隨著計算機技術、半導體技術、微電子技術技術的不斷融合,嵌入式系統的應用得到了迅猛發展。本文以嵌入式系統開發為背景,研究基于ARM和μC/OS-II的嵌入式系統及其在加密解密模塊中的應用。 本文在介紹了嵌入式系統和硬件實現Rijndael算法的研究現狀之后,簡要概述了Rijndael加密算法的結構、輪變換、密鑰擴展和該加密模塊選用Rijndael算法的原因以及ARM系列微處理器選型和S3C44BOX芯片體系結構、開發板平臺的選擇和板上主體硬件電路等相關內容。 在深入地研究了Rijndael加密算法之后以及根據嵌入式系統的一般要求,本文設計了一個基于ARM和μC/OS-II的嵌入式加密模塊。該加密模塊采用了32位高性能ARM微處理器S3C44BOX為硬件核心,并以嵌入式實時操作系統μC/OS-II為軟件平臺,在ARM ADS1.2環境下進行系統軟件開發。該加密模塊充分地利用了ARM微處理器性能高、功耗低和成本低的優勢以及發揮了μC/OS-II可移植性好、穩定性和可靠性高的優點。 本文重點論述了嵌入式加密模塊BootLoader文件的裝載、I/O端口初始化、基于S3C44BOX微處理器的μC/OS-II移植及應用軟件部分中任務和模塊的流程設計。在該加密模塊應用軟件設計部分中,對各個任務的創建、定義、優先級設置和事件的定義、對文件的操作進行了設計,并且按照系統軟件設計的流程描述了模塊所有任務和部分子模塊的功能。
上傳時間: 2013-05-24
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變電站電壓無功綜合控制是通過自動調節有載變壓器的分接頭和投切并聯補償電容器組來實現的,它是確保電壓質量和無功平衡、提高供電網可靠性和經濟性的重要措施。采用九區圖控制策略的電壓無功綜合控制,實際運行時存在著頻繁調節變壓器分接頭和投切電容器組的缺陷,甚至可能會出現震蕩現象。 本文針對上述不足,根據有功功率和無功功率的負荷預測曲線,以降損收益最大為適配值函數,以電壓約束、電氣極限約束和控制約束為約束條件,提出了一種改進的禁忌搜索算法。引入最低收益閾值來限制調節次數的增加,在此基礎上建議了一種確定最佳調整次數的方法。還建議了一種有約束線性最小二乘算法,基于變電站內的量測數據以及變壓器的參數來估計系統電壓和系統阻抗參數。算例結果表明建議的方法是可行的,并且具有可以有效地減少調節次數的特點。基于ARM的LPC2292微控制器和嵌入式實時操作系統(μC/OS-II),采用ADS1.2開發工具進行編程,實現了變電站內電壓無功綜合控制功能。軟件模塊開發主要包括:嵌入式實時操作系統(μC/OS-II)和圖形用戶界面GUI移植,數據讀取任務,數據處理任務,電壓無功控制任務,基于GPRS/CDMA的通訊任務、鍵盤掃描和液晶顯示任務等。采用信號發生器產生電能信號,采用繼電器的動作模擬變壓器分接頭檔位的調節和電容器組的投切,構建了一個變電站內的電壓無功控制模擬測試臺,對提出的設計方案進行了全面的功能測試,測試結果表明提出的設計方案是可行的。
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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隨著計算機、通信及網絡技術的高速發展,嵌入式系統廣泛地滲透到各行各業及人們日常生活的方方面面中。由于嵌入式系統的復雜性不斷增加,嵌入式操作系統成為了嵌入式系統中最重要的組成部分。在各種嵌入式操作系統中,Linux憑借其性能優異、結構清晰、平臺支持廣泛、網絡支持強勁及開放源代碼等多方面的優勢,被嵌入式系統開發者廣泛的采用。同時隨著近幾年來國內嵌入式領域發展非常迅速,其中32位ARM處理器結構體系的嵌入式CPU在商用領域、工控領域和軍用領域都得到了廣泛使用。 近幾年隨著無線通信技術、傳感器技術、信息采集和處理技術的飛速發展,出現了低成本、低功耗、多功能的微型無線傳感器節點。無線傳感器網絡是隨著傳感器節點的發展而興起的計算機科學技術的一個新的研究領域,它是由一組無線傳感器節點通過ad-hoc方式構成的無線網絡,綜合傳感器技術、嵌入式計算技術、分布式信息處理技術和無線通信技術,能夠協作地實時監測、感知和采集各種環境或監測對象的信息,并對其進行處理,并傳送到需要這些信息的用戶處。