微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）器件的構(gòu)成涉及微電子、微機(jī)械、微動(dòng)力、微熱力、微流體學(xué)、材料、物理、化學(xué)、生物等多個(gè)領(lǐng)域，形成了多能量域并交叉耦合。為其產(chǎn)品的建模、仿真以及優(yōu)化設(shè)計(jì)帶來(lái)了較大的難度。由于靜電驅(qū)動(dòng)的原理簡(jiǎn)單使其成為MEMS器件中機(jī)械動(dòng)作的主要來(lái)源。而梳齒結(jié)構(gòu)在MEMS器件中有廣泛的應(yīng)用：微諧振器、微機(jī)械加速度計(jì)、微機(jī)械陀螺儀、微鏡、微鑷、微泵等。所以做為MEMS的重要驅(qū)動(dòng)方式和結(jié)構(gòu)形式，靜電驅(qū)動(dòng)梳齒結(jié)構(gòu)MEMS器件的耦合場(chǎng)仿真分析以及優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)MEMS的開(kāi)發(fā)具有很重要的意義。本課題的研究對(duì)靜電驅(qū)動(dòng)梳齒結(jié)構(gòu)MEMS器件的設(shè)計(jì)具有較大的理論研究意義。 本文的研究工作主要包括以下幾個(gè)方面： 1、采用降階宏建模技術(shù)快速求解靜電梳齒驅(qū)動(dòng)器靜電－結(jié)構(gòu)耦合問(wèn)題，降階建模被用于表示微諧振器的靜態(tài)動(dòng)態(tài)特性。論文采用降階建模方法詳細(xì)分析了靜電梳齒驅(qū)動(dòng)器的各參數(shù)對(duì)所產(chǎn)生靜電力以及驅(qū)動(dòng)位移的關(guān)系；并對(duì)靜電梳齒驅(qū)動(dòng)器梳齒電容結(jié)構(gòu)的靜電場(chǎng)進(jìn)行分析和模擬，深入討論了邊緣效應(yīng)的影響；還對(duì)微諧振器動(dòng)態(tài)特性的各個(gè)模態(tài)進(jìn)行仿真分析，并計(jì)算分析了前六階模態(tài)的頻率和諧振幅值。仿真結(jié)果表明降階建模方法能夠快速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)多耦合域的求解。 2、從系統(tǒng)角度出發(fā)考慮了各個(gè)子系統(tǒng)對(duì)叉指式微機(jī)械陀螺儀特性的影響，系統(tǒng)詳細(xì)地分析了與叉指狀微機(jī)械陀螺儀性能指標(biāo)－靈敏度密切相關(guān)的結(jié)構(gòu)特性、電子電路、加工工藝和空氣阻尼，并在此分析的基礎(chǔ)上建立了陀螺的統(tǒng)一多學(xué)科優(yōu)化模型并對(duì)其進(jìn)行多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)。將遺傳算法和差分進(jìn)化算法的全局尋優(yōu)與陀螺儀系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化相結(jié)合，證實(shí)了遺傳算法和差分進(jìn)化算法在MEMS系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化中的可行性，并比較遺傳算法和差分進(jìn)化算法的優(yōu)化結(jié)果，差分進(jìn)化算法的優(yōu)化結(jié)果較大地改善了器件的性能。 3、從系統(tǒng)角度出發(fā)考慮了各個(gè)子系統(tǒng)對(duì)梳齒式微加速度計(jì)特性的影響，在對(duì)梳齒式微加速度計(jì)各個(gè)學(xué)科的設(shè)計(jì)要素進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)分別建立相對(duì)獨(dú)立的優(yōu)化模型，采用差分進(jìn)化算法和多目標(biāo)遺傳算法對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。證實(shí)了差分進(jìn)化算法和多目標(biāo)遺傳算法對(duì)多個(gè)子系統(tǒng)耦合的系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化的可行性，并比較了將多目標(biāo)轉(zhuǎn)換為單目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化和采用多目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化的區(qū)別和結(jié)果，優(yōu)化結(jié)果使器件的性能得到了改善。
