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通信光发射模块

  • H264AVC的CAVLC编码算法研究及FPGA实现.rar

    H.264/AVC是国际电信联盟与国际标准化组织/国际电工委员会联合推出的活动图像编码标准,简称H.264。作为最新的国际视频编码标准,H.264/AVC与MPEG-4、H.263等视频编码标准相比,性能有了很大的提高,并已在流媒体、数字电视、电话会议、视频存储等诸多领域得到广泛的应用。 本论文的研究课题是基于H.264/AVC视频编码标准的CAVLC(Context-based Adaptive Variable Length Coding,基于上下文的自适应可变长编码)编码算法研究及FPGA实现。对于变换后的熵编码,H.264/AVC支持两种编码模式:基于上下文的可变长编码(CAVLC)和基于上下文的自适应算术编码(CABAC,Context-based Adaptive BinaryArithmetic Coding)。在H.264/AVC中,尽管CAVLC算法也是采用了VLC编码,但是同以往标准不同,它所有的编码都是基于上下文进行。这种方法比传统的查单一表的方法提高了编码效率,但也增加了设计上的困难。 作者在全面学习H.264/AVC协议和深入研究CAVLC编码算法的基础上,确定了并行编码的CAVLC编码器结构框图,并总结出了影响CAVLC编码器实现的瓶颈。针对这些瓶颈,对CAVLC编码器中的各个功能模块进行了优化设计,这些优化设计包括多参考块的表格预测法、快速查找表法、算术消除法等。最后,用Verilog硬件描述语言对所设计的CAVLC编码器进行了描述,用EDA软件对其主要功能模块进行了仿真,并在Cyclone II系列EP2C20F484的FPGA上验证了它们的功能。结果表明,该CAVLC编码器各编码单元的编码速度得到了显著提高且均能满足实时通信要求,为整个CAVLC编码器的实时通信提供了良好的基础。

    标签: CAVLC H264 FPGA 264

    上传时间: 2013-06-22

    上传用户:diamondsGQ

  • 基于FPGA的SDI接口的研究与开发.rar

    串行数字接口SDI是目前使用最广泛的数字视频接口。它是遵循SMPTE-259M和EBtJ-Tech-3267标准制定的,己经被世界上众多数字视频设备生产厂家普遍采纳并作为标准视频接口,主要用在非线性编辑系统、视频服务器、虚拟演播室以及数字切换矩阵和数字光端机等场合。 以往的SDI接口在实现方法上有成本高、灵活性低等缺点,针对这些不足,本文在研究串行数字接口工作原理的基础上,提出了一种基于FPGA的标清串行数字接口(SD-SDI)的设计方案,并使用SOPC Builder构成一个Nios II处理器系统,将SDI接口以IP核形式嵌入到FPGA内部,从而提高系统的集成度,使之具有视频数据处理速度快、实时性强、性价比高的特点。具体研究内容包括: 1.在分析SDI接口的硬件结构和工作原理的基础上,提出了串行数字接口的嵌入式系统设计方法,完成了SDI接口卡的FPGA芯片内部配置以及驱动电路、均衡电路、电源电路等硬件电路设计。 2.采用软逻辑方法实现SDI接口的传输功能,进行了具体的模块化设计与仿真。 3.引入Nios II嵌入式软核处理器对数据进行处理,设计了视频图像数据的采集程序。 该传输系统以Altera公司的Cyclone II EP2C35F672C8为核心芯片,通过发送和接收电路的共同作用,能够完成标清数字视频信号的传输,初步确立了以SDI接口为数据源的视频信号传输系统的整体模式和框架。

