IP设计论文

IP设计论文（共12篇）

IP设计论文 篇1

摘要：在电视台的非编网设计中, IP设计是一项重要内容。笔者结合非编网建设和技术维护与管理工作的实践, 提出了IP设计的一些科学方法, 并以此指导工作实践。

关键词：非编网,IP地址,广播风暴,广播帧

一IP设计的背景概述

在筹备石家庄电视台后期非编网期间, 笔者曾去别的电视台参观, 交流时发现他们对IP地址的划分并不是很注意, 有的使用10.x.x.x这样的IP地址分配, 实际上这样并不科学。在网络规划中, IP地址方案的设计至关重要, 好的IP地址方案不仅可以减少网络负荷, 还能为以后的网络扩展打下良好的基础。IP地址划分是一个对网络很关键的问题, 如果随随便便地给网络分配IP地址, 虽然网络好像也没什么问题, 每台机器都能上网能连通, 但是实际上存在很大的隐患.问题要从互联网的IP地址划分说起。

二IP设计技术规范解析

目前, IP地址使用32位二进制地址格式, 为方便记忆, 通常使用以点号划分的十进制来表示。一个IP地址主要由两部分组成:一部分是用于标识该地址所从属的网络号;另一部分用于指明该网络上某个特定主机的主机号。IP地址的设计者将IP地址空间划分为五个不同的地址类别, 其中A、B、C三类最为常用。

A类IP地址:用7位 (bit) 来标识网络号, 24位标识主机号, 最前面一位为“0”, 即A类地址的第一段取值介于1~126之间。A类地址通常为大型网络而提供, 全世界总共只有126个可能的A类网络, 每个A类网络最多可以连接16777214台主机。

B类IP地址:用14位来标识网络号, 16位标识主机号, 前面两位是“10”。B类地址的第一段取值介于128~191之间, 第一段和第二段合在一起表示网络号。B类地址适用于中等规模的网络, 全世界大约有16000个B类网络, 每个B类网络最多可以连接65534台主机。

C类IP地址:用21位来标识网络号, 8位标识主机号, 前面三位是“110”。C类地址的第一段取值介于192~223之间, 第一段、第二段、第三段合在一起表示网络号。最后一段标识网络上的主机号。C类地址适用于校园网等小型网络, 每个C类网络最多可以有254台主机。

根据用途和安全性级别的不同, IP地址还可以大致分为两类:公共地址和私有地址。公用地址在Internet中使用, 可以在Internet中随意访问。私有地址只能在内部网络中使用, 只有通过代理服务器才能与Internet通信。

一个机构或网络要连入Internet, 必须申请公用IP地址。但是考虑到网络安全和内部实验等特殊情况, 在IP地址中专门保留了三个区域作为私有地址, 其地址范围如下:

A类:10.0.0.0~10.255.255.255;

B类:172.16.0.0~172.31.255.255;

C类:192.168.0.0~192.168.255.255。

三在电视台非编网应用中的重要问题

通常内部局域网都采用上述地址, 像有些电视台的非编网, 用10.x.x.x这样的地址, 可以容纳16777214台主机, 为将来非编网加入工作站提供了几乎无限的可扩展性, 似乎是一种富有远见的做法。但实际上这样并不科学, 采用A类地址不仅会造成巨大的网络地址管理开销, 还会造成网关寻径急剧膨胀。其中后者尤为突出, 寻径表的膨胀不仅会降低网关寻径效率 (甚至可能使寻径表溢出, 从而造成寻径故障) , 更重要的是将增加内外部路径刷新时的开销, 从而加重网络负担。石家庄电视台原来有一个小型的非编网络, 有一次出现了一个问题, 主机启动时需要二十多分钟的时间, 由于非线性编辑系统经常出现死机现象, 需要重新启动, 而一次启动需要近半个小时, 极大地影响正常的编辑工作。故障排除过程中, 通过抓包分析, 发现该机 (IP地址分配为固定IP地址10.10.10.7) 持续向局域网发送地址为10.255.255.255的广播帧, 详情见图1。

从图1可见该机持续从137端口发送针对本网络的广播帧, 从而造成故障。

广播帧可以理解为一个人对在场的所有人说话, 这样做的好处是通话效率高, 信息一下子就可以传递到全体。

广播帧在网络中是必不可少的, 如客户机通过DHCP自动获得IP地址的过程就是通过广播帧来实现的。而且, 由于设备之间也需要相互通信, 因此在网络中即使没有用户人为地发送广播帧, 网络上也会出现一定数量的广播帧。

同单播和多播相比, 广播几乎占用了子网内网络的所有带宽。网络中不能长时间出现大量的广播帧, 否则就会出现所谓的“广播风暴”。广播风暴就是网络长时间被大量的广播数据包所占用, 使正常的点对点通信无法正常进行, 其外在表现为网络速度奇慢无比。出现广播风暴的原因有很多, 一块故障网卡就可能长时间地在网络上发送广播包而导致广播风暴。交换机只能隔离碰撞域, 而不能隔离广播域。事实上, 当广播包的数量占到通讯总量的30%时, 网络的传输效率就会明显下降。在采用多种通讯协议的网络中, 计算机不应多于100台, 在采用一种通讯协议的网络中, 计算机不应多于150台。如果计算机的数量较多, 应采用划分VLAN的方式将网络分隔开来, 将大的广播域划分为若干个小的广播域, 以减小广播风暴可能造成的危害。

使用路由器或三层交换机能够实现在不同子网间隔离广播风暴的作用。当路由器或三层交换机收到广播帧时并不处理它, 使它无法再传递到其他子网中, 从而达到隔离广播风暴的目的。因此在由几百台甚至上千台电脑构成的大中型局域网中, 为了隔离广播风暴, 都要进行子网划分。

四具体实施案例分析

石家庄电视台后期非编网核心存储体采用了S2A-8000系列在线存储体。S2A-8000总共可以提供8个激活的2Gb端口, 共提供16Gb的总带宽, 2Gb的光纤通道, 8个完全双向的FC主机端口, 20个FC磁盘通道, 最大10GB的缓存, 最高1600MBps的性能, 最大有效容量130TB, 最多连接512台主机。

有卡工作站下载和编辑时如果以双轨计算大概占用12MB的带宽, S2A-8000一个2Gb的端口, 按照80%的效率计算实际可提供200MB的带宽, 可容纳16台左右的工作站满负荷工作。石家庄电视台设计是首期投入13个有卡工作站, 网络的总带宽按照35个有卡工作站设计, 以此计算无卡工作站的数量大概在100台以下, 这样整个网络的节点不超过200个, 适合用C类保留地址。这样一方面能满足现在组建后期制作非编网的要求, 也为将来扩展预留了空间。例如采用192.168.1.0作为后期制作网的网络号, 子网掩码采用默认的255.255.255.0, 将来台内后期制作网、新闻网、播出网和办公网之间可用路由器连接, 网关处使用防火墙隔离以保障网络的安全。这样兼顾了节约网络资源、可扩展性、阻隔广播风暴和系统的安全性这几方面的问题。

IP设计论文 篇2

附：学生学件：“网络计算机的身份证”→《IP地址及管理》

学生课堂资料及操作表

【学生阅读材料一：】

（1）A类IP地址一般用于主机数多达160余万台的大型网络，高8位代表网络号，后3个8位代表主机号。32位的高3位为000；十进制的第1组数值范围为000～127。IP地址范围为：001.x.y.z～126.x.y.z。

（2）B类IP地址一般用于中等规模的各地区网管中心，前两个8位代表网络号，后两个8位代表主机号。32位高3位为100；十进制的第1组数值范围为128～191。IP地址范

围为：128.x.y.z～191.x.y.z。

（3）C类地址一般用于规模较小的本地网络，如校园网等。前3个8位代表网络号，低8位代表主机号。32位的前3位为110，十进制第1组数值范围为192～223。IP地址范围为：192.x.y.z～223.x.y.z。

【学生阅读材料二：】

IPｖ６的推出：

近年来，随着因特网用户的高速增长，有限的IP地址与迅速增长的用户需求之间的矛盾已越来越突出。以扩展IP地址为契机，新一代IP协议--------Ipv6已经推出。IPv6的地址表示使用128位二进制数，比IPｖ４增长了4倍，编址空间增加296倍，并可能支持更多的编址层次。它大幅度扩展了编址能力。

IPv6不仅加长了IP地址，而且在数据包的优先级、安全性方面进行了定义，这给Internet上的一些新业务打下了基础。

技术补充：

查询IP地址及其表示区域方法：

a、计算机自带的“ping”命令。（可以查找已知域名的IP地址）b、利用网站如等。（已知IP地址，查询该IP所在的地理位置。c、珊瑚虫版QQ。（查询QQ网友登录的IP地址及地理位置）

IP设计论文 篇3

关键词：IP核；版面加速；嵌入式

电子书又称电子阅读器，一般是指用来阅读电子读物的一个电子显示终端，读者将在一定的硬件设备上进行阅读。根据硬件设备的不同，电子阅读器基本上可以分为：PC/笔记本阅读器，PDA（个人数字助理）阅读器，手机阅读器以及eBook专用手持阅读器等。

但屏幕阅读要想彻底取代纸质阅读，就要努力符合读者长时间静态阅读习惯和思维定势，就要努力提高屏幕的阅读舒适性。在这种背景下，人们对电子显示设备的研究取得了突破性的进展，那就是类纸显示设备的出现。

本文所探讨的IP核设计技术就是针对电子阅读器屏幕优化的一项重要技术,它是电子阅读器版面加速设计和嵌入式芯片软硬件重配置的基础。

一、IP核技术

IP（Intellectual Property）核，是密封在硬件设计中的可重复利用的软件，他是系统芯片的基本电路功能块，又称为内核。

根据不同的设计层次IP核可分为软IP、固IP和硬IP，也可称为软核(soft core),固核(firm core)、硬核(hard core)。

软IP是在行为(behavior)级上进行设计，包括逻辑描述(可综合的RTL级Verilog HDL或VHDL源码)，器件内部连线表，以及可测性设计。软核与具体的生产工艺无关，可根据用户设计系统的需要进行修改，具有最大的使用灵活性，但软核的关键路径时序性能无保证，最终性能主要决定于使用者采用的综合、布局布线和生产工艺。它主要用于接口、编码、译码、算法和信道加密等对速度性能要求范围较宽的复杂系统。

硬IP是在物理(physical)级上进行设计，是针对特定的工艺进行优化的，它具有不可修改的结构和布局布线，可作为单元库使用，且时序性能稳定，但它不能按设计需要修改和调整时序。常用的硬IP有存储器、模拟器件和总线器件等。

固IP是在结构(structure)级上进行设计，是一种介于软IP和硬IP之间的IP，它由HDL源码和与工艺有关的网表组成，可根据用户需要作部分修改，其关键路径是固定的。

二、IP核的基本设计思路

（一）系统时序

基于同步时序和寄存器来设计电路，若一定要加入门控时钟，要提供顶层的功能说明。必须明确说明时钟的数量和频率，这是针对动态逻辑电路而言的。说明芯片复位类型，使用同步复位。

