2010年第04期-《电子技术应用》杂志

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2010年第04期

刊出日期：2010-04-06

邮发代号： ISSN 0258-7998

CN11-2305/TN

邮发代号：2-889

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嵌入式技术

基于NiosII的视频采集与DVI成像研究及实现

作者：蔡欣荣，许泰峰，奚冠巍

作者单位：中国船舶重工集团公司江苏自动化研究所，江苏连云港222006

摘要：采用FPGA作为视频采集控制和图像处理芯片，配置NiosII软核，在FPGA片内完成图像处理和图像显示控制，简化了硬件电路和软件程序的设计。在FPGA片内编写视频采集时序，并配置NiosII控制软核，模拟视频数据经视频解码芯片输出ITU-RBT.656格式数据送入FPGA，通过时序控制和NiosII软核把视频解码数据依序存储在SSRAM中，并进行裁剪、交织、颜色处理。

关键词：
SoPC

图像采集

FPGA

ITU-RBT.656

DVI

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采用帧信息计时实现LRC的精确同步

作者：李磊1，3，李正1，孙广波2，唐杰3

作者单位：1.淮阴师范学院电子与电气工程系，江苏淮安223300；2.广州杰赛科技股份有限公司，广东广州510310；3.深圳万利达移动通信设备有限公司研发部，广东深圳518000

摘要：分析了LRC不同步的原因，通过对MP3帧结构的研究，提出了采用位率的计时方法。这种方法既实现了准确计时，又节省了系统资源，进而实现了LRC的精确同步。

关键词：
解码

计时

同步

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基于SoPC的直流无刷电机加速度控制研究与实现

作者：李峰1，2，武俊峰1，2，吴一辉1，黎海文1，张平1，宣明1

作者单位：1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033；2．中国科学院研究生院，北京，100049

摘要：为了实现对直流无刷电机加速度的准确控制，在分析几种加速度控制方案的基础上，提出了在电机加速阶段，通过在速度控制回路前向通道上加一积分环节来实现加速度控制的方案。详细介绍了该方案的原理并给出了基于SoPC技术的设计思想和实现方法。

关键词：
SOPC技术

直流无刷电机

加速度控制

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利用RapidIO技术搭建的可重构信号处理平台

作者：刘垚1，2，孔超1, 2，谢时根2，蔡惠智1，2

作者单位：1.中国科学院声学研究所，北京100190；2.北京中科海讯电子科技有限公司，北京100107

摘要：军事领域常选择ADI公司的TS201芯片用于信号处理平台，但由于其采用基于电路交换的LINK口进行连接，难以实现军方对电子系统设计提出的可重构性的需求。FPGA可以用来实现接口转换功能，如果利用FPGA将基于电路交换的LINK口转换成基于包交换的其他形式的接口，就能在不改变硬件连接的基础上，实现DSP系统的重构。本文介绍了一种基于串行RapidIO技术的可重构的信号处理平台，并对其中核心的FPGA的逻辑设计进行了讨论。

关键词：
DSP

串行RapidIO

Link口

信号处理机

DSP网络拓扑

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实时控制系统中优先级反转问题的解决方法

作者：唐宇翔，胡景春

作者单位：南昌航空大学信息工程学院，江西南昌330063

摘要：以实时操作系统μC/OS-II为例，分析了产生优先级反转的原因，提出了解决该问题的2种方法，即互斥信号量(Mutex)和实现时间片轮番调度法。在保证共享资源互斥访问的前提下，将优先级反转的发生有效地限制在一个层次上，降解了优先级反转现象的发生。

关键词：
嵌入式操作系统

嵌入式控制系统

μCOS-II

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嵌入式人脸检测系统设计

作者：李明阳，柏鹏

作者单位：空军工程大学工程学院航空电子工程系，陕西西安710038

摘要：介绍了以计算机视觉为背景，基于FPGA实现嵌入式人脸检测系统的设计。系统设计过程包括配置MicroBlaze软核处理器、裁剪μClinux内核和应用程序设计3部分。以MicroBlaze软核为处理核心，通过片内添加外设接口和IP在Virtex-II Pro开发板上搭建硬件平台。以μClinux内核为软件平台，通过优化OpenCV提供的源代码设计人脸检测应用程序。

