目前在各行各業中應用種類繁多的測量儀器隨著儀器性能指標要求的逐漸提升以及功能的不斷拓展,對儀器控制系統的實時性和集成化程度等性能的要求也越來越高。目前發展的趨勢是開放式、集成度向芯片級靠攏的高實時性儀器。針對目前傳統的系統設計存在著功能簡單、速度慢、實時性差、對數據的再加工處理能力極為有限等問題,本文根據課題需要提出了一種基于ARM+FPGA架構的高速實時數據采集嵌入式系統方案,應用在小功率半導體測量儀器上。方案采用三星S3C2410的ARM處理器進行管理控制,處理數據,界面顯示;Altera公司的Cyclone系列的1C12 FPGA器件用來進行高速數據采集,提高了系統的實時性和集成化程度。 本文首先給出了ARM+FPGA架構的總體設計。硬件方面,簡要討論了ARM處理器的特點和優勢,FPGA在高速采集和并行性上的優勢,給出了硬件的總體結構和主要部件及相關接口。軟件方面,研究了基于嵌入式Linux的嵌入式系統的構建和BootLoader的啟動以及內核和根文件系統的結構,構建了嵌入式Linux系統包括建立交叉開發環境,修改移植BootLoader和裁減移植Linux內核,并且根據課題實際需要精簡建立了根文件系統。 為了滿足測量儀器的實時性,設計了ARM與FPGA的高速數據采集接口。進行了FPGA內部與ARM接口相關部分的硬件電路設計;通過分析ARM與FPGA內部時序的差異,針對ARM與FPGA內部FIFO時序不匹配的問題,解決了測量儀器中高速數據采集與處理速度不匹配的問題。接著,通過研究Linux設備驅動基本原理和驅動程序的開發過程,設計了Linux下的FPGA數據采集接口驅動程序,并且實現了中斷傳輸。使得FPGA芯片通過高效可靠的驅動程序可以很好的與ARM進行通訊。 最后為了方便用戶操作,進行了人機交互系統的設計。為了降低成本和提高實用性利用FPGA芯片剩余的資源實現了對PS/2鍵盤鼠標接口的控制,應用到系統中,大大提高了人機交互能力;通過比較分析目前比較流行的幾種嵌入式GUI圖形設計工具的優缺點,結合課題的實際情況選擇了MiniGUI作為課題圖形界面的開發。根據具體要求設計了適合測量儀器方面上使用的人機交互界面,并且移植到了ARM平臺上,給測量儀器的使用提供了更好的交互操作。 本課題完成了嵌入式Linux開發環境的建立,針對課題實際硬件電路設計修改移植了bootloader,裁減移植了內核以及根文件系統的建立;設計了FPGA內部硬件電路,解決了接口中ARM與FPGA時序不匹配的問題,實現了ARM與FPGA之間的高速數據采集;設計了高速采集接口在嵌入式Linux下的驅動程序以及中斷傳輸和應用程序;合理設計了適合測量儀器使用的人機交互界面,并巧妙設計了PS/2鍵盤鼠標接口,進一步提高了交互操作。
上傳時間: 2013-06-21
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隨著21世紀的到來,計算機技術,信息處理技術,半導體技術和網絡技術不斷發展,人類社會進入了信息化時代。與此同時,無線視頻傳感器網絡也得到了突飛猛進的發展,成為當今國際上備受關注的熱點研究領域。無線視頻傳感器網絡有著很多的優點和十分廣泛的應用前景。在軍事,工業,城市管理和監控系統等重要領域都有潛在的使用價值。 無線視頻傳感器網絡有著顯著的特征,例如:網絡節點能源有限;網絡帶寬有限;對處理速度要求較高等。由此可見,傳統的視頻編碼標準無法應用于無線視頻傳感器網絡。MPEG-4,H.263,H.264等視頻編碼標準,全是基于運動估計補償實現的,計算量十分巨大,在能量,存儲空間和處理能力均有限的節點難以實現這類高復雜度的編碼算法。 本文針對無線視頻傳感器網絡對視頻編碼算法的具體需求,提出一種基于運動檢測的低復雜度視頻編碼算法。該算法只對當前編碼幀中的運動對象進行編碼,并且以面向對象的結構輸出碼流。實驗結果表明,與H.264全I幀編碼相比,本文提出的算法編碼速度提高了約3倍,編碼性能提高了約2dB。