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米拉歷險記范文1
關鍵詞：無線定位；FPGA；軟處理器；MicroBlaze；verilog
中圖分類號：TP332，TN92文獻標識碼：B
文章編號：1004373X(2008)2202603
Wireless Location Algorithm Verifying Platform Based on MicroBlaze Soft Processor
ZHAO Fei,WANG Yan,YAN Bin
(National Mobile Communications Research Laboratory,Southeast University,Nanjing,210096,China)
Abstract：With the development of mobile communication technology,the wireless location algorithm based on mobile communication system begins to draw people′s attention more and more.In order to verify such algorithm,a hardware verifying platform has been designed and implemented.Xilinx Spartan XC3S1600E FPGA is the kernel of such a platform,which adopts advanced MicroBlaze soft processor works as control CPU,it is integrated with control logic described by Verilog,and the power function of FPGA is brought forth.The transmitting data processed by Matlab can be downloaded into data FLASH via USB interface,and also can be changed freely.Therefore,variant location algorithm can be verified conveniently.The platform has been proved to reach the design requirement via testing elementarily.
Keywords：wireless location;FPGA;soft processor;MicroBlaze;Verilog
1 引 言
隨著基于位置救援、智能運輸、位置附費等業務出現，人們開始對無線定位服務有了越來越強烈的需求。無線移動定位技術可以分為2大類:一類是衛星定位技術(例如中國的北斗系統，美國的GPS系統,歐洲的伽利略系統,俄羅斯的格洛納斯系統)，另一類是基于全球移動通信系統的定位技術(如基于TDOA:Time delay of arrival,AOA:Angular of arrival,TOA:Time of arrival等技術，其基本原理與衛星定位技術是類似的)。隨著移動通信技術的發展，人們對后者越來越關注，開始研究基于移動通信系統的定位算法。本文依托國家863項目“基于無線定位方法的環境自適應高效鏈路傳輸技術研究”，討論無線定位算法驗證硬件平臺的設計與實現。
2 系統結構及工作原理
根據算法驗證的需求，考慮到硬件平臺的集成度和靈活性，采用Xinlinx公司的Spartan XC3S1600E FPGA作為平臺的核心芯片。在設計中，同時采用Xinlinx公司優秀的MicroBlaze軟處理器作為控制CPU，并將其和其他數字邏輯都在同一片XC3S1600E中實現，而且由于MicroBlaze可以將一些不需要的部件及其驅動程序裁減掉，因此大大提高了系統的集成度。從靈活性的角度考慮，沒有在XC3S1600E中實現基