（二）系统结构

必须指明外接总线机制，最好采用标准总线。不能指望总线连接的其它模块不出错，要引入一定的容错技术。若想混用软、硬IP，必须定义好层级策略。

（三）IP要求

IP软核必须包括延迟、面积和功耗的特性约束，以便进行综合时参考。硬IP要面向可能获得复用的工艺技术。

三、IP核的优化设计

在设计的实现与验证过程中，系统的可靠性抗干扰性也是很重要的一个方面，而指令冗余就是一种重要的抗干扰技术。在IP核的指令体系中，指令有操作码和操作数两部分组成。一般情况下，CPU取指令的过程是先取操作码，然后顺序的取出操作数。当执行完一条指令后，紧接着取下条指令的操作码和操作数，这些操作时序完全由程序计数器PC控制。一旦PC受到干扰而出现失误，程序将脱离正常运行逻辑，出现“乱飞”现象，操作码，操作数的读取顺序会发生混乱。指令冗余方法则是一种有效系统优化策略。常用的指令冗余方法有：

使用空指令NOP。可在多字节指令之后或程序入口处插入单字节空指令NOP，以保证其后的指令不被“冲散”。因为出错的程序即使落在操作数上，由于空指令NOP的存在，不会将其后的指令当作操作数执行，从而使程序恢复正常。

冗余重要指令。在对程序流向起决定作用的指令（如RET,LJMP,JE,JNC,DJNZ等），和对系统工作状态由重要作用的指令（如SETB,EA等）之前插入空指令，可确保这些指令的正常执行。

四、结束语

IP核是智能设备嵌入式系统的核心架构，它决定了整个系统运行的效率和状态，也决定了设备的工作情况，是一个成熟的IT产品必须依仗的重要组成部分。而对于IP核的设计，一直都是各个IT公司潜心研究的课题。大到微软新版本的操作系统的推出，苹果最新的便携式智能设备的研发，小到像魅族，OPPO，台电生产的多媒体播放器的固件升级，即便是像电梯操作面板这样的微型操作系统无不蕴含着IP核设计的影子。本文仅仅是从一个侧面阐述了面向电子书屏幕优化和版面加速的IP核设计技术的简单构想，研究虽不深入，却立足于最新的IT市场的需求。希望能为智能设备嵌入式系统的发展做出一点贡献，也能推动IP核技术的进一步发展。

参考文献：

[1]胡振华.VHDL与FPGA设计[M].北京：中国铁道出版社，2003.

[2]James M. Feldman, Charles T. Retter.Computer architecture：a designer's text based on a generic RISC[M].New York：McGraw-Hill，1994.

[3]许海燕，付炎.嵌入式系统技术与应用[M].北京：机械工业出版社，2002.

[4]张杰.基于大幅面移动阅读的片上并行版面加速系统架构研究[D].南京：南开大学，2005.

《IP地址及其管理》教学设计 篇4

本课选自苏教版《网络技术应用 (选修) 》第二章第二节。I P地址是网络中计算机的身份标识, 在互联网中, 作为通信对象的计算机只有通过I P地址才能被识别, 因此本节是本章的重点, 也是全书的重点。

二、教学目标

知识与技能:掌握I P地址的概念、格式及分类;了解I P地址的管理办法;认识I P地址资源的有限性。

过程与方法:在相互探讨、团队协作中培养发现问题、分析问题、解决问题的能力, 培养集体主义精神。

情感、态度与价值观:认识到I P地址资源的有限性以及分配不平衡等问题, 体验民族危机感;在自主学习、团队合作中勇于克服困难和承担责任, 体验成功的快乐。

三、教学重点、难点

重点:I P地址的概念、格式及分类。

难点:I P地址分类, 辩证地看待I P地址分配问题。

四、教学过程

1. 创设情境, 引出概念

教师播放视频《法治在线——狂赌世界杯》剪辑片段。视频记录了2 0 0 6年德国世界杯期间, 长春市网络赌博者通过互联网参与境外赌博。在接到群众举报后, 长春市警察通过网络检测技术, 找到了参与赌博的联网计算机的I P地址, 通过I P地址锁定了参赌者的位置并一举抓获, 侦破了这起特大网络赌球案。

师:长春警方是怎样找到参赌者投注位置的?

经过小组讨论, 学生一致认为是I P地址。但有学生提出疑问:“在上一节中, 我们学习了域名, 网络间正是通过域名相互进行访问的。我们平时上网只要在地址栏中输入简化的U R L就可以了。域名与I P地址有关系吗?什么是I P地址?”

师:请同学们自己练习在I E地址栏中分别输入www.jsjdzx.com和http://192.9.206.2, 按回车键确定后比较。

生:两次访问效果一样, 都可以访问校园网主页。

师:http://192.9.206.2中所用的就是IP地址。

教师总结知识点一:I P地址的概念。

设计意图:引用网络赌球案视频有两层含义:一是利用青少年对足球运动的热爱和激情, 提高学生的学习兴趣;二是教育学生以正确的方式欣赏世界杯。让学生动手实践I P地址和域名的功能, 旨在使学生了解I P地址和域名都可以访问同一服务器。

2. 任务一:查看本机I P地址, 总结I P地址格式

师:请同学们打开“网上邻居”属性对话框, 查看个人的I P地址, 总结I P地址的格式。

生:由4段用点号分隔的十进制数字表示, 如:192.9.207.1。

师:每一段的数值是不是任意的?请同学们用任意数字修改你的I P地址最后一段。

生:有的数字超出了范围。

师:因为每段的十进制数字只能是在0～2 5 5之间选取。在计算机内部怎么表示I P地址呢?

生:用二进制表示。

师:多少位二进制呢?请同学们用“附件”中的“计算器”计算。

生:最大的2 5 5是用8个1来表示, 那其他的数字呢?如2的二进制是1 0, 还要不要用8位来表示?

师:为了方便管理, 每一段都是用8个二进制位, 4段, 一共3 2个二进制位来表示。

教师总结知识点二:I P地址的表示。

设计意图:学生自己动手查看本机I P地址, 对比组内的计算机I P地址来总结I P地址的格式, 容易激发学生的学习兴趣;学生利用“附件”中的“计算器”来计算二进制的位数, 通过自己计算来解决问题, 得到正确答案, 充分发挥了学生的主体作用。

3. 任务二:组内对比讨论, 引出I P地址分类

师:请同学们打开“网上邻居”属性对话框, 查看个人的I P地址, 与小组内的其他同学比较I P地址的异同, 请每组的组长总结发言。

生:前三段相同, 后一段不同, 且依次增加。

师:请小组讨论, 为什么前三段相同, 而后一位不同?

生:根据I P地址的概念分析, 可能是前三段表示它们是在同一个网络, 后一位表示在网络中的位置编号。

师:我们这个网络教室里最多可联多少台主机?生:256台。

师:大家有没有注意到, 有的网络非常大, 同一个网络里主机有成千上万, 怎么办呢?

教师总结知识点三:I P地址格式。

设计意图:前两个问题, 同学们根据在自己小组内比较IP地址和刚刚讲过的IP地址概念, 不难回答。后一个问题起到承上启下的作用, 可以引出I P地址分类。

4. 任务三:自主计算, 对比分析, 总结I P地址分类和特征

师:根据I P地址分类表提供的信息, 通过“计算器”计算, 完成表1。

教师给出正确答案, 共同纠正学生填表的错误。

教师总结知识点四:IP地址的分类。

设计意图:根据I P地址分类表填写表1是本节课的难点。在填表时, 学生容易出错的地方有:A类地址的“首段数字起止范围”和“可支持网络数目”, 以及三类网络的“同一个网络支持主机数目”, 在此要分析造成错误的原因。

5. 任务四:自主计算, 体会I P地址的管理与分配

师:如果I P地址中3 2位全表示主机数, 全世界有多少个I P地址?

生:计算232=4294967296, 约42.9亿多个IP地址。

师:约42亿多个IP地址, 对于全球的Internet用户来讲是不够的, 到目前为止已经全部用完了。所以I P地址是一种很宝贵的资源, 这就需要管理。请同学们参照地址分级管理图, 完成表2。

师:可见, I P地址没有合理地分配给各个国家。我国分得的大多是C类地址, A类和B类几乎没有, 而中国的互联网发展速度很快, 网民数量急剧增加, 对此中国互联网络信息中心将怎样解决这个问题, 请同学们通过互联网查阅资料和相互讨论来回答问题。

生:中国互联网用户的I P地址分配一般采用动态分配和静态分配相结合的方法。目前, 人们正在开发I P V 6技术来解决I P地址短缺和分配不均衡的问题。

师:请同学们通过互联网进一步了解“动态分配”和I P V 6技术。

教师总结知识点五:I P地址的管理。

设计意图:通过计算3 2位I P地址最大的地址总量, 得出I P地址不够用的问题, 从而引出I P地址的分配和管理。再从I P地址分配不均衡引出我国是怎样解决I P地址不够用的问题。

五、小结

(略)

六、教学反思

异步串行通信接口的IP核设计 篇5

摘要：异步串行通信接口(SCI)因其结构简洁、使用方便，因而在各类MCU、DSP和MPU芯片设计中获得广泛的应用。本文给出一种以状态机为控制核心、以数据流为执行中心的异步串行通信接口IP核结构设计的通用方法。此方法已在笔者所设计的DSP芯片中得到验证。

关键词：SCI IP核设计 状态机 数据流

引言

目前，基于传统IC芯片的微电子应用系统设计技术正在转向基于知识产权(IP，Intellectual Property)核的片上系统(SoC，System on Chip)技术发展。另外，IC设计在国内的发展很快，各种规模的IC设计中心和公司不断出现。因此，IP核的设计已开始逐渐成为国内微电子系统设计的一项支撑技术。从应用功能角度划分IP核有两大类：微处理器IP核(如8位8051核、32位ARM核等)和各种接口IP核(如LCD控制器、各种串行总线接口IP核等)。本文以异步串行通信接口(SCI，Serial Communication Interface)接口IP核结构设计为例，说明SCI、UART、SPI、USB等接口IP核的设计方法。

SCI的通信方式采用标准NRZ格式来进行外设间的异步数字通信。因其结构简法，通常嵌入到DSP、MCU和MPU或外设控制芯片内部，作为芯片的一个接口功能模块。SCI通常由三个功能单元构成：波特率脉冲产生单元、发送单元和接收单元。其结构如图1所示。在SCI数据收发中，数据帧的数据格式要比地址帧的数据格式复杂得多。在不同的通信方式下，数据帧的格式是不同 的。为此在发送器和接收器中各引入了与数据帧格式相对应的状态机来实现数据流的控制。本文所介绍的就是基于这种设计思想的一种通用设计方法。

(本网网收集整理)