與H.264基本檔次相比,雖然編碼性能略有下降,但是編碼速度平均提高了8倍左右。因此,本文提出的算法可以在編碼效率和編碼速度之間獲得很好的折衷,在一定程度上可以滿足無線視頻傳感器網絡的需求。 本文選用ALDVK_270作為硬件實驗平臺。在分析算法結構的同時,結合嵌入式系統的特點,從算法,內存,高級語言和匯編語言等幾個方面提出優化方案,最終在ARM嵌入式平臺下實現了面向無線視頻傳感器網絡的低復雜度視頻編碼算法。測試結果表明,與優化前相比,優化后的編碼速度有了很大的提高,對于CIF格式的監控視頻序列能夠滿足實時處理的要求。
上傳時間: 2013-07-26
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隨著USB接口性能的不斷增強,USB接口被廣泛應用到各種硬件設備上。如今在Linux操作系統中,針對USB設備的驅動編程工作越來越受到重視。本課題在以S3C2410處理器為基礎的硬件平臺上,對Linux操作系統環境下USB設備驅動工作原理進行了研究。在理解USB協議的基礎上完成了S3C2410處理器內置USB設備控制器固件和驅動程序的編寫調試等方面的工作。 固件程序工作在硬件設備上,通過它控制設備的正常工作,負責與主機端的通信會話。由于本課題中的USB設備控制器是3C2410處理器的片內外設,因此固件程序要管理整個S3C2410處理器的工作。在處理器開機工作時,固件程序首先完成包括USB設備控制器在內的整個處理器的初始化,然后與主機共同進行USB設備的枚舉,最后進入循環等待主機端發起通信。當主機發起通信時,處理器產生USB中斷,固件程序調用中斷處理函數。 在Linux操作系統中,內核通過調用驅動中提供的標準接口將應用程序中對設備的操作映射到具體的硬件設備。驅動程序中包括向驅動注冊,驅動支持設備列表信息以及各種系統調用具體實現等方面。USB接口所支持的四種傳輸方式,根據S3C2410內置USB設備控制器的功能屬性,在驅動中采用了塊傳輸的傳輸方式,通過URB的方式實現對設備的讀寫操作。 最后設計一個簡單文件傳輸系統對固件和驅動程序進行了測試。測試系統中主機端通過USB接口傳輸一個wav格式的音頻文件,設備端接收到數據保存在內存中。
上傳時間: 2013-04-24
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(臺達)開關電源基本原理與設計介紹,比較實用
標簽: 開關電源
上傳時間: 2013-06-15
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介紹了單電源運放為什么需要加偏置電源,以及試驗單電源運放的注意事項。
上傳時間: 2013-07-29
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根據機械電子工程類專業測控實驗教學平臺數據采集的需要,在綜合考慮成本和性能基礎上,提出以為主處理芯片的數據采集卡設計方案。 該方案的主要特點是,使用基于ARM7TDMI內核的,工作主頻最高可達44MHz;內置高性能的ADC和DAC模塊,采樣速度最高可達1MSPS,采樣精度為12位;模擬信號輸入通道最多可達16路,模擬信號輸出通道最高可達4路;具有豐富的外設資源可以使用,GPIO口數目最高可達40個。 在設計中采用了模塊化思想,將系統分為四個功能模塊:主模塊的功能是控制ADC進行信號采集和DAC進行模擬信號輸出;模擬信號模塊的作用是對傳感器輸入信號和DAC輸出波形進行簡單的調理;數字信號模塊引出32路數字I/O口,可用于需要采集數字量的場合;JTAG模塊可進行程序的調試和下載,對于數據采集卡的二次開發有很大的作用。 在本數據采集卡上,嘗試進行了μC/OSⅡ操作系統的移植,成功實現了四個任務的管理。在實際應用中,工作數小時仍可保持正常的運行。 為檢驗數據采集卡的串口通訊能力,利用LabVIEW程序讀取下位機串口發送的已采集到的數據,進行波形圖繪制。 為檢驗本數據采集卡的ADC和DAC精度,設計實驗利用DAC輸出波形,并利用ADC將采集到的波形通過LabVIEW顯示,測量結果顯示兩者電壓值誤差均在可允許的3LSB(Least Significant Bit)范圍內,表明本數據采集卡已基本實現預期設計指標。
