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行波差动保护线路

  • 基于运动补偿的去隔行系统的研究与FPGA设计

    本文采用基于运动补偿的算法,对去隔行系统及其FPGA设计作了深入的研究.该系统包括三个关键模块运动估计模块是去隔行系统的设计重点,设计为双向运动估计,采用菱形快速搜索算法,主要分为计算和控制两大部分.计算部分为SAD计算模块,采用累加树和流水线技术;控制部分根据菱形搜索算法的第三步搜索的特点,对比较模块、SAD暂存器等模块做了具体的设计.对于运动补偿模块采用双向补偿的算法,补偿精度为半像素.根据半像素点的位置将运动补偿计算分为四个状态,并通过对四个状态计算特点的分析设计了加法器的结构复用.同时基于视频数据处理的需要,设计了四个具有双体存储结构的内部缓存器,由FPGA内部的嵌入式阵列块实现.根据运动估计模块和运动补偿模块的计算特点,分别对缓存器的结构、读写时序和列序号控制进行设计,有效提高了数据的存取效率.本文对于这三个去隔行系统的关键模块都给出了RTL级设计和模块的功能仿真,并在最后一章中给出了去隔行系统的FPGA设计.

    标签: FPGA 补偿 去隔行

    上传时间: 2013-06-11

    上传用户:han_zh

  • JPEG2000二维离散小波变换快速算法研究和FPGA实现

    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。

    标签: JPEG 2000 FPGA 二维

    上传时间: 2013-06-13

    上传用户:jhksyghr

  • 基于Small RTOS51和FPGA的误码仪的研究与设计

    本文分析了误码仪系统需求,制定出误码仪由误码测试子系统和人机界面子系统构成的总体结构图.提出采用FPGA进行误码测试子系统模块设计,提高了系统功能扩展性和系统的集成度,使用嵌入式操作系统进行系统应用软件设计提高系统实时性.研究了传统误码仪在误码测试子系统上设计方法,给出了伪随机码、人工码、误码插入、误码计算模块的设计原理,介绍了带同步保护的同步判决模块的设计方法,采用数据复合和数据分解技术,实现了高速人工码发送以及误码测试,还制定了子系统间的通信协议.设计了人机界面子系统硬件电路图,并详细介绍了人机界面子系统中显示模块、实时时钟模块、数据存储模块、串行RS232通信模块、键盘接口模块的硬件设计及其驱动程序的开发.介绍了Small RTOS51嵌入式操作系统的特点,运行条件,重要概念以及移植方法,提出了使用Small RTOS51嵌入式操作系统的原因.分析了系统应用软件需求,给出了基于Small RTOS51嵌入式操作系统任务创建方法,以及任务调度关系,详细介绍了各任务执行流程图.