1 SCI数据发送单元

数据发送单元主要功能是完成数据的并/串转换及发送，同时产生发送标志位。其结构如图2所示，字符发送状态机如图3所示。下面简要介绍发送单元各功能模块及其状态转换。

(1)TXD时钟八分频器

对基于波特率时钟进行八分频，并输出两个基本脉冲―TXD_CLK_WORK(用于计数、移位等)和TXD_CLK_END(用于标志位的生成和数据流输出)。

(2)TXD状态寄存器

通过此状态寄存器设置通信控制寄存器2的两个控制位―TXEMPTY和TXRDY位，以表示数据写入SCI_TXBUF和启动发送过程。

(3)发送字符计数器

当字符状态机的输出状态为允许字符计数时，其开始对发送的字符计数。当计数器值等于编程的字符数时，输出TX_CHAP_REACH信号作为字符状态机激励，使之进入非字符输出状态。

(4)发送空闲线计数器

当字符状态机进入发送空闲线数据状态时，开始工作。当计数到一定值时，输出信号TX_IDLECOUT_REACH作为字符状态机激励，使之进入非空闲线数据计数状态。

(5)发送数据流的形成

在TXBUF2SHIFT的高电平脉冲作用下，在SCI_TXBUF中待发送数据，经过选择器选择指定位数的数据送入SCI_TXSHIFT低位，不足的高位清“0”。与此同时，TXWAKE数据也送到WUT寄存器，在地址位模式情况下，由ADDR_IDLE控制在WUT中形成地址位;并由SCI_TXSHIFT数据位、地址位和奇偶方式位三者逻辑或形成奇偶校验位。

(6)当前发送字符状态机

在启动、控制位、计数器溢出等激励作用下，实现发送字符状态的输出和转换。发送字符状态机的激励有：TXEMPTY(为“0”时启动TXD发送)、ADDR_IDLE(地址/空闲线模式选择位)、PARENA(奇偶校验使能位)、STOPBIT(选择1或2个停止位)、WUT(发送空闲位数据允许位)、TX_CHARCOUT_REACH(发送字符数目已够位)、TX_IDLECOUT_REACH(发送空闲数目已够位)。发送字符状态机(见图3)的状态有：1为帧停止位(1位)，3为帧第1停止位(2位)，5为帧第2停止位(2位)，8位帧起始位

，9为待机状态，A为帧数据位，B为空闲线模式起始位，C为帧地址位，E为帧奇偶校验位，F为空闲线模式停止位，D为空闲线模式计数0～7。

2 SCI数据接收单元

数据接收单元的功能是完成串行数据接收及接收标志位的生成。其结构如图4所示，接收起始位检测和接收字符状态机如图5、图6所示。

接收单元各功能模块及状态转换说明如下。

(1)RXD时钟八分频器

对波特率时钟进行八分频，并保持其与所接收串行数据流的.字符同步。其输出两个时钟脉冲：RXD_CLK_WORK，用于计数、移位等;RXD_CLK_END，为数据流各种方式的停止位前一个字节时间段内提供脉冲。

图4 SCI数字接收单元

(2)起始位检测模块

是一种三位四状态机。其激励有两个：RXD_1_VALUE―接收的串行数据流激励;RXD_END_CHK―一次接收完毕的脉冲激励。其状态有如下几种(见图5)：0(待机状态)、1(空状态)、2(空状态)、3(发现“1”到“0”的跳变状态)、4(输出时钟同步信号)、5(字符接收过程中输出RXD_CLK_AYN和RXD_START_DRV)。

(3)字符检测模块

主要功能是接收数据流。其在采样时钟驱动下数据流通过三个寄存器，随后在RXD_CLK_WORK脉冲作用下，三个寄存器的数据通过表决电路，把数据送到接收数据缓冲器RXD_VALUE中，为把数据送到移位寄存器RX_SHIFT做准备。

(4)当前接收字符状态机

用来标识当前所接收的数据是哪一种字符，以及在下一个RXD_CLK_WORK字符周期将转换到哪一种状态，并且根据当前接收字符的状态，驱动其它部件进行合适的操作。其激励有：RXD_START_DRV(RXD起始位有效激励)、RX_CHAR_REACH(RXD字符接收数目已够)、CCR3_ADDR_IDLE(地址/空闲线模式选择)、CCR5_PARENA(奇偶校验使能)。其状态(见图6)有：0(待机状态)、1(帧数据位)、2(帧起始位)、3(帧地址位)、4(帧奇偶校验位)、5(空状态)、6(帧停止位)。

(5)接收字符计数器

当接收字符状态机处于帧数据位阶段时，其开始计数;当与可编程的数据相同时，输出RX_CHAR_REACH给接收字符状态机。

(6)接收空闲线计数器

当处于待机状态时，开始计数器，当计数到一定时，输出一个脉冲，将RXSP1_RXWAKE置位为1;在下一个字符即将接收、读取SCI_RXBUF寄存器或SCI复位的情况下，RXST1_RXWAKE被复位为0。

(7)接收数据移位寄存器(SCI_RXSHIFT)

根据接收字符状态机的状态接收与检测的串行数据流，将所接收的正确数据送入SCI_RXBUF并置相应的标志，否则置出错标志。

(8)BRKDT间断检测计数器

当产生RXST4_FE帧错误时，开始工作。当RXD_VALUE为“1”时，其被复位;当RXD_VALUE为“0”时，表示没有数据接收，开始计数;当计到一定值时，输出计数满信号，此时间断检测标志RXST5_BRKDT被置位。

结语

IP设计论文 篇6

摘要：

当前以IP为载体的各行业衍生品开发，将博物馆、电影等融入到产品设计之中，形成作为一种新的文化衍生品产品开发方式，并通过互联网的资源平台传递给消费者，带动传统产业转型升级和品牌塑造的“设计+”新产业业态模式。

关键词：

设计+ 文化衍生品 IP

1.背景

传统企业和产品的生产一方面存在限制价格战等低端模式，另一方面存在冒牌、抄袭、无版权问题。以阿里平台为例就，“淘宝网”的售假问题—直亟待解决，据跟踪假冒产品的一家美国公司NetNames估计，“淘宝网”商品中有超过20%以上为假货，由此冰山一角可见传统产业陷入的转型升级困境。同时，伴随消费升级，消费者的消费习惯也发生了重大变革，从简单产品功能性需求的诉求模式到更关注品味、个性等心理满足的情感诉求，给我国传统制造产业进一步带来巨大挑战。

与此同时，针对国内传统制造产品的低利润和无内涵、缺少品牌的现状，尤其是传统产品与设计+模式难以撬动市场。为此，基于互联网的浪潮，国内各大电商纷纷争夺IP和文化布局，对传统行业中的资源进行整合利用，并基于设计+和文化IP模式变革提升，带动品牌塑造和传播及抢占价值链高端，力图实现传统产品创新发展。

2.设计+与文化衍生品开发

全国人大常委会副委员长路甬祥院士认为，我们国家既需要支柱性产业，也需要设计产业，尤其是设计产业的强大创意渗透力，能有效推动我国产业结构调整和发展方式转型，提升我国的制造水平。当前，一些代表性的设计企业能走在前端，在吸纳世界创意精髓的同时，积极通过构建设计的创意生态链，以“设计+城市”、“设计+网络”、“设计+服务”、“设计+孵化”的方式重新定义产品链。通过区域文化结合到产业中，产业结合文化，提高价值，空间带动传统产业链创意升级。包括以互联网的巨大链接，将产品等信息数据化进行网络传播，通过营销平台：阿里（天猫）、京东等电商平台进行产品系列营销。

产品融合IP，即文化创意类衍生产品，激发消费者对文化内涵的深刻感受。新型产品设计融入IP设计的方式。文化衍生品代表的不仅仅是文化元素，比如风靡海外的“星球大战”文化衍生品代表的不单是电影中的文化元素，而是消费者超级英雄的崇拜和象征，此类产品在传播流程中被赋予灵魂。逐步建立品牌效应。以中国为例，各大电影将IP授权商业联盟。进行电影元素的二次开发，也将电影中的特色文化融入到那些定制产品中，达到相对成本优化和较大价值链的提升，以此拉动内需增长和产业链创意升级。

衍生品的设计是一种“再设计”。重新审视、理解文化背景、设计表达。设计师将文化元素原本的思想与情感通过自己的设计传达给大众，让其精神和情怀以贴近生活呈现。在设计衍生品之前，深入了解文化背景，比如梵高、星球大战文化，确保传达出原本文化所拥有的内涵，并对此思考与重构。对文化概念的合理演绎、升华，是设计文化衍生品的核心。在产品设计基本流程中，对文化元素的调研应该放在首位。现今的文化衍生品基本可分为三类：一是直接将文化元素以平面的方式融入到设计中，表达通俗易懂，开发成本较低；二是对文化内涵进行分析与改造后，将其与产品功能造型等相结合；三是从文化的内涵出发，不再局限于具体的文化元素或象征，把文化的精神融入产品之中。以往的衍生品多以平面媒体类为主，但近来范围越来越广，文化衍生品逐渐扩大至各个产业。此外，考虑到消费人群，文化衍生品的设计离不开设计感与实用性的融合，设计师需要全面考虑产品的材料、细节、制作流程等，制订出可行的设计方案。

3.“设计+”与博物馆及电影IP文化衍生品开发案例分析

（1）博物馆衍生品的合作模式

消费者在参观博物馆途中，常常会被某种艺术品深深吸引。当前，博物馆文化衍生品热潮从国外传入国内市场方兴未艾。比如梵高博物馆和天猫合作的“燃烧的梵高”系类产品。以及台湾故宫博物馆的“朕知道了”系列，产品将高雅艺术带入群众中去。一款“朕知道了”胶带纸，把帝王般的享受和权利通过胶带纸印的“朕知道了”字传递给消费者，这也是文化衍生品的独有魅力。

2015年，天猫与梵高博物馆开启文化衍生品合作，进一步打造设计+文化，进行传统产品文化元素的再创造，传递出梵高作品表达出的情感，带给消费者精神慰藉和共鸣，从而打开消费者的情感诉求，提升品牌价值。文化衍生品，作为一种二次创造的产品，通过设计师的文化创意充分积淀和了解，进行设计+创新嫁接，把梵高艺术品的价值进行深入塑造。同时，“天猫”在其平台内也全力支持合作伙伴，如品牌商自主结对、登陆众筹平台，帮助其尽快走出一条切实可行传统产业的转型升级之路。当然，在产品设计的完整流程中，博物馆版权方全程监督，确保对IP对整体销售有极大的保证，也维护“天猫”在中国电子商务市场中一贯的“品牌、正版、高端”的品牌形象，让消费者买到性价比最高的正版衍生商品，并进一步推动国内众多品牌商家和天猫一起合作。

（2）互联网下的电影衍生品开发

《功夫熊猫3》2016年1月29日上映之后，阿里推出了相关文化衍生品设计与众筹平台，既能满足消费者在观影后延续欢乐的情感，也为资金不足的参与文化衍生品合作的企业提供支持。《功夫熊猫3》的衍生品开发触及的领域非常之广，从快消、汽车、金融、零售、主题乐园等，整个产业链的价值被《功夫熊猫3》带动起来，几乎可以说是一场文化元素的视觉盛宴。《功夫熊猫3》也策略性地选择各行业的领军品牌，据称《功夫熊猫3》与合作伙伴的联合推广媒介价值近15亿人民币。如此丰盛的市场蛋糕，引诱着那些观望状态的产品生产商，无论是电商平台，还是线下商场零售渠道等展开全方位立体联动，数亿消费人群被触动。