    标签: FPGA SDI 接口

    上传时间: 2013-07-31

    上传用户:zttztt2005

  • 基于FPGA的GPS信号捕获与跟踪系统设计研究.rar

    互联网、移动通信、星基导航是21世纪信息社会的三大支柱产业,而GPS系统的技术水平和发展历程代表着全世界卫星导航系统的发展状况。目前,我国已经成为GPS的使用大国,卫星导航产业链也已基本形成。然而,我们对GPS核心技术的研究还不够深入,我国GPS产品的核心部分多数还是靠进口。 GPS接收机工作时,为了将本地信号和接收到的信号同步,要完成复杂的信号处理过程。其中,如何捕获卫星信号并保持对信号的跟踪是最重要的核心技术。很多研究者提出了多种解决方法,但这些方法多数都只停留在理论阶段,无法应用于GPS接收机系统进行实时处理。 本课题在分析了多种现有算法的基础上,研究设计了基于FPGA的GPS信号捕获与跟踪系统。在研究过程中,首先利用Nemerix公司的GPS芯片组设计制作了GPS接收机模块,它能正常稳定地工作,并可用作GPS基带信号处理的研究平台;该平台可实时地输出GPS数字中频信号;本课题在中频信号的基础上深入研究了GPS信号的捕获与跟踪技术。先详细分析比较了几种GPS信号捕获方法,给出了步进相关的捕获方案;接着分析了跟踪环路的特点,给出了锁频环和锁相环交替工作跟踪载波以及载波辅助伪码的跟踪方案,并最终实现了这些方案。 本课题设计的GPS信号捕获与跟踪处理系统是通过硬件和软件协同工作的方式实现的。硬件电路主要实现数据速率高、逻辑简单的相关器功能;而基于MicroBlaze软处理器的软件主要实现数据速率低、逻辑复杂的功能。本文给出了硬件电路的详细设计、仿真结果以及软件设计的详细流程。 本课题最终在FPGA上实现了GPS信号的捕获与跟踪功能,而且系统的性能良好。由此可以得出结论:本设计能够满足系统功能和性能的要求,可以直接用于实时GPS接收机系统的设计中,为自主设计GPS接收机奠定了基础。 本课题的研究得到了大连市信息产业局集成电路设计专项的资助,项目名称是“定位与通信集成功能的SOC设计”,研究成果将在2008年上半年投入试用。

    标签: FPGA GPS 信号捕获

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:1583060504

  • 基于FPGA的QDPSK调制解调技术的研究及实现.rar

    现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好。作为其关键技术之一的调制解调技术一直是人们研究的一个重要方向。用FPGA实现调制解调器具有体积小、功耗低、集成度高、可软件升级、抗干扰能力强的特点,符合未来通信技术发展的方向。论文从以下几个方面讨论和实现了基于FPGA的调制解调系统。 论文首先介绍了调制解调系统的发展现状及FPGA的相关知识。然后介绍了几种常见的相位调制解调方式,重点是QDPSK调制解调系统的理论算法。 论文重点介绍了QDPSK解调调制系统的具体实现。首先,在在MATLAB环境下对系统里的每个子模块完成了功能仿真,并取得满意的仿真结果;其次,在QDPSK调制解调系统功能仿真正确的基础上,对每个模块的功能编写C++算法,并且验证了算法的正确性和可实现性;最后,在altera公司的FPGA开发平台Quartus Ⅱ 6.0上,采用Verilog硬件描述语言对QDPSK调制解调系统实现了时序仿真和综合仿真。

    标签: QDPSK FPGA 调制

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:lepoke

  • 基于FPGA的卷积编码和维特比译码的研究与实现.rar

    在数字通信中,采用差错控制技术(纠错码)是提高信号传输可靠性的有效手段,并发挥着越来越重要的作用。纠错码主要有分组码和卷积码两种。在码率和编码器复杂程度相同的情况下,卷积码的性能优于分组码。 卷积码的译码方法主要有代数译码和概率译码。代数译码是基于码的代数结构;而概率译码不仅基于码的代数结构,还利用了信道的统计特性,能充分发挥卷积码的特点,使译码错误概率达到很小。 卷积码译码器的设计是由高性能的复杂译码器开始的,对于概率译码最初的序列译码,随着译码约束长度的增加,其译码错误概率可达到非常小。后来慢慢地向低性能的简单译码器演化,对不太长的约束长度,维特比(Viterbi)算法是非常实用的。维特比算法是一种最大似然的译码方法。当编码约束度不太大(小于等于10)或者误码率要求不太高(约10-5)时,Viterbi译码算法效率很高,速度很快,译码器也较简单。 目前,卷积码在数传系统,尤其是在卫星通信、移动通信等领域已被广泛应用。 本论文对卷积码编码和Viterbi译码的设计原理及其FPGA实现方案进行了研究。同时,将交织和解交织技术应用于编码和解码的过程中。 首先,简要介绍了卷积码的基础知识和维特比译码算法的基本原理,并对硬判决译码和软判决译码方法进行了比较。其次,讨论了交织和解交织技术及其在纠错码中的应用。然后,介绍了FPGA硬件资源和软件开发环境Quartus Ⅱ,包括数字系统的设计方法和设计规则。再有,对基于FPGA的维特比译码器各个模块和相应算法实现、优化进行了研究。最后,在Quartus Ⅱ平台上对硬判决译码和软判决译码以及有无交织等不同情况进行了仿真,并根据仿真结果分析了维特比译码器的性能。 分析结果表明,系统的误码率达到了设计要求,从而验证了译码器设计的可靠性,所设计基于FPGA的并行Viterbi译码器适用于高速数据传输的场合。

