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信息科学与技术

  • TS流复用器及其接口

    在数字电视系统中,MPEG-2编码复用器是系统传输的核心环节,所有的节目、数据以及各种增值服务都是通过复用打包成传输流传输出去。目前,只有少数公司掌握复用器的核心算法技术,能够采用MPEG-2可变码率统计复用方法提高带宽利用率,保证高质量图像传输。由于目前正处广播电视全面向数字化过渡期间,市场潜力巨大,因此对复用器的研究开发非常重要。本文针对复用器及其接口技术进行研究并设计出成形产品。 文中首先对MPEG-2标准及NIOS Ⅱ软核进行分析。重点研究了复用器中的部分关键技术:PSI信息提取及重构算法、PID映射方法、PCR校正及CRC校验算法,给出了实现方法,并通过了硬件验证。然后对复用器中主要用到的AsI接口和DS3接口进行了分析与研究,给出了设计方法,并通过了硬件验证。 本文的主要工作如下: ●首先对复用器整体功能进行详细分析,并划分软硬件各自需要完成的功能。给出复用器的整体方案以及ASI接口和DS3接口设计方案。 ●在FPGA上采用c语言实现了PSI信息提取与重构算法。 ●给出了实现快速的PID映射方法,并根据FPGA特点给出一种新的PID映射方法,减少了逻辑资源的使用,提高了稳定性。 ●采用Verilog设计了SI信息提取与重构的硬件平台,并用c语言实现了SDT表的提取与重构算法,在FPGA中成功实现了动态分配内存空间。 ●在FPGA上实现了.ASI接口,主要分析了位同步的实现过程,实现了一种新的快速实现字节同步的设计。 ●在FPGA上实现了DS3接口,提出并实现了一种兼容式DS3接口设计。并对帧同步设计进行改进。 ●完成部分PCB版图设计,并进行调试监测。 本复用器设计最大特点是将软件设计和硬件设计进行合理划分,硬件平台及接口采用Verilog语言实现,PSI信息算法主要采用c语言实现。这种软硬件的划分使系统设计更加灵活,且软件设计与硬件设计可同时进行,极大的提高了工作效率。 整个项目设计采用verilog和c两种语言完成,采用Altera公司的FPGA芯片EP1C20,在Quartus和NIOS IDE两种设计平台下设计实现。根据此方案已经开发出两台带有ASI和DS3接口的数字电视TS流复用器,经测试达到了预期的性能和技术指标。

    标签: TS流 复用器 接口

    上传时间: 2013-06-10

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  • 四路同步数据采集和处理系统的设计

    数字信号处理是信息科学中近几十年来发展最为迅速的学科之一。常用的实现高速数字信号处理的器件有DSP和FPGA。FPGA具有集成度高、逻辑实现能力强、速度快、设计灵活性好等众多优点,尤其在并行信号处理能力方面比DSP更具优势。在信号处理领域,经常需要对多路信号进行采集和实时处理,为解决这一问题,本文设计了基于FPGA的数据采集和处理系统。 本文首先介绍数字信号处理系统的组成和数字信号处理的优点,然后通过FFT算法的比较选择和硬件实现方案的比较选择,进行总体方案的设计。在硬件方面,特别讨论了信号调理模块、模数转换模块、FPGA芯片配置等功能模块的设计方案和硬件电路实现方法。信号处理单元的设计以Xilinx ISE为软件平台,采用VHDL和IP核的方法,设计了时钟产生模块、数据滑动模块、FFT运算模块、求模运算模块、信号控制模块,完成信号处理单元的设计,并采用ModelSim仿真工具进行相关的时序仿真。最后利用MATLAB对设计进行验证,达到技术指标要求。

