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計(jì)量芯片

  • 基于DSP和FPGA的數(shù)字化開(kāi)關(guān)電源的實(shí)用化研究.rar

    文章開(kāi)篇提出了開(kāi)發(fā)背景。認(rèn)為現(xiàn)在所廣泛應(yīng)用的開(kāi)關(guān)電源都是基于傳統(tǒng)的分立元件組成的。它的特點(diǎn)是頻率范圍窄、電力小、功能少、器件多、成本較高、精度低,對(duì)不同的客戶(hù)要求來(lái)“量身定做”不同的產(chǎn)品,同時(shí)幾乎沒(méi)有通用性和可移植性。在電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天,這種傳統(tǒng)的模擬開(kāi)關(guān)電源已經(jīng)很難跟上時(shí)代的發(fā)展步伐。 隨著DSP、ASIC等電子器件的小型化、高速化,開(kāi)關(guān)電源的控制部分正在向數(shù)字化方向發(fā)展。由于數(shù)字化,使開(kāi)關(guān)電源的控制部分的智能化、零件的共通化、電源的動(dòng)作狀態(tài)的遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)成為了可能,同時(shí)由于它的智能化、零件的共通化使得它能夠靈活地應(yīng)對(duì)不同客戶(hù)的需求,這就降低了開(kāi)發(fā)周期和成本。依靠現(xiàn)代數(shù)字化控制和數(shù)字信號(hào)處理新技術(shù),數(shù)字化開(kāi)關(guān)電源有著廣闊的發(fā)展空間。 在數(shù)字化領(lǐng)域的今天,最后一個(gè)沒(méi)有數(shù)字化的堡壘就是電源領(lǐng)域。近年來(lái),數(shù)字電源的研究勢(shì)頭與日俱增,成果也越來(lái)越多。雖然目前中國(guó)制造的開(kāi)關(guān)電源占了世界市場(chǎng)的80%以上,但都是傳統(tǒng)的比較低端的模擬電源。高端市場(chǎng)上幾乎沒(méi)有我們份額。 本論文研究的主要內(nèi)容是在傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)電源模擬調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上,提出了一種新的數(shù)字化調(diào)節(jié)器方案,即基于DSP和FPGA的數(shù)字化PID調(diào)節(jié)器。論文對(duì)系統(tǒng)方案和電路進(jìn)行了較為具體的設(shè)計(jì),并通過(guò)測(cè)試取得了預(yù)期結(jié)果。測(cè)試證明該方案能夠適合本行業(yè)時(shí)代發(fā)展的步伐,使系統(tǒng)電路更簡(jiǎn)單,精度更高,通用性更強(qiáng)。同時(shí)該方案也可用于相關(guān)領(lǐng)域。 本文首先分析了國(guó)內(nèi)外開(kāi)關(guān)電源發(fā)展的現(xiàn)狀,以及研究數(shù)字化開(kāi)關(guān)電源的意義。然后提出了數(shù)字化開(kāi)關(guān)電源的總體設(shè)計(jì)框圖和實(shí)現(xiàn)方案,并與傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)電源做了較為詳細(xì)的比較。本論文的設(shè)計(jì)方案是采用DSP技術(shù)和FPGA技術(shù)來(lái)做數(shù)字化PID調(diào)節(jié),通過(guò)數(shù)字化PID算法產(chǎn)生PWM波來(lái)控制斬波器,控制主回路。從而取代傳統(tǒng)的模擬PID調(diào)節(jié)器,使電路更簡(jiǎn)單,精度更高,通用性更強(qiáng)。傳統(tǒng)的模擬開(kāi)關(guān)電源是將電流電壓反饋信號(hào)做PID調(diào)節(jié)后--分立元器件構(gòu)成,采用專(zhuān)用脈寬調(diào)制芯片實(shí)現(xiàn)PWM控制。