基于FPGA的遥测数据压缩系统设计

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随着遥测遥控技术的快速发展,获取遥测数据的信息量越来越大,在存储时要占用大量的存储空间,在传输时要占用较大的带宽,对数据处理时又要尽可能的快,需要采用数据压缩技术来解决此问题。在接收端,针对遥测数据的参数多,信息量大,可靠性要求高的特点,本文提出了一种适合基于遥测数据特点的无损压缩算法—LZW算法,基于FPGA的硬件实现,本设计采用QuartusⅡ为FPGA器件软件开发平台,采用VHDL硬件描述语言对各个功能模块进行了层次化的描述。通过数据的压缩,从而达到提高传输速率、减小传输频带带宽和节省存储空间的目的。通过分析遥测数据的特点以及常见数据压缩算法的基础上,选择了编码速度较快、逻辑结构简单且具有自适应功能基于字典的LZW无损压缩算法。在硬件实现方面,本文设计了遥测数据压缩系统,详细说明了各个模块功能。基于Altera公司的CycloneⅡ的EP2C系列的FPGA芯片,采用VHDL硬件逻辑语言对各功能模块进行了描述,使用QuartusⅡ软件开发平台编译仿真。对设计进行综合和时序分析,最后对硬件压缩系统进行功能测试和性能分析,结果验证了测试数据压缩编码的正确性。在软件实现方面,本文设计了测试软件压缩和解压软件,采用执行效率较高的面向过程的C语言,是在Visual C++6.0编译环境下进行开发的。介绍了测试数据压缩软件和解压软件的各功能模块的实现过程,编写了界面程序,能够对文档文件进行有效的压缩。
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