上傳時(shí)間： 2013-05-15
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電壓空間矢量脈沖寬度調(diào)制技術(shù)是一種性能優(yōu)越、易于數(shù)字化實(shí)現(xiàn)的脈沖寬度調(diào)制方案。在常規(guī)SVPWM算法中，判定等效電壓空間矢量所處扇區(qū)位置時(shí)需要進(jìn)行坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)和反正切三角函數(shù)的運(yùn)算，計(jì)算特定電壓空間矢量作用時(shí)間時(shí)需要進(jìn)行正弦、余弦三角函數(shù)的運(yùn)算以及過(guò)飽和情況下的歸一化處理過(guò)程，同時(shí)，在整個(gè)SVPWM算法中還包含了無(wú)理數(shù)的運(yùn)算，這些復(fù)雜計(jì)算不可避免地會(huì)產(chǎn)生大量計(jì)算誤差，對(duì)高精度實(shí)時(shí)控制產(chǎn)生不可忽視的影響，而且這些復(fù)雜運(yùn)算的計(jì)算量大，對(duì)系統(tǒng)的處理速度要求高，程序設(shè)計(jì)復(fù)雜，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，占用系統(tǒng)資源多。因此，從工程實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā)，需要對(duì)常規(guī)SVPWM算法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 本文提出的優(yōu)化SVPWM算法，只需進(jìn)行普通的四則運(yùn)算，計(jì)算非常簡(jiǎn)單，克服了上述常規(guī)SVPWM算法中的缺點(diǎn)，同時(shí)，采用交叉分配零電壓空間矢量，并將零電壓空間矢量的切換點(diǎn)置于各扇區(qū)中點(diǎn)的方法，達(dá)到降低三相橋式逆變電路中開(kāi)關(guān)器件開(kāi)關(guān)損耗的目的。SVPWM算法要求高速的數(shù)據(jù)處理能力，傳統(tǒng)的MCU、DSP都難以滿(mǎn)足其要求，而具有高速數(shù)據(jù)處理能力的FPGA/CPLD則可以很好的實(shí)現(xiàn)SVPWM的控制功能，在實(shí)時(shí)性、靈活性等方面有著MCU、DSP無(wú)法比擬的優(yōu)越性。本文利用MATLAB/Simulink軟件對(duì)優(yōu)化的SVPWM系統(tǒng)原型進(jìn)行建模和仿真，當(dāng)仿真效果達(dá)到SVPWM系統(tǒng)控制要求后，在XilinxISE環(huán)境下采用硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)輸入方法與原理圖設(shè)計(jì)輸入方法相結(jié)合的混合設(shè)計(jì)輸入方法進(jìn)行FPGA/CPLD的電路設(shè)計(jì)與輸入，建立相同功能的SVPWM系統(tǒng)模型，然后利用ISESimulator（VHDL/Verilog）仿真器進(jìn)行功能仿真和性能分析，驗(yàn)證了本文提出的SVPWM優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的可行性和有效性。
標(biāo)簽： FPGACPLD SVPWM 算法優(yōu)化
上傳時(shí)間： 2013-06-27
上傳用戶(hù)：小儒尼尼奧
心音信號(hào)是人體最重要的生理信號(hào)之一，包含心臟各個(gè)部分如心房、心室、大血管、心血管及各個(gè)瓣膜功能狀態(tài)的大量生理病理信息。心音信號(hào)分析與識(shí)別是了解心臟和血管狀態(tài)的一種不可缺少的手段。本文針對(duì)目前該研究領(lǐng)域中存在的分析方法問(wèn)題和分類(lèi)識(shí)別技術(shù)難點(diǎn)展開(kāi)了深入的研究，內(nèi)容涉及心音構(gòu)成的分析、心音信號(hào)特征向量的提取、正常心音信號(hào)（NM）和房顫（AF）、主動(dòng)脈回流（AR）、主動(dòng)脈狹窄（AS）、二尖瓣回流（MR）4種心臟雜音信號(hào)的分類(lèi)識(shí)別。本文的工作內(nèi)容包括以下5個(gè)方面： a）心音信號(hào)采集與預(yù)處理。本文采用自行研制的帶有錄音機(jī)功能的聽(tīng)診器實(shí)現(xiàn)對(duì)心音信號(hào)的采集。