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  • 基于H.264编解码的算法优化研究及FPGA的硬件实现.rar

    H.264/AVC是由ITU和ISO两大组织联合组成的JVT共同制定的一项新的视频压缩技术标准,在较低带宽上提供高质量的图像传输是H.264/AVC的应用亮点。在同样的视觉质量前提下,H.264/AVC比H.263和MPEG-4节约了50%的码率。但H.264获得优越性能的代价是计算复杂度的增加,据估计其编码的计算复杂度大约为H.263的3倍,因此很难应用于实时视频处理领域。针对这一现状,业内做了大量的研究工作,力图降低其计算复杂度和提高运行效率。比如在运动估计方面,国内外在这方面的研究已经很成熟。而针对帧内/帧间预测编码的研究却较少。因此研究预测模式的快速算法具有理论意义和应用价值。 本文在详细研究H.264标准视频压缩编码特点基础上,分析了H.264帧内编码, 帧间编码及变换,量化技术的原理及特点,提出了一种基于局部边缘方向信息的快速帧内模式判决算法,通过结合SAD的模式选择方法来减少模式选择数目。它采用了Sobel梯度算子计算当前块的边缘信息,累加当前块中属于同一方向像素点的边缘矢量构造不同模式下的边缘方向直方图,以便确定最可能的预测模式。该算法有效降低了编码器的运算复杂度,在并未显著降低编码性能的情况下提升了编码器效率。仿真表明:Foreman 图像序列编码性能有了提高,其中PSNR平均降低了0.06dB,Bitrate平均降低了19.4%,这大大提高了视频传输的质量。 另外在帧间预测模式选择算法方面进行了改进研究:按顺序对不同类型进行判决,有选择地去比较可能模式,使得在有效减少需判决的模式数量的同时,结合小块模式搜索中途停止准则来确定最优模式。仿真表明:改进算法相对与原来算法能够节省很多的编码时间(平均下降了49.3%),但带来的图像质星的下降(平均下降0.08dB,可以忽略)和码率较少的增加。 同时在整数DCT变换模块中,提出了一种快速蝶形算法,使得对4×4点数据做一次变换,只需通过8×8次加法和2×8次移位运算便可完成,与原来12×8次加法和4×8次移位相比,新算法大大降低了运算复杂度。 最后介绍FPGA的特点及设计流程,并实现了H.264编解码器中变换编码及量化和熵解码模块的硬件。这种基于FPGA所实现的H.264编码视频处理模块设计具备了成本低,周期短,设计方法灵活等优点,具有广阔的市场应用前景。 仿真表明,通过使用本文提出的帧内/帧间速算法方法可使得H.264编码速度获得显著的提高,使H.264 Baseline编码器能在PC平台上实现实时编码。

    标签: FPGA 264 编解码

    上传时间: 2013-07-18

    上传用户:zukfu

  • 基于FPGA的MPEG2TS码流实时分析与检测系统.rar

    当前我国正处在从模拟电视系统向数字电视系统的转型期,数字电视用户数量激增,其趋势是在未来的几年内数字电视将迅速普及。在应用逐渐广泛的数字电视系统中,监控数字电视服务正成为一种越来越迫切的需要。然而,目前对于数字电视并没有合适的监测仪器,因此无法及时方便地诊断出现问题的信号以及隔离需要维修的数字化设备。通常只有当电视屏幕上的图像消失时我们才知道数字信号系统出了问题。几乎没有任何线索可以用来找到问题的所在或原因,码流分析仪器在这种情况下应运而生。目前在数字电视系统的前端,通过监控了解数字视频广播(DVB)信号和服务的状况从而采取措施比通过观众的反映而采取措施要主动和及时得多。传输流(TS)的测试设备可使技术人员分析码流的内部情况,它们在决定未来服务质量和客户满意度方面将扮演更重要的角色。 本文着重研究了在DVB广播电视系统中,DVB-ASI信号的解码、MPEG-2TS的实时检错原理和基于现场可编辑门阵列(FPGA)的实现方法。文章首先阐述了数字电视系统的一些基本概念,介绍了MPEG-2/DVB标准、ETR101 290标准、异步串行接口(ASI)。然后介绍了FPGA的基本概念与开发FPGA所使用的软件工具。最后根据DVB-ASI接收系统的解码规则与MPEG-2TS码流的结构提出了一套基于FPGA的MPEG-2TS码流实时分析与检测系统设计方案并予以了实现。 在本系统中,FPGA起着核心的作用,主要完成DVB-ASI的解码、MPEG-2TS码流检错、以及数字电视节目专有信息(PSI)提取等功能。本文实现的系统与传统的码流分析仪相比具有集成度较高、易扩展、便于携带、稳定性好、性价比高等优点。

