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支持多种视频文件格式的车载视频点播系统的研究与设计

作　者: 高明
导　师: 王建国
学　校: 中国海洋大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 视频点播 FPGA SOPC 嵌入式系统
分类号: U463.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 24次
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内容摘要


随着电子技术和计算机技术的迅猛发展,车载电子设备越来越多的出现在汽车中。目前,在市场上常见的用于长途客车的车载视频点播系统,主要是用PC机作为服务器,进行视频点播。但是这种电子设备在车载环境下并不是十分有利。本实验室曾经研发出一种基于SOPC技术的车载视频点播系统。但是,限于当时的条件,这种车载视频点播系统只能播放单一格式的视频。为了能够顺应当下的技术发展潮流和满足人民日益增长的物质文化需求,于是决定在第一代车载视频点播系统的基础上,开发新一代点播系统。第二代视频点播系统是在第一代的基础上,同样采用基于FPGA的SOPC技术,但是对某些过时的技术进行改进,同时又很好的借鉴了原有产品的设计优点和特色之处,做到既能兼容原有产品的同时又达到了对产品升级的目的。新的视频点播系统主要需要解决的问题有三个:第一,对视频服务器而言,需要解决的是不同格式不同码率视频文件的传输问题;第二,对于视频点播终端而言,要解决的则是多格式视频的播放问题;第三,系统带宽无法满足要求。所以,本文的结构如下:第一部分简要就说明了车载视频点播系统的背景,相关领域的发展动态,主要的研究内容和需要解决的关键技术。第二部分介绍了第一代视频点播系统服务器和终端使用的主要技术,分析了这些技术的优点以及不足之处。第三部分介绍了第二代车载VOD的整体设计。第四部分介绍了第二代视频点播系统主机的设计。新的点播系统仍然是以基于FPGA的SOPC技术为核心,进行数据的读取传输操作。这部分包括整体设计方案,片上系统的设计,视频文件读取传输的流程,各个功能模块的设计以及这些模块使用的重要技术。第五部分就是介绍了第二代视频点播终端的设计以及AU1250的相关功能和特点。新的视频终端是以FPGA为控制核心,以AU1250为硬件平台的全新系统。新的点播系统终端主要利用AU1250强大的功能,充当解码芯片,它的各个功能模块在FPGA的控制下完成工作,同时FPGA也负责充当AU1250的外围逻辑模块。第六部分主要是讲解了基于FPGA技术的SOPC的设计流程和设计的思想在本系统中的应用。最后一部分是工作总结和展望。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-14
  1.1 课题背景  10-11
  1.2 相关领域的发展动态  11
  1.3 课题来源  11
  1.4 整体研究内容  11-13
    1.4.1 系统总体概述  11-12
    1.4.2 主要研究内容  12
    1.4.3 需要解决的关键技术  12-13
  1.5 意义  13-14
2 第一代 VOD 技术  14-23
  2.1 第一代VOD 介绍[9]  14-20
    2.1.1 带载能力的计算  14-15
    2.1.2 服务器  15-19
    2.1.3 终端  19-20
  2.2 第一代VOD 技术的先进之处与不足  20-23
    2.2.1 技术上的先进性  20-21
    2.2.2 缺陷  21-23
3 第二代 VOD 整体设计方案  23-26
  3.1 第一代缺陷的解决方法  23
  3.2 整体架构  23-26
4 第二代 VOD 服务器设计  26-51
  4.1 视频点播概率计算  26-27
  4.2 带载能力计算  27-28
  4.3 服务器的整体结构  28-29
  4.4 核心板  29-46
    4.4.1 接收前端的设计  31-37
    4.4.2 读取传输模块设计  37-46
  4.5 CAN 模块电路设计  46-48
  4.6 USB 模块设计  48-49
  4.7 RS232 接口模块设计  49
  4.8 供电模块设计  49-51
5 第二代 VOD 终端设计  51-60
  5.1 视频格式简介  51-52
  5.2 整体硬件架构  52-53
  5.3 基于MIPS 架构Au1250 简介  53-55
    5.3.1 MIPS 处理器[22]  53-54
    5.3.2 Au1250[23]  54-55
  5.4 FPGA 内部逻辑设计  55-57
    5.4.1 FPGA 与AU1250 接口IP 核设计  56
    5.4.2 光纤接口IP 核设计  56-57
  5.5 外围电路设计  57-60
    5.5.1 视频电路模块  57
    5.5.2 音频电路模块  57-58
    5.5.3 电源电路模块  58
    5.5.4 时钟电路模块  58-60
6 基于 FPGA 的 SOPC 技术在本系统中的应用  60-63
  6.1 基于FPGA 的SOPC 开发流程  60-61
  6.2 FPGA 的设计思想在本系统中的应用  61-63
    6.2.1 面积与速度的平衡原则[26]  61
    6.2.2 系统级整体设计[27]  61-62
    6.2.3 软硬件整体设计[32]  62-63
7 总结与展望  63-64
参考文献  64-66
硕士期间发表论文情况  66-67
个人简历  67-68
致谢  68

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