关键词：
人脸检测

MicroBlaze软核处理器

μClinux内核

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集成电路应用

AVS分数像素插值算法的VLSI实现

作者：王方晴，王祖强

作者单位：山东大学信息科学与工程学院，山东济南250100

摘要：基于AVS运动补偿分数像素插值算法，提出了一种新的VLSI结构，满足了AVS基准档次6.2级别(1920×1080，4：2：2，30 f/s)高清视频实时解码的要求。介绍了AVS分数像素插值算法，采用一种新的基于移位寄存器的寄存器文件作为内部像素存储器，提高了并行处理效率，并将脉动阵列应用到AVS插值滤波器中，有效提高了运动补偿插值运算的速度。

关键词：
AVS

像素插值

并行处理

脉动阵列

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DS18B20在季冻土区公路路基温度场测量中的应用

作者：何东坡，任贵波，韩春鹏，张鸿儒

作者单位：东北林业大学土木工程学院，黑龙江哈尔滨150040

摘要：为获得自然气候条件下季冻土地区公路路基内部土体不同时期、不同深度处的温度分布，将DS18B20温度传感器和STC89C58单片机应用于季冻土公路路基温度场的测量中。选取温度传感器，设计数据采集装置和温度测量系统软件，并对设计及测量值精度进行实验验证，实现了对公路路基温度场进行长期、全面、连续测量和数据的自动读取、存储。

关键词：
STC89C58单片机

DS18B20传感器

温度测量

公路路基

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牛顿迭代公式在定点数开立方中的运用

作者：王科人，张兴明，杨镇西

作者单位：国家数字交换系统工程技术研究中心，河南郑州450002

摘要：分析了牛顿迭代算法直接用于开立方的缺点，针对常见的32 bit定点数，提出一种变形的牛顿迭代法与查表法相结合的开立方算法，并进行了相应的软硬件仿真。结果表明，该算法误差精确到整数位，满足定点数开立方要求，占用资源合理，时延性能优于常见的逐位循环算法，是一种可行的快速开立方算法。

关键词：
牛顿迭代

查表法

立方根

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LTE系统中转换预编码的设计及实现

作者：张忠波，李小文

作者单位：重庆邮电大学，重庆400065

摘要：在比较已有FFT实现方法的基础上，提出一种基于FPGA的通用FFT处理器的设计方案。这种FFT实现结构根据不同的输入数据长度动态配置成相应的处理器，可以支持多种基数为2、3、5的FFT计算，硬件资源得到了优化，处理速度及数据精度满足LTE系统中SC-FDMA基带信号的生成要求。

关键词：
FPGA

预编码

FFT

LTE系统

ISE10.1i

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T/R组件中高线性度低噪声放大器的设计

作者：周志增，刘洪亮

作者单位：63889部队，河南孟州454750

摘要：利用线性化补偿技术设计了一个位于接收前端T/R组件中的高线性低噪声放大器，通过在常用共源共栅电路中加入线性辅助电路实现。该电路在其他指标基本不变的情况下，线性度提高约15 dB。采用CMOS 0.18 μm工艺设计该电路。

关键词：
低噪声放大器

噪声系数

线性度

增益

三阶输入截点

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时间数字转换技术在三维海流计中的应用

作者：雷亚辉，王向红，刘杰

作者单位：哈尔滨工程大学水声技术国家级重点实验室，黑龙江哈尔滨150001

摘要：随着电子技术的进步，通过数字电路实现微小时差的测量成为现实，时间到数字转换（TDC）技术已经广泛应用于测量等领域。本文介绍ACMA公司生产的TDC-GP2时间数字转换芯片，通过设计一套实用的电路系统应用于超声三维海流计系统。实验分析表明，通过此方法测量脉冲到达时间间隔可以获得亚纳秒的时间分辨力，并可实现精确的三维流速测量，测量精度达到±3 mm/s。

关键词：
超声流速计

流速测量

时间间隔测量

时间数字转换

TDC-GP2

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信息安全

一种抗剪切的DWT域多重音频数字水印算法

作者：谢斌，肖玲玲，吴君钦

作者单位：江西理工大学信息工程学院，江西赣州 341000

摘要：提出了一种能够抵抗剪切攻击的鲁棒性DWT域多重音频数字水印算法。该算法结合音频分帧技术及小波变换理论，将置乱、降维处理后的不同彩色数字图像信息嵌入到宿主音频信号的低频小波系数中，实现了多重彩色图像水印在宿主音频中的嵌入与提取。实验结果表明，该算法不仅能够较好地抵抗常规攻击，对剪切攻击也具有较强的鲁棒性，即使是在受到强剪切攻击后仍然能够提取出较清晰的（多重）水印信号。

