,,仇佩亮序列最多时速度最慢，则按照不可压缩与可压缩各占半，以及每个序列包含个不可匹配字符与个可匹配字符计算，则最小速度为。最大压缩速度只要单位时间内产生的序列越少，压缩速度越快。则按照极限计算，全是不可匹配字符或者几乎全是可匹配字符的情况下，压缩速度接近于。各方案优缺点分析资源消耗比较由于核对块的消耗最大，所以只要足够其余资源也就满足消耗。方案占用大小为方案二占用大小为方案三占用大小为压缩速度比较由上述分析可得方案压缩速度为方案二压缩速度大约为方案三压缩速度为最佳方案选择下表给出了三种方案的优缺点比较表各方案优缺点比较特点优点缺点方案添加个宽位深的表存储与表中对应的位的字节，检测是否匹配或冲突时可直接输出比较，减少时序。硬件易于实现，每次循环完成值计算判断。占用资源多，速度慢。方案二去掉宽位深的表，返回匹配处，读取匹配的个字节与当前个字节进行比较查找冲突。减少计算开销，采用流水线形式，计算值的同时输入数据，不用输入数据后再等待计算检测冲突后执行下步，提高速度。占用资源少，可以实现更多的核并行使用。时序变长，最低压缩速度无法保证。方案三添加个宽位深的表存储与表中对应的位的字节，检测是否匹配或冲突时可直接输出比较，减少时序。减少计算开销，采用流水线形式，计算值的同时输入数据，不用输入数据后再等待计算检测冲突后执行下步，提高速度。占用资源不算多，压缩速度快且稳定不受冲突的影响。硬件实现比较困难，时序紧凑对于原来的官方格式，没有足够的时间进行处理计算。由表可以看出，在速度与资源上，方案三的优势比较大，对应缺点可以通过更改输出格式来解决，具体格式见第节。第五章无损压缩算法硬件实现通过以上章节描述，确定选择方案三后，通过开发板来实现并验证方案三的功能与性能，下面主要介绍硬件实现各个模块的功能。核总体框架想要输入数据开始压缩之前将复位信号置，和置，然后输入数据以及数据地址，每个数据对应个地址，输入结束后，将和置，当为时表示可以输出数据，数据大小为，将之内的数据通过输出，是其对应的地址。下图给出了核总体框架图核总体框架接口说明如下表表接口说明接口名称输入输出说明输入数据地址输入数据输入使能有效缓存写入使能有效复位有效输出数据地址输出数据压缩后的数据大小压缩完成标志有效压缩验证结构图下图给出了压缩验证结构图图压缩验证结构图添加数据接口用做输入输出，便于对数据进行功能性验证，将压缩后的数据通过数据接口传回电脑处理。核内部模块功能说明控制模块图控制模块框图此模块功能为对执行加和复位运算。说明当复位信号有效时，为。当信号为时，对执行加运算。移位寄存器控制模块移位寄存器控制模块如下图所示图移位寄存器控制模块框图移位寄存器功能为将从输入缓存中读取的数据通过移位寄存变成位的数据，便于核心控制模块中计算值等运算。说明当复位信号有效时，为。当信号为时，对执行加移位运算，是的前位。控制模块图控制模块框图功能实现对的写入复位以及加计算。说明是复位信号，复位后为。如果为，则等于如果为，则从当前数值开始执行加运算。表生成与流程控制模块图核心控制模块框图功能实现值计算实现表写入读出输出控制信号输出移位寄存器控制信号控制的写入查找匹配判冲突判断匹配长度计算偏移量判断是否移动到末尾。说明通过计算出值，再据值执行对表的写入读出，若当前地址与表中的地址之差小于则表示表中的地址有效，若大于则表示表中的地址无效，写入当前地址再计算下个数据的值重复上面的步骤。当表中的地址有效时，比较该地址起往后的个字节与是否相同，若相同则代表匹配，不同则重复上述步骤直到匹配。查找到匹配后再计算偏移量。同时在查找过程中通过不同状态控制等控制外围模块实现相应的功能，使得查找匹配继续往下进行。计算模块图计算模块框图功能对不可匹配字符进行缓存计算不可匹配字符长度计算高位大小给出写入控制时写入的时机。说明内部有个的用于对不可匹配字符进行缓存。匹配长度计算模块图匹配长度计算模块框图功能计算匹配长度计算后位大小。说明通过进行计数，计算匹配长度大小，最后个序列为。