多极磁电轴角皮尔兹PILZ编码器
为了实现多对极磁电式轴角PILZ编码器的高分辨率式检测并降低其成本，基于改进格雷码构建了一种新型多极磁电轴角PILZ编码器模型，提出一种基于校准查表的信号处理方式，以消除磁场非线性和装配误差对测量精度的影响。

多极磁电轴角皮尔兹PILZ编码器
随着集成电路技术的发展，FPGA以其体积小、速度快、功耗低、设计灵活、利于系统集成、扩展升级等优点，被广泛地应用于高速数字信号传输及数据处理。EnDat数据接口是适用于PILZ编码器的双向数字接口。EnDat可传输PILZ编码器的位置值，也能传输或更新保存在PILZ编码器中的信息或保存新信息。在此介绍了EnDat接口的特点、功能、时序和数据传输、OEM数据存储，以及PILZ编码器数据采集后续电路设计方案，基于FPGAPILZ编码器接口的设计，用以进行PILZ编码器和DSP处理器之间的通讯。H.264/AVC是当前上先进的视频编码标准，通过采用新的编码技术获得了更高的编码效率与更好的图像质量。但是这些新技术在提高编码效率的同时也带来了更高的计算消耗以及对系统内存带宽的需求。由于运算复杂度的增加，使用目前的硬件平台已经很难实现高清视频的实时编码。另一方面，近年来图形处理器（GPU）的处理速度正在以超过摩尔定律的速度发展，而且能够加速处理一些非图形领域的应用问题。CUDA、OpenCL等编程模型的出现使得基于GPU的通用应用开发变得更加简单灵活。目前GPU已经在天文学、流体力学、电磁仿真、信号处理、视频压缩等领域获得广泛的应用，并取得了丰硕的成果。通过对CUDA编程模型以及H.264视频编码框架的研究，提出了一种基于CUDA的H.264并行PILZ编码器实现方案。该方案中CPU负责编码参数的初始化、视频文件的读写、CPU与GPU之间的数据交互以及对GPU的调度和控制。GPU负责编码过程中帧间预测、帧内预测、变换与量化、熵编码与去块滤波等具体计算任务的执行。通过合理的任务分配，充分发挥了CPU和GPU两种处理器各自的优势。 然后对PILZ编码器的各个模块重新作了并行设计。针对帧间预测分别设计了整像素运动估计与分像素运动估计的并行执行过程，提出了一种并行的参考帧插值计算方法；针对帧内预测设计了宏块之间与宏块内部两级并行的执行过程；针对变换与量化设计了快速DCT变换与Hadamard变换的并行执行过程；针对熵编码设计了每个子块码流生成与各宏块码流合并的并行执行过程；针对去块滤波设计了边界强度计算与滤波计算的并行执行过程，提出了一种新的去块滤波的宏块执行顺序，增大了并行粒度。设计了两个由永磁体磁环构成的码道：粗码道，根据改进格雷码生成N和S极充磁顺序，采用圆周均匀分布的线性霍尔元件得到转子所处磁极区域的偏移量；细分码道，N和S极等距间隔排列，定子上3个线性霍尔元件将磁信号转换为电信号，查表得到转子于所处信号周期内的相对偏移量。在离线状态下，用高分辨率的增量式光电轴角PILZ编码器进行校准，对其A/B相脉冲输出和磁电式轴角PILZ编码器的霍尔信号同时采样并上传到计算机进行高精度信号重构，得到标准角位移和霍尔信号映射关系，通过单片机的自编程技术将数据存储于主控芯片中固定地址以供查表；角位移检测状态下，根据霍尔信号查表得到角位移。根据上述原理研制出12极磁电式轴角PILZ编码器样机，实现了分辨率为±0.72′，精度达±1.2′以下的单圈位置检测。该PILZ编码器通过增加磁极数还可进一步提高测量精度。

多极磁电轴角皮尔兹PILZ编码器
后选择了多种格式的视频序列对设计的PILZ编码器进行了详细的性能测试。相比传统的串行PILZ编码器，设计的基于CUDA的并行PILZ编码器在处理1080P全高清视频时获得了平均16倍左右的加速比，并且图像质量只有微小的损失。基于CUDA平台开发的H.264视频PILZ编码器性能有了明显的提升，可应用于很多现实场景中，同时在推广GPU用于通用计算任务方面也有着很强的借鉴作用。