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控制设计

  • JPEG2000标准中算术编码的FPGA设计与码率控制算法的研究

    JPEG2000是由ISO/ITU-T组织下的IECJTC1/SC29/WG1小组制定的下一代静止图像压缩标准,其优良的压缩特性使得它将具有广泛的应用领域。JPEG2000算法非常复杂,图像编码过程占用了大量的处理器时间开销和内存开销,因而通过对JPEG2000算法进行优化并采用硬件电路来实现JPEG2000标准的部分或全部内容,对加快编码速度从而扩展其应用领域有重要的意义。 本文的研究主要包括两方面的内容,其一是JPEG2000算术编码器算法的研究与硬件设计,其二是JPEG2000码率控制算法的研究与优化算法的设计。在研究算术编码器过程中,首先研究了JPEG2000中基于上下文的MQ算术编码器的编码原理和编码流程,之后采用有限状态机和二级流水线技术,并在不影响关键路径的情况下通过对算术编码步骤优化采用硬件描述语言对算术编码器进行了设计,并通过了功能仿真与综合。实验证明该设计不但编码速度快,而且流水线短,硬件设计的复杂度低且易于控制。 在研究码率控制算法过程中,首先结合率失真理论建立了算法的数学模型,并验证了该算法的有效性,之后深入分析了该数学模型的实现流程,找出影响算法效率的关键路径。在对算法优化时采用黄金分割点算法代替原来的二分查找法,并使用了码块R-D斜率最值记忆和码率误差控制算法。实验证明,采用优化算法在增加少量系统资源的情况下使得计算效率提高了60%以上。之后,分析了率失真理论与JPEG2000中PCRD-opt算法的具体实现,又提出了一种失真更低的比特分配方案,即按照“失真/码长”值从大到小通道编码顺序进行编码,通过对该算法的仿真验证,得出在固定码率条件下新算法将产生更少的失真。

    标签: JPEG 2000 FPGA 标准

    上传时间: 2013-07-13

    上传用户:long14578

  • 基于FPGA的LED显示屏同步控制系统的设计

    自90年代以来,LED显示屏的设计制造和应用水平得到日益提高,LED显示屏经历了从单色、双色图文显示屏,到图像显示屏,一直到今天的全彩色视频显示屏的发展过程。在此发展过程中,无论在器件的性能(超高亮度LED显示屏及蓝色发光二极管等)和系统组成(计算机化的全动态显示系统)等方面都取得了长足的进步。 LED显示屏相比与其它的平板显示器,有其独特的优越性,比如:可靠性高、使用寿命长、环境适应能力强、性价比高且成本低等特点,且随着全彩屏显示技术的日益完善,使得LED显示屏在许多场合得到广泛的应用。 本文详细介绍了利用DVI接口作为视频LED显示屏数据源,利用查表的方法实现伽玛矫正的实现方案和实现4096级灰度的LED视频显示屏控制系统的设计原理。通过对等长时间实现4096级灰度方案的分析,得到此方案在系统速度和显示屏的亮度上存在的局限,提出采用变长时间和消影时间相结合的方案实现4096级灰度的方案及实现,这是在提高硬件成本以获得成本,速度和亮度的折中。在此基础上,提出了用脉冲打散输出的方法改善LED显示屏显示效果,并探讨了低帧频无闪烁LED全彩屏的实现方法;对一些可以提高LED显示屏系统技术的新技术展开讨论,为今后的动态全彩色LED显示屏具体实现打下坚实的理论基础。