    标签: Small RTOS FPGA 51

    上传时间: 2013-07-10

    上传用户:yolo_cc

  • 基于FPGA的逆变器控制芯片研究

    逆变控制器的发展经历从分立元件的模拟电路到以专用微处理芯片(DSP/MCU)为核心的电路系统,并从数模混合电路过渡到纯数字控制的历程。但是,通用微处理芯片是为一般目的而设计,存在一定局限。为此,近几年来逆变器专用控制芯片(ASIC)实现技术的研究越来越受到关注,已成为逆变控制器发展的新方向之一。本文利用一个成熟的单相电压型PWM逆变器控制模型,围绕逆变器专用控制芯片ASIC的实现技术,依次对专用芯片的系统功能划分,硬件算法,全系统的硬件设计及优化,流水线操作和并行化,芯片运行稳定性等问题进行了初步研究。首先引述了单相电压型PWM逆变器连续时间和离散时间的数学模型,以及基于极点配置的单相电压型PWM逆变器电流内环电压外环双闭环控制系统的设计过程,同时给出了仿真结果,仿真表明此系统具有很好的动、静态性能,并且具有自动限流功能,提高了系统的可靠性。紧接着分析了FPGA器件的特征和结构。在给出本芯片应用目标的基础上,制定了FPGA目标器件的选择原则和芯片的技术规格,完成了器件选型及相关的开发环境和工具的选取。然后系统阐述了复杂FPGA设计的设计方法学,详细介绍了基于FPGA的ASIC设计流程,概要介绍了仅使用QuartusII的开发流程,以及Modelsim、SynplifyPro、QuartusII结合使用的开发流程。在此基础上,进行了芯片系统功能划分,针对:DDS标准正弦波发生器,电压电流双环控制算法单元,硬件PI算法单元,SPWM产生器,三角波发生器,死区控制器,数据流/控制流模块等逆变器控制硬件算法/控制单元,研究了它们的硬件算法,完成了模块化设计。分析了全数字锁相环的结构和模型,以此为基础,设计了一种应用于逆变器的,用比例积分方法替代传统锁相系统中的环路滤波,用相位累加器实现数控振荡器(DCO)功能的高精度二阶全数字锁相环(DPLL)。分析了“流水线操作”等设计优化问题,并针对逆变器控制系统中,控制系统算法呈多层结构,且层与层之间还有数据流联系,其执行顺序和数据流的走向较为复杂,不利于直接采用流水线技术进行设计的特点,提出一种全新的“分层多级流水线”设计技术,有效地解决了复杂控制系统的流水线优化设计问题。本文最后对芯片运行稳定性等问题进行了初步研究。指出了设计中的“竞争冒险”和饱受困扰之苦的“亚稳态”问题,分析了产生机理,并给出了常用的解决措施。

    标签: FPGA 逆变器 控制芯片

    上传时间: 2013-05-28

    上传用户:ice_qi

  • 基于提升机构的二维离散小波的FPGA设计

    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。

    标签: FPGA 提升机 二维 离散小波

    上传时间: 2013-06-15

    上传用户:00.00

  • 输电线路综合在线监测终端——基于ARM的数据采集和传输系统的设计与实现

    随着我国工农业生产的发展和人民生活水平的提高,作为国民经济基础之一的电力行业取得了迅猛的发展,电力系统输配电的安全性和可靠性也越来越受到电力系统运行、管理和科研人员的关注。输电线路的各种事故是影响电力线路安全运行的重要因素之一。本文正是在这一前提下,在参考国内外大量文献及研究成果的基础上,设计实现了一套输电线路综合在线监测系统。 本文研制的输电线路在线监测终端通过测量线路的泄漏电流、分布电压、气候参数以及图像信息,并将数据进行采集、处理后,将数据发送到后台监控中心,达到对输电线路运行状况进行实时监测的目的,并以此为依据给出线路的评估信息提供给电力部门作为其安排检修的依据,可以大大减少电力部门的工作量并预防线路事故的发生。 针对本系统功能丰富、监测参数众多的特点,作者设计了基于ARM的数据采集与传输系统。通过对ARM资源的合理分配,实现了监测终端的数据采集处理功能。终端的数据传输功能由ARM和无线传输模块配合完成,实现了GPRS和GSM SMS两种数据传输方式。 本文是对输电线路综合在线监测终端数据采集与传输系统设计和研究工作的总结,本文内容主要偏重于监测终端硬件和软件的研究设计。论文在最后一部分对运行得到的数据也进行了分析、总结。 本文研制的输电线路综合监测终端已在在几条高压输电线路上挂网运行,运行结果表明系统各方面性能良好,满足设计要求。

