该项目完成的是DVB-T发射机系统中OFDM调制部分的FPGA设计.DVB-T是ETSI(欧洲电信标准委员会)提出的数字地面电视广播系统标准,在业界影响很广.整个DVB-T发射机系统包括RS编码,内交织,卷积编码,外交织,星座映射,IFFT变换等主要部分.该项目组负责以FPGA为主体的硬件平台的搭建及编码,调制部分的FPGA软件设计,作者完成了2k模式下IFFT变换的软件设计.该文首先介绍了OFDM及DVB-T相关原理,然后比较分析了各种FFT算法及实现结构的复杂度,最后采取了一种Radix2
上传时间: 2013-05-17
上传用户:gundamwzc
H.264作为新一代视频编码标准,相比上一代视频编码标准MPEG2,在相同画质下,平均节约64﹪的码流。该标准仅设定了码流的语法结构和解码器结构,实现灵活性极大,其规定了三个档次,每个档次支持一组特定的编码功能,并支持一类特定的应用,因此。H.264的编码器的设计可以根据需求的不同而不同。 H.264虽然具有优异的压缩性能,但是其复杂度却比一般编码器高的多。本文对H.264进行了编码复杂度分析,并统计了整个软件编码中计算量的分布。H.264中采用了率失真优化算法,提高了帧内预测编码的效率。在该算法下进行帧内预测时,为了得到一个宏块的预测模式,需要进行592次率失真代价计算。因此为了降低帧内预测模式选择的计算复杂度,本文改进了帧内预测模式选择算法。实践证明,在PSNR值的损失可以忽略不计的情况下,该算法相比原算法,帧内编码时间平均节约60﹪以上,对编码的实时性有较大帮助。 为了实现实时编码,考虑到FPGA的高效运算速度和使用灵活性,本文还研究了H.264编码器基本档次的FPGA实现。首先研究了H.264编码器硬件实现架构,并对影响编码速度,且具有硬件实现优越性的几个重要部分进行了算法研究和FPGA.实现。本文主要研究了H.264编码器中整数DCT变换、量化、Zig-Zag扫描、CAVLC编码以及反量化、逆整数DCT变换等部分。分别对这些模块进行了综合和时序仿真,并将验证后通过的系统模块下载到Xilinx virtex-Ⅱ Pro的FPGA中,进行了在线测试,验证了该系统对输入的残差数据实时压缩编码的功能。 本文对H.264编码器帧内预测模式选择算法的改进,算法实现简单,对软件编码的实时性有很大帮助。本文对在单片FPGA上实现H.264编码器做出了探索性尝试,这对H.264编码器芯片的设计有着积极的借鉴性。
上传时间: 2013-05-25
上传用户:refent
随着科学技术的发展与公共安全保障需求的提高,视频监控系统在工业生产、日常生活、警备与军事方面的应用越来越广泛。采用基于 FPGA 的SOPC技术、H.264压缩编码技术和网络传输控制技术实现网络视频监控系统,在稳定性、功能、成本与扩展性等方面都有着突出的优势,具有重要的学术意义与实用意义, 本课题所设计的网络视频监控系统由以Nios Ⅱ为核心的嵌入式图像服务器、相关网络设备与若干PC机客户端组成。嵌入式图像服务器实时采集图像,采用H.264 编码算法进行压缩,并持续监听网络。PC机客户端可通过网络对服务器进行远程访问,接收编码数据,使用H.264解码算法重建图像并实时显示,使监控人员有效地掌握现场情况, 在嵌入式图像服务器设计阶段,本文首先进行了芯片选型与开发平台选择。然后构建图像采集子系统,采用双缓存乒乓交换的方法设计图像采集用户自定义模块。接着设计双Nios Ⅱ架构的SOPC系统,阐述了双软核设计中定制连接、内存芯片共享、数据搬移、通信与互斥的解决方法。同时完成了网络服务器的设计,采用μC/OS-Ⅱ进行多任务的管理与调度, H.264视频压缩编解码算法设计与实现是本文的重点。文中首先分析H.264.标准,规划编解码器结构。接着设计了16×16帧内预测算法,并设计宏块扫描方式,采用两次判决策略进行预测模式选择。然后设计4×4子块扫描方式,编写整数变换与量化算法程序。熵编码采用Exp-Golomb编码与CAVLC相结合的方案,针对除拖尾系数之外的非零系数值编码子算法,实现了一种基于表示范围判别的编码方法。最后设计了网络传输的码流组成格式,并针对编码算法设计相应解码算法。使用VC++完成算法验证,并进行测试,观察不同参数下压缩率与失真度的变化。 算法验证完成后,本文进行了PC机客户端设计,使其具有远程访问、H.264解码与实时显示的功能。同时将H.264 编码算法程序移植到NiosⅡ中,并将嵌入式图像服务器与若干客户端接入网络进行联合调试,构建完整的网络视频监控系统, 实验结果表明,本系统视频压缩率高,监控图像质量良好,充分证明了系统软硬件与图像编解码算法设计成功。本系统具有成本低、扩展性好及适用范围广等优点,发展前景十分广阔。
