基于DSP与PCI的视频采集卡设计与实现

设计了一种基于DSP和PCI的视频采集卡,以MPEG-4作为视频压缩编码,很好地解决了视频采集对实时性传输的要求;在系统硬件中采用SAA7113 H视频转换芯片,把采集的视频图像转化为数字信号,然后存入两块高速SRAM;同时由CPLD负责控制切换高速双SRAM,以便交替存储视频图像数据;然后用DSP TMS320VC5502作为视频图像处理器,完成对采集视频图像的MPEG-4压缩编码,并且在CPLD控制下将压缩完的数据通过PLX9054接口芯片传输到PC机总线;在系统的软件设计中采用了MPEG-4视频压缩编码算法;最后通过对系统的功能测试和稳定性测试,确保系统设计目标的实现;测试结果表明,系统各项功能和性能指标均符合设计要求。     

基于虚拟仪器的声音信号采集分析系统

采用PC机与NI数据采集卡USB4431为硬件平台,LabVIEW为软件开发环境,设计了多通道声音信号采集分析系统。系统可以实现信号的同步实时采集、实时调理、存储及分析,提供多种数据处理算法模块。该系统已应用在工程噪音分析中,显示了其方便、实用等优势。     

强震观测系统中数字抽取滤波器的实现研究

为了提高六自由度强震观测系统的集成度以及可靠性,并降低它的系统成本,用现场可编程门阵列(FPGA)芯片取代六自由度强震观测系统内的∑-Δ型A/D转换器组件中的有限冲击响应(FIR)抽取滤波器芯片CS5322。根据FPGA芯片的特点,FIR数字抽取滤波器采用分布式算法来实现,这种方法实现的基础是查找表。同时,采用部分表结构实现的分布式算法大大降低了对FPGA芯片内部系统资源的占用。用这种方法,分别设计了芯片CS5322中三级FIR抽取滤波器,并且,在1片低成本EP1C12芯片中集成了8片CS5322的功能,完成了设计目标。     

基于FPGA的连续采样的高速PCI采集卡设计

从自主研发的角度,提出了可实现连续采样的高速PCI采集卡的设计方法,其中关键的技术是FPGA的开发;该设计方法对采集卡的原理设计、FPGA的开发以及连续采样的实现进行了研究;板卡利用AD602芯片实现了程控放大;采用了PCI9054接口芯片,与PC机的PCI总线进行通讯;根据采集卡的功能要求,FPGA选择ALTERA公司的EP2C20F256C7;为保证连续采样的实现,FPGA实现了数字信号抽取算法以及双SRAM的交替存取结构;该采集卡具有宽频带、多通道、增益可调、DMA传输、可连续采样等特点,目前已成功的用于水轮机空化噪声的采集.     

JPEG2000高清采集系统软件设计与实现

介绍一套Windows平台下基于JPEG2000采集卡的高清采集系统,设计并实现了采集卡的驱动程序与应用程序。驱动程序、应用程序以及驱动程序与应用程序的同步分别采用DMA传输机制、多线程和Event方式。实验表明该系统,能实现高清数据的采集、实时编码与存储,对高清节目制作具有重要意义。     

全自动上芯机的晶片检测系统

全自动上芯机是用于芯片生产后工序的关键设备之一,IC检测系统是其核心技术。晶片检测系统主要构件包括光源,CCD,图像采集卡等硬件设施,以及专用的芯片处理检测算法。文章详细介绍了基于图像处理的晶片专用检测系统的搭建,分析了图像检测要求,提出了相应的检测算法。系统地完成图像采集、图像预处理、芯片定位、芯片检测等多个功能。     

一种USB接口的数据采集卡的设计

随着电子信息技术和计算机技术的高速发展,数据采集应用越来越广泛。提出了一种基于USB接口的数据采集卡的设计解决方案。采用PIC16F886单片机为主控制芯片,PDIUSBD12为USB的接口芯片。给出了采集卡的设计整体框图,并介绍了采集卡的硬件电路设计以及固件程序设计。所设计的USB接口的数据采集卡电路简单、性能稳定,支持即插即用。     