    标签: ARM 输电线路 在线监测 传输系统

    上传时间: 2013-07-20

    上传用户:古谷仁美

  • 基于ARM的多对象远程抄表系统集中器的设计与实现

    智能电表、水表、煤/燃气表、热量表等大量地出现在人们的生活中,同时这些仪表的抄录工作变得越来越烦琐,工作量大,工作效率低,不仅给用户带来不便,而且会存在漏抄、误抄、估抄的现象。随着电子技术、通信技术和计算机技术的飞速发展,人工抄表已经逐步被自动抄表所代替。 集中器是一个数据集中处理器,是多对象自动抄表系统的通信桥梁,负责对各智能表的数据进行采集、存储和管理,及时有效地向上位机传输数据并执行上位机发送的指令。提高多对象集中器数据处理能力,有效完成上下行通信是多对象自动抄表系统AMRS(Automation Meter Reading System)目前需要解决的关键问题。 本文针对多对象集中器这样一个较复杂的通信与控制系统,提出采用32位的高性能嵌入式微处理器。32位ARM9微处理器处理速度快、硬件性能高、低功耗、低成本,集成了相当多的硬件资源,硬件的扩展和设计大大简化,ARM9(S3C2410)为工业级芯片,抗干扰能力强,能够适应运行现场的较恶劣环境,8/16位微控制器运算能力有限,对于较复杂的通信与控制算法难以顺利完成;硬件平台依赖性强,不利于软件的开发、升级与移植;在缺乏多任务调度机制的情况下,应用软件不仅实现难度大,且可靠性难以保证。 本文首先对多对象远程抄表系统的总体结构进行研究,主要研究了多对象远程抄表系统中集中器的软件和硬件实现,对硬件资源进行了外围扩展,对S3C2410微处理器芯片的外围硬件进行了扩展设计,使之具备了满足使用需求的最小系统硬件资源,包括时钟、复位、电源、外围存储、LCD、RS-485通信模块、CAN通信模块等电路设计。实时时钟为多对象集中器定时抄表提供时间标准;电源电路为多对象集中器系统提供稳定电源;看门狗电路的设计保证多对象集中器系统可靠运行,防止系统死机;数据存储器主要用于存储参数、变量、集中器自身的参数,负责智能表的参数以及智能表用量等。上行通道即多对象集中器与上位机之间的通信线路,采用CAN现场总线进行通信;下行通道即多对象集中器与智能表之间的通信,采用RS-485总线进行通信。软件设计上,主要针对多对象集中器的数据存储功能和串行通讯功能进行程序编写。基于ARM的多对象远程抄表系统集中器可以实现多对象远程抄表,提高了数据处理能力,有效完成了上下行通信,可靠性强,稳定性高,结构简单。

    标签: ARM 对象 远程抄表系统 集中器

    上传时间: 2013-06-07

    上传用户:heminhao

  • 基于ARM的煤矿自动排水监控系统的研究

    目前,国内矿井的排水系统多采用传统的人工监测、继电器控制的方法。传统方法设备运行的自动化程度低、可靠性较差、工人劳动强度大、应急能力不足,存在一定的安全隐患,不适应数字化矿井发展的需要。本课题设计的自动排水系统采用嵌入式微控制器作为就地控制系统与上位机远程监控相结合的方式,提高了工作的可靠性和稳定性,具有运行成本低、调试方便等特点。 本文首先根据某矿井下排水的实际情况,对各种排水形式和相关设备进行了分析和比较,选择其中一种典型的排水系统形式作为模型。根据井下排水系统的运行原理展开研究和论证,制定了井下水位监控和水泵启动方案。在综合自动控制的相关理论和传感器应用技术的基础上分析了排水系统中需要监控的、能够反映排水系统工作特征的关键参数,并提出了这些参数的监测方法和这些方法的可行性。 全面分析了目前常用的微处理器和实时操作系统,详细研究了ARM和μC/OS-Ⅱ的性能和特点,充分利用ARM微处理器高性能、低功耗、低成本的优势,以及μC/OS-Ⅱ可移植性好、开发成本低的优点。选用以ARM7TDMI-S为CPU的LPC2220芯片作为就地控制系统,选用μc/OS-Ⅱ为实时操作系统。并根据排水系统工作方案和要求设计了系统和接口硬件电路,完成了系统运行程序代码的编写。 应煤矿信息化发展趋势的要求,选用LabVIEW作为上位机监控软件,以串行通讯协议与井下就地控制系统组成远程监控系统。从而实现工作人员能够在地面监控室轻松了解到井下水仓水位、各排水设备工作状态等信息,实现了排水系统运行的“避峰就谷”和水泵房的无人化值守。此项研究对矿井的安全生产、节能降耗和数字化建设等工作具有一定参考价值。