帶信號處理的硬線邏輯，而是將數據在Matlab中處理(包括編碼、交織、數字調制等)好后直接下載到數據FLASH并搬移至SRAM中，經D/A變換后送至射頻模塊發射。這樣每次驗證新的算法時不必重新生成新的FPGA配置bit流，而是直接將Matlab處理后生成的二進制數據文件燒錄至數據FLASH中即可。
圖1只給出了系統處于發射狀態時的配置示意圖，處于接收狀態時， RAM和DAC部分不工作，而要將射頻模塊輸出的基帶信號RxI和RxQ連接到安裝在計算機內的凌華采集卡PCI-9820的2個A/D輸入通道上。系統工作時，一臺設備處于發射狀態，另一臺則處于接收狀態。
圖1 系統發射狀態配置示意框圖
在系統正式工作前，應先將經Matlab處理的二進制基帶數據文件燒錄到數據FLASH(Intel JS28F128J3D75)中，這可以利用EDK軟件自帶的Program FLASH Memory功能來實現。這樣，系統正式工作時，首先進行GPS模塊和射頻模塊的初始化工作，然后MicroBlaze讀取數據FLASH中的數據，并將其對應寫入RAMI和RAMQ中，然后將RAM的控制權交于控制邏輯，此后可以啟動發射機，這時，GPS模塊每輸出1個秒脈沖PPS(設計為每啟動發射1次連續觸發1 000個秒脈沖后停止，同時會把每個秒脈對應的時間位置信息保存在E2ROM中)，發射機就觸發RAM中的數據發射1次，而接收機GPS模塊的秒脈沖PPS與發射機是同步的，它同時觸發PCI-9820采集卡對接收信號RxI和RxQ進行數據采集。收發端實際上組成了一個異地同步發射采集系統，由于發射信號到達接收端有延時，所以PCI-9820會采到空點，這段空點對應的時間即為發端到收端的延時。
3 系統軟件設計
軟件設計建立在Xilinx嵌入式開發工具EDK自帶的板級支持包(BSB)的基礎之上。EDK會根據實際用到的MicroBlaze的片上外設(如OPB總線或PLB總線、UART接口、GPIO接口、EMC接口等)自動選擇相應的驅動程序，從而生成與硬件相對應的板級支持包。軟件設計流程見圖2。
LCD模塊的型號是ATM2004D(驅動芯片為HD44780)，根據其使用說明，編寫5個驅動函數。
void LCDcommand(Xuint8 commanddata)；//用于寫控制命令
void LCDdata(Xuint8 data)；//用于寫顯示字//符代碼
void LCDreadstatus()；//用于讀狀態寄存器
void LCDreadbusy()；//用于判斷控制命令
//寫操作是否完成
void void LCDinitial()；//按手冊說明完成初//始化工作，需調用上述子函數
GPS模塊的初始化和控制通過通用串口來實現(用EDK工具生成了UART接口及相應的驅動)，根據手冊說明，調用UART接口的驅動程序(void XUartLiteSendByte(u32 BaseAddress,u8 Data))發送相應的控制字符即可。
圖2 軟件流程圖
射頻模塊的核心芯片是MICRO DEVICES公司的RF2958，其控制接口為3線串行數據接口，其操作時序見圖3。SSB為串行選擇線，SDI為串行數據線，SCLK為串行時鐘線。
圖3 RF2958控制接口時序圖
1幀數據為24位，0~17位為數據，18~23位為寄存器地址，第23位用來區別讀寫操作，0為寫操作，1為讀操作?？梢杂贸绦虿僮鱃PIO接口來模擬以上時序，并根據RF2958手冊編寫了4個驅動函數:
void RF2958writecfgreg(Xuint16 regaddr,Xuint32 data)；//寫寄存器
Xuint32 RF2958readcfgreg(Xuint16 regaddr)；//讀寄存器
Xboolean RF2958setchannel(Xuint16 channel)；//設置載頻通道