    标签: MPEG2TS FPGA 码流

    上传时间: 2013-06-04

    上传用户:love1314

  • 全电压20W日光灯开关恒流源

    本电路的参数是为22个LED串联,15串并联,驱动330个60毫瓦的白光LED设计的,每串的电流是17.8毫安。改变LED数量需要修正R6~R9的参数。

    标签: 20W 电压 日光灯 开关恒流源

    上传时间: 2013-07-15

    上传用户:moqi

  • 超宽带脉冲与MB-OFDM物理层的FPGA实现

    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。

    标签: MB-OFDM FPGA 超宽带 脉冲

    上传时间: 2013-07-29

    上传用户:TI初学者

  • 优化ⅡR数字滤波器的FPGA实现

    本文以数字信号处理系统为应用背景,围绕基于FPGA的ⅡR数字滤波器的实现技术展开了研究。 首先以ⅡR数字滤波器的优化设计基本理论为依据,研究了在频域上的最小均方误差设计法和在时域上的最小平方误差设计法。以四阶和六阶两个ⅡR低通数字滤波器设计为例,利用Matlab软件进行辅助设计,探讨了滤波器的设计过程。 然后着重研究了FPGA的设计方法和设计流程,在设计中采用了层次化、模块化的设计思想,将整个滤波器划分为多个功能模块,利用VHDL语言编程和原理图两种设计技术进行了ⅡR滤波器的各个功能模块的设计,采用EPlCl2Q240器件实现了基于FPGA的二个二阶节级联型结构的四阶ⅡR低通数字滤波器,并类推了设计六阶ⅡR低通数字滤波器。最后用QuartusⅡ4.0软件进行了综合与仿真,用MATLAB7.0软件对仿真结果进行了分析,最终在GW48-PK2开发系统中进行了硬件电路验证,得出了实际滤波效果测试波形,验证了所设计滤波器的正确性。 本设计对于用二阶节级联型结构构成的ⅡR数字滤波器硬件电路具有通用性,通过改变二阶节级联型结构的数量,可以构成任意偶数阶的滤波器;同时,通过上模型中系数的变换,也可以构成相应阶数的高通、带通、带阻等滤波器。

    标签: FPGA 数字滤波器

    上传时间: 2013-06-20

    上传用户:lw852826

  • 基于FPGA组的ASIC逻辑验证技术研究

    随着ASIC设计规模的增长,功能验证已成为整个开发周期的瓶颈。传统的基于软件模拟和硬件仿真的逻辑验证方法已难以满足应用的要求,基于FPGA组的原型验证方法能有效缩短系统的开发周期,可提供更快更全面的验证。由于FPGA芯片容量的增加跟不上ASIC设计规模的增长,单芯片已无法容纳整个设计,所以常常需要对设计进行逻辑分割,将子逻辑块映射到FPGA阵列中。 本文对逻辑验证系统的可配置互连结构和ASIC逻辑分割算法进行了深入的研究,提出了FPGA阵列的非对称可配置互连结构。与现有的对称互连结构相比,该结构能提供更多的互连通道,可实现对I/O数量、电平类型和互连路径的灵活配置。 本文对逻辑分割算法进行了较深入的研究。针对现有的两类分割算法存在的不足,提出并实现了基于设计模块的逻辑分割算法,该算法有三个重要特征:1)基于设计代码;2)以模块作为逻辑分割的最小单位;3)使用模块资源信息指导逻辑分割过程,避免了设计分割过程的盲目性,简化了逻辑分割过程。 本文还对并行逻辑分割方法进行了研究,提出了两种基于不同任务分配策略的并行分割算法,并对其进行了模拟和性能分析;验证了采用并行方案对ASIC逻辑进行分割和映射的可行性。 最后基于改进的芯片互连结构,使用原型系统验证方法对某一大规模ASIC设计进行了逻辑分割和功能验证。实验结果表明,使用改进后的FPGA阵列互连结构可以更方便和快捷地实现ASIC设计的分割和验证,不但能显著提高芯片间互连路径的利用率,而且能给逻辑分割乃至整个验证过程提供更好的支持,满足现在和将来大规模ASIC逻辑验证的需求。