電流反饋信號(hào)來(lái)自主回路的電流取樣,電壓反饋信號(hào)來(lái)自主回路的電壓采樣。再將這兩個(gè)信號(hào)分別送至電流調(diào)節(jié)器和電壓調(diào)節(jié)器的反相輸入端,用來(lái)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。同時(shí)用來(lái)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的過(guò)流過(guò)壓保護(hù)、電流和電壓值的顯示。電壓、電流的給定信號(hào)則由單片機(jī)或電位器提供。再次,文章對(duì)各個(gè)模塊從理論和實(shí)際的上都做了仔細(xì)的分析和設(shè)計(jì),并給出了具體的電路圖,同時(shí)寫(xiě)出了軟件流程圖以及設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的地方。整個(gè)系統(tǒng)由DSP板和ADC板組成。DSP板完成PWM生成、PID運(yùn)算、環(huán)境開(kāi)關(guān)量檢測(cè)、環(huán)境開(kāi)關(guān)量生成以及本地控制。ADC板主要完成前饋電壓信號(hào)采集、負(fù)載電壓信號(hào)采集、負(fù)載電流信號(hào)采集、以及對(duì)信號(hào)的一階數(shù)字低通濾波。由于整個(gè)系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng),要求采樣速率相當(dāng)高。本系統(tǒng)采用FPGA來(lái)控制ADC,這樣就避免了高速采樣占用系統(tǒng)資源的問(wèn)題,減輕了DSP的負(fù)擔(dān)。DSP可以將讀到的ADC信號(hào)做PID調(diào)節(jié),從而產(chǎn)生PWM波來(lái)控制逆變橋的開(kāi)關(guān)速率,從而達(dá)到閉環(huán)控制的目的。 最后,對(duì)數(shù)字化開(kāi)關(guān)電源和模擬開(kāi)關(guān)電源做了對(duì)比測(cè)試,得出了預(yù)期結(jié)論。同時(shí)也提出了一些需要改進(jìn)的地方,認(rèn)為該方案在其他相關(guān)行業(yè)中可以廣泛地應(yīng)用。模擬控制電路因?yàn)槭褂迷S多零件而需要很大空間,這些零件的參數(shù)值還會(huì)隨著使用時(shí)間、溫度和其它環(huán)境條件的改變而變動(dòng)并對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性和響應(yīng)能力造成負(fù)面影響。數(shù)字電源則剛好相反,同時(shí)數(shù)字控制還能讓硬件頻繁重復(fù)使用、加快上市時(shí)間以及減少開(kāi)發(fā)成本與風(fēng)險(xiǎn)。在當(dāng)前對(duì)產(chǎn)品要求體積小、智能化、共通化、精度高和穩(wěn)定度好等前提條件下,數(shù)字化開(kāi)關(guān)電源有著廣闊的發(fā)展空間。本系統(tǒng)來(lái)基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。能夠滿(mǎn)足較高精度的設(shè)計(jì)要求。但對(duì)于高精度數(shù)字化電源,系統(tǒng)還有值得改進(jìn)的地方,比如改進(jìn)主控器,提高參考電壓的精度,提高采樣器件的精度等,都可以提高系統(tǒng)的精度。 本系統(tǒng)涉及電子、通信和測(cè)控等技術(shù)領(lǐng)域,將數(shù)字PID算法與電力電子技術(shù)、通信技術(shù)等有機(jī)地結(jié)合了起來(lái)。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案不僅可以用在電源控制器上,只要是相關(guān)的領(lǐng)域都可以采用。