通過(guò)對(duì)心音信號(hào)噪聲分析，選用小波降噪作為心音信號(hào)的濾波方法。根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析，選擇Donoho閾值函數(shù)結(jié)合多級(jí)閾值的方法作為心音信號(hào)預(yù)處理方案。 b）心音信號(hào)時(shí)頻分析方法。文中采用5種時(shí)頻分析方法分別對(duì)心音信號(hào)進(jìn)行了時(shí)頻譜特性分析，結(jié)果表明：不同的時(shí)頻分析方法與待分析心音信號(hào)的特性有密切關(guān)系，即需要在小的交叉項(xiàng)干擾與高的時(shí)頻分辨率之間作綜合的考慮。鑒于此，本文提出了一種自適應(yīng)錐形核時(shí)頻（ATF）分析方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該分布能較好地反映心音信號(hào)的時(shí)頻結(jié)構(gòu)，其性能優(yōu)于一般錐形核分布（CKD）以及Choi-Williams分布（CWD）、譜圖（SPEC）等固定核時(shí)頻分析方法，從而選擇自應(yīng)錐形核時(shí)頻分析方法進(jìn)行心音信號(hào)分析。 c）心音信號(hào)特征向量提取。根據(jù)對(duì)3M Littmann（） Stethoscopes[31]數(shù)據(jù)庫(kù)中標(biāo)準(zhǔn)心音信號(hào)的時(shí)頻分析結(jié)果，提取8組特征數(shù)據(jù)，通過(guò)Fihser降維處理方法提取出了實(shí)現(xiàn)分類(lèi)可視化，且最易于分類(lèi)的心音信號(hào)的2維特征向量，作為心音信號(hào)分類(lèi)的特征向量。 d）心音信號(hào)分類(lèi)方法。根據(jù)心音信號(hào)特征向量組成的散點(diǎn)圖，研究了支持向量機(jī)核函數(shù)、多分類(lèi)支持向量機(jī)的選取方法，同時(shí)，基于分類(lèi)的目的 性和可信性，本文提出以分類(lèi)精度最大為判斷準(zhǔn)則的核函數(shù)參數(shù)與松弛變量的優(yōu)化方法，建立了心音信號(hào)分類(lèi)的支持向量機(jī)模型，選取標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)中NM、AF、AR、AS、MR每類(lèi)心音信號(hào)的80組2維特征向量中每類(lèi)60組數(shù)據(jù)作為支持向量機(jī)的學(xué)習(xí)樣本，對(duì)余下的每類(lèi)20組數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，得到每類(lèi)的分類(lèi)精度（Ar）均為100％，同時(shí)對(duì)臨床上采集的與上述4種同類(lèi)心臟雜音信號(hào)和正常心音信號(hào)中每類(lèi)24個(gè)心動(dòng)周期進(jìn)行分類(lèi)實(shí)測(cè)，分類(lèi)精度分別為：NM、AF、MR的分類(lèi)精度均為100％，而AR、AS均為95．83％，驗(yàn)證了該方法的分類(lèi)有效性。 e）心音信號(hào)分析與識(shí)別的軟件系統(tǒng)。本文以MATLAB語(yǔ)言的可視化功能實(shí)現(xiàn)了心音信號(hào)分析與識(shí)別的軟件運(yùn)行平臺(tái)構(gòu)建，可完成對(duì)心音信號(hào)的讀取、預(yù)處理，繪制時(shí)-頻、能量特性的三維圖及兩維等高線圖；同時(shí)，利用MATLAB與EXCEL的動(dòng)態(tài)鏈接，實(shí)現(xiàn)對(duì)心音信號(hào)分析數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)以及統(tǒng)計(jì)功能；最后，通過(guò)對(duì)心音信號(hào)2維特征向量的分析，實(shí)現(xiàn)心音信號(hào)的自動(dòng)識(shí)別功能。 本文的研究特色主要體現(xiàn)在心音信號(hào)特征向量提取的方法以及多分類(lèi)支持向量機(jī)模型的建立兩方面。 綜上所述，本文從理論與實(shí)踐兩方面對(duì)心音信號(hào)進(jìn)行了深入的研究，主要是采用自適應(yīng)錐形核時(shí)頻分析方法提取心音信號(hào)特征向量，根據(jù)心音信號(hào)特征向量組成的散點(diǎn)圖，建立心音信號(hào)分類(lèi)的支持向量機(jī)模型，并對(duì)正常心音信號(hào)和4種心臟雜音信號(hào)進(jìn)行了分類(lèi)研究，取得了較為滿(mǎn)意的分類(lèi)結(jié)果，但由于用于分類(lèi)的心臟雜音信號(hào)種類(lèi)及數(shù)據(jù)量尚不足，因此，今后的工作重點(diǎn)是采集更多種類(lèi)的心臟雜音信號(hào)，進(jìn)一步提高心音信號(hào)分類(lèi)精度，使本文研究成果能最終應(yīng)用于臨床心臟量化聽(tīng)診。 