现代通信系统对带宽和数据速率的要求越来越高,超宽带(ultra-wideband,UWB)通信以其传输速率高、空间容量大、成本低、功耗低的优点,成为解决企业、家庭、公共场所等高速因特网接入的需求与越来越拥挤的频率资源分配之间的矛盾的技术手段。 论文主要围绕两方面展开分析:一是介绍用于UWB无载波脉冲调制及直接序列码分多址调制(DS-CDMA)的新型脉冲,即Hermite正交脉冲,并且分析了这种构建UWB多元通信和多用户通信的系统性能。二是分析了UWB的多带频分复用物理层提案(MBOA)的调制技术,并在FPGA上实现了调制模块。正交Hermite脉冲集被提出用于UWB的M元双正交调制系统,获得高数据速率。调整脉冲的脉宽因子和中心频率能使脉冲满足FCC的频谱要求。M元双正交调制的接收机需要M/2个相关器,远比M元正交调制所需的相关器数量少。误码率一定时,维数M的增加可获得高的比特率和低的信噪比。虽然高阶的Hermite脉冲易受抖动时延的影响,但当抖动时延范围小于0.02ns时,其影响较为不明显。本文认为1~8阶的Hermite脉冲皆可用,可构成16元双正交系统。 正交Hermite脉冲集也可以构造UWB多用户系统。各用户的信息用不同的Hermite脉冲同时传输,其多用户的误比特率上限低于高斯单脉冲构成的PPM多用户系统的误比特率,所以其系统性能更优。正交Hermite脉冲还可以用于UWB的DS-CDMA调制,在8个脉冲可用的情况下,最多可容64个用户同时通信。 基于MBOA提出的UWB物理层协议,本文用Verilog硬件语言实现了调制与解调结构,并用Modelsim做了时序验证。用Verilog编程实现的输出数据与Matlab生成的UWB建模的输出结果一致。为了达到UWBMB-OFDM系统的FFT处理器的要求,一个混和基多通道流水线的FFT算法结构被提出。其有效的实现方法也被提出。这种结构采用多通道以获得高的数据吞吐量。此外,它用于存储和复数乘法器的硬件损耗相比其他的FFT处理器是最少的。高基的FFT蝶算减少了复数乘法器的数量。在132MHz的工作频率下,整个128点FFT变换在此结构模式下只需要242.4ns,满足了MBOA的要求。
上传时间: 2013-07-29
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离散余弦变换(DCT)及其反变换(IDCT)在图像编解码方面应用十分广泛,至今已被JPEG、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4和H.26x等国际标准所采用。由于其计算量较大,软件实现往往难以满足实时处理的要求,因而在很多实际应用中需要采用硬件设计的DCT/IDCT处理电路来满足我们对处理速度的要求。本文所研究的内容就是针对图像处理应用的8×8二维DCT/IDCT处理核的硬件实现。 本文首先介绍了DCT和IDCT在图像处理中的作用和原理,详细说明了DCT变换实现图像压缩的过程,并与其它变换比较说明了用DCT变换实现图像压缩的优势。接着,分析研究了DCT的各种快速算法,总结了前人对DCT快速算法及其实现所做的研究。本文给出了两种性能、资源上有一定差异的二维DCT/IDCT的FPGA设计方案。两种方案均利用DCT的行列分离特性,采用流水线设计技术,将二维DCT/IDCT实现转化为两个一维DCT/IDCT实现。在一维DCT/IDCT设计中,根据图像处理的特点对Loeffler算法的数据流进行了优化,通过合理安排时钟周期数和简化各周期内的操作,大大缩短了关键路径的执行时间,从而提高了流水线的执行速度。最后,对所设计的DCT/IDCT处理核进行了综合和时序仿真。 结果表明,当使用Altera公司的MERCURY系列FPGA器件时,本文设计的方案一能够在116M时钟频率下正确完成8×8的二维DCT或IDCT的逻辑运算,消耗2827个逻辑单元;方案二能够在74M时钟频率下正常工作,消耗1629个逻辑单元。