    标签: FPGA LED 显示屏 同步控制

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:793212294

  • 基于FPGA的彩色等离子体显示器信号处理与控制电路设计

    彩色等离子体显示器是利用惰性气体放电发光进行显示的平板显示器,它具有厚度薄、重量轻、大平面、大视角、响应快、无电磁辐射等优点。由于我国PDP产业起步较晚,所以研制具有我国自主知识产权的PDP整体驱动电路,抢占彩电市场具有深远的意义。本文介绍了等离子体显示器的工作原理和基于ALTERA公司的现场可编程门阵列(FPGA)的电路设计方法,通过研究PDP的工作原理、显示屏的结构和AC型PDP所采用的寻址和显示分离(ADS)型子场技术,提出了一种基于FPGA的信号处理与控制电路设计方案。最后还对等离子体显示器在改进显示屏物理工艺结构、驱动电路技术以及市场走向方面,进行了初步探讨。

    标签: FPGA 彩色 信号处理 等离子体

    上传时间: 2013-05-20

    上传用户:zhengxueliang

  • 高速并行信号处理板数据接口与控制的FPGA设计

    随着信息社会的发展,人们要处理的各种信息总量变得越来越大,尤其在处理大数据量与实时处理数据方面,对处理设备的要求是非常高的。为满足这些要求,实时快速的各种CPU、处理板应运而生。这类CPU与板卡处理数据速度快,效率高,并且不断的完善与发展。此类板卡要求与外部设备通讯,同时也要进行内部的数据交换,于是板卡的接口设备调试与内部数据交换也成为必须要完成的工作。本文所作的工作正是基于一种高速通用信号处理板的外部接口和内部数据通道的设计。 本文首先介绍了通用信号处理板的应用开发背景,包括此类板卡使用的处理芯片、板上设备、发展概况以及和外部相连的各种总线概况,同时说明了本人所作的主要工作。 其次,介绍了PCI接口的有关规范,给出了通用信号处理板与CPCI的J1口的设计时序;介绍了DDR存储器的概况、电平标准以及功能寄存器,并给出了与DDR.存储器接口的设计时序;介绍了片上主要数据处理器件TS-202的有关概况,设计了板卡与DSP的接口时序。 再次,介绍了Altera公司FPGA的程序设计流程,并使用VHDL语言编程完成各个模块之间的数据传递,并重点介绍了DDR控制核的编写。 再次,介绍了WDM驱动程序的结构,程序设计方法等。 最后,通过从工控机向通用信号处理板写连续递增的数据验证了整个系统已经正常工作。实现了信号处理板内部数据通道设计以及与外部接口的通讯;并且还提到了对此设计以后地完善与发展。 本文所作的工作如下: 1、设计完成了处理板各接口时序,使处理板可以从接口接受/发送数据。 2、完成了FPGA内部的数据通道的设计,使数据可以从CPCI准确的传送到DSP进行处理,并编写了DSP的测试程序。 3、完成了DDR SDRAM控制核的VHDL程序编写。 4、完成了PCI驱动程序的编写。

    标签: FPGA 高速并行 信号处理板 数据接口

    上传时间: 2013-06-30

    上传用户:唐僧他不信佛

  • 基于ARM的嵌入式温度控制系统的设计

    温度的测量和控制在工业生产中有广泛的应用,尤其在石油、化工、电力、冶金等工业领域中,对温度的测量和监控是非常重要的一个环节,温度参数是工业控制中的一项重要的指标。 本文主要研究了基于ARM9架构的嵌入式Linux系统在工业领域中各种炉温控制场合中的应用。目前控制方案主要是采用传统的PLC和单片机进行控制。PLC主要是针对单项工程或者重复数极少的项目,灵活性相对不足,并且体积大,成本相对较高;而单片机主要用于小型设备的控制,具有成本低,功耗低,效率高的特点,但可移植性较差。为了适应信息产业的发展,新技术革新以及产业的专业化现代化的发展,本文针对PLC和单片机控制的优缺点和应用场合提出了采用ARM9嵌入式微控制器AT91RM9200和Linux操作系统相结合的嵌入式温度控制系统,具有系统扩展性强、可靠性高、响应速度快、体积小等特点,为用户提供了一种新型的控制方案。 本文首先论述了嵌入式操作系统的组成,接着设计了温度控制系统的硬件系统,主要包括CPU模块、模拟电路模块、存储模块和通信模块四个部分:在对温度控制系统的软件部分的设计中,主要是针对Boot-Loader的移植、Linux内核移植、根文件系统的定制、驱动程序的编写和应用程序的编写五部分进行设计。 系统功能主要是循环采集AD通道数据,上传AD数据到服务器,接收服务器下发的控制数据包,记录日志等。通过在线运行测试,该系统稳定可靠,采集和控制效果良好,可有效降低了生产成本和工人的劳动强度,为安全生产提供保证。

