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  • 基于FPGA实现高速专用数字下变频器

    本论文首先描述了数字下变频基本理论和结构,对完成各级数字信号处理所涉及到的CORDIC、CIC、HB、DA、重采样等关键算法做了适当介绍;然后根据这些算法提出了基于FPGA实现的结构并进一步给出了性能分析;并且从数字下变频的系统层次上考虑了各模块彼此间的性能制约,从而选择合理配置、优化系统结构以获得模块间的性能均衡和系统性能的最优化;最后给出了FPGA实现的数字下变频器在测试中产生的波形和频谱,作了测试结果分析.

    标签: FPGA 数字下变频

    上传时间: 2013-05-25

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  • 基于FPGA的MPEG4协同处理器研究

    网络带宽依然在不断增长(尤其是在本地网),最后一公里的高速接入日益普及;另一方面的情况是大容量的磁盘、FLASH移动存储盘和激光盘的容量不断增大,使得传送和储存数据的成本不断地下降。不仅使人发问:我们孜孜不倦的搞视频压缩高级算法还有多少意义?我们可以看到,算法的复杂性日益增加,但性能的提高却接近边缘。 是什么还在要求更高的压缩速率?还有被我们遗忘的地方吗?还有什么应用让我们继续追求更精妙的压缩算法? 在作者看来,这个应用领域就是移动视频服务。无线频谱这种稀缺资源的有限性决定了我们必须继续对视频压缩技术进行研究。即使伴随UMTS/IMT2000的到来,移动终端可以获得的数据速率也限制在144Kbit/s,在微蜂窝的时候最高能达到的速率上限也在2Mbit/s。144Kbit/s的速率对于较高质量的视频传输来讲,仍然是有限的。因此,可以预见,移动终端的空中接口这个瓶颈使得我们必须继续进行视频压缩。 另一方面,移动终端领域开发视频压缩算法,在其低功耗和实时性要求下,也是异常困难的。为了减少计算的复杂性和运动估计的功耗,业界提出了许多快速算法,例如2-D的对数搜索,三步搜索,联合搜索。尽管这些方法减少了功耗,其结果是视频压缩性能的降低,因为这些算法的本质是减少了运动搜索的空间。为了实现运动搜索的低功耗,在电路领域又提出了搜索窗口和时钟管理的措施。但这些方法都是在牺牲视频压缩比性能的基础进行的折中,并没有强调算法映射结构上做出处理。 本论文提出了一种新的解决MPEG-4运动估计运算的低功耗实时处理器架构。其基础是采用了心肌阵列并行处理技术和低功耗控制电路。运动估计的繁复运算通过心肌阵列分布式运算得到有效处理。从理论上看,心肌阵列有其简单易理解性,然后,由于FPGA的互联网络有限性,设计这样一个阵列仍有许多值得注意的问题。论文提出使用保守近似处理在全局运动估计中减少功耗,其本质是消除不必要的冗余运算。宏块的最小误差匹配是一个典型的串行操作过程。论文新提出的方法是在进行绝对匹配前使用保守计算,如果保守误差值与最小误差差别过大,则不进行绝对误差计算。 总的说来,论文实现了两个目标:通过心肌阵列实现了实时的运动估计编码,通过在算法层次引入控制电路,降低运动估计电路的功耗。

    标签: MPEG4 FPGA 处理器

    上传时间: 2013-06-23

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  • 基于ARMGNSS的分布式NTP精确授时服务器设计与应用

