碼器的復(fù)雜度并提高了最高工作頻率,利用有限域乘法器的特性對編譯碼電路進(jìn)行優(yōu)化。這些技術(shù)的采用大大的提高了RS編譯碼器的效率,節(jié)省了RS編譯碼器占用的資源。在Xilinx公司的Virtex-II系列FPGA上設(shè)計(jì)并成功實(shí)現(xiàn)了RS(208,192)編譯碼器。

    標(biāo)簽: DVD RS編譯碼

    上傳時(shí)間: 2013-07-20

    上傳用戶:xinshou123456

  • 實(shí)時(shí)三維信息獲取系統(tǒng)

    三維彩色信息獲取系統(tǒng)目的是獲取對象的三維空間坐標(biāo)和顏色信息。它是計(jì)算機(jī)視覺研究的重要內(nèi)容,也是當(dāng)前信息科學(xué)研究中的一個(gè)重要熱點(diǎn)。 本文首先介紹了三維信息獲取技術(shù)的意義和實(shí)時(shí)可重構(gòu)三維激光彩色信息獲取系統(tǒng)總體方案。該方案合理劃分了系統(tǒng)的圖像處理任務(wù),充分地利用了擁有的硬、軟件資源。闡述了基于FPGA處理器的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其工作原理和系統(tǒng)工作時(shí)序。 本文還研究了圖像處理系統(tǒng)中的數(shù)字邏輯設(shè)計(jì),總結(jié)出了較完整、規(guī)范化的設(shè)計(jì)流程和方法,介紹了從圖像處理算法到可編程邏輯器件的規(guī)范化映射方法,總結(jié)了在視頻系統(tǒng)中的高級設(shè)計(jì)技巧,包括并行流水線技術(shù)和循環(huán)結(jié)構(gòu)的硬件實(shí)現(xiàn)方式等。 為了說明提出的設(shè)計(jì)方法,本文分析了基于自適應(yīng)閾值的結(jié)構(gòu)光條紋中心的方向模板快速檢測算法的硬件實(shí)現(xiàn)。該算法是把自適應(yīng)閾值法與可變方向模板法相結(jié)合,具有穩(wěn)定性好、精度高、計(jì)算簡單、數(shù)據(jù)存儲量小、實(shí)現(xiàn)速度快的特點(diǎn),此外,該方法有利于硬件快速實(shí)現(xiàn)。實(shí)踐證明這種方法是實(shí)用的、有效的。 本文的重點(diǎn)在于研制了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的實(shí)時(shí)可重構(gòu)三維激光彩色信息獲取系統(tǒng)中視頻圖像處理專用集成電路。該集成電路是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)快速算法的核心,使用現(xiàn)場可編程器FPGA器件EPlK50實(shí)現(xiàn)提取激光線、提取人頭輪廓線和提取中心顏色線算法;該集成電路還要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所需的控制邏輯。控制部分包括將視頻采集輸出端口信號轉(zhuǎn)化為RGB真彩色信號的數(shù)據(jù)鎖存模塊、各FIFO緩存器的輸入輸出控制模塊和系統(tǒng)需要的其它信號控制模塊。提出提取輪廓線快速算法,即由FPGA處理器與主機(jī)交互式共同快速完成提取人頭正側(cè)影輪廓線算法。該專用集成電路研制是整個(gè)實(shí)時(shí)可重構(gòu)三維激光彩色信息獲取系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。

    標(biāo)簽:

    上傳時(shí)間: 2013-07-23

    上傳用戶:lguotao

  • 基于FPGA的GPS定位信息處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    隨著GPS(Global Positioning System)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟,其全球性、全天候、低成本等特點(diǎn)使得GPS接收機(jī)的用戶數(shù)量大幅度增加,應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣。但由于定位過程中各種誤差源的存在,單機(jī)定位精度受到影響。目前常從兩個(gè)方面考慮減小誤差提高精度:①用高精度相位天線、差分技術(shù)等通過提高硬件成本獲取高精度;②針對誤差源用濾波算法從軟件方面實(shí)現(xiàn)精度提高。兩種方法中,后者相對于前者在滿足精度要求的前提下節(jié)約成本,而且便于系統(tǒng)融合,是應(yīng)用于GPS定位的系統(tǒng)中更有前景的方法。但由于在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)定位濾波算法需要時(shí)間,傳統(tǒng)CPU往往不能滿足實(shí)時(shí)性的要求,而FPGA以其快速并行計(jì)算越來越受到青睞。    本文在FPGA平臺上,根據(jù)“先時(shí)序后電路”的設(shè)計(jì)思想,由同步?jīng)]計(jì)方法以及自頂向下和自下而上的混合設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。從GPS-OEM板輸出的定位信息的接收到定位結(jié)果的坐標(biāo)變換,最終到kalman濾波遞推計(jì)算減小定位誤差,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、快速、高精度的GPS定位信息采集處理系統(tǒng),為GPS定位數(shù)據(jù)的處理方法做了新的嘗試,為基于FPGA的GPS嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。具體工作如下:    基于FPGA設(shè)計(jì)了GPS定位數(shù)據(jù)的正確接收和顯示,以及經(jīng)緯度到平面坐標(biāo)的投影變換。根掘GPS輸出信息標(biāo)準(zhǔn)和格式,通過串口接收模塊實(shí)現(xiàn)串口數(shù)掘的接收和經(jīng)緯度信息提取,并通過LCD實(shí)時(shí)顯示。在提取信息的同時(shí)將數(shù)據(jù)格式由ASCⅡ碼轉(zhuǎn)變?yōu)槭M(jìn)制整數(shù)型,實(shí)現(xiàn)利用移位和加法運(yùn)算達(dá)到代替乘法運(yùn)算的效果,從而減少資源的利用率。在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過程中,利用查找表的方法查找轉(zhuǎn)化時(shí)需要的各個(gè)參數(shù)值,并將該參數(shù)先轉(zhuǎn)為雙精度浮點(diǎn)小數(shù),再進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。根據(jù)高斯轉(zhuǎn)化公式的規(guī)律將公式簡化成只涉及加法和乘法運(yùn)算,以此簡化公式運(yùn)算量,達(dá)到節(jié)省資源的目的。    卡爾曼濾波器的實(shí)現(xiàn)。首先分析了影響定位精度的各種誤差因素,將各種誤差因素視為一階馬爾科夫過程的總誤差,建立了系統(tǒng)狀態(tài)方程、觀測方程和濾波方程,并基于分散濾波的思想進(jìn)行卡爾曼濾波設(shè)計(jì),并通過Matlab進(jìn)行仿真。結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的卡爾曼濾波器收斂性好,定位精度高、估計(jì)誤差小。在仿真基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)基于FPGA的卡爾曼濾波計(jì)算。在滿足實(shí)時(shí)性的基礎(chǔ)上,通過IP核、模塊的分時(shí)復(fù)用和樹狀結(jié)構(gòu)節(jié)省資源,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)卡爾曼濾波,達(dá)到提高數(shù)據(jù)精度的效果。    設(shè)計(jì)中以Xilinx公司的Virtex-5系列的XC5VLX110-FF676為硬件平臺,采用Verilog HDL硬件描述語言實(shí)現(xiàn),利用Xilinx公司的ISE10.1工具布局布線,一共使用44438個(gè)邏輯資源,時(shí)鐘頻率達(dá)到100MHZ以上,滿足實(shí)時(shí)性信號處理要求,在保證精度的前提下達(dá)到資源最優(yōu)。Modelsim仿真驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)的正確性。

    標(biāo)簽: FPGA GPS 定位 信息處理

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

    上傳用戶:二驅(qū)蚊器

  • 嵌入式GSM短信息接口的軟硬件設(shè)計(jì)

    《單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》論文--嵌入式GSM短信息接口的軟硬件設(shè)計(jì),文章給出一個(gè)小型的嵌入式SMS中/英文短信信息接口的設(shè)計(jì),并詳細(xì)討論P(yáng)DU模式的短信息格式和中文短信息軟件解碼的設(shè)計(jì)。

    標(biāo)簽: GSM 嵌入式 短信息 接口

    上傳時(shí)間: 2013-07-12

    上傳用戶:lanwei

  • 2002精選實(shí)用信息家電電路

    ·2002精選實(shí)用信息家電電路

    標(biāo)簽: 2002 信息家電 電路

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

    上傳用戶:cy1109

  • 專家級C語言設(shè)計(jì)(介紹了大量底層信息)

    ·專家級C語言設(shè)計(jì)(介紹了大量底層信息)

    標(biāo)簽: C語言 底層

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

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  • 算法藝術(shù)與信息學(xué)競賽

    ·算法藝術(shù)與信息學(xué)競賽(劉汝佳、黃亮 著)本書較為系統(tǒng)和全面地介紹了算法學(xué)最基本的知識. 本書較為系統(tǒng)和全面地介紹了算法學(xué)最基本的知識.這些知識和技巧既是高等院校“算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的主要內(nèi)容,也是國際青少年信息學(xué)奧林匹克(101) 競賽和ACMICPC國際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競賽中所需要的。書中分析了相當(dāng)數(shù)量的問題。本書共3章。第1章介紹算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);第2章介紹數(shù)學(xué)知識和方法;第3章介紹計(jì)算幾何。全

    標(biāo)簽: 算法 競賽

    上傳時(shí)間: 2013-06-21

    上傳用戶:cath

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