上传时间: 2013-07-14
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相对于JPEG中二维离散余弦变换(2DDCT)来说,在JPEG2000标准中,二维离散小波变换(2DDWT)是其图像压缩系统的核心变换。在很多需要进行实时处理图像的系统中,如数码相机、遥感遥测、卫星通信、多媒体通信、便携式摄像机、移动通信等系统,需要用芯片实现图像的编解码压缩过程。虽然有许多研究工作者对图像处理的小波变换进行了研究,但大都只偏重算法研究,对算法硬件实现时的复杂性考虑较少,对图像处理的小波变换硬件实现的研究也较少。 本文针对图像处理的小波变换算法及其硬件实现进行了研究。对文献[13]提出的“内嵌延拓提升小波变换”(Combiningthedata-extensionprocedureintothelifting-basedDWTcore)快速算法进行仔细分析,提出一种基于提升方式的5/3小波变换适合硬件实现的算法,在MATLAB中仿真验证了该算法,证明其是正确的。并设计了该算法的硬件结构,在MATLAT的Simulink中进行仿真,对该结构进行VHDL语言的寄存器传输级(RTL)描述与仿真,成功综合到Altera公司的FPGA器件中进行验证通过。本算法与传统的小波变换的边界处理方法比较:由于将其边界延拓过程内嵌于小波变换模块中,使该硬件结构无需额外的边界延拓过程,减少小波变换过程中对内存的读写量,从而达到减少内存使用量,降低功耗,提高硬件利用率和运算速度的特点。本算法与文献[13]提出的算法相比较:无需增加额外的硬件计算模块,又具有在硬件实现时不改变原来的提升小波算法的规则性结构的特点。这种小波变换硬件芯片的实现不仅适用于JPEG2000的5/3无损小波变换,当然也可用于其它各种实时图像压缩处理硬件系统。
上传时间: 2013-06-13
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在卫星遥感设备中,随着遥感技术的发展和对传输式观测卫星遥感图像质量要求的不断提高,航天遥感图像的分辨率和采样率也越来越高,由此引起高分辨率遥感图像数据存储量和传输数据量的急剧增长,然而卫星信道带宽有限。为了尽量保持高分辨率遥感图像所具有的信息,必须解决输入数据码率和传输信道带宽之间的矛盾。所以星载高分辨率遥感图像数据的高保真、实时、大压缩比压缩技术就成了解决这一矛盾的关键技术。FPGA器件为实现数据压缩提供了一种压缩算法的硬件实现的一个理想的平台。FPGA器件集成度高,体积小,通过用户编程实现专门应用的功能。它允许电路设计者利用基于计算机的开发平台,经过设计输入,仿真,测试和校验,直到达到预期的结果,减少了开发周期。小波变换能够适应现代图像压缩所需要的如多分辨率、多层质量控制等要求,在较大压缩比下,小波图像压缩质量明显好于DCT变换,因此小波变换成为新一代压缩标准JPEG2000的核心算法。同时,小波变换的提升算法结构简单,能够实现快速算法,有利于硬件实现,因此提升小波变换对于采用FPGA或ASIC来实现图像变换来说是很好的选择。本文针对卫星遥感图像的数据流,主要研究可以对卫星图像进行实时二维小波变换的方案。针对提升小波变换的VLSI结构和FPGA设计中的关键技术,从边界延拓、滤波器结构、整数小波、定点运算、原位运算等方面进行了研究和讨论,并且完成了针对卫星遥感图像的分块二维9/7提升小波变换的FPGA实现。采用VerIlog语言对设计进行了仿真验证,并将仿真结果同matlab仿真结果进行了比较,比较结果表明该方案能实现对卫星遥感图像数据流的二维提升小波变换的功能。同时QuartusII综合结果也表明,系统时钟能够工作在很高的频率,可以满足高速实时对卫星图像的小波变换处理。
上传时间: 2013-06-15