    标签: FPGA ASIC 逻辑 验证技术

    上传时间: 2013-06-12

    上传用户:极客

  • 基于ARM和Linuz数据采集系统的设计与实现

    对温度、湿度、压力等数据的采集在很多工农业生产中都普遍存在着。目前大部分的数据采集系统使用8位单片机作为控制器,由于单片机自身功能的限制,它的采样速率,数据采集的方式等均受到一定的限制,而且它没有自己的操作系统,可视性和可操作性相对比较差。因此,研究一种新型的、具有高速的采样速率、多样化的数据采集方式以及操作性非常强的数据采集系统非常的有必要。 本论文采用三星公司的ARM9内核的S3C2410作为主控制器,嵌入式Linux作为操作系统,通过S3C2410的RS-485、I2C总线来控制和传输由不同类型数据采集器采集到的数据;利用嵌入式图形用户界面GUI的编程工具Qt/E(Qt/Embedded)设计的用户界面,结合开源嵌入式数据库Sqlite3,实现对各种不同数据采集器的控制和数据的采集;利用Linux系统中的Video4linux编程实现对现场的视频监视;同时利用S3C2410的GPIO和中断口设计的键盘能够像PC键盘那样方便的对用户界面进行操作,整个系统完成数据的采集、传输、存储、监视等功能。此系统不但减少了使用处理器的数量,而且采样速率,采样精度等都有比较大幅度的提高,同时通过实时的视频监视还可以及时知道数据现场的情况,这些对复杂环境下的数据采集尤为有利。 本论文的重点是完成用户界面的设计、键盘驱动及与Qt/E的键值映射、RS-485及I2C总线驱动和视频监视的实现。本论文完成了整个数据采集系统的初步设计,在油气田开采现场的数据采集中运行效果良好,虽功能尚待进一步完善,但具有一定的实用价值。

    标签: Linuz ARM 数据采集系统

    上传时间: 2013-06-12

    上传用户:hxy200501

  • 基于ARM架构的视频监控设计

    目前,ARM微处理器已经在多种领域中得到应用,有关统计表明,各种基于ARM微处理器的设备应用数量已经远远超过了通用计算机,基于ARM微处理器的开发应用正成为数字时代的技术潮流。而在Internet飞速发展的今天,网络已经渗透到了方方面面。在嵌入式系统中,和网络的结合已经成为嵌入式系统发展的必然趋势。 随着嵌入式技术及网络技术的发展,工业控制设备一般要求系统具备完成复杂测控任务能力和较强的实时性,并且能够与某一类型的控制网络相连,以实现远程监控。而正在利用的单片机技术则存在通信能力差、实时性不够等问题,本系统利用ARM处理器独特的网络通信功能实现对工业生产过程的监控无疑是一种新的尝试。基于ARM的工控系统,其应用程序可以方便的通过网络进行更新,数据可通过LCD现场显示,重要数据则可以文件形式保存在存储器中,数据和报警信息可通过串口或以太网向上传递。这样,用户就可以通过网络实现远程监控或远程维护。此外,利用操作系统上已有的软件和协议可迅速搭建前台数据采集系统,以实现测控系统和后台管理系统的通信。它的设计成功无疑会将利用单片机技术而产生的问题迎刃而解。 本文通过一个ARM9芯片AT91RM9200作为处理器的嵌入式网络监控系统,详细阐述了嵌入式系统的设计与开发过程。嵌入式系统作为特殊的计算机系统,一般包括以下3个方面:硬件设备、嵌入式操作系统和应用软件。本文也主要是围绕这三部分来展开的。其中包括:1、硬件电路的设计:最小系统设计和外围扩展电路设计;2、嵌入式操作系统的配置:交叉编译环境的搭建、BootLoader的移植、操作系统内核的移植和文件系统的移植;3、应用软件开发设计:主要是相关驱动程序的设计和应用程序设计。