Xboolean RF2958init()；//完成RF2958初始化，需調用上面3個自函數
設置了3個外部硬件觸發中斷函數分別用于執行相應的中斷處理。
void Verifyinthandler()；//校驗從FLASH搬//移到RAM中的數據
void PPSNewinthandler()；//保存GPS位置、//時間信息至E2ROM
void Readinthandler()；//讀取GPS位置、時//間信息自E2ROM
4 控制邏輯設計
控制邏輯用來實現對GPS秒脈沖、RAM和DAC的控制，同時可以完成MicroBlaze的OPB地址總線與控制邏輯內部的地址發生器地址線的切換工作，切換后，發射數據完全由純硬件邏輯觸發，不再受MicroBlaze的控制，這樣數據觸發沒有任何軟件延時，從而提高收端時延測量的精度。整個控制邏輯可以用ramlogic模塊實現，并被調用2次，分別驅動RAMI,RAMQ。
Module ramlogic
其中，clk為時鐘輸入；rst為復位信號；start為啟動信號；ppsin為秒脈沖輸入；emccs，emcoen，emcwen，emcaddr分別為EMC接口的片選、讀使能、寫使能、地址信號，ramcen0， ramcen1，ramoen，ramwen， ramaddr分別為外部RAM片選0、片選1、讀使能、寫使能、地址信號；dacclk為DAC時鐘，ppsout為受控秒脈沖輸出；sel為Microblaze的OPB總線和控制邏輯的切換控制信號，由1位的GPIO輸出口控制，0電平為OPB總線控制狀態，1電平為邏輯控制狀態。
5 硬件測試結果
為了初步驗證系統的性能，設計5.5 MHz的復正弦波形文件55Mcomnopulse.bin，并在EDK界面下，通過Xilinx Platform Cable USB 下載線燒錄到數據FLASH中。
圖4為雙通道DAC2900輸出的復正弦實測波形(未經濾波器)，同向通道超前正交通道90°相位，一個周期8個數據點，時鐘為44 MHz，信號頻率為5.5 MHz。
圖4 DAC2900輸出波形
圖5為相應的發射信號頻譜，載頻為2.452 GHz，由實測頻譜圖可以看出，信噪比為50 dB左右；圖6為相應的接收機解調下來的信號頻譜，由實測頻譜圖可以看出，信噪比為35 dB左右，發射、接收信噪比均達到預期要求。
圖5 發射信號頻譜
圖6 接收信號頻譜
6 結 語
這里討論了無線定位算法驗證平臺的設計與實現。在設計中，采用Xilinx公司的MicroBlaze軟處理器技術，并聯合運用ISE和EDK開發軟件，將控制邏輯和MicroBlaze軟處理器集成在同一塊FPGA中，大大提高了系統的集成度，充分體現了FPGA的靈活性。
文中只討論SISO(Single Input Single Output)系統的實現，實際上可以方便地擴充為MIMO(Multiple Input Multiple Output)系統,這只要增加硬件設備即可，從而可以實現延時和到達角的測試，完成相關無線定位算法的驗證。另外，存儲了每個秒脈沖時刻發射機和接收機的GPS位置與時間信息，可以為算法驗證提供比對信息。目前該平臺已經成功測定了東南大學四牌樓校區李文正樓和體育館之間的電波時延，經轉換成距離并與實際距離比較，測量結果達到了較高精度，從而證明該平臺能夠滿足無線定位算法驗證的要求。
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作者簡介 趙 飛 男，1977年出生，碩士研究生。研究方向為MIMO移動通信系統中的信號檢測技術、計算機測控技術。
王 炎 男，1969年出生，教授，博士生導師。研究方向為通信與雷達中的陣列天線、分布式多天線、信號處理、檢測算法以及相關的電子系統設計。
米拉歷險記范文2
動畫制作公司多、數量多