    标签: ARM 自动 排水 监控系统

    上传时间: 2013-06-04

    上传用户:Kecpolo

  • 基于小波分解和模糊聚类的MRI图像去噪以及分割算法研究

    磁共振成像(MRI)由于自身独特的成像特点,使得其处理方法不同于一般图像.根据不同的应用目的,该文分别提出了MRI图像去噪和分割两个算法.首先,该文针对MRI重建后图像噪声分布的实际特点,提出了基于小波变换的MRI图像去噪算法.该算法详细阐明了MRI图像Rician噪声的特点,首先对与噪声和边缘相关的小波系数进行建模,然后利用最大似然估计来进行参数估计,同时利用连续尺度间的尺度相关性特点来进行函数升级,以便获得最佳萎缩函数,进一步提高图像的质量,最终取得了一定的效果.与此同时,该文对MRI图像的进一步的分析与应用展开了一定研究,提出了一种改进的快速模糊C均值聚类鲁棒分割算法.该算法先用K均值聚类方法得到初始聚类中心点,同时考虑邻域对分割结果的影响,对目标函数加以改进,用来克服噪声和非均匀场对MRI图像分割的影响,达到鲁棒分割的目的,为进一步图像处理和分析打下基础.通过实验,我们发现,无论是针对模拟图像还是实际图像,该文所提出的两个算法都取得了较好的效果,达到了预期的目的.

    标签: MRI 小波分解 图像去噪 分割

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:zhichenglu

  • 基于ARM的远程数据采集传输系统

    在实际工程中,往往有大量分布广泛的现场数据需要远程采集传输。数据采集传输系统已经在实现自动化过程中发挥了重大作用。但还存在采集通道少、速率低、数据传输方式不灵活,操作复杂,对测试环境要求较高等问题。如何建立起新一代灵活、高效、高速、多通道、实用性强、覆盖面广、适应复杂监测环境的数据采集传输系统成为一个重要的工程问题。 随着社会的发展和进步,环境和生态的恶化越来越明显,日益威胁着人类的生存和发展。环境监测是环境保护的重要组成部分和基础性工作。国家环保部于2008年制定了《污染源在线自动监控(监测)数据采集传输仪技术要求标准》。本文在分析数据采集传输系统研究现状和发展趋势的基础上,依照该标准,研究了一种多种信号标准兼容,多种采集通道可选的环境监测用数据采集传输系统。课题来源于济南大陆机电有限公司委托科研项目(项目编号:W0624)。本文主要进行了以下工作: (1)分析研究数据采集传输系统的重要意义。调研数据采集传输系统的研究现状和发展趋势。分析环境监测用数据采集传输系统的特点。 (2)以国家环境保护部制定的《污染源在线自动监控(监测)数据采集传输仪技术要求标准》为依据,分析了环境监测用数据采集传输系统的特殊功能需求,制定了系统技术参数。为解决系统核心板与功能板架构存在的接口防震性差,系统不稳定等问题,提出功能主板与扩展接口板的系统架构。选用ARM9处理器S3C2440和嵌入式linux操作系统。 (3)以开发达到环保标准的数据采集传输系统为目标,进行了系统硬件设计制作。分析了系统的地址空间。详细分析了系统的扩展接口分配和地址空间分配,避免了总线等硬件资源的冲突。基于系统功能主板的总线扩展接口和GPIO扩展接口扩展了开关量采集单元、开关量输出单元、串口单元、模拟量采集单元、人机交互单元等功能单元等电路。设计制作了印制电路板。 (4)研究嵌入式linux开发过程,分析嵌入式linux驱动与应用程序架构。构建了交叉的嵌入式linux开发环境。对环境监测用数据采集传输系统的特定功能单元进行软件开发。主要进行了总线操作、模拟量采集、RS-232串口数据传输、GPRS数据传输、智能仪表的RS-485通讯等驱动应用程序开发。

    标签: ARM 远程数据采集 传输系统

    上传时间: 2013-07-10

    上传用户:klds