嵌入式系统是以应用为中心,以计算机为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序4部分组成,用于实现对其它设备的控制、监视或管理等功能。其广泛应用于控制领域、消费电子产品等行业,已成为现代电子领域的重要研究方向之一。而随着电子技术,多媒体技术及网络技术快速发展,视频监控系统也正在向嵌入式,数字化,网络化方向发展。嵌入式视频监控系统充分利用大规模集成电路和网络的科技成果,实现体积小巧,性能稳定,通讯便利的监控产品。本项的目的正是建立一个完整的基于 ARM9 核心处理器和嵌入式 Linux 操作系统的嵌入式视频监控系统。 本项目是在 ARM 微处理器平台上,移植嵌入式Linux操作系统,并完成视频采集、压缩、传输任务。系统采用 ARM 微处理器 AT91RM9200作为主处理器,以视频采集芯片 ADV7181 作为视频采集设备,用 H.263视频压缩协议对视频数据进行压缩,最后通过中兴通信公司 MG815+CDMA通信模块传输到服务器上。 本论文主要分成五个章节: 第一章:首先介绍ARM和嵌入式Linux操作系统的特点和当前的发展概况,然后说明了本文的课题背景及意义; 第二章:描述了硬件开发平台。本系统采用了 ALTMEL 的AT91RM9200为核心的开发平台,并扩展了以视频采集模块和CDMA无线传输模块; 第三章:描述了本系统的软件开发平台,包括嵌入式Linux开发流程以及移植到具体硬件平台需要完成的工作,如 U-Boot 的移植、Linux内核的编译与裁剪、文件系统的制作等; 第四章:首先论述了本系统中的难点 FIFO 设备的驱动编写,随后在对H.263视频压缩编码叙述的基础上针对块匹配运动估计给出了一种改进的菱形搜索算法代替原有的三步搜索法,并且通过实验结果证明,经算法改进优化的新菱形算法优于原先的三步搜索法; 第五章:得出了实验结果,完成了视频数据的无线网络传输。
上传时间: 2013-04-24
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本文介绍了DTMF 解码芯片MT8870 的功能和特点,给出了在解码器中与89C51 单片机的接口电路,说明了解码器的工作原理抗干扰措施。关键词:单片机抗干扰 DTMF 解码监控
上传时间: 2013-05-17
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该论文的工作主要分为两部分,第一部分是介绍与数字高清晰度电视(HDTV)码流发生器配套的信源解码板的设计与实现.信源解码板是整个码流发生器的重要组成部分,该论文在介绍相关标准MPEG-2和AC-3以及整个码流发生器功能的基础上提出了用ST公司的芯片组实现HDTV信源解码板的设计方案.论文详细分析了各个功能模块的具体设计方法以及实现时应注意的问题.目前该课题已经成功结题,各项技术指标完全符合合作单位的要求.该论文的第二部分主要是进行基于FPGA的显示器测试信号发生器的研究与开发.在对测试信号发生器所需产生的13种测试图案和所要适应的18种显示格式的介绍之后,该论文提出了以FLEX10K50为核心控制芯片的显示器测试信号发生器的设计方案.该论文详细讨论了FPGA设计中各个功能模块的划分和设计实现方法,并介绍了对FLEX10K50进行配置的方法.