关键词：
多重音频水印

离散小波变换

剪切攻击

鲁棒性

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基于特征点的抗几何攻击零水印

作者：王忠，叶雄飞

作者单位：武汉工程大学计算机科学与工程学院, 湖北武汉430205

摘要：提出了最小偏离度的概念，根据IPR库中的特征点信息和待测图像自身的特征点信息分别构造Delaunay三角网，并以此计算两张三角网中三角形的最小偏离度值。若该值低于预先设定的阈值，则可以确认待测图像的版权归属。实验表明，该算法对各种几何攻击甚至是组合几何攻击均具有较强的鲁棒性。

关键词：
几何攻击

零水印

最小偏离度

特征点

版权

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一种基于硬件实现的游程检测算法

作者：陈孟东，刘鹏，徐亚君

作者单位：江南计算技术研究所，江苏无锡 214083

摘要：在实际系统中对游程检测的实现速度、电路规模有很高的要求，而传统的检测方法性能较低。针对此问题提出了一种新的游程检测算法。该算法基于硬件实现，电路结构简单实现速度快，占用资源少。

关键词：
随机性

游程

游程检测

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RSA协处理器与F2812接口设计

作者：章明朝1, 2，于晓3，李佩玥1,2，娄宏伟1，隋永新1，杨怀江1

作者单位：1．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室，吉林长春130033；2．中国科学院研究生院，北京100039；3. 空军航空大学训练部, 吉林长春 130022

摘要：采用RSA协处理器作为嵌入式VPN服务器中RSA运算核心部件，给出了其与主控制器F2812间的硬件接口设计、供电电源系统的设计，并进行了与硬件接口相关的软件模块设计与实现。经系统调试及测试，RSA运算速度达到预期性能，可以满足嵌入式VPN服务器的要求。

关键词：
RSA协处理器

F2812

接口

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测控技术与仪器仪表

IR-UWB定位系统中的数字锁相环接收机设计与实现

作者：王博1, 王玫1, 樊孝明1, 万中波1, 马伟朕2

作者单位：1. 桂林电子科技大学信息与通信学院，广西桂林541004;2. 中图普天国际事业本部业务一部，广东深圳 518026

摘要：在分析了以往的脉冲超宽带（IR-UWB）室内定位系统接收检测技术的基础上，提出利用数字锁相环接收机来准确估计UWB脉冲信号到达时间（TOA），完成室内环境精确测距和定位功能。通过仿真和测试论证了方案的可行性，最后在6 m×6 m室内空间中实现了系统对标签的定位功能，输出抖动在2 ns以内，获得了良好的效果。

关键词：
数字锁相环接收机

脉冲超宽带

定位

到达时间

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基于FPGA的新型高速CCD图像数据采集系统

作者：魏常伟，袁纵横，张文涛，王培培，邢雅丹

作者单位：桂林电子科技大学电子工程学院, 广西桂林541004

摘要：介绍一种基于Actel公司Fusion StartKit FPGA的线阵CCD图像数据采集系统。以FPGA作为图像数据的控制和处理核心，通过采用高速A/D、异步FIFO、UART以及电平转换、放大滤波、二值化电路和光学系统实现对图像数据的信号处理，并运用Visual Studio C++和Microsoft公司的基本类库MFC实现对采集数据的显示、绘图、传输控制等。利用搭建的系统平台实现对物体尺寸的测量，通过对所得的数据进行分析处理，明确测量的精度和可以达到的水平。对该系统在实时监控中的优点进行分析。

关键词：
可编程逻辑门阵列

电荷耦合器件

FusionStartKit

VC++

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用于重大地质灾害后人员身份识别的系统设计

作者：罗东云, 游芳

作者单位：九江学院电子工程学院，江西九江332005

摘要：研究了在重大地质灾害中一种集嵌入式技术、指纹传感技术以及无线传输技术为一体的身份识别系统。系统硬件主要包括指纹传感器FPS200、CPU 、存储器等器件;系统软件方面完成了linux操作系统下指纹数据采集程序、指纹图像比对程序和无线传输程序的编制。最后经过调试，实现了指纹图像的快速采集与无线远距离传输，验证了总体设计方案的可行性。