从美国来看，衍生品收入高达电影总收入的70%，远超电影票房的两倍。通过这个数据来看，国内的市场跟进步骤基本相同。无论是天猫、京东还是阿里等，几大行业领军品牌算是第一个吃鱼的，都在充分调研的基础上，引入版权，借助设计+进行IP授权的模式，全力打造文化衍生品的市场开发，并以此为支点拉动整个传统产品的创新生态链，以文化为星星之火，文创产品发展可以表现成为燎原之火的兴旺形式。

4.结语

博物馆及电影IP的文化衍生品赋予使中国的传统产业看到了黎明的曙光，相较于国外的成熟和高品质的衍生品市场还有巨大的差距，但是互联网时代是一切皆有可能的时代，中国的创意元素和丰富的文化特色将会提供丰富的IP素材，设计师纷纷响应创意设计的浪潮，设计底蕴和文化内涵日渐丰富。产品中传递出无可胜数的精神慰藉和共鸣，满足消费者日益增长的社群化差异化需求，彰显了制造业与设计结合的创意风度。同时文化+背景下的产业量和商务活动方式将形成良性循环，资金上有众筹模式的支持，传播上有各大互联网平台，品牌特色文化会形成消费者需求圈。文化衍生品行业由点触发，借由虚拟空间传播，观望企业也纷纷加入IP开发热潮。文化设计下蕴含的工匠精神促进时代的创新和进步。衍生品再创作的过程中不乏融入时尚气息，遍布生活的方方面面。文化衍生品一经发布，多会成为微博微信爆炸式转发的热点。其购买方式从传统的纸媒式的钱币到银行卡、微信、支付宝式的网络支付交易方式。并且带给受众丰富的体验式营销的概念，同时通过创意设计和文化的融合视角，产品将带来不一样的情怀感。受众将对生活中方方面面的各种传统产品产生美好的记忆。

IP语音报头压缩设计与实现 篇7

Vo IP采用包交换技术提供话音通信服务, 话音经采样编码后被分割成话音分组, 每段话音分组加上协议报头后通过IP网络传输。协议报头占用的带宽称为报头开销。为了保证话音质量, 话音分组的长度不能太大, 所以报头所占的比例相对较大, 报头开销也比较大, 造成传输Vo IP话音要占用较多的带宽资源[1]。

在局域网环境中, Vo IP报头开销虽然占用较多传输资源, 但由于网络传输带宽高, 对网络传输能力影响不明显。而在广域网中, 传输带宽资源较少, 报头开销问题凸显出来, 因此, 减少协议报头的长度, 对提高话音传输效率至关重要。在分析Vo IP协议的基础上, 提出了采用复用技术传输IP话音的方法, 即多路话音共用一个协议报头, 能够大幅减少Vo IP的报头开销。

1 Vo IP话音带宽

Vo IP话音占用的传输带宽与编码方式、传输协议以及话音净荷大小有关, 目前Vo IP采用的编码方式主要有G. 711和G. 729, 传输协议一般都采用RTP, 话音净荷大小决定了Vo IP的发包间隔, 为了保证话音质量, 通常采用20 ms的发包间隔, 包频为50 pps[2]。

Vo IP报文包括二层报头 ( 以太网 ) 、IP报头、UDP报头、RTP报头和话音净荷, 各段长度如下:

1以太网帧头: 非VLAN Tag帧头长26 byte[3];

2 IP报头: 非扩展IP头长20 byte[4];

3 UDP报头: 非扩展UDP头长8 byte[5];

4 RTP报头: 12 byte[6];

5话音净荷: 50 pps包频情况下, G. 711编码净荷长度160 byte[7]; G. 729编码净荷 长度20 byte[8]。

根据以上条件, G. 711编码情况下, 一个Vo IP话音分组报头长度66 byte, 话音净荷长度160 byte, 总长度226 byte, 包频为50 pps, 所需要传输带宽为:226 byte×8 bit×50 pps = 90. 4 kbps。

G. 729编码情况下, 一个Vo IP话音分组报头长度66 byte, 话音净荷长度20 byte, 总长度86 byte, 包频为50 pps, 所需要传输带宽为: 86 byte×8 bit×50 pps = 34. 4 kbps。

可见, 对于64 kbps的G. 711话音, 需要占用90. 4 kbps的带宽; 8 kbps的G. 729话音, 需要占用34. 4 kbps的带宽。2种编码条件下报头开销是相同的, 均为26. 4 kbps。

2 Vo IP报头压缩原理

通过少传报头信息可减少Vo IP报头开销, 最简单的办法是增加话音净荷的长度, 减少报头所占的比例。对于单路话音, 由于话音编码输出速率是一定的, 增加净荷长度意味着话音分组要等待更长的时间来装载净荷, 从而降低发包频率, 这将会增加话音的传输时延, 造成话音质量下降, 因此, 简单地增加净荷长度是不可取的。

RFC2508提出了基于上下文关系的报头压缩算法, 其原理是只传输第一个话音分组完整的IP/UDP / RTP报头, 后续的分组只传输报头的变化部分, 可将40 byte的IP/UDP/RTP报头压缩至2 ~4 byte[9]。RFC2508只能对3层以上的包头进行压缩, 并且压缩后的报文不是标准的IP/UDP报文, 在使用上受到一些限制。

为了提高系统的适用性, 压缩后的报文还应采用IP/UDP协议, 可考虑利用一个报头承载多路话音。其原理是将多路Vo IP话音分组的头部去掉, 增加连接标识后组成多路复用话音分组, 封装成新的UDP报文发送出去。接收端按照连接标识解复用, 将每路话音重新封装成Vo IP话音分组。多路复用话音分组的净荷长度根据话音路数的多少而变化, 保持发包频率保持不变, 从而不会增加时延。

以上复用过程中, 发送端去掉了Vo IP报头, 接收端重新加上报头, 那么报头中的信息如何恢复呢, 通过对Vo IP业务流的分析, 同一话音流不同分组的报头除了RTP报头的序列号和时间戳字段变化外, 其余部分都是相同的, 也就是说属于同一会话的Vo IP话音流里有大量的重复报头, 因此可以在会话发起时将报头的信息发送到对端, 以后不再传输报头, 接收端用初始的信息恢复报头。

3设计实现

IP语音报头压缩通过专门设备实现, 主要应用于承载多路话音的线路上, 报头压缩设备成对使用, 其工作原理是源端设备提取线路上的Vo IP话音流, 进行报文头压缩后将复用分组发送给目的端设备, 目的端设备还原原来的Vo IP分组, 发给接收的话音终端, 如图1所示。

3. 1话音报文

采用多路复用技术在一个UDP包里传输多路话音, 每路话音分组包括连接标识、长度、序列号、时间戳和话音净荷, 报文格式如图2所示。

标识为1 byte, 指示话音分组属于哪一个连接;长度为1 byte, 指示话音分组的长度, 以字节形式表示; 序列号为2 byte, 指示原话音分组中的序列号;时间戳为4 byte, 指示原话音分组中的时间戳; 话音净荷指示原话音分组的净荷。

3. 2信令报文

为了指示每路话音在复用分组中的连接标识以及传送话音分组的报头信息, 报头压缩设备在收到第一个Vo IP分组时, 将向对端设备发送一个信令报文, 报文采用TCP协议发送, 信令报文内容如下:

1标识: 1 byte, 指示对应的话音连接标识;

2类型: 1 byte, 指示话音采用的编码方式;

3二层报头信息: 12 byte, 源 /目的MAC地址字段;

4 IP层报头信息: 10 byte, 业务类型、生存时间和源/目的IP地址字段;

5 UDP报头信息: 4 byte, 源 /目的端口号字段;

6 RTP报头信息: 6 byte, 除序列号和时间戳的其他RTP报头字段。

对于UDP层以下的报头信息, 报头压缩设备只将关键的地址字段以及IP报头中的业务类型和生存时间字段发送给对端, 其他字段由对端设备自行产生。RTP报头传送指示字段和同步源 标识符 ( SSRC) 字段, 由于每个话音分组的序列号和时间戳不同[10], 所以不能通过信令方式一次性传输, 必须跟随话音业务分组一同传输。

3. 3报头信息表

发端和收端设备维护一个相同的报头信息表, 用于指示复用分组中话音和报头信息的对应关系, 如表1所示。

发送端设备根据收到的Vo IP话音更新报头信息表。当收到新的话音时, 为该话音分配一个连接标识, 加入到复用分组中, 同时在报头信息表中增加一个记录, 以后再收到属于该连接的话音时, 按照分配好的连接标识传输。当检测到通话结束或长时间没有收到该路话音分组时, 删除报头信息表中的该项记录, 释放连接标识。

接收端设备根据信令报文更新报头信息表, 当收到一个信令报文后, 检查报头信息表中是否有该路话音的记录, 如果没有则增加一个记录, 如果有则用新的报头信息更新该记录。

3. 4软件设计

IP语音报头压缩设备软件开发基于Vx Works操作系统平台, 利用操作系统提供的各种功能来完成软件中各个模块之间的同步、协调和通信, 共同实现软件功能。IP语音报头压缩设备软件主要包括:IP适配软件、信令处理软件、语音处理软件和RTP协议处理软件, 软件组成如图3所示。

3. 4. 1 IP适配软件

IP适配软件主要实现IP层协议的适配与解适配, 报头压缩设备从底层以太网驱动程序接收IP数据, 经过IP协议解析发送给RTP协议处理软件, 从RTP协议处理软件接收话音数据, 封装成IP数据, 经以太网驱动程序发送到对端设备。

IP适配软件根据收到的Vo IP报文情况向信令处理软件发送信息, 控制报头信息表的建立和维护。

3. 4. 2信令处理软件

信令处理软件根据IP适配软件发送的建立消息, 增加报头信息表条目, 根据通话结束消息或定时器超时消息, 删除报头信息表条目。同时将报头信息表变化情况发送到对端语音压缩设备, 同步对端的报头信息表。信令处理软件收到对端语音压缩设备的响应信息后, 此次更改生效。

3. 4. 3语音处理软件

在发送端, 语音处理软件根据报头信息表, 完成多路话音数据的复用, 发送到对端报头压缩设备, 在接收端, 话音处理软件接收到发送端语音压缩设备的IP数据, 根据报头信息表依次解析全部话路的语音数据包, 将还原后的话音数据发送到相应的终端设备。

3. 4. 4 RTP协议处理软件

RTP协议处理软件实现RTP协议功能, 完成话音数据的同步, 保证话音包数据处理顺序与实时性。

4压缩效率分析

基于多路复用的IP语音报头压缩技术, 其压缩效率与传输的话音路数有关, 一个报文里承载的话音路数越多, 压缩效率越高。压缩后话音报文的报头开销为54 byte, 每路话音分组增加8 byte的开销, 按照50 pps的包频计算, 当采用G. 729编码时, n路数据占用的传输带宽为:

如果有30路G. 729话音同时传输, 根据上面公式计算占用的总带宽为357. 6 kbps, 平均每路话音占用11. 92 kbps, 相对于不 进行压缩 ( 34. 4 kbps) , 大大节省了传输资源。

5结束语

IP语音报头压缩技术采用多路话音共用1个UDP / IP报头的方式, 不破坏RTP协议端到端透明性, 处理时延短, 不影响话音业务的服务质量, 大幅减少了报头占用的传输带宽, 能够有效提高话音业务的传输效率。IP语音报头压缩技术只针对报头压缩, 不改变话音净荷内容, 适用于各种编码方式, 还可以结合话音压缩编码技术, 针对PCM等高码速率编码的话音净荷进行压缩[10], 进一步降低话音业务占用的传输带宽。在工程应用中, 报头压缩设备可串接在网络中, 对话音业务进行报头压缩, 其他非话音业务直接转发, 也可以通过专门的分流设备分离话音业务流, 由压缩设备处理后传输到对端。?

