在當今的廣播系統中,絕大部分的視頻信號是隔行采樣的。采用這種掃描格式,能夠大幅度地減少視頻的帶寬,但也會引起彩色爬行、畫面閃爍、邊緣模糊及鋸齒等現象。這種缺陷經人尺寸屏幕放大后就更加明顯。為改善畫面的視覺效果,去隔行技術應運而生。同時,視頻信號本身的低幀頻也會導致行抖動、線爬行以及大面積閃爍等視覺效果上的缺陷。增加掃描頻率會把這些視覺缺陷搬移到人眼不敏感的高頻區域上去從而產生較好的主觀圖象質量。而為了適應不同顯示終端以及對圖像大小變化的要求就必須對原始信號分辨率即每幀行數和每行像素數進行變換。因此去隔行、幀頻轉換、分辨率變換成為視頻格式轉換的基本內容。 FPGA 的出現是VLSI技術和EDA技術發展的結果。FPGA器件集成度高、體積小,具有通過用戶編程實現專門應用的功能。它允許電路設計者利用基于計算機的開發平臺,經過設計輸入、仿真、測試和校驗,直到達到預期的結果。使用FPGA器件可以大大縮短系統的研制周期,減少資金投入。另外采用FPGA器件可以將原來的電路板級產品集成芯片級產品,從而降低了功耗,提高了可靠性,同時還可以很方便的對設計進行在線修改。 該文在介紹了視頻格式轉換中的主要算法后,重點對去隔行、幀頻轉換、分辨率變換的FPGA綜合實現方案進行了由簡單到復雜的深入研究,分別給出了最簡解決方案、基于非線性算法的解決方案和基于運動補償的解決方案。最簡解決方案利用線性算法將去隔行,幀頻轉換,分辨率變換三項處理同時實現,達到FPGA內部資源和外部RAM耗用量都為最小的要求,是后續復雜方案的基礎。其中去隔行采用場合并方式,幀頻轉換采用幀重復方式,分辨率變換采用均勻插值方式。基于非線性算法的解決方案中加入了對靜止區域的判斷,靜止區域的輸出像素值直接選用相應位置的已存輸入數據,非靜止區域的輸出像素值通過對已存輸入數據進行非線性運算得出。基于運動補償的解決方案在對靜止區域進行判斷和處理的基礎上,對欲生成的變頻后的場間插值幀進行運動估計,根據運動矢量得出非靜止區域的輸出像素值。其中為求得輸入場間相應時間位置上的插值幀輸出數據,該方案采用了自定義的前后向塊匹配運動估計方式,通過對三步搜索算法的高效實現,將SAD 值進行比較得出運動矢量。
上傳時間: 2013-07-19
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21世紀高等院校規劃教材 ? 第1章緒論 ? 第2章TMS320C54x數字信號處理器硬件結構 ? 第3 章TMS320C54x 的數據尋址方式 ? 第4章TMS320C54x匯編指令系統 ? 第5章TMS320C54x軟件開發 ? 第6章CCS集成開發環境 ? 第7章匯編語言程序設計 ? 第8章TMS320C54x片內外設及應用實例
標簽: DSP
上傳時間: 2013-08-05
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建立在數據率轉換技術之上的寬帶數字偵察接收機要求能夠實現高截獲概率、高靈敏度、近乎實時的信號處理能力。雙信號數據率轉換技術是寬帶數字偵察接收機關鍵技術之一,是解決寬帶數字接收機中前端高速ADC采樣的高速數據流與后端DSP處理速度之間瓶頸問題的可行方案。測頻技術以及帶通濾波,即寬帶數字下變頻技術,是實現數據率轉換系統的關鍵技術。本文首先介紹了寬帶數字偵察接收關鍵技術之一的數據率轉換技術,著重研究了快速、高精度雙信號測頻算法以及實驗系統硬件實現。論文主要工作如下: (1)分析了現代電子偵察環境下的信號特征,指出寬帶數字接收機必須滿足寬監視帶寬、流水作業以及近實時的響應時間。給出了一種頻率引導式的數字接收機方案,簡要介紹這種接收機的關鍵技術——快速、高精度頻率估計以及高效的數據率轉換。 (2)介紹了FFT技術在測頻算法中的應用,比較了FFT專用芯片及其優點和缺點,指出為了滿足實時處理要求,必須選用FPGA設計FFT模塊。 (3)在分析常規的插值算法基礎上,提出了一種單信號的快速插值頻率估計方法,只需三個FFT變換系數的實部構造頻率修正項,計算量低。該方法具有精度高、測頻速率快的特點。 (4)基于DFT理論和自相關理論,提出了結合FFT和自相關的雙信號頻率估計算法。該方法先用DFT估計其中一個信號的頻率和幅度,以此頻率對信號解調并對消該頻率成分,最后利用自相關理論估計出另一個信號的頻率。 (5)基于DFT理論和FFT技術,研究了信號平方與FFT結合的雙信號頻率估計算法。根據信號中兩頻率分量的幅度比,只需一次一維平方信號譜峰搜索,就可以得到雙信號的和頻與差頻分量的估計值,并利用插值技術提高測頻精度。該算法能夠精確地估計頻率間隔小的雙信號頻率,且容易地擴展到復信號,FPGA硬件實現容易。 (6)基于現代譜分析理論,研究了基于AR(2)模型的雙信號頻率估計算法。方法在利用AR(2)模型系數估計雙正弦信號頻率之和的同時,利用FFT快速測頻算法估計其中強信號分量的頻率值。算法仿真驗證和性能分析表明了提出的算法能快速高精度地估計雙信號頻率。 (7)給出了基于頻譜重心算法的雷達雙信號頻率估計的FPGA硬件實現架構,并進行了時序仿真。 (8)討論了雙信號帶寬匹配接收系統的硬件設計方案,給出了快速測頻及帶寬估計模塊設計。
上傳時間: 2013-06-02
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本項目完成的是中國地面數字電視融合方案發端系統的FPGA設計與實現。采用Stratix系列的EP1S80F1020C5FPGA為基礎構建了主硬件處理平臺。系統中能量擴散、LDPC編碼、符號交織、星座映射、同步PN頭插入、3780點IFFTOFDM調制以及信號成形4倍插值滾降濾波器等都是基于FPGA硬件設計實現的。本文首先介紹了數字電視的發展現狀,融合方案發端系統的整體結構以及FPGA設計的相關知識。第三章重點、詳細地介紹了基于FPGA的融合方案發端系統除LDPC編碼部分的各個模塊的具體實現,并對級連后的整個系統的性能進行了仿真、分析和驗證。第四章簡要介紹了與融合方案發端系統結構類似的一個窄帶LDPC解碼-誤碼測試實驗平臺發端的FPGA設計,并對該測試平臺的性能進行了分析驗證。我在項目中完成的工作主要有: 1.閱讀相關文獻資料,了解中國地面數字電視融合方案的整體結構和原理。 2.制定了整個發端系統FPGA實現的框架以及各模塊的接口定義。 3.完成了3780點IFFTOFDM的FPGA設計和驗證。 4.完成了4倍插值169階滾降濾波器的算法改進和FPGA設計與驗證。 5.完成了整個融合方案系統的功能仿真、分析和驗證。 6.完成了窄帶LDPC解碼-誤碼測試實驗平臺發端的FPGA設計以及仿真、驗證。
上傳時間: 2013-07-05
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模糊控制是智能控制的重要組成部分,它能對那些不能建立精確數學模型的場合進行有效的控制;近年來,FPGA及EDA技術發展迅速。本論文就是要結合這兩種先進技術,在一塊FPGA芯片上實現一個雙輸入單輸出的模糊控制器,并嘗試將ADC和DAC集成在該芯片中,以簡化系統設計。 首先闡述了模糊控制的理論基礎,重點介紹了雙輸入單輸出的模糊控制算法;然后在簡單介紹FPGA結構和VHDL語言的基礎上,采用自項向下的設計方法,應用主流EDA工具進行模糊控制各模塊的設計,并對每個模塊進行仿真;最后將各模塊組成一完整的模糊控制器,在EDA工具上進行仿真驗證和編程下載,并用一個溫度控制實驗驗證了控制器的功能,證明該控制器滿足一般控制應用的要求。 本論文是以VHDL和FPGA為代表的現代數字系統設計技術在智能控制領域應用的一個嘗試,拓寬了模糊控制器的實現形式,相比于傳統的以單片機為載體的模糊控制器,在系統的簡單性、實時性和經濟性方面都有顯著的增強,是一種值得采用的方法。 由于在算法的處理上采取了一定的簡化,所以損失了一定的精度。今后可以在算法上進行完善,設計出高精度的模糊控制器。
上傳時間: 2013-06-07