    標(biāo)簽: FPGA DSP 數(shù)字化

    上傳時(shí)間: 2013-06-29

    上傳用戶(hù):dreamboy36

  • 基于FPGA芯片的功能仿真平臺(tái)構(gòu)建及靜態(tài)時(shí)序分析.rar

    基于FPGA芯片的功能仿真平臺(tái)構(gòu)建及靜態(tài)時(shí)序分析

    標(biāo)簽: FPGA 芯片 功能仿真

    上傳時(shí)間: 2013-06-28

    上傳用戶(hù):qilin

  • 基于FPGA的HDMI顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).rar

    伴隨著多媒體顯示和傳輸技術(shù)的發(fā)展,人們獲得了越來(lái)越高的視聽(tīng)享受。從傳統(tǒng)的模擬電視,到標(biāo)清、高清、全高清。與顯示技術(shù)發(fā)展結(jié)伴而行的是顯示接口技術(shù)的發(fā)展,從模擬的AV端子,S-Video和VGA接口,到數(shù)字顯示的DVI接口,技術(shù)上經(jīng)歷了一個(gè)從模擬到數(shù)字,從并行到串行,從低速到高速的發(fā)展過(guò)程。 HDMI是最新的高清晰度多媒體接口,它的規(guī)范由Silicon Image等七家公司提出,具有帶寬大,尺寸小,傳輸距離長(zhǎng)和支持正版保護(hù)等功能,符合當(dāng)今技術(shù)的發(fā)展潮流,一經(jīng)推出,就獲得了巨大的成功。成為平板顯示器、高清電視等設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)接口之一,并獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 從上世紀(jì)80年代XILINX發(fā)明第一款FPGA芯片以來(lái),FPGA就以其體系結(jié)構(gòu)和邏輯單元靈活,運(yùn)算速度快,編程方便等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用與IC設(shè)計(jì)、系統(tǒng)控制、視頻處理、通信系統(tǒng)、航空航天等諸多方面。 本文利用ALTERA的一款高端FPGA芯片EP2S180F1508C3為核心,配合Silicon Image的專(zhuān)用HDMI接收芯片搭建了一個(gè)HDMI的接收顯示平臺(tái)。針對(duì)HDMI帶寬寬,數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn),使用了新型的DDR2 SDRAM作為視頻信號(hào)的輸入和輸出緩沖。在硬件板級(jí)設(shè)計(jì)上,針對(duì)HDMI和DDR2的相關(guān)高速電路,采用了一系列的高速電路設(shè)計(jì)方法,有效的避免了信號(hào)的反射,串?dāng)_等不良現(xiàn)象。同時(shí)在對(duì)HDMI規(guī)范和DDR2 SDRAM時(shí)序規(guī)范的深入研究的基礎(chǔ)上,在ALTERA的開(kāi)發(fā)平臺(tái)QUARTUSII上編寫(xiě)了系統(tǒng)的頂層模塊和相關(guān)各功能子模塊,并仿真通過(guò)。 論文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面: 1、論文研究了最新的HDMI接口規(guī)范和新型存儲(chǔ)器件DDR2的時(shí)序規(guī)范。 2、論文搭建的整個(gè)系統(tǒng)相當(dāng)龐大,涉及到相關(guān)的規(guī)范、多種芯片的資料、各種工具軟件的使用、原理圖的繪制和PCB板的布局布線(xiàn),直至后期的編程仿真,花費(fèi)了作者大量的時(shí)間和精力。 3、論文首次使用FPGA來(lái)處理HDMI信號(hào)且直接驅(qū)動(dòng)顯示器件,區(qū)別于-般的ASIC方案。 4、論文對(duì)高速電路特別是的DDR2布局布線(xiàn),采用了一系列的專(zhuān)門(mén)措施,具有一定的借鑒價(jià)值。

    標(biāo)簽: FPGA HDMI 顯示系統(tǒng)

    上傳時(shí)間: 2013-07-28

    上傳用戶(hù):xiaoxiang

  • WCDMA下行鏈路同步的研究和FPGA實(shí)現(xiàn).rar

    同步技術(shù)在許多通訊系統(tǒng)中都是至關(guān)重要的,而WCDMA作為第三代移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)之一,對(duì)其同步算法進(jìn)行研究是非常必要的。FPGA在許多硬件實(shí)現(xiàn)中充當(dāng)了很重要的角色,所以研究如何在FPGA上實(shí)現(xiàn)同步算法是非常具有實(shí)際意義的。 本文討論了三步小區(qū)搜索的算法,仿真了其性能,并且對(duì)如何進(jìn)行算法的FPGA移植展開(kāi)了深入的討論。 本文對(duì)三步小區(qū)搜索的算法按照算法計(jì)算量和運(yùn)算速度的標(biāo)準(zhǔn)分別進(jìn)行了比較和討論,并以節(jié)省資源和運(yùn)行穩(wěn)定為前提進(jìn)行了FPGA移植。最終在主同步中提出了改進(jìn)型的PSC匹配濾波器算法,在FPGA上提出了采用指針型雙口RAM的實(shí)現(xiàn)方式;在輔同步中提出了改進(jìn)型PFHT算法并采用查表遍歷算法判決,在FPGA上提出了用綜合型邏輯方式來(lái)實(shí)現(xiàn);在導(dǎo)頻同步中采用了移位寄存器式擾碼生成算法,并引入了計(jì)分制判決算法。 與以往的WCDMA同步的FPGA實(shí)現(xiàn)相比,本文提出的實(shí)現(xiàn)方案巧妙地利用了FPGA的并行運(yùn)算結(jié)構(gòu),在XILINX的V4芯片上只用了500個(gè)slice就完成了整個(gè)小區(qū)搜索,最大限度地節(jié)省了資源,為小區(qū)搜索在FPGA中的模塊小型化提供了途徑。