    标签: ARM 嵌入式 温度控制系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:ma1301115706

  • 基于ARM的热风炉自动控制系统的接口设计与实现

    矿井加暖系统在矿产、冶金、化工等工业中具有广泛的应用。课题组根据热效率、寿命、自动化程度等方面存在的问题,经过调查、分析和研究开发了一套新型矿用环保热风炉系统,该系统主要由数据采集系统、火焰监测系统和主机控制系统三部分组成。 数据采集系统,要对复杂的现场环境进行监测控制,是整个新型热风炉自动控制系统的关键。本文设计的数据采集系统由MSP430单片机、模拟量采集(A/D)、模拟量输出(D/A)、开关量采集、开关量输出、存储、通信接口及其他辅助电路组成,结构简单、机构可靠性高,使用寿命长,能够对系统的各种现场数据进行实时监测和控制,对于矿井的安全可靠生产具有重要的意义。

    标签: ARM 热风炉 接口设计 自动控制系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:yph853211

  • 基于ARM的三维雕刻机控制系统设计

    雕刻机的数控系统是三维雕刻机的控制核心,其控制系统的性能直接关系着三维雕刻机的加工质量和加工效率,对雕刻机的性价比有着重要的影响。本论文在对三维雕刻机系统的结构和功能进行分析的基础上,提出了一个以.ARM微处理器和CPLD器件构建硬件平台、基于μC/OS-Ⅱ为嵌入式控制系统的解决方案,充分利用ARM微处理器的高速运算能力与CPLD的高速并行运算能力,大大减少了系统的外围接口器件,有效的降低系统成本。 此方案中选用Philips公司的基于ARM7内核的LPC2214处理器作为主控芯片。对于系统的输入/输出的逻辑控制通过CPLD来实现,该芯片选用Atlera公司的EPM7128SLC84,作为处理器的外围器件。同时对整个系统的硬件开发作了详细说明:电源、SRAM、FLASH等芯片选型及设计;液晶显示模块及键盘的应用设计;电机的输入输出电路设计等。 软件部分包括Boot Loader、RTOS、应用程序的设计等。其中,Rot Loader支持系统Boot、程序下载到RAM中执行和烧写到Flash存储器等功能;RTOS包括操作系统的移植、任务管理、任务间的通信等,应用程序的设计包括设备驱动程序、液晶显示、键盘操作、电机控制等。同时用VB6.0开发了PC机下载控制界面,并对液晶模块和电机进行调试。