    随着现代信息系统发展,网络系统尤其是分布式系统日益广泛地用于各个行业和领域,其中很多的关键应用需要基于时间同步进行。传统采用精准时钟对设备物理时钟进行精准调节以达到时钟同步的方式,以及单纯的在局域网内部通过相关时间协议进行时间同步的方式,由于受诸多限制,不能很好地解决分布式精确时钟同步的问题。然而人们对分布式时间精准度和时间同步的精确度要求越来越高,新型分布式网络时间同步研究成为一个需要亟待解决的关键性问题。既有工程应用价值,也有一定的理论意义。 首先从分布式系统应用的角度出发,首先对GNSS卫星授时、NTP协议、嵌入式系统及uClinux操作系统等理论和技术进行了阐述。重点讨论了如何解决分布式系统中的精确授时与同步问题的必要性和工程意义,分析了GNSS卫星授时特点和NTP网络协议的机制。 其次在充分考虑到网络同步实时性要求高的特点的基础上,提出了一种基于GNSS的嵌入式NTP授时服务器的设计架构,对各主要模块的功能、结构和工作原理进行了功能和性能分析。硬件具体以32位ARMS3C44B0X作为硬件控制核心的微处理器,开发了具有多通信端口的应用电路主板,并集成了GNSS卫星通信模块。 再次在软件方面具体对uClinux操作系统底层接口进行了较为深入的分析,在所设计的服务器硬件平台上移植了uClinux嵌入式操作系统及相关的驱动程序,并采用模块化的设计思想进行了NTP应用程序的设计与集成,实现了NTP协议的编译和NTP授时服务,其中对NTP协议主要参数和具体工作过程进行了系统性分析和设置应用。 最后在获取精准的系统统一时钟、通过NTP协议提供授时服务的基础上,结合实际在人工影响天气通信指挥系统中具体应用,实现了分布式人工降雨火箭弹发射点按命令精确同步进行发射的应用集成。初步测试表明,本文所设计的授时服务器应用情况良好,实现了不同层次分布式应用对于时间精准同步的高要求。

    标签: ARMGNSS NTP 分布式 服务器

    上传时间: 2013-04-24

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  • 基于ARMLinux的嵌入式教学实验平台构建

    国内大部分普通高校实验室的嵌入式实验教学系统基本上是基于8位CPU的单片机,这些系统的技术已经十分成熟且实验内容大多停留在单一的验证性实验,因此只能提供基础知识的教学而不能涵盖基础、综合、创新三个层次,也不能培养出市场对嵌入式系统需求的学生。而建立以ARM为内核的嵌入式处理器和嵌入式Linux操作系统相结合的实验教学体系及实验内容,能使学生在软、硬件知识结合上和能力上有新的提高。 ARM是当前全球领先的16/32位RISC微处理器内核,现在大多数功能强大的嵌入式处理器都是基于ARM内核构建的,如本课题中教学实验平台硬件部分以IntelXscale处理器PXA270为核心,软件部分以Linux操作系统为核心进行开发,教学实验平台是基于嵌入式Linux操作系统,高速的网络型硬件平台功能强大、复杂,起点高,适合于各高校的教学和实验,以及各种嵌入式系统的课题和科研项目。 构建教学实验平台的主要工作是完成硬件的设计、实现及操作系统移植。本论文主要在阐述嵌入式概念和主要开发技术、方法的基础上,对PXA270硬件平台和嵌入式Linux操作系统软件平台作了相关介绍;详细讲述了移植Linux到硬件平台的过程,实现ARM—Linux嵌入式系统软硬件的结合,并在该教学实验平台上设计了如触摸屏控制实验、USB设备实验与数字视频接口等实验。

    标签: ARMLinux 嵌入式 教学实验

    上传时间: 2013-07-04

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  • 基于ARM的GPRSDTU的研发

    嵌入式系统是当前最为热门的研究领域之一,也是“后PC时代”最有发展前景的方向之一。目前,它已经被广泛地应用于信息家电、手持通信设备、仪器仪表、汽车、航空航天、工业控制以及数据采集等应用领域,为人们的工作和生活带来了极大的便利。其中,GPRS DTU是嵌入式系统在工业控制和数据采集领域的重要应用,它可以实现将串口数据通过GPRS网络进行数据传输,提供了无线备份链路,增强了数据传输的可靠性。伴随着对智能化的需求日益增长,提出了智能化GPRS DTU的概念。除了原有的基本功能,还需要增加智能化功能模块,比如支持自动心跳、保持永久在线,支持远程登录,远程Web管理,远程自动更新等。这样就极大地节省了后期维护费用,降低了成本。因此,对智能化GPRS DTU的研究具有广泛的意义和良好的商业前景。 本文主要是设计并实现智能化GPRS DTU的应用平台,对关键技术进行了深入研究。首先从理论的层次介绍了嵌入式系统的基本概念和设计流程,在理论研究和项目实践的基础上,总结了抓住本质、分层整合、协同分工、情景分析等学习方法;介绍GPRS DTU硬件平台的组成,以ATMEL公司的AT91RM9200为核心控制单元,以Telit的GM862作为GPRS功能模块,以实现工业级指标要求;总结出Linux下ELF文件转换为binary文件的方法,然后重点解决了U-boot应用于AT91RM9200重映射机制的修正,设计出面向智能化GPRS DTU的嵌入式混合文件系统(Cramfs+JFFS2+Initramfs),针对该文件系统对Linux-2.6.20进行了移植和裁剪;最后以串口/Ethernet数据网关的设计来说明应用开发的基本模型。 本系统研发的关键技术均已获得相应的成果,对智能化GPRS DTU的发展给予了有力的技术支持。

