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关键词： 地铁   AFC   硬件设计  

摘要： 随着城市化水平的不断加快,城市交通日益拥堵,地铁已经成为人们日常出行必不可少的交通工具。地铁自动售检票(AFC)系统能够提供高效的服务,保证快速的分流和信息统计。文章主要分析了轨道交通AFC系统的总体设计以及主要的硬件模块组成,提出以FPGA作为主控单元的地铁自动售票系统的设计,为提高AFC系统的发展提供一定的技术支持。

关键词： 泊车控制器   系统架构   硬件电路设计  

摘要： 首先设计泊车控制器硬件系统架构,然后根据泊车功能模块的设计要求,基于原车EPS系统和所选用的单片机设计了泊车测距模块、轮速采集模块、转向控制模块和电源模块的硬件电路原理图,从硬件开发的角度设计自动泊车控制器硬件电路。

关键词： 数字信号处理   FPGA实现   IIR数字滤波器   系数优化   CSD编码   硬件设计  

摘要： 提出了一种由FPGA实现六阶巴特沃斯带通IIR数字滤波器的解决方案。电路由三个二阶滤波器级联构成,采样频率为28.8k Hz时通带为1k Hz至3k Hz,适用于对幅频特性要求较高而对相频特性不敏感的领域。根据设计要求利用Matlab得到传递函数,根据Simulink模型仿真确定字长,使用CSD编码将滤波器系数优化为最少非零元素系统,从而减少了加法器级数。电路使用Verilog语言描述并通过FPGA实现,再用移位运算与加法运算代替浮点乘法来减少对FPGA资源的需求。实验测试结果符合理论设计,达到了预期的滤波效果。

关键词： 高压燃油喷射控制器   硬件设计   MC33816   LabVIEW   喷油嘴控制  

摘要： 使用MC33816新型可编程电磁阀控制器可以简化高压燃油喷射控制器的硬件设计,讨论了基于MC33816的航空发动机高压燃油喷射器的设计。用LabVIEW开发的上位机软件,可以对MC33816的相关参数进行灵活调整,从而标定出不同参数下GDI喷嘴的喷油量来满足航空活塞发动机在不同工况下的供油量。高压燃油喷射控制器的软硬件相关设计方案及设计细节具有较好的参考价值,同时实验最终也验证了基于MC33816设计的高压燃油喷射控制器对喷油嘴控制的相关性能。

关键词： cognitive radar   dynamic spectral sharing (DSS)   signal analyzer   spectral opportunity   spectral occupancy  

摘要： This paper describes a multichannel super-heterodyne signal analyzer, called the Spectrum Analysis Solution (SAS), which performs multi-purpose spectrum sensing to support spectrally adaptive and cognitive radar applications. The SAS operates from ultrahigh frequency (UHF) to the S-band and features a wideband channel with eight narrowband channels. The wideband channel acts as a monitoring channel that can be used to tune the instantaneous band of the narrowband channels to areas of interest in the spectrum. The data collected from the SAS has been utilized to develop spectrum sensing algorithms for the budding field of spectrum sharing (SS) radar. Bandwidth (BW), average total power, percent occupancy (PO), signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR), and power spectral entropy (PSE) have been examined as metrics for the characterization of the spectrum. These metrics are utilized to determine a contiguous optimal sub-band (OSB) for a SS radar transmission in a given spectrum for different modalities. Three OSB algorithms are presented and evaluated: the spectrum sensing multi objective (SS-MO), the spectrum sensing with brute force PSE (SS-BFE), and the spectrum sensing multi-objective with brute force PSE (SS-MO-BFE).

关键词： Generalized space modulation techniques   MIMO   Hardware implementation   Energy consumption   Cost   Receiver complexity  

摘要： Generalized space modulation techniques (GSMTs), such as generalized space shift keying (GSSK) and generalized spatial modulation (GSM), activate a block of transmit antennas at one time instant to transmit the same data symbol. The aim is to allow the use of arbitrary number of transmit antennas not necessarily power of two. In this paper, novel generalized quadrature space shift keying (GQSSK) and generalized quadrature spatial modulation (GQSM) are presented and analyzed. It has been debated in the literature that these schemes require a number of RF-chains equal to the number of active antennas. In this paper, the design of the transmitters for all GSMTs with optimum number of required RF-chains are discussed and hardware limitations are briefly addressed. A general framework for analyzing the average bit error probability of all these systems is presented and shown to accurately predict the error performance over Rayleigh fading channels. Besides, receiver computational complexity, transmitter power consumption and a rough estimate on the hardware implementation costs for all these schemes are discussed and compared. It is shown that the transmitter implementation of all these schemes requires at most single RF-chain and in some cases no RF-chain is needed. In addition, it is revealed that GQSSK scheme outperforms all other systems and demonstrate the best error performance with low complexity, very low power consumption and modest implementation costs. (C) 2017 Elsevier B.V. All rights reserved.

关键词： 云计算   舰船电子信息   交互系统   硬件设计   软件开发  

摘要： 提出一种基于舰船云计算和嵌入式多模控制的电子信息交互系统设计方法,采用嵌入式ARM进行舰船电子信息交互系统的云计算软件内核开发,采用多模TCP/IP以太网技术构建电子信息交互的信息传输模块和网络通信模块,利用ARM片上控制器来完成电子信息系统的读写和信号实时处理,在云计算环境下进行舰船电子信息交互系统硬件设计和软件开发,包括串口设计、外部存储器设计和AD接口设计等。最后进行仿真测试分析,结果表明,采用该系统进行舰船电子信息交互处理的吞吐性能较好,实时处理能力较强,提高了电子信息与信号的分析与检测能力。

