未來的時代是信息時代,信息需要通過媒體來進行記錄、傳播和獲取。視頻數據的壓縮技術和解壓縮技術成了多媒體技術中的關鍵技術之一,本論文設計的芯片正是基于FPGA實現視頻編碼器的設計,主要面向于對音頻和視頻信號進行壓縮和解壓縮的廣泛場合。 本論文首先對FPGA技術做了介紹,主要從FPGA的結構和特點,闡述了FPGA設計的輸入、綜合、仿真、實現等,其次介紹了當今主流的視頻編碼標準,如H.263、H.264。本論文基于FPGA來實現視頻編碼,提出了視頻編解碼器系統設計方案,包括系統設計和模塊設計,最后,文章又提出了圖像預處理部分和運動估計部分的設計思想和實現步驟,其中的運動估計設計部分是整個論文的關鍵,以及通過仿真得到理想的結果。
上傳時間: 2013-06-28
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本文主要對數字下變頻器的FPGA實現方法進行了研究分析,重點完成了其主要模塊的設計驗證,最后進行了初步的系統級驗證。目標任務是利用FPGA實現一個單通道專用數字下變頻芯片,以目前得到廣泛應用的、代表單通道DDC器件領先水平的產品——美國Intersil公司的HSP50214B為設計目標,在整體結構和一些參數上參考了該芯片的設計。 本文在深入學習軟件無線電理論基礎、數字信號處理的相關等相關知識的基礎上,分析研究了基于FPGA的軟件無線電數字下變頻技術實現方法,設計實現的主要工作是設定整體系統方案、進行模塊劃分和接口定義;對各個設計中主要的相關算法進行分析比較,確定模塊的實現方式;運用FPGA的設計方法,完成數字下變頻器中NCO、CIC積分梳狀濾波抽取器和FIR濾波器等關鍵模塊分析設計、及其仿真等;最后在Altera公司的StratixII EP2S60的專用開發板上進行系統的初步調試與測試。由于系統的復雜性、時間和個人精力等因素,本文完成了模塊的邏輯設計及仿真驗證,系統總體的整合、仿真驗證還未徹底完成。但是已經得到驗證結果表明,此次的設計結構和思想是正確的,本人下一步需要做的工作就是完成系統整體的仿真和驗證,并將其功能加以完善。
上傳時間: 2013-04-24
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圖像增強技術是數字圖像處理領域中的一項重要內容,隨著數字圖像處理應用領域的不斷擴大,快速、實時圖像處理技術成為研究的熱點。超大規模集成電路技術的飛速發展為數字圖像實時處理技術提供了硬件基礎,尤其是FPGA(Field Programmable Gate Array,現場可編程門陣列)憑借其高速并行、可重配置的架構和基于查找表的獨特結構等優點使得在數字信號處理領域的應用持續上升。國內外,越來越多的實時圖像處理應用逐漸轉向FPGA平臺。 本文基于FPGA的圖像增強技術研究主要是針對空間域方法,這種方法是指在空間域內直接對像素灰度值進行運算處理,算法簡單并且存在并行性,非常適合于用硬件實現。FPGA可以靈活地實現并行、實時處理圖像數據,正是利用這一特點,本文提出了一種基于FPGA的圖像增強處理系統設計。該系統采用SOPC技術,完成圖像增強處理。文中給出了系統設計思路,并分析了該系統的結構及功能實現,說明了系統實現過程。其硬件平臺的核心部分是Altera公司Stratix系列的.FPGA EPlS40芯片,采用自頂向下的設計方法構造圖像增強處理功能模塊,利用硬件描述語言vHDL對圖像增強模塊進行電路描述,并進行設計優化、仿真,在生成系統配置文件后加載到FPGA上進行板級調試。完成了基于FPGA的圖像增強算法模塊的設計,重點設計實現了點運算增強處理模塊、中值濾波器模塊,并對中值濾波器進行了改進設計實現,采用FPGA完成了對圖像增強算法的硬件加速。
上傳時間: 2013-06-16