摘要：针对带宽较窄广域IP话音业务报头开销占用较多传输带宽问题, 提出了一种IP话音复用技术。采用多路共用协议报头的方式, 通过可靠传输协议沟通IP话音报头信息, 在发送端语音压缩设备提取每路的话音净荷组成复用分组IP包发送到对端语音压缩设备, 接收端语音压缩设备还原分组IP包, 发送到终端设备。采用话音复用技术, 能够保证话音通话质量, 显著提高带宽利用率。

关键词：VoIP,话音压缩,RTP,净荷

参考文献

[1]DAVIDSON Jonathan, FOX Tina.部署VoIP解决方案[M].凡璇, 译.北京:人民邮电出版社, 2003:85-103.

[2]COLLINSDaniel.VoIP技术与应用[M].北京:人民邮电出版社, 2003:76-98.

[3]沈鑫剡.交换式以太网原理、技术及实现[M].北京:人民邮电出版社, 1999:126-187.

[4]RFC791.Internet Protocol[S].

[5]RFC768.User Datagram Protocol[S].

[6]RFC1890.RTP Profile for Audio and Video Conferences with Minimal Control[S].

[7]ITU-T.Pulse Code Modulation (PCM) of Voice Frequencies, Recommendation G.711[S].

[8]ITU-T.Coding of Speech at 8kbit/s Using ConjugateStructure Algebraic-Code-Excited Linear Prediction (CSACELP) , Recommendation G.711[S].

[9]RFC2508.Compressing IP/UDP/RTP Headers for LowSpeed Serial Links[S].

有功电能计量IP核的设计 篇8

基于FPGA实现有功电能计量的IP核是一种全新的设计思路和实现方案。FPGA作为一种可以由用户自行配制的高容量密度的专用集成电路,具有全硬件的用户可定制性及重配置性。而IP核是一段具有特定电路功能的硬件描述语言程序,该程序与集成电路工艺无关,可以移植到不同的半导体工艺中生产集成电路芯片。因此基于FPGA的有功电能计量IP核实现的电能计量芯片,设计灵活可靠、功能强大、降低了设计开发的成本,从而更能满足市场的需求。

本文提出一种有功电能计量IP核的FPGA设计方案,并着重讨论了CIC抽取滤波器、去直流高通滤波器、FIR低通滤波器和数字频率变换器等模块的原理与设计,用VHDL实现了各个功能模块。使用Simulink建模对该系统进行验证,并在Altera公司的FPGA芯片Cyclone II EP2C35F484C8上完成了硬件验证,最终结果应用到某电能计量芯片设计中。

1 有功电能计量IP核总体方案的设计

1.1 有功电能计量的原理

电能计量主要是把电压和电流信号按照时间相乘,得到功率随时间变化的信息[3]。假设电压信号为:

电流信号为:

则可以得到瞬时功率为:

可见,瞬时功率包括直流分量和交流分量两部分。交流分量的频率为2ω,直流分量就是有功功率,是电能计量的首要数据。由式(3)可知,无论电压电流的相位是否相同,只要将直流分量分离出来就能得到电能的有功功率。

1.2 IP核的结构设计

根据有功电能计量的原理,设计有功电能计量的系统框图如图1所示。该设计包括两个CIC抽取滤波器、两个IIR高通滤波器、一个乘法器、一个FIR低通滤波器和一个DFC数字频率变换器。

电压信号和电流信号经过数据采集模块转变为采样速率为32 k Hz的16位精度的数字信号。为了提高后续电路信号处理的速度,采用CIC抽取滤波器对信号进行降采样。降采样之后的电压和电流信号经过IIR高通滤波器滤除由系统偏移产生的直流分量,从而消除由于电压和电流失调造成的系统误差。将电压和电流相乘即可得到瞬时功率信号,因此通过一个乘法器将电压和电流信号相乘。有功功率即瞬时功率中的直流分量,可以通过FIR高通滤波器对瞬时功率进行低通滤波。由于瞬时功率中含有谐波分量,而低通滤波器又非理想滤波器,因此低通滤波器输出的有功功率会含有瞬时功率的信息。采用DFC数字频率变换器,不但可以产生与有功功率成正比的输出脉冲,还可以起到平均作用,从而抑制瞬时功率信息。对DFC产生的与频率成正比的脉冲计数,即可得到有功电能[4]。

2 IP核各模块的实现

2.1 CIC抽取滤波器

CIC抽取滤波器主要由积分器、抽取器和梳状滤波器三部分组成[5],其基本结构如图2所示。积分器工作在较高的采样频率,由n个反馈系数为1的单极点IIR滤波器组成,其差分方程为:

积分器也可视为累加器,其z域上的传递函数为:

抽取器将最后一级积分器的输出数据速率降为原来的1/R,R为抽取的系数,一般取整数,也是CIC抽取滤波器的抽取倍数。梳状器部分由N个梳状滤波器组成,工作频率为积分器的1/R,每一微分延迟M个采样点。梳状滤波器相应的差分方程为:

其z域上的传输函数为:

令M=1,则R既是传输因子,也是CIC滤波器的阶数。由式(5)和式(7)推出整个系统的传递函数为:

由CIC抽取滤波器的传输函数可以看到,该滤波器实现比较简单,不需要乘法器即可实现。

滤波器运算的有限字长决定寄存器的长度,每一级都有截断和舍入误差,每一级要保留的位数是从头到尾单调递减的。CIC所需要的寄存器长度除了与参数N和R有关外,也和输入的位数有关。为了保证运行时不会产生溢出,需要的内部自宽应该满足:

在本设计中,输入的数据为16位,即其中l=16,N=3,R=5,因此滤波器的长度至少为25位。根据以上分析,可以得到3阶采样率为5的抽取滤波器,其结构图如图3所示。

由以上分析和结构图可知,CIC滤波器需要两种不同的采样频率,即图中不同的使能信号的生成。可以采用两种方法解决:一种是对时钟进行分频,通过设置分频比得到不同的时钟信号;另一种就是采用时钟使能信号,由时钟产生不同分频比的使能信号,每一级的梳状器和积分器都采用相同的时钟,通过不同的使能信号来控制采样频率。本设计采用第二种方法,因为采用分频时钟会使布线复杂化,并且降低最高频率[6]。

2.2 去直流高通滤波器

电网中的信号是频率为50 Hz的工频信号,因此要求滤波器截止频率很低,过渡带窄。经过FDATool(Filter Design&Analysis Tool)设计的滤波器为级联型4阶IIR椭圆高通滤波器,截止频率为30 Hz,采样频率为6 400 Hz,其阻带衰减为60 d B,通带纹波为1 d B。滤波器的系统函数表示为:

将设计的滤波器的系数进行量化,转化为16位的定点数。该滤波器采用十六进制表示的16位定点系数,如表1所示。

利用级联型IIR滤波器,可以使乘法次数和延迟单元降到最低,同时能够有效降低直接型定点实现对系数量化效应的敏感性。该滤波器在采样频率为6.4 k Hz输入下具有良好的幅频特性。该滤波器的相频特性曲线如图4所示。

2.3 FIR低通滤波器

FIR数字滤波器可以满足滤波器对幅度和相位的严格要求,具有良好的性能,容易用硬件实现,系统稳定,同时利用其对称的结构特点,可进行算法优化。因此FIR滤波器在信号处理中被广泛应用。本论文使用EDA工具及IP核设计基于FPGA的FIR数字滤波器,采用去伪延迟控制器,截除了因滤波器延迟产生的伪信号[7]。

利用FDATool设计滤波器,考虑到实现的难度和精度,采用等值纹波(equiripple)法设计滤波器,生成直接I型38阶对称系数的FIR数字滤波器。通带截止频率30 Hz,波纹1 d B;阻带截止频率95 Hz,波纹10 d B。图5是FIR滤波器的频率特性曲线。

将设计的滤波器系数保存在fir.txt;然后在Altera公司提供的集成开发环境Quartus中,建立新工程,调用IP核参数的配置;导入滤波器系数fir.txt文件,设置好输入输出位数;然后选择数据存储方式、系数量化位数和存储方式。为了功率计算的速度和准确性,在此采用full parallel结构来实现[8]。

2.4 DFC数字频率变换器

DFC数字频率转换器用来产生来自总的有功功率的脉冲,通过对脉冲计数可计算有功电能,同时可用于电能表的校表。

设计中DFC数字频率中频率转换是利用四位二进制比例乘法器实现的。该乘法器的主要功能是输出的脉冲数等于输入时钟脉冲数乘以一个系数。该系数的范围为1/16~15/16,由四位二进制输入端A0~A3的外部的置数确定。如当量数为13(A3、A2、A1、A0=1101时,每输入16个时钟脉冲,在输出端可得到13个脉冲。该比例乘法器可完成各种数字运算、A/D和D/A转换及分频功能等。四位二进制比例乘法器的电路特性可以表示为:

式中:M为在一定时间内“CLOCK”脉冲数;F为在该时间段内乘法器的输出脉冲个数;N为乘法器的数据输入端的数据值。

在本电路中,把4个乘法器级联在一起就构成了一个16位的D/F转换电路。设16位输入数据为:

其中:N4为高4位数据,N3为次高位数据,N2为中间4位数据,N1为低4位数据。根据级联方式有:

即:

这样,如果M是一个固定频率的脉冲,对于一个任意的16位二进制数据都可以得到一个线性对应的频率脉冲,从而完成了D/F的转换。

将模块的时钟频率设为16 Hz,则每秒钟输出的脉冲数即为有功功率N。数据的采样速率为6.4 k Hz,一小时所采数据为3 600×6 400个周期,一个脉冲代表0.001°。所以只要对输出的脉冲数进行累加,然后采用累加溢出的方式,计数达到1°便对累加器清零,同时输出一个脉冲,代表1°,对该脉冲进行计数累加就能够得到电能值。

3 Simulink平台下的建模与仿真

有功电能计量芯片在Simulink环境下的结构模型如图6所示。为了计算方便,电压信号和电流信号为:100 cos(100πt)+30,同时加入高斯白噪声作为输入信号,IIR和FIR滤波器用FDATool设计,设置仿真时间为1 s,累加显示结果4 995,误差0.1%。

