基于FPGA的SDI接口设计

SDI(串行数字接口)已经逐渐成为一种标准视频接口,本文简单介绍SDI接口的应用背景和标准,主要提出一种基于FPGA的SDI接口设计方法,并用硬件描述语言(HDL)给予实现.     

基于FPGA的数字摄像机输出视频DVI显示

从硬件电路设计和EDA设计两个方面,介绍了一种基于FPGA的Camera Link接口数字摄像机输出视频DVI显示的实现方法.从系统的硬件电路入手,介绍了硬件电路的系统设计原理和各组成部分;重点介绍了FPGA内部各模块的划分、实现,包括Camera Link接口模块、前端FIFO控制模块、SDRAM控制模块、乒乓操作控...     

基于PC104的视频采集卡设计

提出了一种基于PC104的视频采集卡的设计方案,给出了基于FPGA的PC104接口的视频采集卡的具体实现方法.采用2片SRAM实现视频的乒乓缓存操作,降低了设计成本.实现了PC104接口的视频采集卡和Vxworks系统PC104主机之间的通信,实现了视频的采集、显示和保存.     

基于FPGA的光纤与1.4标准HDMI接口转换方法

为实现高清视频的远距离传输,设计了一种基于FPGA实现高清视频在光纤和HDMI接口之间转换的方案.利用光纤通道接口控制芯片、HDMI收发处理芯片、FPGA等核心器件,通过FPGA编程对高清视频数据进行串行化处理,实现高清信号在光纤信道中的传输.方案可以有效延长高清信号传输距离并提高视频分辨率,广泛用于室外大型高清显示设备.     

基于FPGA的高清视频接口转换器的设计与实现

本文提出了一种适用于高清视频接R转换的解决方案。实现高清视频接口HD—SDI到HDMI的转换。本课题实现了高清视频接口转换的硬件方案和所用芯片驱动设计,并使用VHDL语言在FPGA上实现信号格式转换以及HD—SDI接口芯片到HDMI接口芯片的适配。     

基于FPGA的TS流的UDP封装实现

为实现数字广播接收机输出的传输（TS）流方便地接入嵌入式平台,实现综合业务接收,本文基于现场可编程门阵列（FPGA）,实现了将集成DVB-T（Digital Video Broadcasting-Terrestrial）高频头输出的TS流转化为UDP协议的IP流,进一步通过以太网接口进入嵌入式平台,支持综合业务接收。该接口转化模块借助FPGA,将缓存的TS流进行有效封装,设置以太网接口,输出UDP格式的IP流。实测表明,该接口转换模块可实现TS流到IP流的转换,支持嵌入式平台视频播放与综合业务接收。     

基于FPGA的CPCI和LVDS接口技术及应用

CPCI总线为不同应用的高速数字系统提供了一个通用、开放的平台,它充分发挥了PCI总线的高性能、低成本、通用操作系统等特点,而LVDS接口技术无疑也将成为解决高速数字系统数据传输的首选方案.提出了一种基于FPGA实现CPCI总线接口与LVDS接口的新方法,CPCI总线与自定义LVDS接口相结合,在不降低系统通用性的前提下,提高了系统实时并行处理能力.由于所有接口均由FPGA来实现,因此提高了系统的可重构性.     

大视场视频图像采集及SDI显示设计

针对Camera Link接口的大视场高速相机的图像实时存储显示及实时跟踪显示的实际需求,设计了一种基于FPGA的大视场视频图像采集及SDI显示系统.采用了Altera公司的FPGA EP2S90F1020为核心处理器件,外接两片SDRAM MT48LC4M32的硬件系统.提出了基于FPGA的图像实时缩放、Bayer格式彩色图像实时转换为SDI显示的方法,实现了将CameraLink接口的大视场彩色视频图像在SDI视频图像上的实时显示.实验结果表明,该设计方法能将Camera Link接口2048×2048、100 Hz的视频图像实时转换为1920×1080、25 Hz,1280×720、25 Hz或720×576、50 Hz三种SDI制式显示.在FPGA环境下,采用该设计方法,整幅图像处理时间为8.7 ms,满足系统的实时性要求,为大视场视频图像在嵌入式系统的实时显示提供了一种有效的实现方法.     