关键词：
身份识别

指纹传感

无线传输

操作系统

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基于LVDS技术的实时图像测试装置的设计

作者：崔中华, 熊继军, 沈三民

作者单位：中北大学教育部仪器科学与动态测试重点实验室, 山西太原030051

摘要：针对弹载图像采集设备与地面测试台之间大量实时图像数据高速传输的问题，提出了采用LVDS技术与FPGA相结合的解决方案，详细介绍了实时图像数据传输部分的硬件组成及工作原理。实验结果表明,该方案的数据传输速度达到20 MB/s，很好地满足了实时图像数据发送和接收的速度要求。

关键词：
FPGA

实时图像

LVDS

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基于ZigBee技术的交通气象站中雨量测量系统设计

作者：唐慧强，元保军

作者单位：南京信息工程大学信息与控制学院，江苏南京 210044

摘要：设计了一种以高精度压力式雨量计代替传统虹吸式或翻斗式雨量计的雨量测量方案。详细介绍了以Atmega128为控制核心，通过对CC2420射频收发器的控制实现雨量测量智能化和无线化的系统。交通气象站中对雨量测量的实时性和精确性有着严格的要求，作为交通气象站无线传感网络中的一个节点，该系统具有组网灵活、高精度、低成本、功耗小、可靠性高等特点。

关键词：
ZigBee

Atmega128

CC2420

交通气象

雨量

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基于声源定位技术的智能视频监控系统

作者：张亚，周孟然，陈君兰, 赵苍荣

作者单位：安徽理工大学电气与信息工程学院，安徽淮南 232001

摘要：针对目前的大部分视频监控系统都是基于图像检测的静态或动态监控，提出了在智能视频监控系统中应用声源定位和摄像头动态采集进行联合判决的方案。系统采用麦克风阵列对声源进行定位，然后驱动摄像头转动到声源位置监控，通过图像分析给出报警动作。实验结果表明，该系统在低噪声干扰的实验环境下，能实现对声源的有效定位，并进行异常情况报警。

关键词：
视频监控

声源定位

麦克风阵列

联合判决

查看(9312)

通信与网络

TCP-BM：一种适用于异构网络的TCP协议改进策略*

作者：胡飞飞，李云，刘期烈

作者单位：重庆邮电大学无线信息网络研究中心，重庆 400065

摘要：针对异构网络中的拥塞控制问题进行了研究，以传统的TCP Reno协议为基础提出一种改进算法TCP-BM。利用往返时延值将慢启动阶段分为三个部分；利用往返时延值将拥塞避免阶段分为正增长和负增长两个过程。网络发生丢包后，通过往返时延值与历史记录的比较以及估计的带宽值的比较，区分丢包原因，从而对拥塞窗口和慢启动阈值采取不同调整策略。仿真验证证明，改进后的TCP算法性能优于传统的TCP Reno协议。

关键词：
无线网络

异构网络

拥塞控制

RTT

TCP协议

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低信噪比下RFID调制识别方法的研究

作者：张松华1,2，何怡刚1

作者单位：1. 湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙 410012;2. 湖南工学院电气与信息工程系，湖南衡阳 421001

摘要：针对RFID标准中常用的数字调制方式，提出了一种新的低信噪比下测试识别方法。该方法采用自适应阈值小波消噪方法预处理识别信号，提高了在低信噪比下的调制识别能力，设计了一种基于遗传BP神经网络的识别分类器，进一步改善了低信噪比下的识别效果。仿真结果表明，该方法在信噪比为5 dB时，识别正确率也能达到95%以上。

关键词：
RFID

传BP神经网络

低信噪比

调制识别

查看(3954)

基于混沌振子的微弱ASK信号解调

作者：高清山, 张天骐, 蒋世文, 黄铫

作者单位：重庆邮电大学信号与信息处理重庆市重点实验室，重庆 400065

摘要：针对微弱数字调制信号的解调问题，提出了利用混沌振子对周期小信号的敏感性和对噪声的免疫力来解调强噪声中幅移键控（ASK）信号的新方法。详细阐述了基于duffing振子的微弱信号检测方法，结合ASK信号的调制方式，分析了利用duffing振子解调微弱ASK信号的基本思想，并提出利用功率谱熵判别系统状态的新方法。仿真表明，在信噪比为-20 dB时，该方法实现了对ASK信号的解调，且抗噪性能优于传统的解调方法。