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近年來,隨著多媒體技術的迅猛發展,電子、計算機、通訊和娛樂之間的相互融合、滲透越來越多,而數字音頻技術則是應用最為廣泛的技術之一。MP3(MPEG-1 Audio LayerⅢ)編解碼算法作為數字音頻的解決方案,在便攜式多媒體產品中得到了廣泛流行。 在已有的便攜式MP3系統實現方案中,低速處理器與專用硬件結合的SOC設計方案結合了硬件實現方式和軟件實現方式的優點,具有成本低、升級容易、功能豐富等特點。IMDCT(反向改進離散余弦變換)是編解碼算法中一個運算量大調用頻率高的運算步驟,因此適于硬件實現,以降低處理器的開銷和功耗,來提高整個系統的性能。 本文首先闡述了MP3音頻編解碼標準和流程,以及IMDCT常用的各種實現算法。在此基礎上選擇了適于硬件實現的遞歸循環實現方法,并在已有算法的基礎上進行了改進,減小了所需硬件資源需求并保持了運算速度。接著提出了模塊總體設計方案,結合算法進行了實現結構的優化,并在EDA環境下具體實現,用硬件描述語言設計、綜合、仿真,且下載到Xilinx公司的VirtexⅡ系列xc2v1000FPGA器件中,在減小硬件資源的同時快速地實現了IMDCT,經驗證功能正確。
上傳時間: 2013-06-11
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隨著多媒體編碼技術的發展,視頻壓縮標準在很多領域都得到了成功應用,如視頻會議(H.263)、DVD(MPEG-2)、機頂盒(MPEG-2)等等,而網絡帶寬的不斷提升和高效視頻壓縮技術的發展使人們逐漸把關注的焦點轉移到了寬帶網絡數字電視(IPTV)、流媒體等基于傳輸的業務上來。帶寬的增加為流式媒體的發展鋪平了道路,而高效的視頻壓縮標準的出臺則是流媒體技術發展的關鍵。H.264/AVC是由國際電信聯合會和國際標準化組織共同發展的下一代視頻壓縮標準之一。新標準中采用了新的視頻壓縮技術,如多模式幀間預測、1/4像素精度預測、整數DCT變換、變塊尺寸運動補償、基于上下文的二元算術編碼(CABAC)、基于上下文的變長編碼(CAVLC)等等,這些技術的采用大大提高了視頻壓縮的效率,更有利于寬帶網絡數字電視(IPTV)、流媒體等基于傳輸的業務的實現。 本文主要根據視頻會議應用的需要對JM8.6代碼進行優化,目標是實現基于Baseline的低復雜度的CIF編碼器,并對部分功能模塊進行電路設計。在設計方法上采用自頂向下的設計方法,首先對H.264編碼器的C代碼和算法進行優化,并對優化后的結果進行測試比較,結果顯示在圖像質量沒有明顯降低的情況下,H.264編碼器編碼CIF格式視頻每秒達到15幀以上,滿足了視頻會議應用的實時性要求。然后,以C模型為參考對H.264編碼器的部分功能模塊電路進行設計。采用Verilog HDL實現了這些模塊,并在Quartus Ⅱ中進行了綜合、仿真、驗證。主要完成了Zig-zag掃描和CAVLC模塊的設計,詳細說明模塊的工作原理和過程,然后進行多組的仿真測試,結果與C模型相應部分的結果一致,證明了設計的正確性。
上傳時間: 2013-06-11
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一般由信源發出的數字基帶信號含有豐富的低頻分量,甚至直流分量,這些信號往往不宜直接用于傳輸,易產生碼間干擾進而直接影響傳輸的可靠性,因而要對其進行編碼以便傳輸。傳統的井下信號在傳輸過程中普遍采用曼徹斯特碼的編解碼方式,而該方式的地面解碼電路復雜。FPGA(現場可編程門陣列)作為一種新興的可編程邏輯器件,具有較高的集成度,能將編解碼電路集成在一片芯片上,而HDB3碼(三階高密度雙極性碼)具有解碼規則簡單,無直流,低頻成份少,可打破長連0和提取同步方便等優點。基于上述情況,本文提出了基于FPGA的}tDB3編譯碼設計方案。 該研究的總體設計方案包括用MATLAB進行HDB3編譯碼算法的驗證,基于FPGA的HDB3碼編譯碼設計與仿真,結果分析與比較三大部分。為了保證該設計的可靠性,首先是進行編譯碼的算法驗證;其次通過在FPGA的集成設計環境QuartusⅡ軟件中完成HDB3碼的編譯、綜合、仿真等步驟,通過下載電纜下載到特定的FPGA芯片上,用邏輯分析儀進行時序仿真;最后將算法驗證結果與仿真結果作一對比,分析該研究的可行性與可靠性。 研究表明,基于FPGA的HDB3編譯碼設計具有體積小,譯碼簡單,編程靈活,集成度高,可靠等優點。