    标签: 同步数据采集 处理系统

    上传时间: 2013-07-07

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  • 基于FPGA的图像处理系统

    图像处理技术是信息科学中近几十年来发展最为迅速的学科之一。目前,数字图像处理技术被广泛应用于航空航体、通信、医学及工业生产领域中。图像处理系统的硬件实现一般来讲有三种方式:专用的图像处理器件主要有专用集成芯片(Application SpecificIntegrated Circuit)、数字信号处理器(Digital Signal Process)和现场可编程门阵列(FieldProgrammable GateArray)以及相关电路组成。它们可以实时高速完成各种图像处理算法。图像处理中,低层的图像预处理的数据量很大,要求处理速度快,但运算结果相对比较简单。相对于其他两种系统,基于FPGA的图像处理系统非常合适用于图像的预处理。 本文设计了一种基于FPGA的图像处理系统。它的主要功能有:对摄像头送来的视频数据进行采集,并把它数字化;实现中值滤波和边缘检测这两种图像增强算法;将数字视频信号转换为模拟信号。 图像处理系统由主处理器单元、图像编码单元和图像解码单元三部分组成。FPGA作为整个系统的核心器件,不仅要模拟出12C总线协议,完成视频解码芯片和编码芯片的初始化;还要对视频流同步信号提取,实现图像采集控制,并将图像信号存储在SRAM中;图像增强算法也是在FPGA中实现。采用PHILIPS公司的专用视频解码芯片SAA7111A将模拟视频转化数字视频;视频编码芯片SAA7121完成数字视频到模拟视频的转化。

    标签: FPGA 图像处理系统

    上传时间: 2013-07-19

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  • 图像预处理及DSPCPCI桥接设计

    实时红外图像处理是红外成像制导的关键技术。本课题来源于兵器工业部第209研究所承担研制的红外成像制导技术背景下的红外图像信息处理机项目。 本文在总结国内外研究现状的基础上,做了大量红外图像信息处理系统硬件部分的设计工作。主要有以下几点: 1.系统方案和总体结构设计 在分析比较目前几种主流系统方案后,将红外图像处理机设计成“双FPGA+双DSP+CPCI”结构。选用ADI公司TigerSHARK系列的DSP芯片ADSP-TS201作为系统高层算法处理的核心处理器,选用Altera公司的FPGA芯片StratixⅡ EP2S60F67214作为底层算法处理和接口控制的核心,选用高速CPCI总线作为红外图像信息处理机与主机的通讯桥梁。 2.FPGA部分的设计是本课题的核心,对FPGA部分进行了设计和调试 (1)图像预处理模块:FPGA负责系统的底层预处理算法和相应控制。首先对采集来的图像数据进行中值滤波和直方图统计,然后按照链路口(Linkport)的通信协议,将预处理后的图像数据实时地从FPGA传给DSP。 (2)DSP-CPCI桥接模块:FPGA负责DSP与CPCI的接口,将DSP处理后的结果通过DSP-CPCI桥接模块传给主机。 联调实验测试表明,实时红外图像信息处理成功实现了对典型红外目标的检测、识别和跟踪,从而验证系统核心FPGA部分的设计是成功的。

    标签: DSPCPCI 图像预处理 桥接设计

    上传时间: 2013-07-13

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  • 系统芯片SoC原型验证技术

    随着系统芯片(SoC)设计复杂度不断增加,使得缩短面市时间的压力越来越大。虽然IP核复用大大减少了SoC的设计时间,但是SoC的验证仍然非常复杂耗时。SoC和ASIC的最大不同之处在于它的规模和复杂的系统性,除了大量硬件模块之外,SoC还需要大量的同件和软件,如操作系统,驱动程序以及应用程序等。面对SoC数目众多的硬件模块,复杂的嵌入式软件,由于软件仿真速度和仿真模犁的局限性,验证往往难以达到令人满意的要求,耗费了大最的时间,将给系统芯片的上市带来严重的影响。为了减少此类情况的发生,在流样片之前,进行基于FPGA的系统原型验证,即在FPGA上快速地实现SoC设计中的硬件模块,让软件模块在真正的硬件环境中高速运行,从而实现SoC设计的软硬件协同验证。这种方法已经成为SoC设计流程前期阶段常用的验证方法。 在简要分析几种业内常用的验证技术的基础上,本文重点阐述了基于FPGA的SoC验证流程与技术。结合Mojox数码相机系统芯片(以下简称为Mojox SoC)的FPGA原型验证平台的设计,介绍了Mojox FPGA原型验证平台的硬件设计过程和Mojox SoC的FPGA原型实现,并采用基于模块的FPGA设计实现方法,加快了原型验证的工作进程。 本文还介绍了Mojox SoC中ARM固件和PC应用软件等原型软件的设计实现以及原型验证平台的软硬协同验证的过程。通过软硬协同验证,本文实现了PC机对整个验证平台的摔制,达到了良好的验证效果,且满足了预期的设计要求。