上传时间: 2013-04-24
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H.264作为新一代视频编码标准,相比上一代视频编码标准MPEG2,在相同画质下,平均节约64﹪的码流。该标准仅设定了码流的语法结构和解码器结构,实现灵活性极大,其规定了三个档次,每个档次支持一组特定的编码功能,并支持一类特定的应用,因此。H.264的编码器的设计可以根据需求的不同而不同。 H.264虽然具有优异的压缩性能,但是其复杂度却比一般编码器高的多。本文对H.264进行了编码复杂度分析,并统计了整个软件编码中计算量的分布。H.264中采用了率失真优化算法,提高了帧内预测编码的效率。在该算法下进行帧内预测时,为了得到一个宏块的预测模式,需要进行592次率失真代价计算。因此为了降低帧内预测模式选择的计算复杂度,本文改进了帧内预测模式选择算法。实践证明,在PSNR值的损失可以忽略不计的情况下,该算法相比原算法,帧内编码时间平均节约60﹪以上,对编码的实时性有较大帮助。 为了实现实时编码,考虑到FPGA的高效运算速度和使用灵活性,本文还研究了H.264编码器基本档次的FPGA实现。首先研究了H.264编码器硬件实现架构,并对影响编码速度,且具有硬件实现优越性的几个重要部分进行了算法研究和FPGA.实现。本文主要研究了H.264编码器中整数DCT变换、量化、Zig-Zag扫描、CAVLC编码以及反量化、逆整数DCT变换等部分。分别对这些模块进行了综合和时序仿真,并将验证后通过的系统模块下载到Xilinx virtex-Ⅱ Pro的FPGA中,进行了在线测试,验证了该系统对输入的残差数据实时压缩编码的功能。 本文对H.264编码器帧内预测模式选择算法的改进,算法实现简单,对软件编码的实时性有很大帮助。本文对在单片FPGA上实现H.264编码器做出了探索性尝试,这对H.264编码器芯片的设计有着积极的借鉴性。
上传时间: 2013-05-25
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随着纠错编码理论研究的不断深入,纠错码的实际应用越来越广泛。卷积码作为其中重要的一种,已被大多数通信系统所采用。(2,1,7)卷积码是一种短约束长度最佳码,编、译码器易于实现,且具有较强的纠错能力。 本文研究了IEEE 802.11协议中(2,1,7)卷积码编码、交织解交织及其软判决高速Viterbi译码的实现问题。 首先介绍了IEEE 802.11无线局域网标准及规范,然后介绍了信道编解码中卷积码编码及Viterbi译码算法和FPGA 设计方法,接着通过对(2,1,7)卷积码特点的具体分析,吸取目前Viterbi译码算法和交织解交织算法的优点,采取一系列的改进措施,基于FPGA实现了IEEE 802.11信道编解码及交织和解交织系统。这些改进措施包括采用并行FIFO、改进的ACS 单元、流水式块处理结构、改进的SMDO方法、双重交织策略,使得在同样时钟速率下,系统的性能大幅度提高。最后将程序下载到Altera公司的Cyclone 系列的FPGA(型号EP1C6Q240C8)器件上进测试,并对测试结果作了简单分析。
上传时间: 2013-05-25
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近年来,随着微电子技术的高速发展,数字图像压缩编码技术的逐渐成熟,实时图象处理在多媒体、HDTV、图像通信等领域有着越来越广泛的应用,图像压缩/解压的IC芯片也已成为多媒体技术的核心,实现这些算法芯片的研究成为信息产业的新热点.该文基于FPGA设计了JPEG图像压缩编解码芯片,通过改进算法优化结构,在合理地利用硬件资源的条件下,有效地挖掘出算法内在的并行性.在JPEG编码器设计中,改进了JEONG的DCT变换算法,采用流水线优化算法解决时间并行性问题,提高了DCT/IDCT模块的运算速度;设计了基于查找表结构的定点乘法器,便于在设计中共享乘法单元,以适应流水线设计的要求;依据Huffman编码表的规律性,采用并行查找表结构,用较少的存储单元完成Huffman编解码的运算,同时也提高了编解码速度.在JPEG解码器设计中,根据Huffman码字本身的特点和JPEG标准,设计了一种Huffman码字分组结构,基于该结构提出分组Huffman查找表及地址编码的设计方法,进而完成了新的快速Huffman解码算法及其模块设计.整个设计及其各个模块都在ALTERA公司的EDA工具QUARTUSII平台上进行了逻辑综合及功能和时序仿真.综合和仿真结果表明,基于FPGA的JPEG图像编解码芯片消耗很少的FPGA硬件资源,达到了较高的工作频率,在速度和资源利用率方面均达到了较优的状态,可满足实时JPEG图像编解码的要求.在逻辑设计的基础上,该设计可以进一步作硬件仿真和实验,将源代码烧录进FPGA芯片,作为独立器件或有自主知识产权的JPEG IP模块,应用于可视电话、手机和会议电视等低成本JPEG编解码系统的实现.