關(guān)鍵詞：心音信號(hào)，小波降噪，非平穩(wěn)信號(hào)，心臟雜音，信號(hào)處理，時(shí)頻分析，自適應(yīng)，支持向量機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本文以濾波技術(shù)飛速發(fā)展，小波濾波優(yōu)越性的凸現(xiàn)，以及虛擬儀器的易操作等良好特性為背景，以簡(jiǎn)單易行和濾波效果良好為研究目的，展開(kāi)本文信號(hào)濾波處理的研究工作。 在深入研究三種小波濾波方法原理和優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，本文提出了一種新的優(yōu)化濾波方法，包括以下三個(gè)方面： 首先，將靜態(tài)小波變換(SWT)應(yīng)用于濾波處理。利用SWT的平移不變性和冗余性來(lái)進(jìn)行含噪信號(hào)的分解，這樣不僅彌補(bǔ)了正交小波變換的不足，而且提高了濾波性能。 然后，提出了基于空域相關(guān)的優(yōu)化閾值函數(shù)濾波算法。該算法把小波系數(shù)間的相關(guān)性應(yīng)用于閾值濾波。它是在構(gòu)造出基于空域相關(guān)的顯著性函數(shù)和基于顯著性函數(shù)的閾值濾波過(guò)程的基礎(chǔ)上，提出了基于空域相關(guān)的優(yōu)化閾值函數(shù)，并且把極小化廣義交叉驗(yàn)證(GCV)得到均方差(MSE)意義下的最優(yōu)閾值作用于該優(yōu)化閾值函數(shù)。該濾波算法不僅實(shí)現(xiàn)了噪聲的有效去除，而且信號(hào)的重要特征也保留完好； 最后，引入了新型鎖相環(huán)--正交鎖相環(huán)(QPLL)。鑒于QPLL不僅具有鎖定范圍寬、入鎖速度快、鎖定后精度高的性能，而且還具有良好的抑制諧波、噪聲的能力，以及對(duì)波形畸變不敏感等良好特性，所以QPLL的引入達(dá)到了信號(hào)鎖定和優(yōu)化濾波的目的，使優(yōu)化濾波方法的設(shè)計(jì)更具新意，而且取得了更好的濾波效果。 為了驗(yàn)證優(yōu)化濾波方法，本文搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，它是由FPGA信號(hào)采集部分和LabVIEW軟件濾波處理兩個(gè)部分構(gòu)成。通過(guò)傳感器采集信號(hào)，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后送入FPGA。以FPGA為CPU控制A/D轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行波形數(shù)據(jù)緩存，在接收到LabVIEW的命令后，將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)送給串口。在LabVIEW中，從串口檢測(cè)所需的波形數(shù)據(jù)，然后通過(guò)優(yōu)化濾波方法將數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，最后在前面板中把實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示出來(lái)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該優(yōu)化濾波方法不僅能實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的濾波功能，而且簡(jiǎn)單易行，是一種有效的濾波方法。
上傳時(shí)間： 2013-07-20