    标签: ARM 架构 视频 监控设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:colinal

  • 基于H.264的无线传输差错控制及解码器的ARM实现

    信息化社会的到来以及IP技术的兴起,正深刻的改变着电信网络的面貌以及未来技术发展的走向。无线通信技术的发展为实现数字化社区提供了有力的保证。而视频通信则成为多媒体业务的核心。如何在环境恶劣的无线环境中,实时传输高质量的视频面临着巨大的挑战,因此这也成为人们的研究热点。 对于无线移动信道来说,网络的可用带宽是有限的。由于多径、衰落、时延扩展、噪声影响和信道干扰等原因,无线移动通信不仅具有带宽波动的特点,而且信道误码率高,经常会出现连续的、突发性的传输错误。无线信道可用带宽与传输速率的时变特性,使得传输的可靠性大为降低。 视频播放具有严格的实时性要求,这就要求网络为视频的传输提供足够的带宽.有保障的延时和误码率。为了获得可接受的重建视频质量,视频传输至少需要28Kbps左右的带宽。而且视频传输对时延非常敏感。然而无线移动网络却无法提供可靠的服务质量。 基于无线视频通信面临的挑战,本文在对新一代视频编码国际标准H.264/AVC研究的基础上,主要在提高其编码效率和H.264的无线传输抗误码性能,以及如何在嵌入式环境下实现H.264解码器进行了研究。 结合低码率和帧内刷新,提出一种针对感兴趣区的可变帧内刷新方法。实验表明该方法可以使用较少的码率对感兴趣区域进行更好的错误控制,以提高区域图像质量,同时能根据感兴趣区及信道的状况自动调整宏块刷新数量,充分利用有限的码率。 为了有效的平衡编码效率和抗误码能力的之间的矛盾,笔者提出了一种自适应FMO(Flexible Macroblock Order)编码方法,可根据图像的复杂度自适应地选择编码所需的FMO模式。仿真结果表明这种FMO编码方式完全可行,且在运动复杂度频繁变化时效果更加明显,完全可应用在环境恶劣的无线信道中。 在对嵌入式PXA270硬件结构和X264研究的基础上,基本实现了基于H.264的嵌入式解码,在PXA270基础上进行环境的配置,定制WirtCE操作系统,并编译、产生开发所用的SDK和下载内核到目标机。利用开发工具EVC实现在PC机上的实时开发和在线仿真调试,最终实现了对无差错H.264码流实时解码。

    标签: 264 ARM 无线传输 差错控制

    上传时间: 2013-06-18

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  • 基于ARMLinux的汽车故障检测仪

    随着汽车工业的飞速发展,中国汽车数量的持续增加,汽车的功能也越来越强,随之而来的是日趋复杂的故障诊断。 本文对国内外汽车故障诊断系统的市场现状进行了分析,指出传统的诊断设备已经不能满足社会发展的需要,提出了一种新颖、手持便携、操作简单、通用性强、基于诊断口检测的嵌入式汽车ECU(电控单元)故障诊断与检测设备。该掌上设备采用Samsung公司推出的16/32位RISC处理器S3C2410,结合拥有多线程、多任务的开源操作系统Linux,添加完全支持CAN V2.0B 技术规范的SJA1000独立CAN总线控制器,完成了基于CAN总线的汽车故障诊断系统手持设备的硬件设计,和部分软件设计。 论文对CAN总线的技术规范、协议标准及帧结构进行了比较详细地论述,提出了以CAN协议为核心的汽车故障诊断系统手持式设备的总体设计方案;实现了基于S3C2410的汽车故障诊断仪硬件设计;同时对硬件中的各功能单元的设计原理、硬件接口、驱动及协议进行了分析和阐述。 该系统无论从理论上还是实际应用中都有着较强的先进性和实用性。在嵌入式系统与汽车电子紧密结合及汽车日益普及的趋势下,由于覆盖车型面广、诊断准确、修复便捷、功耗低和便携等优点,该汽车故障诊断系统具有比较普遍的应用和研究价值。

    标签: ARMLinux 汽车故障 检测仪

    上传时间: 2013-07-13

    上传用户:ecooo