基于ISA总线的多路模拟量采集卡的设计

基于数字存储示波器系统的设计要求，设计了一种基于ISA总线的多路模拟量采集卡。详细地分析了采集卡的总体结构和功能，给出了系统总体设计原理。根据设计指标要求，简要介绍、分析和比较了设计所采用的AD9048、AD8174和CY7CA29等主要芯片的性能参数，并以此给出了系统各主要硬件模块的详细设计。采用面向对象的程序设计方法给出了PC机软件的详细设计思路，并对在Windows2000下辅助访问I／O口的函数库WINIO2．0进行了简要介绍。分析了系统的特点和性能并通过实际测试，本系统达到了预期的设计指标要求。     

MIMO干扰信道中一种新的分布式迭代预编码算法

MIMO技术可以有效地提高通信系统的容量,但会带来很严重的用户间干扰问题。预编码技术以其能简化接收机和抑制干扰的作用将会在未来通信中扮演着重要角色。将多数据流的预编码矩阵设计转换成单数据流预编码矢量设计,提出了基于信干噪比最大的分布式迭代算法,以及将虚拟信干噪和最小均方误差方法相结合的迭代算法。数值仿真结果表明提出的算法可以有效提高系统容量。     

CPCI总线视频采集卡的应用设计

基于Philips公司的一体化芯片SAA7130HL,提出一种以其为核心的CPCI接口视频采集卡的设计方法。此视频采集卡采用8块一体化芯片SAA7130HL,通过PCI-to-PCI桥芯片PCI2050BI扩展成8路设备,实现了8路视频采集,可在恶劣条件下工作。     

基于MSP430单片机的雷电记录仪设计

本文介绍以MSP430F1222单片机为核心的雷电记录仪的硬件结构及软件流程。该记录仪可对雷电放电时间和浪涌电流大小进行采集,并存储在单片机内部的FLASH存储器中。系统采集数据间隙处于休眠状态,大幅降低了能耗,采用一节3V锂电池供电即可连续工作500天。该记录仪具有成本低廉、性能稳定可靠和布设方便等特点,适合应用于雷电高发地区的野外数据采集。     

基于ARM的双界面IC卡读写器的设计与实现

为满足智能卡在银行、保险、医疗等管理系统的应用需求,设计了一款基于ARM的支持双界面智能卡的读写系统。采用具有ARM Cortex M3内核的STM32F103RBT6和近场通信收发器STRFNFCA等芯片进行相关的硬件设计。软件设计完成了对非接触式卡和接触式卡的底层驱动及应用层通信模块、LCD显示等操作;根据PBOC 2.0标准对智能卡进行金融交易包括圈存、消费、查余额等;同时,读卡器集成了Crypto 1加密算法来兼容市场上的Mifare系列卡。测试结果表明,读写系统性能稳定、功耗低、实用性强、可靠性高。     

嵌入式电力故障录波器的设计

为提高电力故障诊断系统的性能,介绍了一种嵌入式电力故障录波器的设计方案.该故障录波器采用了DSP与ARM双微处理器协同工作的方式;数据采集系统采用了DSF芯片TMS320F2812、A/D芯片ADS8364及硬件同步采样技术;数据管理系统包括S3C44B0X芯片、以太网接口、LCD接口、USB接口.录波器具有数据采集精度高、处理速度快、系统容量大、以太网接口数据远传等优点,这对交流电参量检测装置的设计具有一定的参考价值.     

一种低功耗多功能手持射频读卡仪设计

介绍了一种多功能、低功耗便携式射频读卡器的设计方法。该读卡器采用Ⅱ公司的低功耗微控制器MSP430F149作为主控芯片。结合射频基站芯片U2270B实现TEMIC系列射频卡的读写功能，并采用2560芯片和HT1621B芯片分别实现语音功能和数显功能。给出了各部分的硬件电路设计原理图，描述了各个功能的实现方法，并采用了多种方法以降低系统的功耗。该便携式读卡器具有体积小、存储容量大、读写速度快、扩展性好、功耗低等特点。已成功应用于停车场收费系统中。     