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圖像的采集和傳輸是實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制、智能小區(qū)等諸多領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。基于傳統(tǒng)：PC的圖像采集已成為現(xiàn)實(shí)。隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)成為了后PC時(shí)代的一個(gè)熱點(diǎn)，它被廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)、信息家電等各行各業(yè)。同時(shí)，圖像的遠(yuǎn)程采集傳輸也朝著專(zhuān)業(yè)化、多樣化和低成本的方向發(fā)展。利用嵌入式技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像的遠(yuǎn)程采集傳輸正順應(yīng)了時(shí)代發(fā)展，有較大的實(shí)用價(jià)值。 本文主要研究了基于嵌入式的遠(yuǎn)程圖像采集傳輸系統(tǒng)。嵌入式終端采用$3C2410為核心的目標(biāo)板為硬件平臺(tái)，采用嵌入式Linux為系統(tǒng)平臺(tái)。系統(tǒng)通過(guò)連接在嵌入式終端的USB攝像頭完成靜態(tài)圖像數(shù)據(jù)采集，并進(jìn)行圖像壓縮處理。在圖像傳輸方面，論文設(shè)計(jì)了兩種模式：一種是通過(guò)Intemet傳輸?shù)摹⒒贐/S模式的傳輸方式。在該模式下，遠(yuǎn)端客戶(hù)機(jī)通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)架設(shè)在終端里的嵌入式服務(wù)器而獲得圖像信息。另一種是基于GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)線圖像傳輸。終端將采集到的圖像數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到擁有固定Ip的監(jiān)控服務(wù)器上來(lái)完成圖像遠(yuǎn)程傳輸。 本文首先介紹了圖像采集傳輸和嵌入式方面的相關(guān)內(nèi)容，并介紹了本論文所采用的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。為了順利開(kāi)發(fā)接著構(gòu)建了開(kāi)發(fā)環(huán)境，這里包括U-boot的移植、Linux系統(tǒng)的內(nèi)核編譯和移植、設(shè)備驅(qū)動(dòng)模塊的加載以及交叉編譯環(huán)境的建立。在此基礎(chǔ)上，利用Vide04Linux的接口函數(shù)，用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了圖像原始數(shù)據(jù)的采集程序，并利用JPEG算法了實(shí)現(xiàn)圖像壓縮。在基于B/S模式的傳輸方式中，首先利用Boa架設(shè)了嵌入式服務(wù)器，然后用C語(yǔ)言完成CGI腳本，該腳本將圖像嵌入網(wǎng)頁(yè)并實(shí)時(shí)更新以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁(yè)的動(dòng)態(tài)輸出。在基于GPRS實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)線圖像傳輸方式中，論文詳細(xì)分析了系統(tǒng)通訊數(shù)據(jù)流的特征，提出了采用辨識(shí)特征字符、數(shù)據(jù)打包等策略以實(shí)現(xiàn)GPRS的網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)通訊，并且在此基礎(chǔ)上用C語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，在PC(Linux)上用Socket編程實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控服務(wù)器軟件，該軟件用以接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)和控制嵌入式終端的系統(tǒng)狀態(tài)。最后，論文分析比較了兩種傳輸方式的區(qū)別和優(yōu)缺點(diǎn)。試驗(yàn)證明，采用兩種方式都能成功實(shí)現(xiàn)圖像的遠(yuǎn)程采集傳輸，并且試驗(yàn)效果較好。
標(biāo)簽： 嵌入式 遠(yuǎn)程圖像
上傳時(shí)間： 2013-05-17