這種無線網絡系統被廣泛地用于國防軍事、國家安全、環境監測、交通管理、醫療衛生、制造業、反恐救災等領域,具有十分巨大的發展潛力,引起了學術界和工業界的高度重視。 目前,手持終端的應用范圍主要是在商業領域,開發一款適合在工業現場等無線傳感網絡監控領域的手持終端是本文的初衷。本文從嵌入式系統的角度,采用目前比較流行的ARM9處理器和嵌入式Linux的操作系統,闡述手持終端硬件平臺的設計和軟件的移植方案;接著研究了系統引導程序的原理、設備驅動開發的關鍵點、根文件系統的制作方法。在此基礎上,分析和移植引導程序U-Boot 1.1.4的實現、無線收發芯片CC2420的驅動開發和幀緩沖驅動的開發,并針對目標平臺的特點完成了文件系統的構建;然后介紹了基于Qt/Embedded的圖形界面開發的基礎,最后對本文研究工作進行總結。
上傳時間: 2013-06-26
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隨著現代計算機技術和互聯網技術的飛速發展,嵌入式系統成為了當前信息行業最熱門的焦點之一。而ARM以其高性能低功耗的特點成為目前應用最廣泛的32位嵌入式處理器。在嵌入式操作系統方面,Linux憑借其性能優異、結構清晰、平臺支持廣泛、網絡支持強勁及開放源代碼等多方面的優勢,被嵌入式系統開發者廣泛地采用。Linux 2.6包含許多新的特性,為其在嵌入式領域的應用提供了強有力的支持,新的內核越來越多地應用于嵌入式Linux系統中。 本文的工作基于艾科公司研發的硬件平臺Ark1600開展。該平臺上集成了多個功能模塊,例如LCD、12S、GPIO、12C等,同時支持XD、CF、MMC、SD等多種硬件存儲設備,在設備通信方面提供了USB、串行通信等傳輸方式。本文的主要工作是研究Linux在ARM芯片上的移植,并在此基礎上闡述Linux設備驅動的開發。 首先構建了交叉編譯環境,然后在分析Ark1600硬件體系結構的基礎上詳細闡述了BootLoader程序設計與實現、Linux2.6內核移植、Ramdisk文件系統移植的全過程,為后續項目的實施搭建了一個良好的開發平臺。論文最后闡述了Linux 2.6內核中開發塊設備驅動程序的實現方法,并以XD塊設備驅動程序為例,詳細闡述了Linux驅動程序的開發流程。 主要工作量在于BootLoader程序的設計與實現、Linux系統移植和XD塊設備驅動程序的開發。因為項目平臺獨特的硬件環境,一些程序代碼要嚴格依賴硬件設備設計。在Linux移植中的主要工作包括串口控制臺的驅動、設置系統的存儲布局、初始化系統定時器、初始化系統中斷、在Linux系統中建立標識本硬件平臺的結構體變量、配置并編譯Linux內核等。
上傳時間: 2013-05-18
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本文對TCN中的MVB技術進行了研究,并在深入了解MVB的通信機制的基礎上,提出了采用FPGA替代MVB控制器專用芯片的解決方法。根據TCN協議,連接在MVB上的設備可以分為5類,其中1類設備可以在不需要CPU的基礎上實現自動通信,最為常用。本設計的目的就是采用FPGA替代MVB1類設備控制器。 文章采用自頂向下的模塊化設計方法,根據MVB1類設備控制器要實現的功能,將設計劃分為3個模塊:發送模塊、接收模塊和MVB1類模式控制模塊。其中發送模塊又劃分為位控制單元、CRC生成單元、FIFO單元和曼徹斯特編碼單元等。接收模塊又劃分為幀起始檢測單元、時鐘恢復單元、幀分界符檢測單元、數據譯碼單元、CRC校驗單元、譯碼控制單元和長度錯誤檢測單元等。MVB1類模式控制模塊又劃分為報文錯誤處理單元、主幀寄存器單元、TM控制單元和主控單元等。上述各模塊的RTL級設計都是采用硬件描述語言Verilog實現的。
上傳時間: 2013-07-21