A system on chip for melanoma detection using FPGA-based SVM classifier

Support Vector Machine (SVM) is a robust machine learning model that shows high accuracy with different classification problems, and is widely used for various embedded applications. However, implementation of embedded SVM classifiers is challenging, due to the inherent complicated computations required. This motivates implementing the SVM on hardware platforms for achieving high performance computing at low cost and power consumption. Melanoma is the most aggressive form of skin cancer that increases the mortality rate. We aim to develop an optimized embedded SVM classifier dedicated for a low-cost handheld device for early detection of melanoma at the primary healthcare. In this paper, we propose a hardware/software co-design for implementing the SVM classifier onto FPGA to realize melanoma detection on a chip. The implemented SVM on a recent hybrid FPGA (Zynq) platform utilizing the modern UltraFast High-Level Synthesis design methodology achieves efficient melanoma classification on chip. The hardware implementation results demonstrate classification accuracy of 97.9%, and a significant hardware acceleration rate of 21 with only 3% resources utilization and 1.69 W for power consumption. These results show that the implemented system on chip meets crucial embedded system constraints of high performance and low resources utilization, power consumption, and cost, while achieving efficient classification with high classification accuracy.     

管道检测机器人设计与实现

为了简化管道检测流程和提高效率,设计了一种以通信服务模块为中心的管道检测机器人系统.从硬、软件两方面介绍了该嵌入式系统的设计和实现方法.硬件部分采用低功耗、高性能的STM32处理器作为客户端,通信服务模块采用高通AR9331路由器处理芯片.软件部分主要使用基于Linux的小型开源系统OpenWRT,实现了运动控制、视频采集、参数检查、网络数据收发、级联工作等功能.根据管道机器人的特殊工作流程,制定了一套适用于管道检测的通信协议,保证了机器人的正常工作,提高了检查效率.各种测试结果表明该嵌入式系统设计合理,整体上满足管道检测机器人的各项功能要求.     

一种低功耗的无线传感器网络节点设计方法

提出一种低功耗的无线传感器网络节点设计方法,采用CC2530芯片,基于ZigBee技术实现无线传感器网络的自组和监测数据的自动汇聚。给出节点设计的整体框图以及硬件设计模块与软件设计流程。以温度采集系统为对象进行实验,结果证明,以该方法设计的节点具有低功耗、高精度的特点。     

SIM300和nRF24LE1的多通道无线数据采集系统设计

设计了由GSM/GPRS模块SIM300和射频收发芯片nRF24LE1组成的无线数据采集系统,实现了对数据的采集与无线传输。系统由嵌入高速单片机的nRF24LE1芯片完成对多路数据的采集、处理和收发,并由SIM300将数据通过网络传递给TCP服务器和手机终端。在完成系统的硬件设计和软件开发的过程中,重点探究了nRF24LE1芯片的多通道收发过程和TCP服务器的建立。该系统具有功耗低、扩展方便等优点,适合多种无线数据采集和传输的场合。     

STM32 L水下记录仪的软硬件低功耗设计

以水下记录仪为例,从硬件和软件两方面研究了基于STM32L系列微控制器的低功耗设计技术及本仪器所采用的方法。对系统组成及功能进行分析的基础上,设计了记录仪的低功耗策略。在硬件方面选用低功耗、高效率器件,并采用供电控制方法。在软件方面采用层次化、标准化的软件架构,减少代码冗余量。最后通过电压和电流对照实验,证明了本系统低功耗设计的有效性。     

基于嵌入式软件算法级能耗问题研究

能耗已经成为嵌入式系统设计中一个重要的约束条件.嵌入式系统是典型的软件驱动执行系统,硬件的电路活动直接导致系统参数功耗,而软件中的指令执行和数据存取等操作底层的微处理、总线、Cache、存储器和I/O接口等硬件的活动都会间接的导致系统参数功耗.在现代“低碳经济”的背景下嵌入系统的功耗已经引起人们关注的一个重点.而软件设计早期对高层所作的功率耗评估和优化对整个系统的的能耗影响最为显著.本文通过构建算法级能耗估算模型,并通过实例采用神经网络算法、遗传算法等进行能耗求解,同时在求解过程中进行能耗分析.