基于FPGA自主控制浮点加减乘除控制器设计

为实现一种多浮点操作数乘法运算的自主运算控制器,提出了一种基于FPGA并行操作的硬连接电路的多浮点数乘法运算控制器及其时序控制的方法,该控制器对一条多浮点操作数乘法运算指令的命令字和多浮点操作数连续写入并存储,在内部时序脉冲作用下,可以自主完成读出浮点操作数执行乘法运算,写入存储多浮点操作数过程与执行乘法运算命令的过程能够并行进行;在控制器执行乘法运算命令过程中,系统可以读出执行命令过程中的中间结果和最终运算结果;论述了该控制器的电路构成和基本原理,分析命令字与多操作数在内部时序脉冲作用下的执行过程,应用Verilog HDL语言实现相关硬件的构建和连接;设计完成后通过仿真测试可知,该控制器运行的最高频率为250 MHz,从输入到输出端口最小延时是3.185 ns,最大延时是15.336 ns,且能够自主完成浮点数乘法运算。     

主动前轮独立转向系统分析与研究

为了提高车辆的操稳性,提出了新型主动前轮独立转向系统,介绍了主动前轮独立转向的工作原理和结构形式,建立了系统数学模型;提出了主动前轮独立转向的控制策略,上层控制器采用PI控制,由横摆角速度偏差得出总控制转角,下层控制器负责内外侧转向轮的判断以及计算内外侧转向轮具体的转角;在仿真软件MATLAB/Simulink里进行了控制策略有效性仿真,仿真结果说明对于不足转向车辆,主动前轮独立转向系统能比传统的主动前轮转向系统更有效地提高车辆操纵稳定性。     

基于实时的嵌入式TCP/IP协议栈平台设计与实现

随着社会的信息技术和网络技术的快速发展,嵌入式系统逐渐成为热点领域,其中成为重点发展趋势的是嵌入式技术在网络通信协议领域的应用;文章硬件平台采用微处理器S3C44B0X和RTL8019AS网络芯片,设计并实现了一种基于实时操作系统的TCP/IP协议栈,并将其移至到嵌入式系统中;文中首先给出了系统设计的硬件平台,讨论了基于实时的嵌入式TCP/IP协议栈的具体实现方法;最后对系统进行了相关的测试,并对结果进行了分析,分析结果表明该系统具有低成本,易使用等优点。     

卫星测控站频谱监测系统设计方案及实现

为解决卫星测控站人工监测下行中频信号效率低、无自动化的频谱处理等问题,设计并实现了一种基于开关矩阵和频谱仪的多路频谱监测系统;首先介绍了该系统的硬件组成,然后介绍了系统软件设计方案,针对系统功能,提出了若干个频谱监测相关的处理算法,包括基于SCPI的频谱实时监测、基于临界线的异常信号检测、基于频谱轨迹的频谱录像与回放以及一种快速的遥控命令捕获等算法,最后通过试验说明系统满足频谱监测的需求;实际应用结果表明,该系统运行稳定可靠,各算法是实用有效的。     

基于混沌映射的图像快速加密改进算法

针对当前的三维混沌映射加密算法存在安全性不高,加密速度慢以及密钥空间小等不足,提出了一种新的三维混沌映射图像加密算法;首先利用快速置乱方法置乱初始图像,以改变像素位置;利用三维Chen系统结合像素值变换函数所生成初始外部密钥迭代三维混沌映射,得到一个序列,由此根据混淆机制对置乱图像像素值进行混淆;改变外部密钥,再迭代计算三维混沌映射,得到三元一维伪随机数组,借助密钥流机制量化该数组,得到新数组,由此根据扩散机制对混淆后的像素进行扩散处理;采用酷睿3.5 GHz双核CPU的PC机和MATLAB仿真平台,输入256×256的明文图像实验,置乱100次所用时间为78.67 s,在灰度平面内其相关性约为-0.001 652,表明该算法高度安全,密钥空间巨大,加密速度快,用于图像快速加密是可行、有效的。     

基于嵌入式的智能家居之视频监控系统设计

针对视频监控系统在智能家居中对异常情况处理不够智能、响应速度较慢的问题,提出嵌入式视频监控端的方案;首先搭建嵌入式开发板的组成模块,选择摄像头并配置红外线反射模块;其次考虑到智能家居视频监控的特点,提出适合嵌入式环境的改进三帧差分算法,对出现的目标物体进行轮廓提取和阴影消除;最后根据性能指标对改进算法验证,同时通过GPRS技术把处理好的图像发送给家居主人;实验表明该系统能实时对不明物体做出智能判断,运行稳定,实现了智能家居安全防范目的。     

基于反激式直流变换器的电池均衡系统仿真研究

针对电动汽车锂离子电池组在工作过程中出现的能量不一致现象,设计了一种基于反激式直流变换器的主动均衡电路,包括电源转换、信号采集、驱动电路以及均衡器4个模块。研究了均衡系统的拓扑结构和工作原理以及控制策略,阐述了反激式直流变换器与锂离子电池的建模方法,针对电池组8种典型的非均衡工况,进行了混合策略下的5 kHZ高频仿真实验,实验用电池SOC从44.3%到55.7%均有涉及,仿真与实验结果误差均在10%以内,验证了PSIM仿真电路与同轴多绕组变压器与电池建模方法以及混合控制策略的正确性。     

基于心跳监测机制的中间件监控方法研究

为保证试验的准确性,虚拟试验运行过程中,需要随时查看试验对象的详细信息,文章提出了一种基于心跳监测机制的中间件监控方法,解决了该问题;同时,采用心跳监测机制实现了对试验应用状态的实时监控;文章概述了虚拟试验验证的概念,描述了心跳监测机制及其在中间件监控方法中的关键作用,并对基于心跳监测机制的中间件监控方法的设计和实现进行了详细阐述,最后,通过应用实例验证了该中间件监控方法的实用性。     

基于改进提升小波变换SPIHT的图像压缩算法

通过对提升小波变换的SPIHT算法进行改进和优化,提出了一种适用于无线多媒体传感器网络(WMSNs)的简单、高效、节能的有损图像压缩算法;该算法采用只包含加法和移位操作的整数小波提升算法,使得小波分解的计算量减半,大大提高了变换速度;采用量化截断的预处理技术,省去大量不重要高频系数的量化编码,解决了提升变换后SPIHT算法编码效率低的问题;去除了最外层高频系数的分解和编码,有效地减少了变换和编码的能耗;理论分析和仿真结果均表明,在保证一定重建图像质量的前提下,该算法大大降低了图像压缩能耗,提高了算法的压缩效率和执行效率,非常适合于资源受限的WMSNs中的图像压缩。     

基于混合高斯模型测距误差修正和EM-SOM的节点定位算法设计

针对RSSI信号强度定位方法中当发射节点和接收节点之间的无线电传播路径被障碍物阻挡而造成噪声误差,使得节点定位欠精确的问题,设计了一种基于混合高斯模型进行测距误差修正和EM-SOM的节点定位算法;首先,通过混合高斯模型对RSSI获得的测量距离误差进行建模,通过EM方法对混合高斯模型中的各参数即各高斯模型的权值、均值和协方差进行训练,采用自组织的SOM对测量距离样本进行聚类,获得各高斯模型的初始权值,最后,将测量距离输入训练后的高斯模型获得较为真实的距离值,并通过极大似然估计进行节点的定位;实验结果表明文中方法能对具有噪声误差的节点进行定位,且相对其它方法,具有平均定位误差和均方根误差小的优点,具有较大的优越性。