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本论文主要对无线扩频集成电路设计中的信道编解码算法进行研究并对其FPGA实现思路和方法进行相关研究。 近年来无线局域网IEEE802.11b标准建议物理层采用无线扩频技术,所以开发一套扩频通信芯片具有重大的现实意义。无线扩频通信系统与常规通信相比,具有很强的抗干扰能力,并具有信息荫蔽、多址保密通信等特点。无线信道的特性较复杂,因此在无线扩频集成电路设计中,加入信道编码是提高芯片稳定性的重要方法。 在了解扩频通信基本原理的基础上,本文提出了“串联级联码+两次交织”的信道编码方案。串联的级联码由外码——(15,9,4)里德-所罗门(Reed-Solomon)码,和内码-(2,1,3)卷积码构成,交织则采用交织深度为4的块交织。重点对RS码的时域迭代译码算法和卷积码的维特比译码算法进行了详细的讨论,并完成信道编译码方案的性能仿真及用FPGA实现的方法。 计算机仿真的结果表明,采用此信道编码方案可以较好的改善现有仿真系统的误符号率。 本论文的内容安排如下:第一章介绍了无线扩频通信技术的发展状态以及国内外开发扩频通信芯片的现状,并给出了本论文的研究内容和安排。第二章主要介绍了扩频通信的基本原理,主要包括扩频通信的定义、理论基础和分类,直接序列扩频通信方式的数学模型。第三章介绍了基本的信道编码原理,信道编码的分类和各自的特点。第四章给出了本课题选择的信道编码方案——“串联级联码+两次交织”,详细讨论了方案中里德-所罗门(Reed-Solomon)码和卷积码的基本原理、编码算法和译码算法。最后给出编码方案的实际参数。第五章对第四章提出的编码方案进行了性能仿真。第六章结合项目实际,讨论了FPGA开发基带扩频通信系统的设计思路和方法。首先对FPGA开发流程以及实际开发的工具进行了简要的介绍,然后给出了扩频通信系统的总体设计。对发射和接收子系统中信道编码、解码等相关功能模块的实现原理和方法进行分析。第七章对论文的工作进行总结。
上传时间: 2013-07-07
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周立功公司做的一个μCOS-II微小内核分析的PPT.是初学很好一个资料,多的就不说了,下了就知道.
上传时间: 2013-07-07
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随着通信、网络等技术的不断发展,对车内(机内)通话系统提出了更高的要求。本文以军用车内通话系统为主要应用背景,实现对现有车内通话系统的升级和改造,主要涉及系统结构、软件流程、相关接口及通信协议等内容。 早期模拟车内通话系统已经不能满足数字化建设的需要。现役的数字式车内通话系统普遍功能单一,不具备数据传输等功能。而且系统组成单体设备种类多、接口不统一、兼容性差,较难实现通用化设计。 本文提出一种基于ARM+DSP架构的多功能车内通话系统。主要由多个语音终端、一个主控盒以及头戴通信帽等硬件组成,最大可支持车内16个乘员之间通话,具有群呼、组呼、选呼、强呼、数据传输等功能,系统内乘员还可以通过主控盒与车外网络的用户进行通话或通信。 论文共分七章,主要内容包括:(1)车内通话系统的国内外发展现状和趋势;(2)语音终端系统设计,包括软硬件实现、通信协议等;(3)语音终端设计中几个关键技术的分析和研究。 本文设计的语音终端话音质量高,扩展功能强大,成本相对低廉,除适合在军用通信领域外,在商用领域也具有良好的市场前景。
上传时间: 2013-05-17