上传时间: 2013-08-03
上传用户:88mao
JPEG2000是新一代的静态图像压缩标准,它相比JPEG有很多新的特性,如渐进传输和感兴趣区域编码等,因而它具有广阔的应用前景,特别是在数码相机、PDA等便携式设备中。 JPEG2000的核心主要包括小波变换和基于最优化截断点的嵌入式块编码(EBCOT)算法,其计算复杂度远远高于JPEG,完全采用软件方案实现将会占用大量的处理器时间和内存开销,而且速度较慢,实时处理的能力较差。为了推广JPEG2000在便携式产品、消费类电子产品中的应用,打开巨大的潜在市场,研究硬件实现的算法实时处理方案具有重要的应用价值。 EBCOT算法是一个两层的编码引擎,其中的上下文编码的运算量约占到总运算量的50%,是提高编码速度的关键算法之一。由于上下文编码大部分都是逻辑运算,没有复杂的数学运算,但逻辑控制流程复杂繁琐,对存储器访问频繁,采用DSP或者其他的通用处理器通过指令控制实现该算法,未能显著提高编码速度。本文采用FPGA芯片,以电路逻辑的方式来实现该算法并进行优化,在研究和分析了上下文编码算法运算特点的基础上,设计了列判断和交错存储相结合的硬件实现方案,并采用硬件描述语言Verilog在寄存器传输级描述了相应的硬件电路。通过功能仿真和逻辑综合后,所获得的上下文编码模块最大时钟频率为101MHz,且能在130ms内完成对一幅512×512灰度图像的编码,性能比Jasper软件中的实现方案提高了75%。 JPEG2000的一个重要特性是其具有渐进传输的能力,而码流组织是获得渐进传输特性的技术关键。码流组织通过在输出码流中安排数据包的先后顺序来实现渐进传输的目的。本文对JPEG2000中实现渐进传输的机制进行了分析,并研究了码流组织的算法实现。 为了对JPEG2000算法实现进行验证,本文设计了基于FPGA和ARM的验证实验平台,其中FPGA主要完成算法中运算量较大的小波变换、上下文编码和算术编码,而ARM处理器则完成码流组织、数据打包以及和PC机的通信。本文在该平台上对所设计的上下文编码算法和码流组织模块的设计进行了验证,实验结果表明本文设计的算法模块功能正确,并在一定程度上提高了编码速度。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:独孤求源
逆变器在自动控制系统、电机交流调速、电力变换以及电力系统控制中都起着重要的作用;各系统对逆变器的性能需求也越来越高。PWM控制多重逆变器正是基于这些需求,实现可变频、调压、调相、低谐波、高稳定性的解决方案。 PWM控制逆变器通过对每个脉冲宽度进行控制,以达到控制输出电压和改善输出波形的目的;多重逆变器则是把几个矩形波逆变器的输出组合起来起来形成阶梯波,从而消除谐波;PWM控制多重逆变器综合上述两种技术的特点,非常适合于应用在对谐波、电压输出及稳定性要求比较高的场合。电力半导体技术和集成电路技术的快速发展,使得多重逆变器的控制、实现成为可能。 本文首先分析风力发电系统对逆变器的要求,从多重逆变器理论和PWM逆变器理论出发,提出同步式PWM控制电压型串联多重逆变器系统解决方案。本方案也可以应用在逆变电源、交流电机调速及电力变换领域中。 文中建立了一个多重逆变器的PWM控制算法模型。该算法可完成频率、相位、幅值可调的多重逆变器的PWM控制,且能完成逆变器故障运行下的保护与告警。并在MATLAB/SIMULINK环境下对算法模型进行仿真与分析。 在比较了现有PWM发生解决方案的基础上,本文提出了一个基于FPGA(可编程逻辑阵列)的多重逆变器PWM控制系统实现方案。并给出一个主要由FPGA、ADC/DAC、驱动与保护电路、逆变器主回路及其他外围电路构成的多重逆变器系统解决方案。实验结果表明,此方案系统结构简单、可行,很好完成上述多重逆变器的PWM控制算法。
上传时间: 2013-06-28
上传用户:wmwai1314