    标签: GPRSDTU ARM

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:mfhe2005

  • 基于ARM的起重机运行数据采集存储系统研究

    随着嵌入式的广泛应用,对传统的数据采集系统的改造,开发新型的嵌入式采集系统,目前已成为研制的热点。起重机采集系统类似于飞机上的“黑匣子”,能自动记录起重机运行数据,并能以文件的形式存储起重机的运行数据,而且可以通过USB通信接口实现数据的转移。与传统的采集数据相比,此系统有采集速度快,性能稳,功耗低,读取数据方便的优点。只需插入U盘,几分钟内就可以将数据取走,避免了传统将电脑带入现场采集数据的缺点。在起重机采集系统的项目开发过程中,本人的主要工作是实现数据采集模块的设计,通过构建基于ARM微处理器和开源Linux操作系统的平台,实现起重机运行数据的U盘存储。 本研究首先对课题研究的背景和整个系统做了概述;其次详述了系统的硬件设计和Linux移植到AT91RM9200平台的方法;然后详细讨论了系统的软件设计即基于Linux的U盘驱动的实现以及Mass Storage类协议及其子类UFI命令集,并采用单批量传输协议实现了部分UFI子类命令以实现对U盘逻辑扇区读、写等操作的驱动程序;在U盘上采用目前主流操作系统(Windows,Linux等)所支持的FAT32文件格式,实现了文件的读写等API函数,并在此基础上按文件系统的实现层次对其进行设计与优化,实现了起重机运行数据的可靠存储;最后对课题研究做了总结。

    标签: ARM 起重机 数据采集 存储

    上传时间: 2013-07-09

    上传用户:缥缈

  • 基于DSP的两相异步电动机SVPWM控制的系统研究

    该文研究了两相逆变器-异步电动机系统的SVPWM控制技术,该系统可以广泛应用于小功率、宽调速运行的场合.通过对电机基本方程进行Kron变换,建立了系统完整的数学模型.论文在分析国内外两相逆变器异步电动机的SVPWM控制基础上,提出四个电压矢量八个工作空间的SVPWM控制技术,推导了控制参数和计算公式,提出了使电机具有圆形旋转磁场的调制比优化方案,给出了实施该方案的逆变器功率管的导通顺序和逆变器的输出电压波形.编制了系统仿真程序,给出SVPWM控制,两相逆变器-异步电动机系统样机的电压、电流、转速、转矩仿真波形曲.并与采用其他控制方式,进行仿真结果比较.论证了该文提出的SVPWM控制技术在两相逆变器-异步电动机系统中明显地减小了电流谐波、转矩脉动.论文建立了基于DSP控制器的两相逆变器-异步电动机系统试验装置系统,系统由DSP控制器、控制电路、功率驱动电路、逆变器主电路、异步电动机等组成.完成了各工作区的SVPWM信号的生成,与理论实现一致.

    标签: SVPWM DSP 异步电动机 控制

    上传时间: 2013-07-27

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  • 基于ARM的数字化家园网关设计与实现

    随着社会和科学技术的发展,以及家居环境的数字化,家用设施越来越信息化、网络化,并提出了信息交互的要求,同时对家用设施进行组网和统一管理提上日程。当代主流解决方案是通过嵌入式家园网关把家用设施联合成为一个局域网,并在此基础上实现了家用设施的管理。同时网关可以完成局域网内和到Internet的通信转换,实现远程控制。 本文对嵌入式家园网关的软件及部分硬件进行了深入的研究和探讨。设计出了一个基本的家园网关。本文的主要工作在于以下几个方面: (1)利用S3C2410开发板,依托Linux操作系统,通过使用MCP2515 CAN总线控制器,组成一个基本的家园网关。 (2)完成了在Linux下对MCP2515 CAN总线控制器的驱动,网络通信程序、节点管理程序及协议转换程序的编写,这些程序组成了整个系统的三个层次,包括网络层,协议转换管理层及驱动层。通过这些分层的协同工作,实现了家园网关中关于TCP/IP协议和CAN总线协议的互相转换。 (3)在CAN总线协议的基础上创新性地提出了应用层协议的设计方案,这个协议使得家园网关在CAN总线上具备管理能力及可靠的批量数据传输能力。 系统测试证明本方案是可行的,本文的数字化家园网关具有体积小,可靠性高,其CAN总线具有安装方便的优势,整个系统并有广阔的发展空间。