    标签: FPGA 卷积 编码

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:tedo811

  • LED调光-DMX512灯光协义接收控制.rar

    LED调光-DMX512灯光协义接收控制.对做LED的DMX调光很帮助的

    标签: LED DMX 512

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:米卡

  • 基于FPGA的数据采集与处理技术的研究.rar

    目前,数字信号处理广泛应用于通信、雷达、声纳、语音与图像处理等领域,信号处理算法理论己趋于成熟,但其具体硬件实现方法却值得探讨。FPGA是近年来广泛应用的超大规模、超高速的可编程逻辑器件,由于其具有高集成度、高速、可编程等优点,大大推动了数字系统设计的单片化、自动化,缩短了单片数字系统的设计周期、提高了设计的灵活性和可靠性,在超高速信号处理和实时测控方面有非常广泛的应用。本文对FPGA的数据采集与处理技术进行研究,基于FPGA在数据采样控制和信号处理方面的高性能和单片系统发展的新热点,把FPGA作为整个数据采集与处理系统的控制核心。主要研究内容如下: FPGA的单片系统研究。针对数据采集与处理,对FPGA进行选型,设计了基于FPGA的单片系统的结构。把整个控制系统分为三个部分:多通道采样控制模块,数据处理模块,存储控制模块。 多通道采样控制模块的设计。利用4片AD7506和一片AD7862对64路模拟量进行周期采样,分别设计了通道选择控制模块和A/D转换控制模块,并进行了仿真,完成了基于FPGA的多通道采样控制。 数据处理模块的设计。FFT算法在数字信号处理中占有重要的地位,因此本文研究了FFT的硬件实现结构,提出了用FPGA实现FFT的一种设计思想,给出了总体实现框图。分别设计了旋转因子复数乘法器,碟形运算单元,存储器,控制器,并分别进行了仿真。重点设计实现了FFT算法中的蝶形处理单元,采用了一种高效乘法器算法设计实现了蝶形处理单元中的旋转因子乘法器,从而提高了蝶形处理器的运算速度,降低了运算复杂度。理论分析和仿真结果表明,状态机控制器成功地对各个模块进行了有序、协调的控制。 存储控制模块的设计。利用闪存芯片K9K1G08UOA对采集处理后的数据进行存储,设计了FPGA与闪存的硬件连接,设计了存储控制模块。 本文对FFT算法的硬件实现进行了研究,结合单片系统的特点,把整个系统分为多通道采样控制模块,数据处理模块,存储控制模块进行设计和仿真。设计采用VHDL编写程序的源代码。仿真测试结果表明,此FPGA单片系统可完成对实时信号的高速采集与处理。