4 有功计量模块仿真分析

本设计采用自顶向下的设计方法,在顶层进行系统功能模块的划分和结构设计。各功能模块的行为规则采用VHDL语言描述,并逐个进行仿真和纠错,然后进行系统级的功能验证。最后,将生成的门级逻辑电路的网表下载到所选的FPGA芯片上,从而完成整个系统的设计。

在Quartus II平台下建立波形文件并仿真得到时序图如图7所示,由图可见电压电流输入数据x1、x2,仍按100sin(2×pi×50×t)+30的输入。经过滤波处理后的数据m和n输送到乘法器相乘,mul_result是乘法器输出,y1为DFC模块中的累加值,y是产生脉冲信号。

本文在研究电能计量算法的基础上,利用VHDL硬件描述语言实现了该有功电能计量芯片的模型,并利用Quartus II软件对系统进行了仿真,最后选用Altera Cyclone II FPGA新型芯片EP2C35F484C8完成了硬件测试。使用964个LE,占总数的2%,58 502个存储单元,占总数的12%,设计具有很好的扩展性,且精度高,可以利用此算法构成0.2S级三相电能计量芯片。

摘要：对有功电能计量的数学模型进行了分析,给出了相应的IP核实现模型,并详细讨论了CIC抽取滤波器、IIR高通滤波器、FIR低通滤波器、数字频率变换等模块的原理与设计。利用Simulink模型进行了仿真,用VHDL作为设计语言,在QuartusⅡ软件下完成综合和仿真,并在Altera公司的FPGA芯片CycloneⅡEP2C35F484C8目标板上实现设计。

关键词：有功功率,FPGA,CIC抽取滤波器,DFC

参考文献

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[6]赵玉磊,张效义.新型CIC滤波器的优化设计及其仿真[J].计算机仿真,2008,25(1):324-327.

[7]Altera Corp.FIR compiler megacore function user guide.Altera Corp,2003.

基于IP网络的智能配电系统设计 篇9

关键词：配网自动化,IP网络,SCADA系统

在发电能力得到极大发展的今天, 电力部门开始考虑如何将电能合理地进行分配, 如何提高电力用户的用电质量 (包括电能的质量和供电可靠性等) 的问题, 以减少电力用户对电力部门的不满, 考虑提高配电网络运行的安全性和经济性的问题, 以避免、减少、迅速恢复配电网故障, 减少负荷损失, 其根本目的是在满足社会生产和日常生活需要的前提下, 提高电力企业的整体管理水平和经济效益。

我国从上个世纪的80年代开始进行配电网自动化的研究工作, 从90年代中期开始在国内的发达地区的城市中进行了多个方面的配电网自动化的试点工作, 包括负荷管理、区域配电自动化、配电网设备管理、客户服务等。

在过去几年的配电网自动化发展过程中, 国内众多的设备、系统供应商提供了多种自动化的系统, 每种自动化系统也都有一定数量的用户, 取得了一定的成就, 基本达到了相应的目的, 但也存在着几个迫切需要解决的问题。其一是盲目拓展系统功能的问题。其二是盲目套用输电网自动化的模式。其三是忽略不同配电网自动化系统之间的联系。

这些问题的存在, 影响了配电网自动化的发展, 为解决这些问题, 需着重做好下面的工作。

1面向供电企业整体, 把握电力体制改革的最终目标, 充分考虑电力市场机制对供电企业提出的新的需求, 研究在今后一阶段配电网自动化系统产品基本或核心需求的整体框架, 重点是界定在配电网自动化中不同的功能或系统之间的划分。

2通过对配电网自动化中不同部分之间信息交流需求的分析, 研究各个主要配电网自动化系统对外部其他系统的界面, 并对界面的实现方式进行研究和实施。目前在有关配电网自动化系统的行业标准 (包括标准的草案) 中, 只提到系统应具有与外界通信的能力, 而没有涉及界面本身。

3配电网自动化的根本是对配电网建设及配电网运行过程进行监管, 在配电网中的牵涉的设备、用户、信息较多, 在配电网自动化实施过程中往往采用分层实施的方法。分层是简化问题、提高效率的重要方法, 但配电网自动化中的分层与输电网自动化中的分层有很大的不同, 分层的目的不同, 分层以后不同层次之间的交互的复杂程度也不同。故必须对配电网自动化中的分层策略、层次之间的交互机制、分层的效果等多方面的问题进行研究, 并具体研究实现的方法。

4配电网自动化中, 有相当一部分自动化系统具有相同或相似的系统模式, 如果为不同的应用目的设计不同的产品, 对用户而言是增加了系统使用和维护的难度、成本, 对系统供应商而言是降低了提供多种系统产品的能力。故应该针对SCADA类型的系统产品进行结构上的深入解剖, 并进行一定程度上的归纳总结, 研究一种方案, 以期能达到在同一SCADA平台上实现多种SCADA应用的目的。

一般而言, 配网管理系统应包含如下主要功能:

配电自动化DA。实现配网的运行、监控、故障诊断、故障隔离与网络重构决策。

图纸管理AM/FM/GIS。配电图纸管理系统是基于地理信息系统 (GIS) 的自动作图 (AM) 和设备管理 (FM) 系统。它把标明有各种电力设备和线路的街道地理位置作为配电网管理和维修电力设备以及寻找和排除设备故障的有力工具。

配电工作管理DWM。配网运行工作、统计报表管理;配电设计、施工、检修管理。

故障投诉管理TCM。投诉电话处理、故障定位与恢复供电。

需求侧管理DSM。提供用户负荷采集、统计、计量和控制等功能。

配网分析系统DAS。网络建模与网络拓朴、状态估计、配网潮流、网损与压降分析、短路电流、电压/无功控制、负荷预测等;

从系统结构上来说, 配网管理系统从上到下分为:配网管理系统、配网控制中心 (主站) 、配网分 (子) 站、配电远方终端 (FTU, TTU等) , 各部分通过通信系统连成一个整体, 是一个层次型分布式系统。如下图所示:

配网管理系统。实现配网管理的功能:图纸管理AM/FM/GIS, 配电工作管理, 故障投诉管理, 需求侧管理, 以及配网分析系统。是整个系统功能的最终体现。

配网控制中心 (主站) 。接收配网子站所有信息, 并对配网。

配电子 (分) 站。根据系统规模决定是否设立配电子站。对于规模大的配网, 配网监控设备点多面广, 不可能把所有的站端监控设备直接连到配电主站上, 必须将信息分层分析、处理, 才能提高效率和响应速度, 因此必须增设中间一级, 称为配电子站。配电子站系统位于配电主站与配电终端层之间, 置于变电站、开闭所内, 具有对变电站、开闭所所辖馈电线路配电自动化管理功能, 收集所管辖的终端信息并分析处理后送入配电主站, 实现配电主站与终端之间的数据传输和交换, 此外还具有所辖区域内故障诊断、隔离、恢复的功能。

配电子站要求可以与配电中心主站、所辖区域内FTU、开关站和环网柜FTU、配变TTU及其它智能设备通信, 实现四遥数据的收集转发、规约的转换、完成所辖区域故障识别、故障隔离和恢复供电功能。

配网远方终端。配网终端除了完成采样数据上传及下达命令外, 还具有统计、分析、自动控制、保护等功能。在精度、抗干扰、高低温特性等关键性能均需达到国家规定的指标。由于配网终端数量众多, 因此终端产品的稳定性、可靠性、以及是否具有远方维护功能, 都是很重要的。

抄表系统。为了适应目前供电部门“一户一表、抄表到户”的新的抄表模式要求以及电量计费改革的需要, 作为用电的最终用户, 用电部门必需采集用户的分时电量以及一些统计数据。

通信系统:目前在主站与子站之间一般采用光纤通信, 分两种:光纤以太网、光纤环网, 这两种光纤通信方式的造价相近。光纤环网更成熟一些, 但光纤以太网是发展方向, 光纤以太网目前技术实现及相关设备都已得到实践检验, 正在推广应用。

子站与馈线之间目前一般采用光纤、双绞线、电力线载波、无线等多种通信手段混合的方式。常见的结构为:以光纤构建干线通信网络;通过双绞线, 采用现场总线技术 (如LonWorks、Can、Profibus) 或485, 将干线TTU、支线的FTUTTU, 连接到干线FTU, 由其通过高速光纤通道, 将信息上传到子站、主站, 干线FTU应具备这种集中转发的能力。

本系统的主要技术创新之处:a.满足电力市场的需要;b.考虑了系统的安全性;c.配网终端直接通过TCP/IP与配网子站相连。d.以GIS平台为核心的图形操控平台, 符合当前自动化系统的发展趋势实现了系统的跨平台运行能力.

参考文献

[1]王士政.电网调度自动化与配网自动化技术 (第二版) [M].北京:中国水利水电出版社, 2006.

[2]陈洁.配网自动化的通信方式[J].用电大众, 2005, 02.

图像融合IP软核设计与实现 篇10

1 IP软核设计的概念

(1) IP核简介。IP核, 也称集成电路知识产权核。设计是将数字电路中较复杂的功能块, 如FIR滤波器、SDRAM控制器、PCI接口等设计成一个黑盒或是可修改参数的模块, 以提供给设计者直接使用[1]。 (2) IP核的特性。标准的IP核必须具有以下特性:可读性、设计的延展性和工艺适应性、可测性、端口定义标准化及版权保护。 (3) IP核分类。IP核模块是被预先设计及验证, 具有相对独立功能的部分, 接口符合一定标准, 能够用于商业流通的电路模块, 其有3种不同形式:软核 (Softcore) 、固核 (Firmcore) 和硬核 (Hardcore) 。

2 图像融合IP软核设计与实现

图像融合IP软件的设计与实现步骤[4,5,6,7,8]:

Step1利用Matlab图像处理工具将2维灰度图像转换为像素值的列向量并存储在txt文档中。

运行Matlab数据转换程序生成的16进制列向量txt文档。

Step2在ISE环境下建立工程, 完成图像融合IP软核Verilog语言描述以及测试程序。描述时需完整端口声明以及算法程序。

Step3对生成的IP软核进行功能仿真, 仿真结果如图3所示。

此时工程文件夹下会生成仿真的输出clock_out文件。

Step4清空该IP核进程, project—clean up project files;在综合project选项中将端口IO部分去掉。

完成以上步骤后, 在工程文件夹下自动生成网表文件img.ngc。

Step5新建工程, 制作一个blackbox模块, 只声明模块的端口信息, 并写入测试程序;调用此blackbox, 将之前生成的img.ngc文件拷入新建工程文件夹下, 并在翻译属性中设置文件夹位置。

Step6执行工程后进行时序仿真, 得到输出txt文档clock_out.txt。

将clock_out前面因延迟产生的序列去掉并保存为txt文档。

Step7打开Matlab, 将clock_out.txt文档读入Matlab, 取该序列前65 536个像素值 (根据图像大小而定, 该图为256×256) 并还原为灰度图像。