    標(biāo)簽: WCDMA FPGA 下行鏈路

    上傳時(shí)間: 2013-08-05

    上傳用戶(hù):leileiq

  • 基于FPGA的視頻圖像處理系統(tǒng).rar

    隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,視頻圖像處理技術(shù)近年來(lái)得到極大的重視和長(zhǎng)足的發(fā)展,其應(yīng)用范圍主要包括數(shù)字廣播、消費(fèi)類(lèi)電子、視頻監(jiān)控、醫(yī)學(xué)成像及文檔影像處理等領(lǐng)域。當(dāng)前視頻圖像處理主要問(wèn)題是當(dāng)處理的數(shù)據(jù)量很大時(shí),處理速度慢,執(zhí)行效率低。而且視頻算法的軟件和硬件仿真和驗(yàn)證的靈活性低。 本論文首先根據(jù)視頻信號(hào)的處理過(guò)程和典型視頻圖像處理系統(tǒng)的構(gòu)成提出了基于FPGA的視頻圖像處理系統(tǒng)總體框圖;其次選擇視頻轉(zhuǎn)換芯片SAA7113,完成視頻圖像采集模塊的設(shè)計(jì),主要分三步完成:1)配置視頻轉(zhuǎn)換芯片的工作模式,完成視頻轉(zhuǎn)化芯片SAA7113的初始化:2)通過(guò)分析輸出數(shù)據(jù)流的格式標(biāo)準(zhǔn),來(lái)識(shí)別奇偶場(chǎng)信號(hào)、場(chǎng)消隱信號(hào)和有效行數(shù)據(jù)的開(kāi)始和結(jié)束信號(hào)三種控制信號(hào),并根據(jù)控制信號(hào),用Verilog硬件描述語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的采集;3)分析SRAM的讀寫(xiě)控制時(shí)序,采用兩塊SRAM完成圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。然后編寫(xiě)軟件測(cè)試文件,在ISE Simulator仿真環(huán)境進(jìn)行程序測(cè)試與運(yùn)行,并分析仿真結(jié)果,驗(yàn)證了數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)的正確性;最后,對(duì)常用視頻圖像算法的MATLAB仿真,選擇適當(dāng)?shù)乃阕樱捎霉ぞ進(jìn)ATLAB、System Generator for DSP和ISE,利用模塊構(gòu)建方式,搭建視頻算法平臺(tái),實(shí)現(xiàn)圖像平滑濾波、銳化濾波算法,在Simulink中仿真并自動(dòng)生成硬件描述語(yǔ)言和網(wǎng)表,對(duì)資源的消耗做簡(jiǎn)要分析。 本論文的創(chuàng)新點(diǎn)是采用新的開(kāi)發(fā)環(huán)境System Generator for DSP實(shí)現(xiàn)視頻圖像算法。這種開(kāi)發(fā)視頻圖像算法的方式靈活性強(qiáng)、設(shè)計(jì)周期短、驗(yàn)證方便、是視頻圖像處理發(fā)展的必然趨勢(shì)。

    標(biāo)簽: FPGA 視頻圖像 處理系統(tǒng)