    标签: FPGA 数据采集 处理技术

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:362279997

  • H.264帧内预测算法优化及几个重要模块的FPGA实现.rar

    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。

    标签: FPGA 264 帧内预测

    上传时间: 2013-06-13

    上传用户:夜月十二桥

  • 基于FPGA的直扩调制解调器的设计与实现.rar

    扩频通信系统与常规的通信系统相比,具有很强的抗窄带干扰,抗多径干扰,抗人为干扰的能力,并具有信息隐蔽、多址保密通信等优点。在近年来得到了迅速的发展。本论文主要讨论和实现了基于FPGA的直接序列扩频信号的解扩解调处理。论文对该直扩通信系统和FPGA设计方法进行了相关研究,最后用Altera公司的最新的FPGA开发平台Quarus Ⅱ5.0实现了相关设计。 整个系统分为两个部分,发送部分和接收部分。发送部分主要有串并转换、差分卷积编码、PN码扩频、QPSK调制、成型滤波等模块。接收部分主要有前端抗干扰、数字下变频、解扩解调等模块。 论文首先介绍了扩频通信系统的特点以及相关技术的国内外发展现状,并介绍了本论文的研究思路和内容。 然后,论文分析了几种常用的窄带干扰抑制、载波同步及PN码同步算法,结合实际需要,设计了一种零中频DSSS解调解扩方案。给出了抗窄带干扰、PN码捕获及跟踪以及载波同步的算法分析,采用了基于数字外差调制的自适应陷波器来进行前端窄带干扰抑制处理,用基于自适应门限技术的滑动相关捕获和分时复用单相关器跟踪来改善PN码同步的性能,用基于硬判决的COSTAS(科斯塔斯)环来减少载波提取的算法复杂度,用改进型CORDIC算法实现NCO来方便的进行扩展。 接着,论文给出了系统总体设计和发送及接受子系统的各个功能模块的实现分析以及在Quartus Ⅱ5.0上的实现细节,给出了仿真结果。 然后论文介绍了整个系统的硬件电路设计和它在真实系统中连机调试所得到的测试结果,结果表明该系统具有性能稳定,灵活性好,生产调试容易,体积小,便于升级等特点并且达到课题各项指标的要求。 最后是对论文工作的一些总结和对今后工作的展望。

    标签: FPGA 调制解调器

    上传时间: 2013-05-23

    上传用户:磊子226

  • 基于H264的网络视频监控的FPGA实现研究.rar

    随着科学技术的发展与公共安全保障需求的提高,视频监控系统在工业生产、日常生活、警备与军事方面的应用越来越广泛。采用基于 FPGA 的SOPC技术、H.264压缩编码技术和网络传输控制技术实现网络视频监控系统,在稳定性、功能、成本与扩展性等方面都有着突出的优势,具有重要的学术意义与实用意义, 本课题所设计的网络视频监控系统由以Nios Ⅱ为核心的嵌入式图像服务器、相关网络设备与若干PC机客户端组成。嵌入式图像服务器实时采集图像,采用H.264 编码算法进行压缩,并持续监听网络。PC机客户端可通过网络对服务器进行远程访问,接收编码数据,使用H.264解码算法重建图像并实时显示,使监控人员有效地掌握现场情况, 在嵌入式图像服务器设计阶段,本文首先进行了芯片选型与开发平台选择。然后构建图像采集子系统,采用双缓存乒乓交换的方法设计图像采集用户自定义模块。接着设计双Nios Ⅱ架构的SOPC系统,阐述了双软核设计中定制连接、内存芯片共享、数据搬移、通信与互斥的解决方法。同时完成了网络服务器的设计,采用μC/OS-Ⅱ进行多任务的管理与调度, H.264视频压缩编解码算法设计与实现是本文的重点。文中首先分析H.264.标准,规划编解码器结构。接着设计了16×16帧内预测算法,并设计宏块扫描方式,采用两次判决策略进行预测模式选择。然后设计4×4子块扫描方式,编写整数变换与量化算法程序。熵编码采用Exp-Golomb编码与CAVLC相结合的方案,针对除拖尾系数之外的非零系数值编码子算法,实现了一种基于表示范围判别的编码方法。最后设计了网络传输的码流组成格式,并针对编码算法设计相应解码算法。使用VC++完成算法验证,并进行测试,观察不同参数下压缩率与失真度的变化。 算法验证完成后,本文进行了PC机客户端设计,使其具有远程访问、H.264解码与实时显示的功能。同时将H.264 编码算法程序移植到NiosⅡ中,并将嵌入式图像服务器与若干客户端接入网络进行联合调试,构建完整的网络视频监控系统, 实验结果表明,本系统视频压缩率高,监控图像质量良好,充分证明了系统软硬件与图像编解码算法设计成功。本系统具有成本低、扩展性好及适用范围广等优点,发展前景十分广阔。

    标签: H264 FPGA 网络视频监控

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:wang0123456789