关键词： 环路滤波器   吞吐率   硬件设计   视频编码  

摘要： 为满足当前视频分辨率越来越高的要求，JCT-VC(Joint Collaborative Team on Video Coding)提出了最新的视频编码标准高效视频编码（High Efficiency Video Coding，HEVC）。HEVC相比H.264/AVC，编码效率提高了50％，以满足对视频更好的视觉质量要求和更高的分辨率的需求。环路滤波器（In-Loop Filters）在HEVC编码标准中起着重要的作用，包含去方块滤波器(Deblocking Filter，DF）和样本自适应补偿器（Sample Adaptive Offset，SAO），DF平均能节省1.3%-3.3%的码率，SAO是HEVC新提出的方案，能平均节省3.5%的码率。环路滤波器对图像的显示效果和压缩效率起着关键的作用，但其复杂度占HEVC编码器的1/6和解码器的1/3，伴随着的巨大的计算资源开销，且随着HEVC应用范围越来越广，HEVC的实时编码的研究成为一项具有重要研究意义且巨有挑战性的工作。\n 本文首先提出了一种无需迭代计算的快速滤波边界判断算法，比HM16.9参考平台中算法能平均节省26.6%的处理时间，且该算法在硬件中仅需要14个时钟周期就能完成边界判断。为提高DF的并行度从而提高DF吞吐率，本文在DF模块中提出基于基本滤波单元的边界滤波方法，能实现数据复用和并行滤波，节省片上存储和处理时间；此外，还设计了DF和SAO的组合交织流水线，使得DF和SAO信息统计之间的数据能实现完全复用，节省SAO信息统计处理时间，仅需要约420个时钟周期就能完成DF和SAO信息统计。之后采用便于硬件实现的快速SAO模式判断方法，仅需要约30个时钟周期便能完成SAO模式判断。经过FPGA平台验证，整个系统流水线对最大编码单元（Largest Coding Unit，LCU，64×64）的处理时钟周期数为460，较相关设计减少了18%左右的处理周期数。\n 最后基于TSMC90纳米CMOS工艺将本文设计的高吞吐率环路滤波器进行实现验证，结果显示，整个系统的资源开销约为137K，最高工作频率达250MHz，吞吐率高达26.71Gbps，能支持超高分辨率7680×4320@60fps的视频流的实时处理。

关键词： 声表面波   温度传感器   耦合模参数   硬件设计  

摘要： 随着工业的发展和人工智能的兴起，用于感知外界环境的各式各样的传感器需求量急剧增加。作为一门新兴交叉技术产品，声表面波器件具有尺寸小、集成度高、测量精确、无源无线等突出优点，在日益增长的市场需求中，其市场前景十分可观。本文基于耦合模理论开发了一款用于辅助声表面波器件设计的仿真程序，并利用该仿真程序设计了一款无源无线的单端谐振器型声表面波温度传感器。\n 本文的主要研究内容为：\n （1）压电衬底材料耦合模参数数据库的建立：利用Hashimoto有限元程序和Plessky频散方程，计算常温下常见压电衬底材料的耦合模参数（以膜厚为变量）；利用微扰法分析声表面波传输方程和边界条件，计算变温下常见压电衬底材料的耦合模参数（以膜厚、温度为变量）。\n （2）声表面波器件辅助设计仿真程序的开发：在耦合模理论的基础上构建声表面波器件的P矩阵等效模型，利用Matlab软件开发一款声表面波仿真程序，通过调用耦合模参数和输入结构参数的方式实现对不同衬底、不同结构的声表面波器件的仿真。\n （3）单端谐振器型声表面波温度传感器的设计：讨论分析各型声表面波器件的工作特性，利用仿真程序分析各结构参数对器件性能的影响，在仿真程序的辅助下设计一款无源无线单端谐振器型声表面波温度传感器。该传感器采用的衬底是128°YX-LiNbO3，采用单端谐振器型结构，其工作频率约为431MHz，品质因数（无载）约为4500，在20℃~150℃范围内其探测灵敏度约为36.2KHz/℃。

关键词： 三维测量系统   原型样机   硬件设计   图像处理  

摘要： 近年来三维数字化技术快速发展，在工业设计和产品检测领域得到了广泛的应用。拍照式立体扫描仪具有非接触、测量速度快、便于携带的优点，是光学测量技术的主要发展方向，也就近年来的研究热点之一。论文工作如下:\n 1.论文系统分析了激光点、激光线、光栅投影等光学测量方法的技术特点，将原型样机的测量范围确定为80mm×80mm×30mm、测量精度确定为0.05mm，采样棋盘格作为摄像机标定模板，将OpenCV应用于摄像机标定和光栅投影图像的处理，研制了一种适用于小范围检测的基于OpenCV拍照式三维测量系统。\n 2.论文依据测量范围和精度要求，完成了测量系统的硬件平台和投影成像参数的设计，硬件平台主要包括计算机主机、投影仪、工业摄像机、图像采集卡等主要部件的选型和集成，投影成像参数主要包括测量距离、焦距、光圈等参数的确定。\n 3.论文采用棋盘格作为标定模板，利用OpenCV对棋盘格图像进行预处理，提取棋盘格角点，基于放射几何的交比不变性建立物像换算关系;采用格雷码结构光的编码的方法提取光栅投影图像的条纹边缘，根据极线约束对左右摄像机条纹边缘上的点进行匹配，在像点转换为物空间坐标点的过程中采用最小二乘拟合法减小误差，通过实物样机的检测，最终完成的测量系统达到了设计目标。\n 本文基于OpenCV完成了拍照式三维测量系统的原型样机研制，系统主要包括投影仪、摄像机的硬件控制、图像采集、摄像机标定、物像换算等模块组成，随着测量精度的进一步提高，后续数据处理功能的完善，拍照式三维扫描仪在工业产品的数字化设计与检测领域会得到进一步的推广与应用。