    上傳時(shí)間: 2013-05-20

    上傳用戶(hù):fudong911

  • FPGA芯片關(guān)鍵電路設(shè)計(jì).rar

    現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)器件是能通過(guò)對(duì)其進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)具有用戶(hù)規(guī)定功能的電路,特別適合集成電路的新品開(kāi)發(fā)和小批量ASIC電路的生產(chǎn)。近幾年來(lái),F(xiàn)PGA的發(fā)展非常迅速,但目前國(guó)內(nèi)廠商所使用的FPGA芯片主要還是從國(guó)外進(jìn)口,這種狀況除了給生產(chǎn)廠家?guī)?lái)很大的成本壓力以外,同時(shí)也影響到國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)的保密和安全問(wèn)題,因此在國(guó)內(nèi)自主研發(fā)FPGA便成為一種必然的趨勢(shì)。 基于上述現(xiàn)實(shí)狀況及國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的巨大需求,中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第58研究所近年來(lái)對(duì)FPGA進(jìn)行了專(zhuān)項(xiàng)研究,本論文正是作為58所專(zhuān)項(xiàng)的一部分研究工作的總結(jié)。本文深入研究了FPGA的相關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù),并進(jìn)行了實(shí)際的FPGA器件設(shè)計(jì),研究工作的重點(diǎn)是在華潤(rùn)上華(CSMC)0.5μm標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行具有6000有效門(mén)的FPGA的電路設(shè)計(jì)與仿真。 論文首先闡述了可編程邏輯器件的基本結(jié)構(gòu),就可編程邏輯器件的發(fā)展過(guò)程及其器件分類(lèi),對(duì)可編程只讀存儲(chǔ)器、現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列、可編程陣列邏輯、通用邏輯陣列和復(fù)雜PLD等的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了討論。接著討論了FPGA的基本結(jié)構(gòu)與分類(lèi)及它的編程技術(shù),另外還闡述了FPGA的集成度和速率等相關(guān)問(wèn)題。并根據(jù)實(shí)際指標(biāo)要求確定本文研究目標(biāo)FPGA的基本結(jié)構(gòu)和它的編程技術(shù),在華潤(rùn)上華0.5μm標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝的基礎(chǔ)上,進(jìn)行一款FPGA芯片的設(shè)計(jì)研究工作。進(jìn)行了可編程邏輯單元的基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),并用CMOS邏輯和NMOS傳輸管邏輯實(shí)現(xiàn)了函數(shù)發(fā)生器、快速進(jìn)位鏈和觸發(fā)器的電路設(shè)計(jì),并對(duì)其進(jìn)行了仿真,達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。

    標(biāo)簽: FPGA 芯片 電路設(shè)計(jì)

    上傳時(shí)間: 2013-08-01

    上傳用戶(hù):baitouyu

  • 基于實(shí)時(shí)鐘芯片的電子萬(wàn)年歷的設(shè)計(jì).zip

    芯片資料,時(shí)鐘芯片的相關(guān)資料,希望大家多多指教,多多交流。

    標(biāo)簽: zip 時(shí)鐘芯片 電子萬(wàn)年歷

    上傳時(shí)間: 2013-06-25

    上傳用戶(hù):天誠(chéng)24

  • 基于FPGA的數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)的研究.rar

    目前,數(shù)字信號(hào)處理廣泛應(yīng)用于通信、雷達(dá)、聲納、語(yǔ)音與圖像處理等領(lǐng)域,信號(hào)處理算法理論己趨于成熟,但其具體硬件實(shí)現(xiàn)方法卻值得探討。FPGA是近年來(lái)廣泛應(yīng)用的超大規(guī)模、超高速的可編程邏輯器件,由于其具有高集成度、高速、可編程等優(yōu)點(diǎn),大大推動(dòng)了數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的單片化、自動(dòng)化,縮短了單片數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期、提高了設(shè)計(jì)的靈活性和可靠性,在超高速信號(hào)處理和實(shí)時(shí)測(cè)控方面有非常廣泛的應(yīng)用。本文對(duì)FPGA的數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)進(jìn)行研究,基于FPGA在數(shù)據(jù)采樣控制和信號(hào)處理方面的高性能和單片系統(tǒng)發(fā)展的新熱點(diǎn),把FPGA作為整個(gè)數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的控制核心。主要研究?jī)?nèi)容如下: FPGA的單片系統(tǒng)研究。針對(duì)數(shù)據(jù)采集與處理,對(duì)FPGA進(jìn)行選型,設(shè)計(jì)了基于FPGA的單片系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。把整個(gè)控制系統(tǒng)分為三個(gè)部分:多通道采樣控制模塊,數(shù)據(jù)處理模塊,存儲(chǔ)控制模塊。 多通道采樣控制模塊的設(shè)計(jì)。利用4片AD7506和一片AD7862對(duì)64路模擬量進(jìn)行周期采樣,分別設(shè)計(jì)了通道選擇控制模塊和A/D轉(zhuǎn)換控制模塊,并進(jìn)行了仿真,完成了基于FPGA的多通道采樣控制。 數(shù)據(jù)處理模塊的設(shè)計(jì)。FFT算法在數(shù)字信號(hào)處理中占有重要的地位,因此本文研究了FFT的硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu),提出了用FPGA實(shí)現(xiàn)FFT的一種設(shè)計(jì)思想,給出了總體實(shí)現(xiàn)框圖。分別設(shè)計(jì)了旋轉(zhuǎn)因子復(fù)數(shù)乘法器,碟形運(yùn)算單元,存儲(chǔ)器,控制器,并分別進(jìn)行了仿真。重點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了FFT算法中的蝶形處理單元,采用了一種高效乘法器算法設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了蝶形處理單元中的旋轉(zhuǎn)因子乘法器,從而提高了蝶形處理器的運(yùn)算速度,降低了運(yùn)算復(fù)雜度。理論分析和仿真結(jié)果表明,狀態(tài)機(jī)控制器成功地對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行了有序、協(xié)調(diào)的控制。 存儲(chǔ)控制模塊的設(shè)計(jì)。利用閃存芯片K9K1G08UOA對(duì)采集處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ),設(shè)計(jì)了FPGA與閃存的硬件連接,設(shè)計(jì)了存儲(chǔ)控制模塊。 本文對(duì)FFT算法的硬件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究,結(jié)合單片系統(tǒng)的特點(diǎn),把整個(gè)系統(tǒng)分為多通道采樣控制模塊,數(shù)據(jù)處理模塊,存儲(chǔ)控制模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真。設(shè)計(jì)采用VHDL編寫(xiě)程序的源代碼。仿真測(cè)試結(jié)果表明,此FPGA單片系統(tǒng)可完成對(duì)實(shí)時(shí)信號(hào)的高速采集與處理。

