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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(huì)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(chǔ)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(chǔ)容量和傳輸帶寬，它的研究對(duì)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(huì)(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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(tái)。 (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

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ARM嵌入式系統(tǒng)在家用通信平臺(tái)中的應(yīng)用與研究

智能家庭信息系統(tǒng)是集自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)于一體的“3C”系統(tǒng)，它將各種家電產(chǎn)品結(jié)合成一個(gè)有機(jī)整體，實(shí)現(xiàn)了對(duì)家電設(shè)備進(jìn)行集中或異地控制和管理，以及能夠與外界進(jìn)行信息交互，以控制終端為突破口作為對(duì)家庭信息系統(tǒng)的研究，將有可能在以后的競爭中占據(jù)制高點(diǎn)，取得良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。 本課題開發(fā)的智能家庭信息系統(tǒng)是以實(shí)際項(xiàng)目為背景，對(duì)基于網(wǎng)絡(luò)的嵌入式家庭信息系統(tǒng)進(jìn)行了研究。通過對(duì)傳統(tǒng)智能家居的特點(diǎn)進(jìn)行分析，指出了目前市場上的智能家居系統(tǒng)的局限性，提出了基于短距無線網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代智能家居系統(tǒng)是將來的發(fā)展趨勢。 接著對(duì)智能家居控制的系統(tǒng)構(gòu)架以及相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析和比較，指出基于IEEE802.15.4的ZigBee技術(shù)是目前最適合無線家居控制系統(tǒng)的無線標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了深入研究。 論文充分考慮到家庭信息化網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀和家庭內(nèi)部各信息家電的互連、集中控制、遠(yuǎn)程訪問與控制的需求，以及低成本實(shí)現(xiàn)的實(shí)際需要，及設(shè)備互連對(duì)傳輸帶寬和使用靈活性等特點(diǎn)的需要，設(shè)計(jì)了以無線ZigBee技術(shù)組成家庭網(wǎng)絡(luò)體系總體結(jié)構(gòu)，避免了在家庭內(nèi)部布線的缺陷，且滿足了功耗低，成本低，網(wǎng)絡(luò)容量大等要求。 設(shè)計(jì)了新型無線通訊模塊，該模塊主控芯片采用8位低功耗微控制器ATMEGA64及CHIPCON公司推出的首款符合2.4 GHZ IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的射頻收發(fā)器CC2420來實(shí)現(xiàn)ZigBee模塊，它可以降低無線通訊的成本和提高無線通訊的可靠性，可以單獨(dú)使用，也可以嵌入其它設(shè)備。 論文采用了免費(fèi)、公開的linux操作系統(tǒng)，并給出了在Linux上的開發(fā)流程。 最后，論文具體分析了無線ZigBee協(xié)議、ZigBee組網(wǎng)技術(shù)以及它們在將來的廣泛應(yīng)用。深入地研究了HTTP超文本傳輸協(xié)議，設(shè)計(jì)了遠(yuǎn)程客戶端訪問和控制家用電器的界面，并給出了部分軟件設(shè)計(jì)流程圖。

標(biāo)簽： ARM 嵌入式系統(tǒng) 家 中的應(yīng)用

上傳時(shí)間： 2013-04-24

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電流互感器手冊

電流互感器的用途和基本結(jié)構(gòu)……………………………………………（2） 一、 電流互感器的用途……………………………………………………（2） 二、 電流互感器的容量……………………………………………………（6） 三、 電流互感器的基本結(jié)構(gòu)………………………………………………（8） 電流互感器的誤差和計(jì)算…………………………………………………（10）

標(biāo)簽： 電流互感器

上傳時(shí)間： 2013-04-24

上傳用戶：1670240556

FPGA用于160Gbs高速光纖通信系統(tǒng)中PMD補(bǔ)償?shù)难芯?/a>

標(biāo)簽： FPGA 160 Gbs PMD

上傳時(shí)間： 2013-04-24

上傳用戶：suxuan110425

基于FPGA的多路E1反向復(fù)用傳輸芯片的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

隨著電信數(shù)據(jù)傳輸對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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

上傳用戶：asdkin

基于FPGA的機(jī)載二次雷達(dá)硬件系統(tǒng)