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電壓空間矢量脈沖寬度調(diào)制技術(shù)是一種性能優(yōu)越、易于數(shù)字化實(shí)現(xiàn)的脈沖寬度調(diào)制方案。在常規(guī)SVPWM算法中，判定等效電壓空間矢量所處扇區(qū)位置時(shí)需要進(jìn)行坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)和反正切三角函數(shù)的運(yùn)算，計(jì)算特定電壓空間矢量作用時(shí)間時(shí)需要進(jìn)行正弦、余弦三角函數(shù)的運(yùn)算以及過(guò)飽和情況下的歸一化處理過(guò)程，同時(shí)，在整個(gè)SVPWM算法中還包含了無(wú)理數(shù)的運(yùn)算，這些復(fù)雜計(jì)算不可避免地會(huì)產(chǎn)生大量計(jì)算誤差，對(duì)高精度實(shí)時(shí)控制產(chǎn)生不可忽視的影響，而且這些復(fù)雜運(yùn)算的計(jì)算量大，對(duì)系統(tǒng)的處理速度要求高，程序設(shè)計(jì)復(fù)雜，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，占用系統(tǒng)資源多。因此，從工程實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā)，需要對(duì)常規(guī)SVPWM算法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 本文提出的優(yōu)化SVPWM算法，只需進(jìn)行普通的四則運(yùn)算，計(jì)算非常簡(jiǎn)單，克服了上述常規(guī)SVPWM算法中的缺點(diǎn)，同時(shí)，采用交叉分配零電壓空間矢量，并將零電壓空間矢量的切換點(diǎn)置于各扇區(qū)中點(diǎn)的方法，達(dá)到降低三相橋式逆變電路中開(kāi)關(guān)器件開(kāi)關(guān)損耗的目的。SVPWM算法要求高速的數(shù)據(jù)處理能力，傳統(tǒng)的MCU、DSP都難以滿(mǎn)足其要求，而具有高速數(shù)據(jù)處理能力的FPGA/CPLD則可以很好的實(shí)現(xiàn)SVPWM的控制功能，在實(shí)時(shí)性、靈活性等方面有著MCU、DSP無(wú)法比擬的優(yōu)越性。本文利用MATLAB/Simulink軟件對(duì)優(yōu)化的SVPWM系統(tǒng)原型進(jìn)行建模和仿真，當(dāng)仿真效果達(dá)到SVPWM系統(tǒng)控制要求后，在XilinxISE環(huán)境下采用硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)輸入方法與原理圖設(shè)計(jì)輸入方法相結(jié)合的混合設(shè)計(jì)輸入方法進(jìn)行FPGA/CPLD的電路設(shè)計(jì)與輸入，建立相同功能的SVPWM系統(tǒng)模型，然后利用ISESimulator（VHDL/Verilog）仿真器進(jìn)行功能仿真和性能分析，驗(yàn)證了本文提出的SVPWM優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的可行性和有效性。
標(biāo)簽： FPGACPLD SVPWM 算法優(yōu)化
上傳時(shí)間： 2013-07-30
上傳用戶(hù)：15953929477
隨著消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，越來(lái)越多的嵌入式電子產(chǎn)品走進(jìn)了千家萬(wàn)戶(hù)。電腦的形態(tài)也不再局限于以前的PC機(jī)，各式各樣的嵌入式系統(tǒng)出現(xiàn)在了眾多的行業(yè)和應(yīng)用中，其中ARM和Linux結(jié)合的產(chǎn)品在市場(chǎng)上最受青睞。ARM由于其低功耗、高性能、小體積、低成本受到了越來(lái)越廣泛的重視，成為眾多公司產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的主流硬件。而Linux則因其開(kāi)放的源代碼，可裁剪的內(nèi)核，便利的開(kāi)發(fā)環(huán)境，各硬件平臺(tái)的通用性，逐漸成為嵌入式開(kāi)發(fā)的主流操作系統(tǒng)。本課題的嵌入式MP3設(shè)計(jì)就是基于ARM和linux平臺(tái)的。 @@ 本課題實(shí)現(xiàn)了一個(gè)完整的嵌入式系統(tǒng)，選用zq2410開(kāi)發(fā)板為目標(biāo)平臺(tái)，linux作為目標(biāo)操作系統(tǒng)，在這樣的軟硬件環(huán)境下研究實(shí)現(xiàn)MP3播放器。 @@ 文章首先綜述了嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法，介紹了ARM處理器及其特點(diǎn)，Linux操作系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)模式以及如何搭建交叉開(kāi)發(fā)環(huán)境，然后介紹了所選硬件平臺(tái)zq2410目標(biāo)板的各種資源，在系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)中，介紹Uboot、Linux的裁剪和移植，根文件系統(tǒng)的制作以及核心驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)，應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)中，介紹了MP3的原理，移植Madplay MP3播放器，最后成功對(duì)Madplay播放器實(shí)現(xiàn)了綜合控制。 @@關(guān)鍵詞：嵌入式；ARM； Linux；驅(qū)動(dòng)程序；MP3；
上傳時(shí)間： 2013-05-26
上傳用戶(hù)：lo25643
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的飛速發(fā)展和3C(計(jì)算機(jī)、通信、消費(fèi)電子)的融合，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)滲透到各個(gè)領(lǐng)域。在32位嵌入式微處理器市場(chǎng)上，基于ARM(Advanced RISC Machine)內(nèi)核的微處理器在市場(chǎng)上處于絕對(duì)的領(lǐng)導(dǎo)地位，因此追蹤ARM技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)顯得尤為重要。在嵌入式操作系統(tǒng)的選擇上，Linux一直因其內(nèi)核精簡(jiǎn)、代碼開(kāi)放、易于移植等特點(diǎn)受到廣大嵌入式系統(tǒng)工程師的青睞。另外，嵌入式系統(tǒng)一旦具備網(wǎng)絡(luò)接入功能，其信息處理能力更加強(qiáng)大，因此有必要為嵌入式系統(tǒng)構(gòu)建Web服務(wù)器。 本文主要目的是研究基于ARM的嵌入式Linux開(kāi)發(fā)平臺(tái)構(gòu)建，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)。 文章深入剖析了ARM9的體系結(jié)構(gòu)，介紹了基于ARM9的S3C2410開(kāi)發(fā)板的特性及資源；闡述了嵌入式操作系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)及嵌入式Linux移植的基本方法；搭建了移植所需要的開(kāi)發(fā)環(huán)境，主要包括在宿主機(jī)Linux操作系統(tǒng)下編譯arm-linux交叉編譯工具等；然后詳細(xì)闡述了嵌入式Linux開(kāi)發(fā)平臺(tái)的構(gòu)建過(guò)程，包括對(duì)BootLoader的分析和移植，Linux2.6內(nèi)核的結(jié)構(gòu)分析、代碼修改以及內(nèi)核裁減、配置和移植，網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序的移植，以及根文件系統(tǒng)的創(chuàng)建。按文中提供的方法和技巧可以很方便的建立一個(gè)ARM-Linux開(kāi)發(fā)平臺(tái)。 文章最后給出了基于所建平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，即在上述所建的軟硬件平臺(tái)上創(chuàng)建Web服務(wù)器Boa，并基于Boa進(jìn)行應(yīng)用開(kāi)發(fā)。最終實(shí)現(xiàn)了基于Boa嵌入式Web服務(wù)器的服務(wù)器端表單處理程序，實(shí)現(xiàn)了PC機(jī)與目標(biāo)板的動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)交互功能，并且，通過(guò)PC機(jī)IE瀏覽器可以直接控制目標(biāo)板上的硬件和可執(zhí)行程序，以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)板的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶(hù)：kernaling