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正交頻分復用(OnIlogonaJ Frequency Division Multiplexing,OFDM)技術通過將整個信道分為多個帶寬相等并行傳輸的子信道,通過將信息經過子信道獨立傳輸來實現通信,子信道的正交性可以保證最大限度的利用頻譜資源。OFDM系統通過循環前綴來消除符號間干擾(ISI),通過IDFT/DFT調制解調降低了系統實現的復雜度。由于其頻譜利用率高,抗多徑能力強,在多種通信場合中都得到了應用。雖然有著上述優點,但為了準確的恢復信號,信道估計是OFDM系統中必須實現的一環。 本文正是針對OFDM接收機中的信道估計模塊的運算部件的實現進行了研究。首先,研究了OFDM信道估計的LS算法,一階線性插值算法,二次多項式插值算法,建立了適用于寬帶通信系統的信道估計模塊模型。其次研究了加法器電路和乘法器電路的實現,包括進位行波加法器,曼徹斯特進位鏈,超前進位加法器和乘法原理,陣列乘法器,wallace樹乘法器及BOOTH編碼算法,并分析了各種電路的特性及優缺點。接著研究了幾種主要的除法器設計算法,包括數字循環算法,基于函數迭代的算法,以及CORDIC算法,結合信道估計的特點選擇了函數迭代和CORDIC算法作為具體實現的方法。最后,在前面的設計的基礎上在FPGA芯片上實現了前面的設計方案。
上傳時間: 2013-06-06
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深入淺出ARM7-LPC213x_214x(上)
上傳時間: 2013-07-14
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JPEG2000是新一代的靜態圖像壓縮標準,它相比JPEG有很多新的特性,如漸進傳輸和感興趣區域編碼等,因而它具有廣闊的應用前景,特別是在數碼相機、PDA等便攜式設備中。 JPEG2000的核心主要包括小波變換和基于最優化截斷點的嵌入式塊編碼(EBCOT)算法,其計算復雜度遠遠高于JPEG,完全采用軟件方案實現將會占用大量的處理器時間和內存開銷,而且速度較慢,實時處理的能力較差。為了推廣JPEG2000在便攜式產品、消費類電子產品中的應用,打開巨大的潛在市場,研究硬件實現的算法實時處理方案具有重要的應用價值。 EBCOT算法是一個兩層的編碼引擎,其中的上下文編碼的運算量約占到總運算量的50%,是提高編碼速度的關鍵算法之一。由于上下文編碼大部分都是邏輯運算,沒有復雜的數學運算,但邏輯控制流程復雜繁瑣,對存儲器訪問頻繁,采用DSP或者其他的通用處理器通過指令控制實現該算法,未能顯著提高編碼速度。本文采用FPGA芯片,以電路邏輯的方式來實現該算法并進行優化,在研究和分析了上下文編碼算法運算特點的基礎上,設計了列判斷和交錯存儲相結合的硬件實現方案,并采用硬件描述語言Verilog在寄存器傳輸級描述了相應的硬件電路。通過功能仿真和邏輯綜合后,所獲得的上下文編碼模塊最大時鐘頻率為101MHz,且能在130ms內完成對一幅512×512灰度圖像的編碼,性能比Jasper軟件中的實現方案提高了75%。 JPEG2000的一個重要特性是其具有漸進傳輸的能力,而碼流組織是獲得漸進傳輸特性的技術關鍵。碼流組織通過在輸出碼流中安排數據包的先后順序來實現漸進傳輸的目的。本文對JPEG2000中實現漸進傳輸的機制進行了分析,并研究了碼流組織的算法實現。 為了對JPEG2000算法實現進行驗證,本文設計了基于FPGA和ARM的驗證實驗平臺,其中FPGA主要完成算法中運算量較大的小波變換、上下文編碼和算術編碼,而ARM處理器則完成碼流組織、數據打包以及和PC機的通信。本文在該平臺上對所設計的上下文編碼算法和碼流組織模塊的設計進行了驗證,實驗結果表明本文設計的算法模塊功能正確,并在一定程度上提高了編碼速度。
上傳時間: 2013-04-24
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8位電流模模數轉換器設計研究 8位電流模模數轉換器設計研究
上傳時間: 2013-06-21
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