    标签: ARM 数字化 网关设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:三人用菜

  • 基于ARM的自动售货机控制器设计与实现

    自动售货机作为自助服务领域中的一员,为国内外该领域厂商所研究,并且得到了广泛的应用。为了适应客户的需求,需要开发一套功能更加完善、扩展性能更强的自动售货机控制器。 本文以国内自动售货机制造商--湖南金码智能设备制造有限公司在自动售货机控制器的研究现状为背景,分析了公司现有控制器的不足,并制定出基于ARM7与嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的自动售货机控制器的设计方案。 系统硬件完成了控制器外围各模块的接口电路图设计,分析了自动售货机控制器的组成;实现了电源模块、MDB外设驱动模块、电机驱动模块、键盘与显示模块以及数据存储模块的开发,并对各模块的原理与电气特性进行了详细的说明。 软件上,将μC/OS-Ⅱ成功移植了至ARM7体系结构;针对售货机本身是一个自反应、事件驱动的系统,使用有限状态机来管理系统状态以及状态转换,并高效地实现了更适用于复杂系统的层次型有限状态机;在μC/OS-Ⅱ与层次有限状态机的新软件框架支持下,编写了键盘与显示模块、MDB设备、数据存储设备等的驱动程序和系统应用程序。 最后,调试与试验表明基于ARM的控制器满足售货机基本要求,并且本课题的设计方案对较复杂的嵌入式系统的研究有一定的借鉴意义和应用价值。

    标签: ARM 自动售货机 制器设计

    上传时间: 2013-05-31

    上传用户:18274401755

  • 基于ARM与Linuz的无线传感器网络节点设计与实现

    无线传感器网络是一项融合计算机技术、半导体技术、通信技术、传感器技术等的新兴技术,它在军事、工业、农业、建筑、医疗、交通等各个领域均有广阔的应用前景。无线传感器网络中包含众多关键技术,因此需要一种功能强大的节点支持网络的正常运行,为用户提供多功能的服务。 目前无线传感器网络节点的硬件平台绝大部分是基于单片机实现的,它们具有有限的存储和处理能力,只能完成简单的传感器数据采集、处理和转发功能。有少部分硬件平台采用32位的处理器,但是这些平台的价格昂贵或者灵活性较差,不利于无线传感器网络的实验研究及应用的拓展。 基于上述研究现状,本文设计并实现一个基于32位ARM处理器和Linux操作系统的无线传感器网络节点。该节点具有强大的存储、处理能力,而且成本和功耗较低,能够配合不同类型的传感器节点使用,便于二次开发,对于无线传感器网络各种理论和算法的验证及实现各种应用有重大意义。论文主要分为三部分: 1、无线传感器网络节点硬件设计:在分析现有硬件平台缺点的基础上,设计本文的无线传感器网络节点硬件结构,进行硬件选型并分析各个模块的结构和硬件原理,搭建好硬件平台。 2、无线传感器网络节点软件实现:根据设计的无线传感器网络节点硬件结构分析软件应包含的内容及层次结构。由于Linux支持多种体系结构、开源等优点,因此本文选择其作为无线传感器网络节点的操作系统,并分层次地实现基于Linux的整个软件系统,包括引导程序、内核、根文件系统、驱动程序。 3、无线传感器网络节点的应用:在1、2部分完成的基本功能上需要扩充具体的应用程序才能将该节点应用到实际环境中。这部分首先分析本文所实现的节点的几种典型应用场景,然后在该节点上实现几种常用的服务程序,最后设计并实现质心定位应用案例,展示了在此节点上可方便地实现功能扩充和特定应用开发,同时也说明了该节点强大的功能。

    标签: Linuz ARM 无线传感器网络 节点设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:wmwai1314