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Turbo碼是一類并行級聯的系統卷積碼,它是在綜合級聯碼、最大后驗概率(MAP)譯碼、軟輸入軟輸出及迭代譯碼等理論基礎上的一種創新。Turbo碼的基本原理是通過對編碼器結構的巧妙設計,多個子碼通過交織器隔離進行并行級聯編碼輸出,增大了碼距。譯碼器則以類似內燃機引擎廢氣反復利用的機理進行迭代譯碼以反復利用有效信息流,從而獲得卓越的糾錯能力。計算機仿真表明,Turbo碼不但在加性高斯噪聲信道下性能優越,而且具有很強的抗衰落、抗干擾能力,當交織長度足夠長時,其糾錯性能接近香農極限。 FPGA(FieldProgrammableGateArray),即現場可編程門陣列,是在PAL、GAL、EPLD等可編程器件的基礎上進一步發展的產物。FPGA技術具有大規模、高集成度、高可靠性、設計周期短、投資小、靈活性強等優點,逐步成為復雜數字硬件電路設計的理想選擇。 本論文以東南大學移動通信實驗室B3G課題組提出的“支持多天線的廣義多載波無線傳輸技術”(MIMO-GMC)為背景,分析了Turbo譯碼算法,并針對MIMO-GMC系統的迭代接收機中所采用的外信息保留和聯合檢測譯碼迭代的特點,完成了采用滑動窗Log-MAP算法的軟輸入、軟輸出的Turbo譯碼器的設計。整個譯碼器模塊的設計采用Verilog語言描述,并在VirtexⅡPro系列FPGA芯片上實現。
上傳時間: 2013-04-24
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基于電子鼻技術和嵌入式技術的智能乙醇電子鼻系統是針對乙醇氣體濃度檢測的集成系統,可以在規定的溫度、濕度和氣壓條件下,分析測量出氣體中乙醇含量,具有廣闊的應用前景。本文中智能乙醇電子鼻系統的研制涉及到測量人體肺深部氣體中的乙醇含量,即呼出氣體中的乙醇含量BrA.(breat.alcoho.concentration),然后根據比例關系得出人體血液中的乙醇含量BAC(bloo.alcoho.concentration),本文的研究內容如下: 第一章提出了課題來源及研究意義;在此基礎上分析電子鼻技術和嵌入式技術的國內外研究現狀,涉及到乙醇電子鼻、氣敏傳感器,以及嵌入式操作系統等技術;然后根據這些技術特點,確定了本文的研究內容和實施路線;最后,給出了論文的框架結構。 第二章分析系統需求,結合嵌入式技術理論,確定系統硬件方案和軟件方案;在硬件方案中涉及到信息的處理、存儲、通信等,在軟件方案中涉及到嵌入式操作系統、文件系統、GUI系統的選擇;對于乙醇電子鼻傳感器方案,詳細論述了乙醇燃料電池的工作過程及原理;最后,制定了智能乙醇電子鼻系統的總體技術及實施方案。 第三章著重闡述了系統的硬件設計過程,采用模塊化思想,分階段、分步驟地設計了硬件電路:分別從中央處理單元、信息采集及預處理、數據顯示及報警、數據通信、數據存儲、人機交互這六個方面,詳細描述了硬件電路的工作過程和原理;至此,搭建出了硬件平臺。 第四章主要描述了系統的軟件設計過程,按照軟件開發的流程,從系統引導代碼BootLoader的編寫,到嵌入式操作系統μClinux的移植,再到文件系統JFFS2的移植,最后到MiniGUI圖形庫的移植,都一一詳細論述了實現過程;至此,搭建出了系統的軟件平臺。 第五章基于搭建的軟件平臺,闡述了系統相關驅動程序的開發過程、操作界面和應用程序的設計過程,給出了系統的界面圖與操作流程圖,明確體現了系統的功能模塊;至此,完成了智能乙醇電子鼻系統的驅動及應用程序開發。 第六章和第七章,針對智能乙醇電子鼻系統的測試分析,搭建了系統測試平臺,指定了符合本系統的測試指標及標準;對測試結果進行詳細分析和對比,得出了系統性能的評價。根據這些評價,提出了系統的不足和今后要進一步研究和完善的方面。關鍵詞:乙醇電子鼻;嵌入式系統;燃料電池;ARM;μCLinux操作系統
上傳時間: 2013-07-24