本文结合工程需要详细论述了一种数字相位计的实现方法,该方法是基于FPGA(现场可编程门阵列)芯片运用FFT(快速傅立叶变换)算法完成的。首先,从相位测量的原理出发,分析了传统相位计的缺点,给出了一种高可靠性的相位检测实用算法,其算法核心是对采集信号进行FFT变换,通过频谱分析,实现对参考信号和测量信号初相位的检测,并同时阐述了FPGA在实现数字相位计核心FFT算法中的优势。在优化的硬件结构中,利用多个乘法器并行运算的方式加快了蝶形运算单元的运算速度;内置双端口RAM、旋转因子ROM使数据存储的速度得到提高;采用了流水线的工作方式使数据的存储、运算在时间上达到匹配。整个设计采用VHDL(超高速硬件描述语言)语言作为系统内部硬件结构的描述手段,在Altera的QuartusⅡ软件支持下完成。仿真结果表明,基于FPGA实现的FFT算法无论在速度和精度上都满足了相位测量的需要,其运算64点数据仅需27.5us,最大误差在1%之内。
上传时间: 2013-05-16
上传用户:lgs12321
双基地合成孔径雷达(简称双基地SAR或Bistatic SAR)是一种新的成像雷达,也是当今SAR技术的一个发展方向,在军用及民用领域都具有良好的应用前景,近年来成为研究的热点。本文则侧重于研究双基地SAR的距离一多普勒(R-D)成像算法的实现。 在双基地SAR系统及成像算法的研究方面,推导了双基地SAR的系统分辨特性及雷达方程,分析了主要系统参数之间的约束关系。针对正侧视机载双基地SAR系统,本文对距离一多普勒算法进行了推广。最后得到点目标的仿真结果。 在成像算法的FPGA实现上,在System Generator环境下对算法进行定点仿真。完成距离一多普勒成像算法的硬件实现,其中包括了FFT快速傅立叶变换、硬件乘法器、:Rocket I/O接口设计、DCM数字时钟管理等主要部分。针对硬件实现的特点,对算法的部分运算进行了简化。 为了对算法实现进行验证,设计开发了该算法的硬件测试平台。主要基于ML310评估板上XC2VP30芯片中嵌入的Power PC 405,完成其硬件部分的设计,主要包括了Aurora协议接口、RS-232串行接口、DDR RAM接口以及其它如中断、时钟等部分。
上传时间: 2013-07-26
上传用户:是王洪文
DFT(离散傅立叶变换)作为将信号从时域转换到频域的基本运算,在各种数字信号处理中起着核心作用
上传时间: 2013-08-04
上传用户:wangdean1101
语音识别技术是信息技术领域的重要发展方向之一,小词汇量非特定人孤立词语音识别是语音识别领域中一个具有广泛应用背景的分支,在家电遥控、智能玩具、人机交互等领域有着重要的应用价值.语音识别芯片从20世纪90年代开始出现,目前的语音识别芯片都是以DSP为核心集成的语音识别系统,算法主要通过软件实现,为了提高速度和降低成本,下一代语音识别芯片将设计成软硬件协同实现,本文的目的是使用全硬件方法实现语音识别算法,为软硬件协同实现的方案提供参考.本论文主要完成了以下工作:(1)在选定的FPGA平台上,完成了整个系统的硬件设计.(2)对于硬件中难于实现而且占用较多资源的乘法器、求对数、求平方根以及快速傅立叶变换等关键模块,本文都根据电路的具体特点,给出了巧妙的实现方案,完成了算法需要的功能.(3)设计中使用了模块复用和流水线技术.(4)根据设计结果,给出了各个模块占用的硬件资源和运行速度.实验结果表明,本文所设计的硬件系统能够正常工作,在速度和面积方面都达到了设计要求.
上传时间: 2013-06-12
上传用户:01010101
软开关技术是电力电子装置向高频化、高功率密度化发展的关键技术,已成为现代电力电子技术研究的热点之一。微处理器的出现促进了电力电子变换器的控制技术从传统的模拟控制转向数字控制,数字控制技术可使控制电路大为简化,并能提高系统的抗干扰能力、控制灵活性、通用性以及智能化程度。本文提出了一种利用耦合输出电感的新型次级箝位ZVZCS PWM DC/DC变换器,其反馈控制采用数字化方式。 论文分析了该新型变换器的工作原理,推导了变换器各种状态时的参数计算方程;设计了以ARW芯片LPC2210为核心的数字化反馈控制系统,通过软件设计实现了PWM移相控制信号的输出;运用Pspice9.2软件成功地对变换器进行了仿真,分析了各参数对变换器性能的影响,并得出了变换器的优化设计参数;最后研制出基于该新型拓扑和数字化控制策略的1千瓦移相控制零电压零电流软开关电源,给出了其主电路、控制电路、驱动电路、保护电路及高频变压器等的设计过程,并在实验样机上测量出了实际运行时的波形。 理论分析与实验结果表明:该变换器拓扑能实现超前桥臂的零电压开关,滞后桥臂的零电流开关;采用ARM微控制器进行数字控制,较传统的纯模拟控制实时反应速度更快、电源稳压性能更好、外围电路更简单、设计更灵活等,为实现智能化数字电源创造了基础,具有广泛的应用前景和巨大的经济价值。
上传时间: 2013-08-03
上传用户:cc1