采用FPGA通过BT.656接口实现传输4路视频流的方法

提出一种使用FPGA(现场可编程门阵列)实现一个ITU-R BT.656并行硬件接口传输4路CIF格式视频流的方法。该方法说明了从视频处理器到FPGA传输4路CIF格式视频流的数据结构,利用该数据结构,一个ITU-R BT.656的硬件接口可传输4路不同的CIF格式的视频数据流。FP-GA将4路视频数据流分离、插值生成D1(720×576像素)格式的数据输出给视频处理器。这种方法提高了视频处理器的扩展性,增加了视频处理器输出视频的路数。     

基于SVGA与PAL视频双接口嵌入式成像系统

本文介绍了一种基于SVGA显示接口和PAL制式视频接口两种显示接口的成像系统,两种显示接口共用同一块图像存贮器,能实现图像的动态实时显示.系统采用SOPC技术,将32位CPU、SVGA时序控制单元、PAL制视频控制单元及实时成像控制单元集成嵌入在一片FPGA芯片中.     

面向高动态高空平台网络的路由协议研究

提出了一种面向高动态高空平台网络的路由协议,该协议通过按需查找方式确定高动态用户所属的高空平台,根据最短延时路由表在高空平台之间转发数据,并通过用户切换策略保证数据传输的连续性。仿真结果表明,该协议能够适应用户高速移动和频繁切换的高动态环境,具有可靠性高、延时小、路由开销小、抗毁性强等特点,为高动态高空平台网络的数据转发提供了一种可行的解决方法。     

基于ABNF的高速硬件解码方法的研究

本文提出了一种硬件实现网络协议解码的方法.这种方法采用基于流水线的高速并行字符串匹配结构和基于ABNF(Augmented Backus Naur Form)范式定义的高速域值合法性检查.文中还对用这种方法实现的SIP(Session Initiation Protocol)协议解码器的性能进行了分析,并与软件实现进行了对比.通过比较可以得出,采用本方法所实现的协议解码系统只需要较少的硬件资源就可以得到比传统的软件实现几十倍的性能提高,并显著提高整个系统的吞吐量.     

一种快速低开销的移动节点分布式寻路RPL路由协议

针对低功耗有损网络(Low Power and Lossy Network, LLN)中移动节点作为中继节点时,存在无线链路易断开、数据传输成功率较低和控制开销较高的问题,提出了一种快速低开销的移动节点分布式寻路RPL路由协议(Mobile Node Distributed Pathfinding RPL Routing Protocol, MNA-RPL)。首先,提出一种邻居表自适应更新机制,依据邻居表快速切换父节点;其次,提出一种父子节点双断开机制,能够有效减少数据包丢失;最后,提出一种基于速度动态管理的Trickle计时器,根据自身速度动态调整DIO广播周期。理论分析和仿真结果表明,与主流路由协议相比,该协议在数据传输和控制开销等方面的性能均有一定的提升。     

一种新的红外焦平面图像信号无线光输出协议

文中提出了一种针对红外焦平面图像信号无线光输出的高速数据链路层协议。该协议以IrDA标准的红外数据链路协议(IrLAP)作为参考，通过红外无线信道来实现点对点、高速、稳定的图像信号输出。协议的设计充分考虑了对多种红外传输速率的支持，以及位错误率(BER)、红外帧长度、应答分组大小等因素对系统传输吞吐量的影响，提出了寻找合适参数有效的计算方法，以及基于FPGA的红外无线视频传输平台的设计方法。实验结果显示，传输平台可以在16Mb／s的红外传输速率下长期稳定工作。这表明本协议适用于VFIR及更高速率的图像无线传输，经过不断地测试与完善，可为制订今后焦平面图像信号光输出规范提供参考。     