将Matlab图像融合算法结果与图像融合IP软核处理结果对比, 由于处理效果差别较小, 下面使用具体数据分析差别。

使用Matlab图像融合算法进行的多聚焦图像融合结果和使用文中设计的图像融合IP软核处理的结果基本一致, 这验证了用设计的图像融合IP软核进行多聚焦图像融合的准确性。

3 图像融合IP软核交付项评估

交付项的齐备性, 是IP软核能否良好复用的一个重要因素。由于IP软核的质量问题需要在不断的评估以及具体设计实用中才能被全部发现。因此在IP初选阶段, 进行交付项齐备性评估是最基本的考察方法[9,10]。

将研发的图像融合IP软核进行质量评估。文中先进行了详细的交付项评估, 得到综合评定的复用等级为C-, 属于受限复用等级, 即该IP需一定的条件才能良好复用。这主要是因为设计的图像融合IP软核需在ISE和Matlab俩个不同软件环境下才能完成全部运行步骤。不过该IP由于交付项中的强制项较为完整, 基本符合IP核复用条件, 在之后的IP核交付齐备性考察之中, 设计的IP核由于文件交付完整, 得到了中的评价, 证明该IP核可复用性良好。

4 结束语

由于IP软核库中缺少有关图像融合的IP软核, 本文设计了一种针对多聚焦图像融合算法的图像融合IP软核, 介绍了多聚焦图像融合算法的Matlab环境实现, 着重描述了图像融合IP软核的具体设计和实现步骤, 进行了实际的IP软核调用测试, 并将测试结果和Matlab环境下的图像融合算法结果进行了对比, 证明了本文设计的图像融合IP软核的准确性。最终通过交付项齐备性评估来对设计的IP软核进行质量评估, 结果表明其复用性良好。

本文完成了在ISE环境下, 通过Matlab和ISE环境下的数据传输, 在FPGA中进行的图像融合处理, 这样在今后的工作中可用该方法设计实现其他图像融合算法的IP软核。由于工作需要用到Matlab工具, 所以IP核打包中必须做工作环境声明和其他步骤介绍。将这些复杂繁琐的有关图像融合算法设计为IP图像处理相关的软核也会遇到一些问题, 日后将主要致力于该方面的研究。

摘要：设计并实现了一种针对多聚焦图像融合算法的图像融合IP软核。在ISE环境下实现了图像融合IP软核的Verilog语言描述, 之后进行了测试与评估。将融合结果与Matlab处理结果进行对比, 验证了文中设计IP软核的准确性。该图像融合IP软核设计方法为其他图像融合算法的IP软核设计建立了基础。

关键词：FPGA,Matlab,图像融合,IP软核

参考文献

[1]冯江, 王晓燕, 肖玲玲, 等.基于VHDL语言的IP核验证[J].微计算机信息, 2005, 21 (7-2) :66-68.

[2]闫淑梅, 邹明亮.IP软核测试策略及验证方法研究[J].电子设计工程, 2013, 21 (4) :98-100.

[3]孙涛.IP软核验证方法研究[D].北京:北京交通大学, 2009.

[4]张守将.基于ROCKET I/O的高速数据传输系统研究[D].西安:西安电子科技大学, 2013.

[5]郭海英.RapidIO IP核的软硬件协同设计与验证[D].西安:西安石油大学, 2011.

[6]许柯.可重用IP核验证方法研究[J].科技资讯, 2008, 26:26-28.

[7]周娟.高可信IP核交付标准研究[D].上海:上海华东师范大学, 2008.

[8]章伟, 张溯, 许海辉.IP核评测流程的研究[J].微电子学与计算机, 2007, 24 (4) :42-43, 46.

[9]刑强.IP软核复用技术研究[D].北京:北京交通大学, 2006.

IP管理员如何挑选有价值的IP 篇11

今年，电影《何以笙箫默》导演杨文军和黄斌在接受媒体采访时提到，他们有把电影《致青春》改编成电视剧的打算：“《致青春》是一个超级IP。”改变就发生在这两年。如今，影视剧制作有了另外一层含义，那就是IP开发：《爸爸去哪儿》变成IP后，可以在综艺和电影两种形式间自由切换；《平凡的世界》当年通过电波影响数亿人，当然也是个好IP，所以变成热门电视剧也不算意外惊喜；迪士尼乐园本身就是超级IP，所以可以在主题园区、影视剧，以及其他衍生品之间自由切换（比如电影《明日世界》）……这些都称得上IP开发的成功案例，当然这一切的前提是，你要有个好IP。某种程度上，“IP管理员”的诞生，是市场呼唤的结果。对于“IP管理员”究竟是什么职位，媒体人，《大众电影》策划总监梅雪风在微信朋友圈分享过这样一个段子：他的一个女性朋友有个当记者的朋友，某天跑到网络公司管IP去了，她当时吓了一跳，“只听说有由理转文的，怎么你深藏不露还能由文转理？”原来她把IP管理员的工作理解成了管理IP地址。这是今年3月份的事，其时对于很多电影媒体圈的人来说，究竟什么是IP，大家都一头雾水。

6月30日，小马奔腾公司副总裁李立功先生和文学总监齐欣女士接待了来自“儒意欣欣版权中心”的两位客人，她们随身带着几本册子，里面是该司从2011年到2015年策划出版的图书明细，从图书品类来看，既有青春文学，也有大众社科。“你们挑吧。”驰宇和张子晴把册子递过去，笑着说。这两位的身份，便是很多媒体人好奇的“IP管理员”，顾名思义，她们的工作是“管IP”。不过在现实工作职务中，驰宇和张子晴分别担任影视版权中心的总监和影视版权经理。北京儒意欣欣文化发展有限公司的影视版权中心目前有5个人，代理了上百部经过读者考验的小说，上百个故事，换句话说，上百个IP。 “它们未来或许会转化为影视剧。”毫无疑问，我们今天处于一个娱乐当道的时代，对票房和收视率的追求已经变成某种原教旨主义，IP就是在这样的时代背景下诞生的。不可避免地，它天生就带有“商业就是这样”的傲慢基因，这种基因在很多把影视作品当艺术的“传统手艺人”——比如冯小刚看来，简直和崔永元眼中的转基因没有什么区别，所以他才会在一些场合对IP冷嘲热讽。在IP处境颇为微妙的当下，也许所有的赞弹都有站队嫌疑，所以倒不如让与IP零距离的前方人士谈谈自己的工作，不失为一次深度了解IP价值如何实现的好机会。

IP管理员，你其实并不陌生

Q：我们最好奇的一个问题，就是影视版权总监和影视版权经理这两个职位，主要负责哪方面的内容？还有现在有个新的职位叫IP管理员，我们是否可以理解，说的就是你俩所从事的工作？

A： IP管理只是版权推广的一个环节，在它之前和之后还有许多工作，比如引进和评估，比如渠道建设和输出，比如包装和孵化。“儒意欣欣”过去主要做图书，而未来70%的业务会以版权内容为主，我们是一家专业的内容服务公司。图书公司成立以来一直在做自有产品版权，而从4月份开始做代理和孵化版权。部门的工作重点是如何将好的内容转化成影视、游戏、舞台剧等，同时影视作品也可以转换成图书走向出版市场，是所谓全版权的IP开发。

Q：把一个好的IP变成产品，你们是怎么操作的？

A：不一定所有的故事都能叫做IP，我们需要筛选，从输入到输出，中间有一个评估机制和流程。引入一个选题后，要评估它是否具备转化的价值和可能性，如果它具备，就有可能成为一个IP。每周五版权经理们把选题引入“儒意欣欣”，总监和总经理进行评估、打分。评估合格后，就签进来代理推广，这之后又要考虑输出的问题。“儒意影业”是我们的一个客户，也从我们这里买了一些IP，但更多的是推荐给其他制作方和出品方。在这个过程中，不断积累资源和渠道，更好地服务于作者和影视公司。

Q：你们是怎样发现一个作者的，或者说好IP？

A：有些资源差不多都已经形成了，我们以前都做过出版，手里有一定的作者资源，他们有些投稿，另外认识一些网站内容的负责人，他们也希望有些网络小说可以转变成书或者影视作品。所以他们会源源不断地给我们提供资源。另外还有出版社的资源，因为很多出版社是不做影视版权的，但是他们会顺便把影视版权签到社里。很多图书公司也是这样的情况，影视这一块有就做，没有就不做。“儒意欣欣”的影视版权部门是在去年正式成立的，那时IP才刚刚兴起。

Q：到目前为止，你们版权合作的项目做成多少？

A：这个“做成”没有很清晰的界定，因为有些项目，我们把IP输出之后，会参与电影的票房分成，而不是买断价格。但是怎么说，创造的利润也过千万了。

Q：能给我们讲些具体的成功案例吗？

A：像蓝白色的作品《世界只有一个你》，风为裳的《别低估了梁红玉》，午歌的《这个世界上的一切都是胖子的》，晴空蓝兮的《良辰讵可待》等，都是自有产品，还有一些代理产品和自有孵化产品。

nlc202309042317

和IP打交道，悟性最重要

Q：电视剧做得比较成功的案例有哪些？

A：有个电视剧叫《心灵解码》，是个行业剧，最近正在开发。相对于小说版权，电视剧版权的利润要高一些。我们去年的主要任务是储备选题，因为去年的市场情况还是比较好的，也看到了IP资源的优势，所以签了大量的选题进来，今年的重点是往外推，是这样一个发展战略。今年也会进行人才的储备。形成一个良性循环。今年收获比较大的是，很多影视公司都过来和我们谈，市场前景十分看好。

Q：你们刚才谈到人才储备的问题，那么，什么样的人才符合影视版权管理者这样一个职位？影视版权管理者需要具备哪些条件？

A：首先要有敏锐的悟性，判断选题的时候要判断它的转化率，当然大咖的作者更好了，但是大咖对我们来说往外推的难度也比较大，因为大咖一般会谈个保底价，比如在合同里会有很多约束。做IP不是那么容易就能签进来的，因为有可能你看了很多，最后代理的只有两个。尤其是网络文学，它比较水，你要看到它的故事核，所以这是一个悟性的东西。还有要看应聘者对影视版权这个部门的需求性有多强，你是否希望在这个部门里面成长，认为这个团队的利益尤为重要，愿意跟大家绑定，还是只是来看一下是怎么回事……现在有很多人对影视版权不了解，他可能进来就是来看看怎么回事，不感兴趣的就走了。我们对员工的稳定性还是有要求的。

Q： 你们会有业绩考核吧？

A：当然有。我们还有半年时间，今年的任务就基本上快完成了，今年的市场确实比较好。

Q：最近IP的处境有点微妙，一方面，业内对像《爸爸去哪儿》这样的IP电影的商业前景普遍看好，另一方面，很多人又对这种有点急功近利的心态不太认同。二位怎么看IP的这种处境？

A：很有可能到明年就没有IP这个词了，不过也有人说这个词还有三年热度，有些公司已经开始在调整战略。大家提IP也不是坏事，因为以前大家可能没有注意到传统内容这一块，所以发现后才出现疯抢，像发现宝藏一样。有些大公司储备能力比较强，它会买很多IP ，不在乎转化率，可能最后就砸在手里了，所以现在也是个比较混乱的状态。IP就是一个很快能转化成影视的东西。但是话又说回来，即使IP这种说法有天消失了，它可能也会以新的名目出现，好东西是不会消失的。