上傳時間: 2013-04-24
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當今電子系統的設計是以大規模FPGA為物理載體的系統芯片的設計,基于FPGA的片上系統可稱為可編程片上系統(SOPC)。SOPC的設計是以知識產權核(IPCore)為基礎,以硬件描述語言為主要設計手段,借助以計算機為平臺的EDA工具進行的。 本文在介紹了FPGA與SOPC相關技術的基礎上,給出了SOPC技術開發調制解調器的方案。在分析設計軟件Matlab/DSP(Digital Signal Processing)。builder以及Quartus Ⅱ開發軟件進行SOPC(System On a Programmable Chip)設計流程后,依據調制解調算法提出了一種基于DSP Builder調制解調器的SOPC實現方案,模塊化的設計方法大大縮短了調制解調器的開發周期。 在SOPC技術開發調制解調器的過程中,用MATLAB/Simulink的圖形方式調用Altera DSP Builder和其他Simulink庫中的圖形模塊(Block)進行系統建模,在Simulink中仿真通過后,利用DSP Builder將Simulink的模型文件(.mdl)轉化成通用的硬件描述語言VHDL文件,從而避免了VHDL語言手動編寫系統的煩瑣過程,將精力集中于算法的優化上。 基于DSP Builder的開發功能,調制解調器電路中的低通濾波器可直接調用FIRIP Core,進一步提高了開發效率。 在進行編譯、仿真調試成功后,經過QuartusⅡ將編譯生成的編程文件下載到ALTERA公司Cyclone Ⅱ系列的FPGA芯片EP2C5F256C6,完成器件編程,從而給出了一種調制解調器的SOPC系統實現方案。
上傳時間: 2013-05-28
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ModelSim具備強大的模擬仿真功能,在設計、編譯、仿真、測試、調試開發過程中,有一整套工具供你使用,而且操作起來極其靈活,可以通過菜單、快捷鍵和命令行的方式進行工作。ModelSim的窗口管理界面讓用戶使用起來很方面,它能很好的與操作系統環境協調工作。ModelSim的一個很顯著的特點就是它具備命令行的操作方式,類似于一個shell有很多操作指令供你使用,給人的感覺就像是工作在Unix環境下,這種命令行操作方式是基于Tcl/Tk的,其功能相當強大,這需要在以后的實際應用中慢慢體會。ModelSim的功
標簽: ModelSimSE
上傳時間: 2013-05-27
上傳用戶:D&L37
ModelSim具備強大的模擬仿真功能,在設計、編譯、仿真、測試、調試開發過程中,有一整套工具供你使用,而且操作起來極其靈活,可以通過菜單、快捷鍵和命令行的方式進行工作。ModelSim的窗口管理界面讓用戶使用起來很方面,它能很好的與操作系統環境協調工作。ModelSim的一個很顯著的特點就是它具備命令行的操作方式,類似于一個shell有很多操作指令供你使用,給人的感覺就像是工作在Unix環境下,這種命令行操作方式是基于Tcl/Tk的,其功能相當強大,這需要在以后的實際應用中慢慢體會。ModelSim的功
標簽: ModelSimSE
上傳時間: 2013-07-28
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ISE 7.1i獨特的集成度、高速度以及易用性可以幫助設計人員解決所面臨的最緊迫的一些挑戰。新版工具集成了主要功耗分析、分層設計、仿真和調試等功能,還支持目前應用越來越多的基于Linux的設計環境。工具中還包括了針對在所有性能領域全球都最快的FPGA - Virtex-4系列的新速度文件。 與競爭解決方案相比,ISE 7.1i的邏輯構造性能優勢高達70%,同時在DSP、嵌入式處理和連接功能方面也遙遙領先。設計人員可在設計中充分享受這些優勢。ISE 7.1i中還包括了對新推出的全球成本最低的FPGA產品--
標簽: Xilinx_ISE
上傳時間: 2013-07-14
上傳用戶:dianxin61