关键词：
Duffing振子

ASK信号

功率谱熵

解调

查看(2152)

一种适用于无线传感器网络的短加载螺旋天线设计

作者：李伟, 闫述

作者单位：江苏大学计算机科学与通信工程学院, 江苏镇江 212013

摘要：研究一种适用于无线传感器网络的短加载螺旋天线(SLH)，有效提高了传感器节点天线的增益和抗干扰能力。通过有限元法进行数值仿真和设计，天线可达到较好的效果。天线工作在2.45 GHz中心频率，回波损耗为-32.86 dB，带宽为160 MHz，最大增益为11.417 dB，满足一般节点对天线的要求。测试结果显示，在不增加发射功率的情况下，短加载螺旋天线增加了通信距离，提高了无线传感器网络的覆盖能力和可靠性。

关键词：
无线传感器网络

SLH天线

通信距离

覆盖能力

可靠性

查看(5954)

低轨卫星系统数字上变频器的多级内插设计

作者：黎族华1，2, 易峥嵘1, 梁旭文1，2

作者单位：1. 上海微小卫星工程中心,上海200050；2. 中国科学院上海微系统与信息技术研究所, 上海200050

摘要：在研究了低轨卫星DS-CDMA系统数字上变频器的内插技术之后，提出了以成型滤波器、半带滤波器和CIC滤波器等多级内插级联的结构来实现抽样率的变换。在具体实现上采用了基于多相结构实现的成型滤波器、高效的半带滤波器和改进的多级CIC滤波器，节省了系统的硬件资源，提高了系统的性能。

关键词：
数字上变频

成型滤波

CIC滤波

内插

查看(6200)

802.11n单流基带系统研究

作者：吴斌1, 周玉梅1, 姜鑫2, 朱勇旭1, 张振东1

作者单位：1. 中国科学院微电子研究所, 北京100029; 2. 电子科技大学,四川成都610054

摘要：提出了一种依据802.11n规范的单流基带收发器系统算法模型,系统收发模型包括内接收机和外接收机，内接收机基于短训练序列完成帧同步和频率同步的联合估计与频率补偿，基于长训练序列完成符号细同步，采用LS方法实现信道估计，频率/相位联合跟踪和补偿确保内接收机的接收信号质量。外接收机分别采用Viterbi和LDPC完成信道译码设计，选择最小和的置信度传递算法进行LDPC设计，对LPDC和Viterbi的译码性能进行比较，在IEEE WLAN TGN信道条件下，对系统模型的误码率和误帧率进行仿真测试，结果表明,该基带系统算法达到系统设计指标需求。

关键词：
无线局域网

802.11n

单流模式

内接收机

外接收机

查看(6350)

计算机技术与应用

基于SOA应用JMX和JMS技术的RFID中间件设计

作者：李捷

作者单位：广东金融学院计算机科学与技术系, 广东广州 510521

摘要：针对企业级的需求，提出了一种基于SOA技术及JMX和JMS的RFID中间件架构，介绍了基础架构的设备管理层、事件处理层和服务接口层的具体实现。实验证明，该架构达到了设计要求。

关键词：
RFIDNFC

无线射频识别

中间件

面向服务体系架构

RFID

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基于掩蔽效应的维纳滤波器语音增强及DSP实现

作者：尹向雷1，郑恩让1，马令坤1，马晓虹2

作者单位：1. 陕西科技大学电气与信息工程学院, 陕西西安 710021；2. 陕西理工学院电工电子实验中心, 陕西汉中723003

摘要：针对单通道音增强，常用的谱减法及其改进型算法等语音增强方法不能很好地消除残留音乐噪声以及不能兼顾噪声抑制和语音失真的问题,提出用维纳滤波法与掩蔽效应相结合的算法。介绍了DSP的实现方法。结果表明，该算法相对于传统谱减法和改进谱减法语音增强效果显著、失真小、音乐噪声几乎没有，并且本算法计算量小，很容易在基于DSP的语音增强算法中实现。