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随着电子技术的不断发展,各种智能核仪器逐步走向自动化、智能化、数字化和便携式的方向发展。针对传统的多道脉冲幅度分析器体积大,人机交互不友好,不方便现场分析等的缺陷[5]。新型的高速、集成度高、界面友好的多道脉冲幅度分析器的陆续出现填补了这一缺点。 随着电子技术的发展,以ARM为核的处理器技术的应用领域不断扩大,相比较单片机而言,它的主频高、运算速度快,可以满足多道脉冲幅度分析器的苛刻的时间上的要求。而且ARM处理器功耗小,适合于功耗要求比较苛刻的地方,这些方面的特点正好满足了便携式多道脉冲幅度分析器野外勘察的要求。同时,由于以ARM为核的处理器具有丰富的外设资源,这样就简化了外设电路及芯片的使用,降低了功耗并增强了产品的信赖性。另外,ARM芯片可以方便的移植操作系统,为多道脉冲幅度分析器多任务的管理和并行的处理,甚至硬实时功能的实现提供了前提。而且在ARM平台使用嵌入式linux操作系统使多道脉冲幅度分析器的软件易于升级。 智能化和小型化是多道脉冲幅度分析器的发展趋势。智能化要求系统的自动化程度高、操作简便、容错性好。智能化除了需要控制软件外,还需要软件命令的执行者即硬件控制电路来实现相应的控制逻辑,两者的结合才能真正的实现智能化。小型化要求系统的体积小、功耗小、便于携带;小型化除了要求采用微功耗的器件,还要求电路板的尺寸尽量的小且所用元件尽量的少,但小型化的同时必须保持系统的智能化,即不能减少智能化所要求的复杂的逻辑和时序的控制功能。为此采用高集成度的ARM芯片实现控制电路能满意地同时满足智能化和小型化的要求。在研制的多道脉冲幅度分析器中,几乎所有的控制都可以用控制芯片来实现,如阈值设定、自动稳谱以及多道数据采集,在节省了元件的数目和电路板的尺寸的同时仍能保持系统的智能化程度。 Linux内核精简而高效,可修改性强,支持多种体系结构的处理器等,使得它是一个非常适合于嵌入式开发和应用的操作系统。嵌入式Linux可以运行的硬件平台十分广泛,从x86、MIPS、POWERPC到ARM,以及其他许多硬件体系结构。目前在世界范围内,ARM体系结构的SOC逐渐占领32位嵌入式微处理器市场,ARM处理器及技术的应用几乎已经深入到各个领域,例如:工业控制,无线通讯,网络,消费类电子,成像等。 本课题采用三星公司生产的ARM(Advanced RISC Machines,先进精简指令集机器)芯片S3C2410A设计并研制了一种便携式的核数据采集系统设计方案。利用ARM芯片丰富的外设资源对传统的多道脉冲幅度分析器进行改进和简化。系统由前端探测器系统,以及由线性脉冲放大器、甄别电路、控制电路、采样保持电路组成的前置电路,中央处理器模块,显示模块,用户交互模块,存储模块,网络传输模块等多个模块组成。本设计基于ARM9芯片S3C2410,并在此平台上移植了嵌入式linux操作系统来进行任务的调度和处理等。 电路板核心板部分设计采用6层PCB板结构,这样增加了系统可靠性,提高了电磁兼容的稳定性。数据采集系统是多道脉冲幅度分析器的核心,A/D转换直接使用了S3C2410内置的ADC(Analog to Digital Converter,模数转换器),在2.5 MHz的转换时钟下最大转换速度500 KSPS(Kilo-Samples per second,千采样点每秒),满足了系统最低转换时间≤5 μs的要求,并且控制简单,简化了外部接口电路。由于SD(Secure Digital Card,安全数码卡)卡存储容量大、携带方便、成本低等优点,所以设计中采用其作为外部的数据存储设备,其驱动部分采用SD卡软件包,为开发带来了方便。本设计采用640*480的6.4寸LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示)屏作为人机交互的显示部分,并且通过Qt/Embedded为系统提供图形用户界面的应用框架和窗口系统。其中包括了波形显示部分和用户菜单设置部分,这样方便了用户操作。系统的数据存取方面是基于SQLite嵌入式小型数据库而进行的。为了方便数据向上位机的传输,系统设计中采用XML(Extensible Markup Language,可扩展标记语言)格式来组织传输的数据,通过基于TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)协议的Linux下Socket套接字编程,来进行与上位机或PC(Personal Computer,个人计算机或桌面机)等的连接和数据传输。
