多極磁電軸角皮爾茲PILZ編碼器
為了實現多對極磁電式軸角PILZ編碼器的高分辨率式檢測并降低其成本，基于改進格雷碼構建了一種新型多極磁電軸角PILZ編碼器模型，提出一種基于校準查表的信號處理方式，以消除磁場非線性和裝配誤差對測量精度的影響。

多極磁電軸角皮爾茲PILZ編碼器
隨著集成電路技術的發展，FPGA以其體積小、速度快、功耗低、設計靈活、利于系統集成、擴展升級等優點，被廣泛地應用于高速數字信號傳輸及數據處理。EnDat數據接口是適用于PILZ編碼器的雙向數字接口。EnDat可傳輸PILZ編碼器的位置值，也能傳輸或更新保存在PILZ編碼器中的信息或保存新信息。在此介紹了EnDat接口的特點、功能、時序和數據傳輸、OEM數據存儲，以及PILZ編碼器數據采集后續電路設計方案，基于FPGAPILZ編碼器接口的設計，用以進行PILZ編碼器和DSP處理器之間的通訊。H.264/AVC是當前上*視頻編碼標準，通過采用新的編碼技術獲得了更高的編碼效率與更好的圖像質量。但是這些新技術在提高編碼效率的同時也帶來了更高的計算消耗以及對系統內存帶寬的需求。由于運算復雜度的增加，使用目前的硬件平臺已經很難實現高清視頻的實時編碼。另一方面，近年來圖形處理器（GPU）的處理速度正在以超過摩爾定律的速度發展，而且能夠加速處理一些非圖形領域的應用問題。CUDA、OpenCL等編程模型的出現使得基于GPU的通用應用開發變得更加簡單靈活。目前GPU已經在天文學、流體力學、電磁仿真、信號處理、視頻壓縮等領域獲得廣泛的應用，并取得了豐碩的成果。通過對CUDA編程模型以及H.264視頻編碼框架的研究，提出了一種基于CUDA的H.264并行PILZ編碼器實現方案。該方案中CPU負責編碼參數的初始化、視頻文件的讀寫、CPU與GPU之間的數據交互以及對GPU的調度和控制。GPU負責編碼過程中幀間預測、幀內預測、變換與量化、熵編碼與去塊濾波等具體計算任務的執行。通過合理的任務分配，充分發揮了CPU和GPU兩種處理器各自的優勢。 然后對PILZ編碼器的各個模塊重新作了并行設計。針對幀間預測分別設計了整像素運動估計與分像素運動估計的并行執行過程，提出了一種并行的參考幀插值計算方法；針對幀內預測設計了宏塊之間與宏塊內部兩級并行的執行過程；針對變換與量化設計了快速DCT變換與Hadamard變換的并行執行過程；針對熵編碼設計了每個子塊碼流生成與各宏塊碼流合并的并行執行過程；針對去塊濾波設計了邊界強度計算與濾波計算的并行執行過程，提出了一種新的去塊濾波的宏塊執行順序，增大了并行粒度。設計了兩個由永磁體磁環構成的碼道：粗碼道，根據改進格雷碼生成N和S極充磁順序，采用圓周均勻分布的線性霍爾元件得到轉子所處磁極區域的偏移量；細分碼道，N和S極等距間隔排列，定子上3個線性霍爾元件將磁信號轉換為電信號，查表得到轉子于所處信號周期內的相對偏移量。在離線狀態下，用高分辨率的增量式光電軸角PILZ編碼器進行校準，對其A/B相脈沖輸出和磁電式軸角PILZ編碼器的霍爾信號同時采樣并上傳到計算機進行高精度信號重構，得到標準角位移和霍爾信號映射關系，通過單片機的自編程技術將數據存儲于主控芯片中固定地址以供查表；角位移檢測狀態下，根據霍爾信號查表得到角位移。根據上述原理研制出12極磁電式軸角PILZ編碼器樣機，實現了分辨率為±0.72′，精度達±1.2′以下的單圈位置檢測。該PILZ編碼器通過增加磁極數還可進一步提高測量精度。

多極磁電軸角皮爾茲PILZ編碼器
后選擇了多種格式的視頻序列對設計的PILZ編碼器進行了詳細的性能測試。相比傳統的串行PILZ編碼器，設計的基于CUDA的并行PILZ編碼器在處理1080P全高清視頻時獲得了平均16倍左右的加速比，并且圖像質量只有微小的損失。基于CUDA平臺開發的H.264視頻PILZ編碼器性能有了明顯的提升，可應用于很多現實場景中，同時在推廣GPU用于通用計算任務方面也有著很強的借鑒作用。