上传时间: 2013-05-31
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随着电信数据传输对速率和带宽的要求变得越来越迫切,原有建成的网络是基于话音传输业务的网络,已不能适应当前的需求.而建设新的宽带网络需要相当大的投资且建设工期长,无法满足特定客户对高速数据传输的近期需求.反向复用技术是把一个单一的高速数据流在发送端拆散并放在两个或者多个低速数据链路上进行传输,在接收端再还原为高速数据流.该文提出一种基于FPGA的多路E1反向复用传输芯片的设计方案,使用四个E1构成高速数据的透明传输通道,支持E1线路间最大相对延迟64ms,通过链路容量调整机制,可以动态添加或删除某条E1链路,实现灵活、高效的利用现有网络实现视频、数据等高速数据的传输,能够节省带宽资源,降低成本,满足客户的需求.系统分为发送和接收两部分.发送电路实现四路E1的成帧操作,数据拆分采用线路循环与帧间插相结合的方法,A路插满一帧(30时隙)后,转入B路E1间插数据,依此类推,循环间插所有的数据.接收电路进行HDB3解码,帧同步定位(子帧同步和复帧同步),线路延迟判断,FIFO和SDRAM实现多路数据的对齐,最后按照约定的高速数据流的帧格式输出数据.整个数字电路采用Verilog硬件描述语言设计,通过前仿真和后仿真的验证.以30万门的FPGA器件作为硬件实现,经过综合和布线,特别是写约束和增量布线手动调整电路的布局,降低关键路径延时,最终满足设计要求.
上传时间: 2013-07-16
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结合视频压缩的理论以及IP核设计中对于仿真验证的要求,本文设计了视频压缩IP核FPGA仿真验证平台.其硬件子平台以Xilinx公司XC2V3000为核心,针对视频压缩IP核应用仿真要求设计外围电路,构建一个视频压缩IP核的硬件仿真原型,采用运行于上位机上的控制和驱动软件作为软件解码子平台.同时还设计了完全独立于硬件之外的ModelSim软件仿真验证平台.以FPGA仿真验证平台为载体,本文设计了基于H.263协议的视频压缩IP核.经过ModelSim下的软件平台仿真调试与硬件平台调试相结合的手段,作者完成了视频压缩IP核的仿真验证.
上传时间: 2013-05-31
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随着计算机和集成电路技术的不断发展,基于EDA技术的芯片设计正在成为电子系统设计的主流.现场可编程门阵列(FPGA)作为一种可编程专用集成电路(ASIC)已经广泛应用于计算机、通信、航空航天等各个领域.一般来讲,FPGA多用于高速通信和高速信号处理领域,以发挥其处理速度快的特点,本文将其应用于一低速低功耗系统——某水下远程遥控接收系统,主要用其在频域来实现水下远程遥控的解码,取得了令人满意的效果.该文主要做了以下几方面的工作.首先,深入研究和分析了在频域实现水下远程遥控解码的原理并进行了遥控指令编码设计;其次,用ALTERA公司的CYCLONE系列FPGA芯片完成了水下远程遥控FPGA解码芯片的设计工作,包括硬件描述语言(VHDL)编码、电路前后仿真、综合和布局布线工作,并对设计的FPGA解码芯片进行了初步的功耗估算:最后设计制作了一块FPGA解码芯片电路验证测试板,并完成了电路调试和测试.实验测试结果表明,用FPGA实现水下远程遥控解码电路的方案是可行的,可以有效地缩小系统体积、提高系统可靠性,在保证系统性能情况下做到更低的功耗,还可以实现在系统配置和编程,使得系统的调试、升级和维护更加灵活方便.
上传时间: 2013-06-03
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该文就多媒体信息的主体之一-图像信号的压缩和解压进行了分析,并结合实际课题所设计的数字图像监控系统对其中的图像解码过程进行了软硬件的实现.首先我们在ANALOG DEVICE公司的ADSP-2189上进行了解码系统的验证,就解码输出的质量进行了主观评价.通过软件仿真,我们还进一步得到了解码过程中,哪些指令占用较多的指令执行时间,哪些指令会成为硬件实现时的瓶颈.它为我们的FPGA优化设计提供了理论上的依据.综合考虑设计方案的复杂程度、系统规模、系统时延、器件成本等各项因素,通过对各种FPGA器件性能与开发工具的选择比较,决定选用Altera公司的FLEX10K器件来做最终的硬件实现.它不仅为图像解码系统的ASIC实现做了一定的理论分析和技术准备,也为FPGA技术在数字信号处理领域的应用开辟了新的研究方向.在硬件设计过程中,根据FPGA技术的优点,采用"自上而下"和"自下而上"相结合的设计方法,将整个系统进行功能模块分割并分别实现.所有处理模块均采用VERILIG语言编写,对其中的主要模块都进行了优化设计.通过这些优化不仅提高了解压性能,还减少了处理时间和所占用的硬件空间.最后通过仿真表明了所实现的图像解码系统具有良好的性能,具有一定的使用价值.
上传时间: 2013-06-26
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