上传时间: 2013-04-24
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随着现代电力系统向大容量、高电压方向发展,广泛用于大型发电机组测量和保护用的大电流互感器的研制就变得很紧迫。考虑到大电流互感器具有大电流、强电磁干扰和多相运行等特点,在设计大电流互感器时,必须采取有效的屏蔽措施,屏蔽来自邻相的杂散磁通。传统的屏蔽方案是采用金属屏蔽罩,尽管有效,但设备笨重。本文中,作者对有外层屏蔽绕组的大电流互感器进行了各种研究。 大电流互感器采用绕组屏蔽方式后,如何优化设计屏蔽绕组,使屏蔽绕组能够充分有效地屏蔽杂散磁通对环形铁心的影响呢?针对上述的问题,本文作者主要完成如下几个方面的工作: 1、首先对国内外大电流互感器的发展与研究现状进行了叙述,并成功设计了15000/5A大电流互感器。 2、对精典的电磁场理论和场路耦合法的数学理论进行了深入的研究,建立了大电流互感器的三维场路耦合有限元分析的数学模型和仿真模型。应用有限元软件ANSYS建立三维有限元仿真模型和基于场路耦合原理的外部耦合电路。 3、理论分析了杂散磁通对电流互感器铁心的影响;重点分析了绕组屏蔽杂散磁通理论;通过等值电流法,得到无论三相还是多相电流互感器条件下,中间相的电流互感器所受到的杂散磁通是最为严重的,为大电流互感器的有效保护提供了科学依据。 4、为了得到最优化屏蔽绕组,对屏蔽绕组的匝数采用离散化替代连续性,再考虑屏蔽绕组在环形铁心上的位置,共提出了多种优化方案;根据三维场路耦合有限元分析模型,精确计算出屏蔽绕组中的电流、电流分布、环形铁心中的磁感应强度分布和外层绕组的局部最高温升,通过比较多种计算结果,得到大电流互感器屏蔽绕组的最优化方案。 5、最后建立了大电流互感器的等效磁势法和降流回路法两种试验方案模型,通过比较试验方案仿真计算结果和出厂试验结果,证明了仿真计算结果是正确的,可靠的。 通过对屏蔽绕组进行优化设计后,有效地削弱了杂散磁通,使得大电流互感器轻型化、小型化,节约了大量的铜材料,使得其运输更加方便。
上传时间: 2013-04-24
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单相交流串励电动机由于启动转矩大、转速高、体积小等一系列的特点,在电动工具、家用电器,尤其是小家电和吸尘器上获得了十分广泛的应用。论文对单相交流串励电动机的发热和振动特性进行研究。 在第二章,通过讨论电机的发热理论及其影响因素,结合实际建立了数学模型,推导得出一个工程上比较实用的公式,用来计算马达堵转时的温升,还编写了一个电脑程序来仿真计算马达堵转时的温升。 在第三章,讨论了电机转子和支撑组成的振动系统在多自由度和各种情况下的振动。应用杜哈梅积分式和傅立叶分析法将机械振动和电磁干扰联系起来,将机械振动问题转化为二阶电路的问题来进行处理。并且提出观点:1.先测量出机械振动的频谱图或电磁噪音的Db-Freq频谱图,再用反傅立叶分解的方法将它们合成,得到周期性的激励的形状。2.由激励(力信号或电信号)所产生的波在弦内进行传播,信号经过衰减,辐射,在边界处反射,然后跟下一列波迭加,直到成为稳定的干扰信号。 在第四章,对样机进行测试,并和电脑仿真结果进行了比较。结果表明二者的偏差在2.5%以内。
上传时间: 2013-07-31
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