    标签: SoC 系统芯片 原型 验证技术

    上传时间: 2013-07-02

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  • 伪随机序列发生器的FPGA设计与实现

    伪随机序列 (Pseudo-Random Sequence,PRS)广泛应用于密码学、扩频通信、雷达、导航等领域,其设计和分析一直是国际上的研究热点。混沌序列作为一种性能优良的伪随机序列,近年来受到越来越多的关注。寻找一种性能更为良好的混沌伪随机序列(ChaosPseudo Random Sequence,CPRS)并且完成其硬件实现,在理论研究与工程应用上都是十分有价值的。基于切延迟椭圆反射腔映射混沌系统(Tangent-Delay Ellipse Reflecting Cavity map System,TD-ERCS)已被理论分析和测试证明具有良好的密码学性质。本文介绍了一种基于TD-ERCS构造伪随机序列发生器 (Pseudo Random SequenceGenerator,PRSG)的新方法;并基于这种方法,提出了以现场可编程门阵列 (Field Programmable Gate Array,FPGA)为平台的硬件设计实现方案,采用硬件描述语言 (VHSIC Hardware DescriptionLanguage,VHDL )完成了整个系统的设计,通过了仿真与适配,完成了硬件调试;详细地论述了系统总体框架及内部模块设计,重点介绍了TD-ERCS算法实现单元的设计,并在系统中设计加入了异步串行接口,完善了整个系统的模块化,可使系统嵌入到现有的各类密码系统与设备中;基于FDELPHI编程环境,完成了计算机应用软件的设计,为使用基于TD-ERCS开发的PRSG硬件产品提供了人机交互界面,也为分析与测试硬件系统产生的CPRS提供了方便;同时依据美国国家标准与技术研究院 (National Institute of Standards andTechnology,NIST)提出的伪随机序列性能指标,对软件与硬件系统产生的CPRS进行了标准测试,软件方法所得序列各项性能指标完全合格,硬件FPGA所得序列仅三项测试未能通过,其原因有待进一步研究。

    标签: FPGA 伪随机序列 发生器

    上传时间: 2013-06-20

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  • 智能控制14本

    ·智能信息处理和智能控制.pdf智能系统的综合集成.pdf智能系统:结构、设计与控制.pdf智能控制原理及应用.pdf智能控制与Lon网络开发技术.pdf智能控制系统及其应用.pdf智能控制系统.pdf智能控制理论与技术.pdf智能控制技术.pdf智能控制导论.pdf智能控制.pdf智能控制——基础与应用.pdf基于网络环境的智能控制.pdf多智能体原理与技术.pdf

    标签: 智能控制

    上传时间: 2013-04-24

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  • 模糊控制17本

    ·信息处理中的模糊技术.pdf模糊自适应控制理论及其应用.pdf模糊知识处理的理论与技术.pdf模糊系统、模糊神经网络及应用程序设计.pdf模糊数学在自动化技术中的应用.pdf模糊数学及其应用.pdf模糊控制原理与应用.pdf模糊控制与系统.pdf模糊控制与神经网络.pdf模糊控制理论与实践.pdf模糊控制技术.pdf模糊控制技术(重大).pdf模糊控制技术(中纺).pdf模糊控制·神经控制和智能控

    标签: 模糊控制

    上传时间: 2013-07-08

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  • 三种SPWM波形生成算法的分析与实现

    · 摘要:  变频技术作为现代电力电子的核心技术,集现代电子、信息和智能技术于一体.而SPWM(正弦波脉宽调制)波的产生和控制则是变频技术的核心之一.本文对SPWM波形生成的三种算法--对称规则采样法、不对称规则采样法和等效面积法分别加以分析,并通过高精度定点32位DSP微处理器TMS320F2812在线生成SPWM波形.实验表明采用对称规则采样法产生的SPWM波形.具有速度快、

    标签: SPWM 波形 生成算法

    上传时间: 2013-07-23

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  • 不确定的科学与不确定的世界

    大众对科学往往有着根本性的误解,本书澄清的就是其中一种:科学是精确且确定的。

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    上传时间: 2013-06-06

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