基于AES的远程访问认证协议

论文提出一种基于AES的口令认证协议。协议不使用公开密钥算法,仅采用AES进行远程用户的身份认证,具有速度快、安全性高的特点,易于采用令牌(Token)或IC卡硬件实现。最后,对认证协议的安全性进行了讨论。     

用于混频信号的双通道数字锁相放大器

为了实现对混频信号的高速采样和同步处理,提出了一种采用正交数字解调算法的双通道数字锁相放大器.系统结构基于数字信号处理器(DSP)及其配合的硬件,并采用增强并口(EPP)协议,实现了DSP同PC机的双向高速通信.实验验证了该系统的可行性.     

一种高速CCD数据采集系统的设计

CCD相机的数据采集是设计实时高分辨率CCD摄像机的瓶颈,1394协议具有高的传输速率,同时在其基础上发展而来的1394b协议,最高的传输速率可以达到3.2 Gb/s。设计基于1394传输协议的数据采集系统,该系统具有高的传输速率,可以有效地解决该瓶颈,同时为设计1394b传输系统奠定了基础。介绍该采集系统的框架图、MCU软件设计流程以及WDM驱动开发等。经测试,系统工作稳定。     

行星表面有人探索高速无线网络体系架构及关键技术

针对行星表面有人探索任务对高速无线通信的需求，提出了一种基于异构组网思想的网络体系架构，并对关键技术进行了分析和设计。该架构采用“三网两体制”的设计思路，将整个网络分为高速传输网、多媒体接入网、覆盖扩展网三个组成部分，三层网络分别完成高速骨干传输、多节点多业务接入、覆盖范围灵活改变的功能。根据三个网络不同的节点处理能力和传输需要，设计了高速传输体制、灵活接入体制两种传输体制，及基于无线多跳的覆盖扩展技术、多子网通信切换技术、多体制融合技术等关键技术。该网络架构具有裁剪灵活、协议开销小、支持业务类型多等特点。     

Beam codebook based beamforming protocol for multi-Gbps millimeter-wave WPAN systems

In order to realize high speed, long range, reliable transmission in millimeter-wave 60 GHz wireless personal area networks (60 GHz WPANs), we propose a beamforming (BF) protocol realized in media access control (MAC) layer on top of multiple physical layer (PHY) designs. The proposed BF protocol targets to minimize the BF set-up time and to mitigate the high path loss of 60 GHz WPAN systems. It consists of 3 stages, namely the device (DEV) to DEV linking, sector-level searching and beam-level searching. The division of the stages facilitates significant reduction in setup time as compared to BF protocols with exhaustive searching mechanisms. The proposed BF protocol employs discrete phase-shifters, which significantly simplifies the structure of DEVs as compared to the conventional BF with phase-and-amplitude adjustment, at the expense of a gain degradation of less than 1 dB. The proposed BF protocol is a complete design and PHY-independent, it is applicable to different antenna configurations. Simulation results show that the setup time of the proposed BF protocol is as small as 2% when compared to the exhaustive searching protocol. Furthermore, based on the codebooks with four phases per element, around 15.1 dB gain is achieved by using eight antenna elements at both transmitter and receiver, thereby enabling 1.6 Gbps-data-streaming over a range of three meters. Due to the flexibility in supporting multiple PHY layer designs, the proposed protocol has been adopted by the IEEE 802.15.3c as an optional functionality to realize Gbps communication systems.     

光纤通讯在空空导弹飞控系统中的应用研究

随着空空导弹的发展,给内部通讯系统提出了新的要求,比如高速、小型化、强电磁兼容性、通用化、模块化,目前使用的各种总线均存在一定的局限性。光纤通讯在军事领域已经有了一定的发展和应用,建立了一些标准。因此通过对光纤通讯在空空导弹中的应用研究,给出了物理层和协议层的解决方案。通过分析,基于光纤通讯的高速、小型、通用、模块化的通讯系统是空空导弹内部通讯系统发展的必然方向。