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隨著我國工農業生產的發展和人民生活水平的提高,作為國民經濟基礎之一的電力行業取得了迅猛的發展,電力系統輸配電的安全性和可靠性也越來越受到電力系統運行、管理和科研人員的關注。輸電線路的各種事故是影響電力線路安全運行的重要因素之一。本文正是在這一前提下,在參考國內外大量文獻及研究成果的基礎上,設計實現了一套輸電線路綜合在線監測系統。 本文研制的輸電線路在線監測終端通過測量線路的泄漏電流、分布電壓、氣候參數以及圖像信息,并將數據進行采集、處理后,將數據發送到后臺監控中心,達到對輸電線路運行狀況進行實時監測的目的,并以此為依據給出線路的評估信息提供給電力部門作為其安排檢修的依據,可以大大減少電力部門的工作量并預防線路事故的發生。 針對本系統功能豐富、監測參數眾多的特點,作者設計了基于ARM的數據采集與傳輸系統。通過對ARM資源的合理分配,實現了監測終端的數據采集處理功能。終端的數據傳輸功能由ARM和無線傳輸模塊配合完成,實現了GPRS和GSM SMS兩種數據傳輸方式。 本文是對輸電線路綜合在線監測終端數據采集與傳輸系統設計和研究工作的總結,本文內容主要偏重于監測終端硬件和軟件的研究設計。論文在最后一部分對運行得到的數據也進行了分析、總結。 本文研制的輸電線路綜合監測終端已在在幾條高壓輸電線路上掛網運行,運行結果表明系統各方面性能良好,滿足設計要求。
上傳時間: 2013-07-20
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旅客列車是人們出行的重要交通工具之一,隨著我國國民經濟的發展,信息化時代的到來,車輛能否安全運行已經成為人們關注的焦點。在高速狀態下列車車輛能否安全地停下來是安全運行的一個關鍵,在車輛方面上就是解決制動問題。在這樣的前提下,對車輛制動系統的研究就顯得必然和重要。 本次設計的任務是實時監測列車車輛的運行速度,并根據車輛制動狀態,自動控制車輛的制動系統,實現車輛的制動安全防護。所以本次設計設計了一種基于ARM——高性能嵌入式微處理器、CPLD——新型高性能可編程邏輯器件、CAN總線——有效支持分布/實時控制的串行通信網絡和μC/OS-II操作系統的車輛制動自動監控系統。文中介紹了車輛制動控制原理、對系統進行了總體的方案設計,介紹了嵌入式系統開發的原理及設計方法,著重講解了以Samsung公司32位嵌入式微處理器S3C44BOX為核心的系統軟硬件設計方案,并開發了基于μC/OS-II操作系統的應用程序。 應用程序模塊主要包括遠程通訊模塊、數據采集模塊、數據處理與傳輸模塊、部件壽命記錄模塊、故障參數監視和報警模塊。遠程通訊模塊將車輛制動狀態以CAN總線的通訊方式上傳給機車控制室主機;數據采集模塊由具有高速邏輯處理能力的CPLD自動實現數據采集及電平轉換,ARM控制數據采集的啟動和采集結束后對數據的處理或傳輸;在部件壽命記錄模塊中電磁閥的動作次數、通電使用時間和總時間以及各傳感器的通電時間和使用總時間可每隔一段時間記錄下來,掉電后也不會丟失,可以作為故障發生、診斷、排除和維護的數據依據。 在實驗室及模擬實驗臺上經過多次軟、硬件結合的調試改進過程,本次設計基本上實現了車輛制動自動監控系統的功能,制動缸壓力的控制特性及控制精度得到了有效的提高,在實驗室調試中實現了車輛制動系統的故障檢測和報警及部件的壽命記錄等功能,驗證了設計方案的可行性及合理性,達到了預期的設計效果。
上傳時間: 2013-07-17
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本文設計一個智能時鐘日歷溫度計,要求既能掌握時間又能了解天氣溫度的變化,方便又適用的智能時鐘日歷溫度計是以單片機(AT89C51)為核心,使用溫度采集芯片DS18B20來對當時室溫進行采集,通過液晶屏TS1602-1來顯示,DS12C887時鐘芯片來讀取時間。時鐘芯片需要初始化進行啟動,設置初值后不用再反復設置,并且可以準確顯示年、月、日、時、分、秒,少于31天的月份自動地調整,包括閏年補償,還可以設置鬧鈴并通過蜂鳴器鳴報來提示,電路安裝四個按鍵來控制溫度及時間的修改,通過選擇鍵分別對要修改的值進行修改
上傳時間: 2013-04-24
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