    标签: ARM 雕刻机 控制系统设计

    上传时间: 2013-06-06

    上传用户:smthxt

  • 温度控制系统——毕业设计

    发一个温度控制系统,我帮朋友做的毕业设计,就是让水的温度稳定在一个范围内,有仿真图,PCB图,程序,很全,需要的朋友可以参考一下。

    标签: 温度控制系统 毕业设计

    上传时间: 2013-06-01

    上传用户:Killerboo

  • 基于ARM的绣花机嵌入式控制系统设计

    当今绣花机市场蓬勃发展,绣花机控制系统作为绣花机最核心的部分,是提高性能和降低成本的关键。本文结合浙江虎王科技有限公司与浙江大学的合作项目“绣花机控制系统”,设计出一套基于ARM的技术先进、功能精简、高性价比的绣花机控制系统。论文按照嵌入式系统的开发过程,先根据市场需求划分了控制系统的功能模块并构建了总体架构,选择了系统的软硬件平台,然后采用先进的设计方法对绣花机控制系统的硬件和软件进行了设计。 第一章介绍了绣花机及其控制系统的发展过程和现状,论述了嵌入式系统的定义、特点和发展,阐述了ARM的发展历史、研究和应用现状,提出了论文的主要研究内容,最后给出了论文的总体结构。 第二章阐述了嵌入式系统的开发过程,选择了软硬件协同设计法为本系统的设计方法,论述了EDA技术的工作范围和设计步骤,详细讨论了软件的结构化设计方法和面向对象设计方法的原理,最后给出了绣花机控制系统的设计原则。 第三章根据市场需求划分了绣花机控制系统的功能模块,构建了系统总体架构,并分析了每个模块的具体功能;根据选型原则选出了适用于绣花机控制系统的上位机和下位机CPU芯片、操作系统及开发环境。 第四章根据总体架构,在选好的CPU芯片的基础.卜确定了绣花机控制系统的硬件框架,详细设计了电源电路、复位电路、存储器接口电路、键盘与显示电路、USB接口电路、串行通信接口电路和下层机电接口电路。 第五章按照上位机和下位机的层次构建了绣花机控制系统的软件框架,设计了键盘输入模块、图形显示模块、USB驱动模块、花样存储与管理模块、串口通信模块、机电控制模块的程序。 第六章回顾与总结全文的主要研究内容,归纳了本文的主要研究成果,并对今后的研究工作作了展望。

    标签: ARM 绣花机 嵌入式控制 系统设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:CSUSheep

  • 基于ARM与CPLD的大圆机控制系统的设计

    大圆机是一种涉及到计算机、机械、电子、控制等诸多领域,比较复杂的典型机电一体化产品。近几年来,伴随着我国针织行业的快速发展,大圆机的需求日益加大,传统的基于MCU面板控制和采用薄膜按键方式的大圆机控制系统已经无法满足需求。随着微处理器技术的发展,嵌入式技术以其高集成度和高稳定性、高性价比在工控领域有着广阔的应用前景。 近几年,随着嵌入式技术的发展,对人机界面的要求越来越高,友好的图形人机界面为嵌入式系统的人机交互提供了丰富的图形图像信息。uC/GUI是一款不仅可以实现快速开发,而且能够提供低功耗型GUI支持的嵌入式GUI软件。用户可以使用它方便地定制出自己的图形用户界面,完成各种应用程序的开发。因此已经被越来越多的领域所采用。 本文在对大圆机系统的功能和控制要求进行分析的基础上,提出了一个以ARM微处理器和CPLD器件为中心构建硬件平台、基于uC/OS-Ⅱ和uC/GUI的嵌入式大圆机控制系统解决方案。 此方案中的硬件平台由主CPU核心应用系统电路、人机交互接口电路、协处理器CPLD模块电路等部分组成。主CPU采用Samsung公司的基于ARM7内核的S3C44BOX处理器,人机交互接口电路采用触摸屏和LCD液晶显示器,为了解决闭环控制的问题,采用了CPLD作为协处理器,进行外围扩展构成控制电路,软件部分包括uC/OS-Ⅱ、Boot Loader、设备驱动程序、人机界面和主控制应用程序等。其中Boot Loader支持系统启动,程序下载到RAM执行和烧写到Flash存储器等功能,而人机界面和主控制应用程序则基于设备驱动程序实现了对于大圆机系统的控制。 与传统的基于MCU或工控机的大圆机控制系统相比,基于此设计方案实现的控制系统具有低成本、高集成度和高性能等特点,具有较大的实用价值和广阔的应用前景。

    标签: CPLD ARM 控制系统

    上传时间: 2013-07-13

    上传用户:皇族传媒