    標(biāo)簽: FPGA 數(shù)據(jù)采集 處理技術(shù)

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

    上傳用戶(hù):362279997

  • H.264幀內(nèi)預(yù)測(cè)算法優(yōu)化及幾個(gè)重要模塊的FPGA實(shí)現(xiàn).rar

    H.264作為新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn),相比上一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)MPEG2,在相同畫(huà)質(zhì)下,平均節(jié)約64﹪的碼流。該標(biāo)準(zhǔn)僅設(shè)定了碼流的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)和解碼器結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)靈活性極大,其規(guī)定了三個(gè)檔次,每個(gè)檔次支持一組特定的編碼功能,并支持一類(lèi)特定的應(yīng)用,因此。H.264的編碼器的設(shè)計(jì)可以根據(jù)需求的不同而不同。 H.264雖然具有優(yōu)異的壓縮性能,但是其復(fù)雜度卻比一般編碼器高的多。本文對(duì)H.264進(jìn)行了編碼復(fù)雜度分析,并統(tǒng)計(jì)了整個(gè)軟件編碼中計(jì)算量的分布。H.264中采用了率失真優(yōu)化算法,提高了幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼的效率。在該算法下進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)時(shí),為了得到一個(gè)宏塊的預(yù)測(cè)模式,需要進(jìn)行592次率失真代價(jià)計(jì)算。因此為了降低幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式選擇的計(jì)算復(fù)雜度,本文改進(jìn)了幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式選擇算法。實(shí)踐證明,在PSNR值的損失可以忽略不計(jì)的情況下,該算法相比原算法,幀內(nèi)編碼時(shí)間平均節(jié)約60﹪以上,對(duì)編碼的實(shí)時(shí)性有較大幫助。 為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)編碼,考慮到FPGA的高效運(yùn)算速度和使用靈活性,本文還研究了H.264編碼器基本檔次的FPGA實(shí)現(xiàn)。首先研究了H.264編碼器硬件實(shí)現(xiàn)架構(gòu),并對(duì)影響編碼速度,且具有硬件實(shí)現(xiàn)優(yōu)越性的幾個(gè)重要部分進(jìn)行了算法研究和FPGA.實(shí)現(xiàn)。本文主要研究了H.264編碼器中整數(shù)DCT變換、量化、Zig-Zag掃描、CAVLC編碼以及反量化、逆整數(shù)DCT變換等部分。分別對(duì)這些模塊進(jìn)行了綜合和時(shí)序仿真,并將驗(yàn)證后通過(guò)的系統(tǒng)模塊下載到Xilinx virtex-Ⅱ Pro的FPGA中,進(jìn)行了在線(xiàn)測(cè)試,驗(yàn)證了該系統(tǒng)對(duì)輸入的殘差數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)壓縮編碼的功能。 本文對(duì)H.264編碼器幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式選擇算法的改進(jìn),算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,對(duì)軟件編碼的實(shí)時(shí)性有很大幫助。本文對(duì)在單片F(xiàn)PGA上實(shí)現(xiàn)H.264編碼器做出了探索性嘗試,這對(duì)H.264編碼器芯片的設(shè)計(jì)有著積極的借鑒性。

    標(biāo)簽: FPGA 264 幀內(nèi)預(yù)測(cè)