近年來，美國影視、娛樂公司鮮有不制作動畫的(本文以動畫電影為主，少量涉及動畫電視和探索短片)，它們的積極投入使得美國動畫能相互競爭、相互促進，促成了百花齊放、佳作迭現的良好局面。迪士尼是動畫生產的巨擘，迄今為止已制作近百部動畫電影，其中50部是動畫長片，許多已成為經典，為全球觀眾喜愛，近幾年制作了《花木蘭》、《四眼天雞》、《戰鴿快飛》、《小熊維尼》、《仙履奇緣》續集等。Pixar公司參與制作了《玩具總動員》、《怪獸公司》、《海底總動員》、《超人總動員》、《賽車總動員》、《料理鼠王》、《機器人總動員》。曾塑造過兔八哥、達菲鴨、豬小弟、傻大貓、史努比的華納兄弟也制作了《鐵巨人》、《蝙蝠俠》、《空中大灌籃》、《極地特快》、《別惹螞蟻》、《僵尸新娘》、《安娜與國王》、《華納群星總動員》等動畫片。
自1911年至1998年，美國共生產動畫片2286部，截至今日的數量遠不止如此。量多生質變，多種動畫的源源誕生也促成、保證了美國動畫的異彩紛呈。
動畫題材、風格、形式多樣
美國動畫的多樣性體現在題材、主題、制作手段、觀眾定位等諸多方面。
動畫題材較為豐富，根據動漫圖書改編而來的，有古典題材類，如歷史傳說性的《風中奇緣》、《花木蘭》，神話、寓言色彩的《埃及王子》、《阿拉丁》、《大力士》，根據名著改編的《獅子王》、《鐘樓怪俠》等；有幻想題材類，如童話類的《小美人魚》、《美女與野獸》、《快樂的大腳》，探險類《星銀島》，魔幻類的《怪物公司》、《玩具總動員》、《史萊克》系列，科幻類《冰凍星球》、《星際寶貝》、《機器人總動員》；有現實題材類，如生活類《101忠狗續集》、《八個瘋狂夜》，體育類《棒球小英雄》，喜劇類《史努比》、《辛普森一家》、《史萊克》。勵志類《小蟻雄兵》、《機器人歷險記》、《快樂的大腳》、《蟲蟲特工隊》，傳奇類《小馬王》、《海底總動員》、《別惹螞蟻》、《冰河世紀》等，諷刺惡搞、顛覆傳統類《南方公園》等。還有包含動作的冒險片、以游戲為基礎的武術片、機智而曲折的犯罪片、昏暗風格的賭戲片、血腥殘酷的戰爭片、挑剔細致的機器人片、網絡朋克片、浪漫喜劇片、科學幻想片、星際旅行片，當然也包括只供成人觀看的等。每一種動畫片都有自己的模式、人物原型和語言吸引著不同年齡段的觀眾。
動畫除溫馨親情、追逐自由、實現夢想、探索歷險正統的主題外，也有《僵尸新娘》、《怪獸屋》等恐怖怪異的，另類的還有1929年的《糊涂交響曲之骨骼舞》和1972年的X級動畫《怪貓菲力茲》。
美國不僅有商業性強的長動畫片。也有不少充滿探索性的實驗動畫，它為商業動畫培養了人才，提供了創意，儲備了新興力量，豐富了創作手段。代表作有榮獲奧斯卡動畫短片獎的《Geri’s Game》、《Bunny》、《For the Birds》、《月亮與兒子》等。
從取材來看，有美國本土故事，如《小馬王》、《風中奇緣》等。美國歷史文化短缺，但開放精神及娛樂化、商業化理念，使美國人樂于滿世界尋寶，借雞下蛋，將異域經典題材、文化資源巧妙利用，改編成富有美國特色的動畫。如早期的《白雪公主》、《仙履奇緣》、《睡美人》來自格林童話，《小美人魚》、《丑小鴨》是安徒生童話，《石中劍》講的是英國亞瑟王的童年，《愛麗絲漫游記》也改編自英國作品。《木偶奇遇記》改編自意大利科諾迪的小說，《藍精靈》是比利時漫畫家皮埃爾的原作。而近年的《美女與野獸》、《大力士》分別取材于法國、希臘的神話，《鐘樓怪人》改編自雨果的《巴黎圣母院》，《小熊維尼歷險記》和《小飛俠》是英國人米爾尼和巴利的原創，而《蟲蟲危機》靈感來自伊索寓言，《埃及王子》以摩西出埃及為藍本，《阿拉丁》、《辛巴達》借鑒了阿拉伯的《天方夜譚》，《安娜斯塔西婭》有俄國真假公主的故事，《太空堡壘》、《游戲王》、《口袋怪獸》乃日本原創。
美國對中國文化似乎格外青睞，《怪獸公司》里有可愛的中國女娃式造型，《蟲蟲危機》里有中國古代銅幣和“山珍海味”廣告招牌出現，而《花木蘭》與《功夫熊貓》更有濃郁的中國特色。