通过匹配长度大小判断后位的大小。写入控制模块图写入控制模块框图功能控制生成数据按照规则写入输出缓存。说明通过输入的条件进行判断当前写入数据，控制写入状态切换。写入分为个状态写入字符串写入如果不为，写入。如果不为，写入。最后写入。核性能用实现的算法的单核压缩数据速度肯定没有的压缩速度快，因此的优势在于并行处理可以添加多个核进行同时处理，但是的资源有限，减少单核的资源开销就可以实现更多核的并行处理，从而提高压缩速度。开发环境表开发环境开发板芯片型号开发平台资源消耗情况表资源消耗情况资源列表已使用的资源可使用的资源百分比下图给出了资源消耗条形图图资源消耗条形图压缩速度核主频。通过计算可以得出压缩速度为。第六章无损压缩算法硬件实现功能测试验证数据压缩的正确性不能只是对于时序进行分析，通过压缩解压后比较两个文件是否相同才能完全说明数据压缩的功能正确，因此本章节描述了如何进行小规模数据测试来验证压缩核的正确性。测试框架图原始文件通过串口调试助手从机传输给，内部通过数据接口读取数据到个缓存区域中，当输入结束后再启动压缩程序。压缩结束后同样通过数据接口将压缩后的数据传输到机上，机接收到压缩文件后，通过程有，但是只要资源充足，可以无限制的添加很多个核进行并行处理，最后的结果肯定会比处理更加快速。在实现的过程中，通过不断的优化及修改，对于遇到的问题做些总结。对于算法实现来说并不算太难，难的是如何提高性能。从最开始的到最后的，总共经历了次推到从头开始再规划硬件结构优化算法流程以及重新编写程序。提高硬件性能无非就如下几个方面主频处理流程以及并行优化。想提高主频，关键路径的组合逻辑就不能太长，否则数据延时将影响整个程序的性能，甚至导致无法正常运行。其次就是优化处理流程，将些不急需的处理延后，或者将些流程提前实现并行处理。最后就是对程序进行并行优化了，将些信号进行提前或者延时实现并行处理提高处理速度。参考文献吴乐南数据压缩电子工业出版社,,,,,,,,,,信息小判断要进行下次采样，估算计算液面位置，因此对测量精度的影响很大。如果设定值太小，容易产生误判断设置值若设置过大，又会影响测量准确度。因此要根据实际情况，选择恰当的测量范围的设定值，根据的文献资料可以知道电容传感器的范围在之间才能达到最理想的测量结果。结论全自动水塔控制监测系统，改变了传统检测方式它结合了当今先进的研究成果优化了以前信号检测端，提出了种方便可行的水位检测与控制系统设计方案。根据课题设计内容和要求，在完成研究工作的过程中，本论文主要取得了下研究成果要根据实际应用环境选择特殊的传感器，它安装方便，结构简单，这种结构更加符合工程力学要求，可以十分方便地安装在水塔顶盖上，既不影响水塔的正常工作，又能深入容器内，有效地测量出水位的实时变化，而且这种传感器制作工艺不复杂，具有极高的实用性。基于已设计的电容式液位传感器，采用电容电压转换集体电路对这个设计带来很大的方便信号转换电路，将电容式液位传感器看做个电容接入到集成电路中，那么水位化值与液位传感器的电容值呈定的函数关系，又根据理论计算可知，液位高度与传感器电容值也成定的函数关系，那么经转换之后的电压信号与液位高度之间就会有个函数关系。在大量实验数据的基础上，这个函数关系就可以得到了。采用电磁阀控制管道液体的进出，并用电磁继电器控制电磁阀的工作，从而很方便地对水塔的水位高低进行控制，实现了液体进出过程的全面自动化。采用了单片机作为检测与控制核心，通过软件编程实现对电压信号的采集分析和处理，同时它也控制着电磁继电器的开闭。另外显示电路电路，方便了操作者直观地观测数据和修改参数。在以上条件的基础上，搭建了试验平台，在水中进行了系列的实验，实验结果证明，该系统在的测量范围内，测量的精确度还是比较高的，而且能够动态地检测与控制液位，能够满足水塔水位的实时监测的需要，设计成果的可靠性得到了验证。虽然本设计从理论上达到了最初的设计任务与要求，但是由于仿真软件元件库缺少个最重要的电容传感器转换芯片，所以无法直观的看到水位因为电容的变化而变化。