    上傳時(shí)間: 2013-06-13

    上傳用戶(hù):夜月十二橋

  • 視頻格式轉(zhuǎn)換算法研究及FPGA實(shí)現(xiàn)——去隔行、幀頻轉(zhuǎn)換、分辨率變換.rar

    在當(dāng)今的廣播系統(tǒng)中,絕大部分的視頻信號(hào)是隔行采樣的。采用這種掃描格式,能夠大幅度地減少視頻的帶寬,但也會(huì)引起彩色爬行、畫(huà)面閃爍、邊緣模糊及鋸齒等現(xiàn)象。這種缺陷經(jīng)人尺寸屏幕放大后就更加明顯。為改善畫(huà)面的視覺(jué)效果,去隔行技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。同時(shí),視頻信號(hào)本身的低幀頻也會(huì)導(dǎo)致行抖動(dòng)、線(xiàn)爬行以及大面積閃爍等視覺(jué)效果上的缺陷。增加掃描頻率會(huì)把這些視覺(jué)缺陷搬移到人眼不敏感的高頻區(qū)域上去從而產(chǎn)生較好的主觀圖象質(zhì)量。而為了適應(yīng)不同顯示終端以及對(duì)圖像大小變化的要求就必須對(duì)原始信號(hào)分辨率即每幀行數(shù)和每行像素?cái)?shù)進(jìn)行變換。因此去隔行、幀頻轉(zhuǎn)換、分辨率變換成為視頻格式轉(zhuǎn)換的基本內(nèi)容。 FPGA 的出現(xiàn)是VLSI技術(shù)和EDA技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。FPGA器件集成度高、體積小,具有通過(guò)用戶(hù)編程實(shí)現(xiàn)專(zhuān)門(mén)應(yīng)用的功能。它允許電路設(shè)計(jì)者利用基于計(jì)算機(jī)的開(kāi)發(fā)平臺(tái),經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)輸入、仿真、測(cè)試和校驗(yàn),直到達(dá)到預(yù)期的結(jié)果。使用FPGA器件可以大大縮短系統(tǒng)的研制周期,減少資金投入。另外采用FPGA器件可以將原來(lái)的電路板級(jí)產(chǎn)品集成芯片級(jí)產(chǎn)品,從而降低了功耗,提高了可靠性,同時(shí)還可以很方便的對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行在線(xiàn)修改。 該文在介紹了視頻格式轉(zhuǎn)換中的主要算法后,重點(diǎn)對(duì)去隔行、幀頻轉(zhuǎn)換、分辨率變換的FPGA綜合實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行了由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的深入研究,分別給出了最簡(jiǎn)解決方案、基于非線(xiàn)性算法的解決方案和基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)慕鉀Q方案。最簡(jiǎn)解決方案利用線(xiàn)性算法將去隔行,幀頻轉(zhuǎn)換,分辨率變換三項(xiàng)處理同時(shí)實(shí)現(xiàn),達(dá)到FPGA內(nèi)部資源和外部RAM耗用量都為最小的要求,是后續(xù)復(fù)雜方案的基礎(chǔ)。其中去隔行采用場(chǎng)合并方式,幀頻轉(zhuǎn)換采用幀重復(fù)方式,分辨率變換采用均勻插值方式。基于非線(xiàn)性算法的解決方案中加入了對(duì)靜止區(qū)域的判斷,靜止區(qū)域的輸出像素值直接選用相應(yīng)位置的已存輸入數(shù)據(jù),非靜止區(qū)域的輸出像素值通過(guò)對(duì)已存輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行非線(xiàn)性運(yùn)算得出。基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)慕鉀Q方案在對(duì)靜止區(qū)域進(jìn)行判斷和處理的基礎(chǔ)上,對(duì)欲生成的變頻后的場(chǎng)間插值幀進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì),根據(jù)運(yùn)動(dòng)矢量得出非靜止區(qū)域的輸出像素值。其中為求得輸入場(chǎng)間相應(yīng)時(shí)間位置上的插值幀輸出數(shù)據(jù),該方案采用了自定義的前后向塊匹配運(yùn)動(dòng)估計(jì)方式,通過(guò)對(duì)三步搜索算法的高效實(shí)現(xiàn),將SAD 值進(jìn)行比較得出運(yùn)動(dòng)矢量。

    標(biāo)簽: FPGA 視頻格式轉(zhuǎn)換 算法研究

    上傳時(shí)間: 2013-07-19

    上傳用戶(hù):米卡

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