二次雷達(dá)(Secondary Surveillance Radar)是民航空中管制(Air Traffic Control)和軍事敵我識(shí)別(Identification Friend or Foe)系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分,由于這兩個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域都要求很高的可靠性和穩(wěn)定性,因此,二次雷達(dá)一直是國內(nèi)外雷達(dá)信號(hào)處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn).傳統(tǒng)的機(jī)載二次雷達(dá)應(yīng)答器普遍采用中小規(guī)模集成電路和分立元件設(shè)計(jì),其穩(wěn)定性和可靠性差,實(shí)時(shí)處理能力也很有限,無法完成高密度、大容量的應(yīng)答.針對(duì)這些缺陷,本論文提出一種全新的應(yīng)答數(shù)字信號(hào)處理器硬件結(jié)構(gòu),即FPGA+DSP的混合結(jié)構(gòu).這種硬件體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是可靠性高,集成度高,通用性強(qiáng),適于模塊化設(shè)計(jì),處理速度快,能實(shí)時(shí)處理多個(gè)應(yīng)答信號(hào),以及進(jìn)行置信度分析和生成報(bào)表.此項(xiàng)目中,本文作者主要負(fù)責(zé)FPGA部分硬件設(shè)計(jì).FPGA主要完成雙通道數(shù)據(jù)采集、產(chǎn)生視頻信號(hào)和旁瓣抑制信號(hào)、計(jì)算當(dāng)前飛機(jī)相對(duì)本地接收天線的方位和距離、與DSP實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)、上傳報(bào)表等功能.論文詳細(xì)分析了接收機(jī)信號(hào)處理算法在FPGA中的硬件實(shí)現(xiàn)方案,在提高系統(tǒng)可靠性、堅(jiān)固性以及FPGA資源的合理利用方面做了深入的探討.同時(shí)給出不同層次關(guān)鍵模塊的HDL實(shí)現(xiàn)及其時(shí)序仿真結(jié)果.

標(biāo)簽： FPGA 機(jī)載 二次雷達(dá) 硬件系統(tǒng)

上傳時(shí)間： 2013-04-24

上傳用戶：西伯利亞狼

基于FPGA的視頻編碼器設(shè)計(jì)

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。

標(biāo)簽： FPGA 視頻編碼器

上傳時(shí)間： 2013-04-24

上傳用戶：xiangwuy

基于FPGA和DSP的紅外圖像預(yù)處理算法研究

隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，可編程邏輯器件取得了迅速的發(fā)展，其功能日益強(qiáng)大，F(xiàn)PGA內(nèi)部可用邏輯資源飛速增長，近來推出的FPGA都針對(duì)數(shù)字信號(hào)處理的特點(diǎn)做了特定設(shè)計(jì)，集成了存儲(chǔ)器、鎖相環(huán)（PLL）、硬件乘法器、DSP模塊等，通過使用各個(gè)公司提供的FPGA開發(fā)軟件使用硬件描述語言，可以實(shí)現(xiàn)特定的信號(hào)處理算法，如FFT、FIR等算法，為電子設(shè)計(jì)工程師提供了新的選擇。實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)采用FPGA+DSP的結(jié)構(gòu)來完成整個(gè)復(fù)雜的圖像處理算法。將圖像處理算法進(jìn)行分類，F(xiàn)PGA和DSP份協(xié)作發(fā)揮各自的長處，對(duì)于算法實(shí)現(xiàn)簡單、運(yùn)算量大、實(shí)時(shí)性高的這類處理過程由大容量高性能的FPGA實(shí)現(xiàn)，DSP則用來處理經(jīng)過預(yù)處理后的圖像數(shù)據(jù)，來運(yùn)行算法結(jié)構(gòu)復(fù)雜，乘加運(yùn)算多的算法。整個(gè)系統(tǒng)主要包括FPGA處理單元、DSP處理單元以及PCI接口通訊三個(gè)部分。主要取得的了以下的研究成果：（1）研究了FPGA的工作原理及應(yīng)用，完成了Stratix芯片的選型。設(shè)計(jì)了數(shù)字圖像處理板的電路原理圖和PCB設(shè)計(jì)圖。并對(duì)電路板進(jìn)行調(diào)試，工作正常。（2）完成了FPGA程序下載電纜的PCB電路設(shè)計(jì)，并調(diào)試成功，應(yīng)用到FPGA的調(diào)試下載配置中，取得了良好的實(shí)驗(yàn)與經(jīng)濟(jì)效果。（3）充分利用FPGA的設(shè)計(jì)開發(fā)軟件與工具，完成了中值濾波、形態(tài)學(xué)濾波和自適應(yīng)閾值的FPGA實(shí)現(xiàn)，并給出了詳細(xì)的實(shí)現(xiàn)過程。將算法下載到FPGA芯片，經(jīng)過試驗(yàn)調(diào)試，達(dá)到要求。（4）研究了PCI接口通訊的實(shí)現(xiàn)方式，選用PCI9054芯片實(shí)現(xiàn)通訊，完成PCI接口電路設(shè)計(jì)，經(jīng)過調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了中斷、DMA等方式，滿足了數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆＃?）學(xué)習(xí)了C6701DSP芯片的工作特性以及內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)，完成了DSP外圍存儲(chǔ)器的擴(kuò)展、時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生以及電源模塊等外圍電路的設(shè)計(jì)。