Q：“儒意欣欣”今年重推的一部小说，名字叫《赦免之日》，能谈谈你们是怎样发现这个IP的吗？顺便谈谈你们与作者签约和推广的过程吧。

A：是这样的，《赦免之日》之所以现在在我们手里，也和“儒意欣欣”的品牌吸引力有关。除了主动寻找有潜力的作者和好故事，也会有一些作者慕名而来，因为我们的联系方式就印在书上，所以会有些自由来稿；还有一种是我们去寻找，比如有些作者他本来已经有出版经验了，看到他出的书特别有潜力，但是他可能第一本做得不好，这种情况我们也会去联系他，问他近来有没有写新长篇的打算，然后我们再进行包装。

一个IP开发的成功案例

Q：对于影视版权经理来说，找到一个好的IP确实很难。

A：是的。像《赦免之日》，它的最早名字叫《谁扔的第一块砖头》，这个作者最早是慕名而来，刚好他的一本书和我们公司的书是放在一起的，他在书店看到了，他拿起来觉得这个书的品相做得不错，就翻了一下，然后联系了我们公司的营销总监。营销总监又转到内容中心，因为我之前是做出版的，所以就转到我那儿去了。我一看，写得非常好，其中有个短篇，《当初恋遇见初恋》。内容中心也是有评估机制的，每周三报选题，每周五开选题会，会上老总看到这个选题拍案叫绝，说这个肯定要和他签，当时就把这个长篇签下来了。签下之后，你要尽量去开发他的潜能。我们这边有很多影视公司的资源，有一家比较大的影视公司，跟日本很多知名导演签过战略协议。《入殓师》导演泷田洋二郎，正好需要拍摄一个中国题材的电影，就来公司和我们谈了诉求，我当时一下就想到这个作者了，然后把故事的题材和方向和他讨论了。

《赦免之日》是8月份出版，如果他跟导演签了的话，我们的出版也可以借势，宣传上可以做到同步，对书的销量也是个好事。作者四天就把一万字的故事写完了，泷田导演一看，当时就决定改导演本。这个项目就成了。我当时做这个项目是带点侠义心肠的，因为作者家里比较特殊，他父亲得了重病，要化疗，我当时就跟他说，如果你需要钱的话，我可以把稿费预支给你，他说不用。所以要有意培养自己的作者，像顾漫、辛夷坞这些作者十年前就已经养成了，现在你再去找他们谈IP代理和购买就比较难了。所以你要去有意识地培养作者。

Q：最后一个问题，寻找IP和管理IP的成本，哪个更高一些？

A：应该是后者更高一些。因为选IP我们有的是资源，无论是花的时间还是金钱相对比较少，但是转化和推出去则要做很多工作，比如要做推荐资料、影视推荐表，然后要做梳理，重点项目是要做PPT的，从市场的角度去做，比如匹配的导演、演员、编剧，是要给客户看的。大项目会有PPT宣讲，会把很多公司的负责人请过来，我们会做得很全。其实我们最主要还是做服务，我们就是中间人的角色。

IP设计论文 篇12

航空1553B总线是航空电子系统使用的标准互联总线,是一种集中控制的时分制指令/响应的多路传输串行数据总线,由于1553B总线具有确定的传输延迟、可靠的传输能力,以及较强的容错能力等特点,因此被广泛用于航空、航天、舰载以及车载领域的综合电子信息系统[1]。

在航空电子系统中,航空1553B总线主要完成信息传输、资源共享、任务协调和容错重构等功能,是系统的核心部件之一。1553B总线协议处理芯片作为1553B总线的核心,目前主要采用专用芯片进行设计,主要型号包括DDC公司ACE系列总线通信终端接口控制器BU-61580、BU-61590和BU-65620,UTMC公司的UT1553B,INTEL公司的M82553等。但随着微电子技术的飞速发展,IP复用技术(Intellectual Property)被广泛应用于电子信息系统中,基于IP技术设计符合GJB289A-97规范的1553B总线IP核,不仅有利于总线接口单元和功能模块集成,降低总线通信的复杂性,提高通信的可靠性;而且有利于系统的小型化和低功耗设计,适应当前电子信息系统发展的需求。

二、1553B总线概述

1553B总线采用时分方式共享总线,总线上挂接总线控制器(BC)和远程终端(RT),以及总线监视器(MT),其中BC负责分配、协调各通信成员通信时隙,发挥集中控制作用,各RT在BC的指令下实现信息传输。

在航电系统中,1553总线一般采用双余度总线型拓扑结构,同时具备A总线和B总线两组,所有子系统或处理单元通过总线接口单元挂接到在总线上。

1553B总线以序列脉冲码调制方式传输信号,编码方式采用曼彻斯特II双极码。1553总线传输的消息包含命令字、数据字和状态字三种类型,每个字占20比特位,包含3位同步头、16位有效信息位和1位奇偶校验位[2]。

1553总线各通信单元之间基于消息帧传输数据,GJB289A-97定义了10种消息传输格式[2],包括:控制器向远程终端的传输、远程终端向控制器的传输、远程终端到远程终端的传输、带数据字的方式指令(接收)、带数据字的方式指令(发送)、不带数据字的方式指令、控制器向各远程终端广播、远程终端向远程终端广播、带数据字的方式指令、不带数据字的方式指令。

本文的1553B IP按照GJB289A-97总线协议规范设计,实现物理层和链路层功能,主要包括:1)可配置为总线控制器(BC)、远程终端(RT)或总线监视器(MT)三种类型;2)支持RT地址软件配置,双冗余总线自动识别和切换;3)总线传输速率1Mb/s,完整实现总线协议规定的三种消息字和10种消息格式处理;4)为应用层提供中断机制和异步总线操作接口;5)提供消息时间标签信息,便于分析总线消息。

三、1553B IP设计与实现

1553B IP主要由总线接收单元、总线发送单元、总线协议处理单元、时标单元和CPU接口单元构成。总线接口单元、总线发送单元主要实现物理层功能,包括曼彻斯特编解码、位同步、校验、消息字组织和提取。链路层功能由总线协议处理单元实现,完成总线仲裁、消息格式处理、状态自动回传等。CPU接口单元主要实现与应用层处理器通信。1553B IP核结构如图1所示。

3.1总线发送单元

总线发送单元主要实现发送消息缓存、A/B总线选择、曼彻斯特编码和串行发送功能。1553B总线以序列脉冲编码调制方式传输数据信息,数据编码采用曼彻斯特双极性码,编码规则为:每个码元中间有一个跳变,“1”是由1到0的负跳变,“0”是由0到1的正跳变。

在总线发送单元设计中,先对缓冲器的16比特数据进行奇校验;然后对数据和奇校验进行曼彻斯特编码;最后根据消息字类型(命令字、数据字和状态字)添加3比特同步头,组成20比特的1553B消息字,以1Mb/s速率按先高后低顺序发送到总线上。消息发送过程如图2所示。

3.2总线接收单元

总线接收单元主要实现A/B总线数据采样、曼彻斯特解码、位同步、校验、消息缓存和A/B总线仲裁功能,处理流程如图3所示。在总线接收单元中,以24MHz时钟分别对A/B总线数据进行采样,每个采样数据从低比特端存入移位寄存器,以备同步头判决、曼彻斯特解码和奇校验使用。根据图2所示同步头特点,并结合GJB289A-97规范允许100ns误差,进行同步头判决,并可判断消息字的类型,然后对同步头后的数据进行曼彻斯特解码和奇校验检测;如果解码错误或校验错误,则丢弃并置错误标志位;如果数据正确则将数据存放接收缓存器中,并输出接收数据标志和A/B总线标识给总线协议处理单元。

3.3总线协议处理单元

总线协议处理单元是1553B IP的核心,主要实现1553B协议规定的10种消息格式处理,实现BC到RT、RT到BC和RT到RT的消息传输。CPU可将总线协议处理单元配置为BC、RT或MT类型,在RT类型时,可以配置该节点的RT地址。

总线协议处理单元作为RT工作时,从总线接收单元接收来自BC的命令字,在BC控制下实现数据的接收和发送。如果接收的命令字正确并且RT地址匹配,则按照协议规定的消息格式和响应时间间隔响应。如果接收到BC或其它RT发送到本RT的数据,则将数据存入接收缓冲区,并产生中断通知CPU读取数据;如果本RT向BC或其它RT发送数据,则从发送缓冲区中读取数据通过总线发送单元发送到A/B总线标识指定的总线上。

总线协议处理单元作为BC工作时,从CPU接口单元接收CPU的命令,通过总线发送单元发送到总线;并接收RT响应的数据字和状态字,按照协议规定的消息格式和响应时间判断RT响应的正确性,在发生响应异常时向CPU发送中断信号,以便CPU进行进一步处理,如切换总线发送等。在收到RT响应的正确数据后,存入缓冲区,并产生中断通知CPU读取。

总线协议处理单元作为MT工作时,通过总线接收单元接收总线上的所有数据消息,根据命令字、数据字和状态字格式进行解析,按照协议规定的消息格式判断消息正确性,在收到异常消息或正确消息时,从时标单元读取时间信息和接收到1553消息一起发送给CPU处理。

3.4时标单元

时标单元主要实现计时功能,工作时钟为24MHz,精度为1us。该单元为总线在RT、BC和BM方式下提供时间,以便计算消息到达的绝对时间和相对时间。

3.5 CPU接口单元

CPU接口单元主要实现1553B IP与CPU之间的数据交互功能,为CPU配置1553B IP参数和获取总线数据提供传输通道。CPU接口单元采用异步总线通信方式进行设计,接口信号包括片选信号CS、写使能WE、读使能RD、地址总线ADDR和数据总线DATA,在CS、WE、RD信号的控制下,实现指定地址的数据读写操作。

四、1553B IP核验证与分析

首先用Model Sim SE 6.3对本文设计的1553B IP核进行RTL仿真,仿真通过后,再基于XC4VLX25芯片使用synplify9.2综合工具对其进行综合,综合后的门电路资源使用情况如表1所示。

最后,将1553 IP集成到XC4VLX25芯片,并与DSP2812、总线收发器HI-1573、变压器PM DB2725构成1553节点,与在计算机端的两通道CONDOR 1553卡构成具有3个节点的总线验证环境,对1553B IP进行测试验证。测试验证主要包括协议测试、噪声抑制测试和电气性能测试等,验证结果表明,在BC、RT和MT三种方式下,1553B IP均能满足GJB289A-97规范要求。

五、结束语

本文重点论述了1553B IP的功能结构和各模块单元的设计与实现,并在XC4VLX25芯片上综合实现。通过构建总线测试验证环境,开展了大量测试验证试验,试验结果表明本文设计的1553B IP核工作稳定可靠,可为综合电子信息系统提供总线通信服务。

参考文献

[1]支超有.机载数据总线技术及其应用:国防工业出版社,2009

[2]GJB289A-97数字式时分制指令/响应型多路传输数据总线,1997