但我可以确保这个设计是真实可行的，我查阅了大量的文献资料，这些足以证实我的设计能够达到毕业设计要求。这个仿真仅仅是在理想环境下测量水位，如果真正运用到现实中，他可能存在些无法避免的误差信号转换芯片必须在定的条件下工作才能达到理想的的结果传感器电容大小必须在个范围之内才能保持转换电压的线性输出，否则就应该进行非线性校正其他些硬件的原因。希望在之后缓冲单元清零时显示缓冲单元地址时加判断是否到不到，转返回到则显示缓冲单元清零恢复现场加程序十位数送十位数占高四位个位数占低四位加十进制调整全值暂存中屏蔽十位数，取出各位数个位值送显示缓冲单元,取出十位数使十位数占低四位十位值送显示缓冲单元十位数缓冲单元清零个位数缓冲单元清零延时程序延时的显示代码的显示代码的显示代码灭的显示代码数码管最高位恢复现场结束图显示程序流程图中断服务程序流程图开始保护现场选择寄存器组重置计数初值中断次数减分清零,,仇佩亮序列最多时速度最慢，则按照不可压缩与可压缩各占半，以及每个序列包含个不可匹配字符与个可匹配字符计算，则最小速度为。最大压缩速度只要单位时间内产生的序列越少，压缩速度越快。则按照极限计算，全是不可匹配字符或者几乎全是可匹配字符的情况下，压缩速度接近于。各方案优缺点分析资源消耗比较由于核对块的消耗最大，所以只要足够其余资源也就满足消耗。方案占用大小为方案二占用大小为方案三占用大小为压缩速度比较由上述分析可得方案压缩速度为方案二压缩速度大约为方案三压缩速度为最佳方案选择下表给出了三种方案的优缺点比较表各方案优缺点比较特点优点缺点方案添加个宽位深的表存储与表中对应的位的字节，检测是否匹配或冲突时可直接输出比较，减少时序。硬件易于实现，每次循环完成值计算判断。占用资源多，速度慢。方案二去掉宽位深的表，返回匹配处，读取匹配的个字节与当前个字节进行比较查找冲突。减少计算开销，采用流水线形式，计算值的同时输入数据，不用输入数据后再等待计算检测冲突后执行下步，提高速度。占用资源少，可以实现更多的核并行使用。时序变长，最低压缩速度无法保证。方案三添加个宽位深的表存储与表中对应的位的字节，检测是否匹配或冲突时可直接输出比较，减少时序。减少计算开销，采用流水线形式，计算值的同时输入数据，不用输入数据后再等待计算检测冲突后执行下步，提高速度。占用资源不算多，压缩速度快且稳定不受冲突的影响。硬件实现比较困难，时序紧凑对于原来的官方格式，没有足够的时间进行处理计算。由表可以看出，在速度与资源上，方案三的优势比较大，对应缺点可以通过更改输出格式来解决，具体格式见第节。第五章无损压缩算法硬件实现通过以上章节描述，确定选择方案三后，通过开发板来实现并验证方案三的功能与性能，下面主要介绍硬件实现各个模块的功能。核总体框架想要输入数据开始压缩之前将复位信号置，和置，然后输入数据以及数据地址，每个数据对应个地址，输入结束后，将和置，当为时表示可以输出数据，数据大小为，将之内的数据通过输出，是其对应的地址。下图给出了核总体框架图核总体框架接口说明如下表表接口说明接口名称输入输出说明输入数据地址输入数据输入使能有效缓存写入使能有效复位有效输出数据地址输出数据压缩后的数据大小压缩完成标志有效压缩验证结构图下图给出了压缩验证结构图图压缩验证结构图添加数据接口用做输入输出，便于对数据进行功能性验证，将压缩后的数据通过数据接口传回电脑处理。核内部模块功能说明控制模块图控制模块框图此模块功能为对执行加和复位运算。说明当复位信号有效时，为。当信号为时，对执行加运算。移位寄存器控制模块移位寄存器控制模块如下图所示图移位寄存器控制模块框图移位寄存器功能为将从输入缓存中读取的数据通过移位寄存变成位的数据，便于核心控制模块中计算值等运算。说明当复位信号有效时，为。当信号为时，对执行加移位运算，是的前位。控制模块图控制模块框图功能实现对的写入复位以及加计算。说明是复位信号，复位后为。如果为，则等于如果为，则从当