標(biāo)簽： FPGA DSP 紅外 圖像預(yù)處理

上傳時(shí)間： 2013-07-22

上傳用戶：Divine

基于FPGA和PCI總線的WCDMA信號(hào)采集卡的研制

　　本論文利用FPGA可編程邏輯器件和硬件描述語言Verilog，采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，開發(fā)了一款基于PCI總線的高速數(shù)據(jù)采集卡。本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，采用PLX公司生產(chǎn)的PLX9080作為PCI總線接口芯片。用4片每片容量為8MB的SDRAM作為數(shù)據(jù)采集的前端和PCI總線的數(shù)據(jù)緩沖。用ALTERA公司生產(chǎn)的Cyclone系列FPGA實(shí)現(xiàn)PCI接口芯片PLX9080的時(shí)序邏輯、對(duì)數(shù)據(jù)采集通道的前端控制以及對(duì)SDRAM的讀寫控制。　　在本論文將重點(diǎn)放在了用硬件描述語言Verilog進(jìn)行FPGA硬件邏輯編程上。本論文按照自頂向下的設(shè)計(jì)方法，詳細(xì)論述了PCI接口轉(zhuǎn)化電路模塊、SDRAM存儲(chǔ)片子讀寫控制電路模塊、FPGA內(nèi)部寄存器讀寫控制電路模塊以及用于RF端的自動(dòng)增益控制電路AGC模塊的設(shè)計(jì)。　　

標(biāo)簽： WCDMA FPGA PCI 總線

上傳時(shí)間： 2013-04-24

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基于ARMFPGA的高速信號(hào)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在圖像處理、航空航天、遙感測量、現(xiàn)代電子測試等很多領(lǐng)域，要求測試儀器設(shè)備能及時(shí)保存原始測試數(shù)據(jù)，用于事后數(shù)據(jù)分析和處理。同時(shí)前端探測器性能的提高，對(duì)于各種系統(tǒng)存儲(chǔ)容量、體積、造價(jià)、穩(wěn)定性等都提出了更高的要求。因此研制性能可靠、體積小、低成本的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)是十分必要的。 本文提出基于ARM嵌入式處理器+FPGA結(jié)構(gòu)的高速信號(hào)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)解決方案。進(jìn)行了信號(hào)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其特點(diǎn)是高性能、低成本、體積小。 文中利用了ARM處理器和FPGA可編程邏輯器件的特點(diǎn)，進(jìn)行了基于本方案的硬件設(shè)計(jì)，：FPGA軟件設(shè)計(jì)。敘述了PCB設(shè)計(jì)以及調(diào)試過程中需注意的問題。 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)以ARM和FPGA為平臺(tái)，ARM處理器采用了Samsung公司的S3C2410，F(xiàn)PGA采用Altera公司的EP2C8。硬件設(shè)計(jì)圍繞著核心芯片，進(jìn)行了電源設(shè)計(jì)和ARM和FPGA外圍電路設(shè)計(jì)。 ARM處理器實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的控制；FPGA作為協(xié)處理器實(shí)現(xiàn)了FIFO，一些接口、時(shí)序控制等，協(xié)助ARM采集數(shù)據(jù)。在FPGA中實(shí)現(xiàn)硬件電路簡化了外圍電路，使得設(shè)計(jì)靈活，開發(fā)調(diào)試方便，也提高了系統(tǒng)的可靠性。 系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)采用的是Linux，基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)的特點(diǎn)，分析了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。接著進(jìn)行了Linux平臺(tái)上基于Qt的用戶界面應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。 最后分析了系統(tǒng)測試結(jié)果，并指出存在的問題和改進(jìn)方法。

標(biāo)簽： ARMFPGA 高速信號(hào) 采集 存儲(chǔ)

上傳時(shí)間： 2013-07-10

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