上傳時間: 2013-04-24
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嵌入式系統應用于智能設備、工業控制領域實現各種信號的處理與控制,是近年來技術研究和產品開發的熱點。同時,隨著以太網技術的迅速發展,工業控制中過程監控層和現場設備層信號傳輸網絡開始逐步采用以太網,基于網絡的遠程監控使整個企業網絡呈現高度統一性、開放性和透明性。將嵌入式技術和基于網絡的遠程監控技術應用于電梯,可以有效地提高產品和服務的質量。 本文旨在研制和開發一套應用于電梯的智能多媒體顯示與遠程監控系統,硬件設計中,在以嵌入式微處理器S3C2410X、Flash、SDRAM構成的最小系統核心板外,擴展了串行口、網口、LCD接口等外圍硬件資源,設計了RS-232轉換成RS-422接口界面的硬件電路板,針對核心板RTC時鐘問題,采用PCF8563芯片設計了時鐘/日歷小板。 軟件平臺方面,首先分析了系統啟動引導程序Bootloader,參照嵌入式Linux內核源代碼以及對S3C2410X的支持代碼,根據本系統的硬件配置對Linux內核進行裁剪移植,修改了音頻驅動和LCD驅動,在內核中添加了對Yaffs文件系統類型的支持。然后準備了根文件系統內容,在其中添加了交叉編譯過的Qt/Embedded3.1的庫,使用Cramfs、RAMdisk和Yaffs相結合的根文件系統格式。在此基礎上,向嵌入式平臺移植了Linux下開源的多媒體播放器Mplayer和嵌入式數據庫SQLite。 設計編寫Qt GUI界面和串口數據采集模塊,構建了電梯間多媒體顯示系統,顯示界面劃分為串口數據采集顯示、動畫播放、系統時間、文本信息、滾動字幕、商標圖片六個顯示區域。使用Boa在ARM平臺上構建了嵌入式Web服務器,Web服務器通過HTTP協議與監控端瀏覽器軟件進行信息交互,提供服務器應用程序模塊的訪問界面和現場設備的信息訪問和控制界面,并借助SQLite數據庫的支持,實現了基于網絡的電梯遠程監控系統的功能。監控端通過Web頁面激活服務器的相應應用程序模塊,傳遞信息服務請求和控制命令。將本系統應用與電梯設備,取得了用戶的好評。
上傳時間: 2013-04-24
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easy,51pro,3.0編程器在2.0的基礎上增加了更多的芯片器件
上傳時間: 2013-07-25
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深入淺出ARM7-LPC213x_214x(上)
上傳時間: 2013-07-14
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本文著重研究了OFDM調制解調技術在FPGA上的實現。全文內容安排如下: 第一章介紹了PLD(可編程邏輯器件)和OFDM(正交頻分復用)技術的發展歷史。 第二章介紹了PLD的分類、工藝和結構特點,以及FPGA的開發環境、開發流程和Verilog語言的特點。 第三章就OFDM系統中的基本概念進行了詳細的闡述。 第四、五章是OFDM算法的在FPGA上的實現,首先對要實現的算法進行分析,給出了需要實現的指標。然后給出了FPGA的實現方案,對系統的進行仿真,給出了仿真波形圖和系統性能分析。 第六章總結了全文的工作,對OFDM技術的實現需要進一步完善的方面進行了探討。
上傳時間: 2013-08-05
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