美國的數字技術獨樹一幟，使動畫的制作手段更加豐富多樣，能夠為所欲為、展現神幻脫俗的奇觀，當下動畫既有二維平面，也有三維立體動畫；既有少量逐格，也有大最數碼動畫。永遠追求動畫技術能使細微的毛發、皺褶、血管等纖毫畢現、細膩生動，增加了逼真性和視覺感知。還有黏土動畫《小雞快跑》、《酷狗寶貝》、《鼠國流浪記》；真人與卡通相結合的，如《誰陷害了兔子羅杰》、《空中大灌籃》、《加菲貓》等。擬人、夸張、變形、對比、虛構等多種藝術手法與豐富想象、新奇創意使動畫片的可視性更強，魅力無限。
主角也異彩紛呈、形形。由常見的貓狗兔雞發展至罕見的怪獸、南極企鵝、絕跡的恐龍和冰川動物，由常人、公主和王子發展至超人、鬼怪和機器人；有地上走的、洞里鉆的、空中飛的、水里游的，還有陰間地府鬧的……
對于受眾群體的定位，美國動畫也由以前單一的兒童，逐漸轉向成人化、復雜化、國際化。有些動畫長片，將情感、歌舞、幽默搞笑、個人實現、社會問題等元素精心糅入其間，使作品如同百味大雜燴，人人都能找到自己喜愛的，能最大可能地吸引動畫迷。
娛樂與教育并舉
大多美國動畫達到了寓教于樂、藝術與商業雙贏的境界：觀眾不僅可以找到情趣和快樂，還能保持童真童趣，忘記不快和壓力，突破日常生活的束縛，使壓力得到宣泄，愉悅身心。
在大眾娛樂化、精神快餐時代，為吸引更多觀眾，給兒童以歡笑，給成人以精神撫慰，消除焦慮、壓抑和痛苦，緩解精神負擔。釋放心理壓力，當代美國動畫有意添加娛樂，體現在從內容到形式等諸多方面：幽默風趣的對話、生動可愛的形象、巧合的情節、滑稽的行為、輕松愉悅的音樂、和諧歡快的舞蹈、時尚的造型、精致的道具、夢幻般的光效、絢麗的色彩、模仿、戲謔。動畫片如一個配有各種作料的大火鍋，每人都能從中撈己所需，獲得快樂?！豆治锸啡R克2》是娛樂的集大成者，它巧妙地引入其他動畫形象，戲仿、拼貼動畫或電影經典片段，觀眾不難看到《小紅帽》、《美人魚》、《匹諾曹》、《指環王》、《佐羅》、《異形》、《蜘蛛俠》等作品的影子；王子瀟灑甩頭發的慢鏡頭、仙母躺在鋼琴上唱歌、形似貝弗利山上的巨幅廣告牌、頒獎會上的紅地毯，“真人秀”拍攝現場、著名品牌廣告……熟悉的場景常令人會心一笑。
在制造娛樂歡快的同時，美國動畫也發揮著積極的教育示范作用，誠如迪士尼國際總裁安迪?伯德先生所言：迪士尼長盛不衰的神秘武器是創造歡樂，而且創造
的是老少皆宜、促進家庭和睦的歡樂。在娛樂中體現的價值始終是樂觀、向上、正派、信任和社區精神，這些是從古到今全世界的父母都希望孩子接受的價值。將真善美、正義、奮斗、自由、親情、友誼、團結、價值實現、英雄主義等積極思想巧妙融入娛樂中、生動有趣的故事中，春風化雨，潤物無聲；如鹽入水，無痕有味，正是其高明之處。
《米老鼠》多有人類自強、自立、樂于助人等美好品質，擁有積極的人生態度：豁達、開朗、幽默、勤奮、上進、誠實……《獅子王》也闡述了勇敢面對現實，擔當社會責任的主題?！断伕缯齻鳌泛汀断x蟲特工隊》弘揚卑微生命的自勵奮斗圓夢的精神?！痘咎m》推崇孝道、愛國、勇敢、智慧，樹立了犧牲自我、崇尚自由、追求個性解放的榜樣。
動畫經營的多元化
美國動畫能盈利已不是秘密，不僅在本土票房突出，在海外也有很強的影響力、競爭力。擁有令人艷羨的收入，且依靠眾多的衍生產品和形象授權獲益，后者甚至占動畫總收入的七成左右。優秀動畫以其良好的品質帶動相關的產業發展。如影像發行、圖書出版，帶動原聲大碟、玩具、文具、服裝、食品、家居、日用具、裝飾品、紀念品和游戲等產品的銷售，通過形象權、版權的使用與出讓、品牌產品的生產和銷售，多媒體授權播映、新媒體開發等方式，使動畫的附加值不斷增大。
以迪士尼集團為例，作為年收入達二三百億美元的傳媒帝國，擁有2400余種產品，價值鏈主要由四部分構成：影視娛樂(點金石、米拉馬克斯、好萊塢電影公司、迪士尼電視頻道、ABC電視網、ESPN體育頻道等)、網絡(迪士尼網站為主)、主題公園和消費產品(如玩具專賣店、特許經營品、房地產)。收益主要依賴媒體網絡和主題公園，份額超過80％，且相對穩定；最不穩定的則是媒體網絡和影視娛樂。
影業公司只有走集團化、多元化的道路，才能有雄厚的資金精心打造動畫，也才能積極宣傳、營銷，抵御各種風險。豐富的資本回收渠道、多元的經營方式使得投資方更有信心提高動畫質量，大膽嘗試創新。生產制作出動畫精品。