隨著二十一世紀(jì)的到來(lái)，人類(lèi)進(jìn)入了后PC時(shí)代。在這一階段，嵌入式技術(shù)得到了飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。目前，嵌入式技術(shù)及其產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于智能家用電器、智能建筑、儀器儀表、通訊產(chǎn)品、工業(yè)控制、掌上型電腦、各種智能IC卡的應(yīng)用等等。將嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用于多媒體移動(dòng)終端，充分發(fā)揮了嵌入式系統(tǒng)的低功耗、集成度高、可擴(kuò)充能力強(qiáng)等特點(diǎn)，可以達(dá)到集移動(dòng)、語(yǔ)音、圖像等各種功能于一身的效果。基于以上背景，本文提出了一種基于嵌入式Linux的多媒體播放器設(shè)計(jì)方案。 本文首先詳細(xì)分析了ARM體系結(jié)構(gòu)，研究了嵌入式Linux操作系統(tǒng)在ARM9微處理器的移植技術(shù)，包括交叉編譯環(huán)境的建立、引導(dǎo)裝載程序應(yīng)用、移植嵌入式Linux內(nèi)核及建立根文件系統(tǒng)，并且實(shí)現(xiàn)了嵌入式Linux到EP9315開(kāi)發(fā)板的移植。 由于嵌入式系統(tǒng)本身硬件條件的限制，常用在PC機(jī)的圖形用戶(hù)界面GUI系統(tǒng)不適合在其上運(yùn)行。為此，本文選擇了Qt/Embedded作為研究對(duì)象，在對(duì)其體系結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行研究基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了Qt/Embedded到EP9315開(kāi)發(fā)板的移植，完成了嵌入式圖形用戶(hù)界面開(kāi)發(fā)，使得系統(tǒng)擁有良好的操作界面。 針對(duì)現(xiàn)今MP3文件格式廣泛流行的特點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)了MP3播放器。在深入研究了MP3文件編碼原理的基礎(chǔ)上，詳細(xì)論述了播放器的設(shè)計(jì)過(guò)程，沒(méi)有使用硬件解碼方案，采用了軟件解碼，降低了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)成本：在視頻播放方面，本文實(shí)現(xiàn)了Linux系統(tǒng)下的通用媒體播放器——Mplayer到EP9315開(kāi)發(fā)板的移植。通過(guò)對(duì)音頻數(shù)據(jù)輸出的研究，解決了Mplayer播放聲音不正常的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)集音樂(lè)和視頻播放于一體的嵌入式多媒體播放系統(tǒng)。 最后，總結(jié)了論文所做的工作，指出了嵌入式多媒體播放器所需要進(jìn)一步解決和完善的問(wèn)題。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶(hù)：梧桐
虛擬儀器技術(shù)是以傳感器、信號(hào)測(cè)量與處理、微型計(jì)算機(jī)等技術(shù)為基礎(chǔ)而形成的一門(mén)綜合應(yīng)用技術(shù)。目前虛擬儀器大部分是基于PC機(jī)，利用PCI等總線技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)卡插拔不便，便攜性差。隨著嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)已經(jīng)應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，而市場(chǎng)上的嵌入式虛擬儀器系統(tǒng)還相當(dāng)少，各種研究工作才剛剛起步，各種高性能的虛擬儀器和處理系統(tǒng)在現(xiàn)代工業(yè)控制和科學(xué)研究中已成為必不可少的部分。因此在我國(guó)開(kāi)發(fā)具有較高性能、接口靈活、功能多樣化、低成本的虛擬儀器裝置勢(shì)在必行。 針對(duì)目前虛擬儀器系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)和特點(diǎn)，采用FPGA技術(shù)，進(jìn)行一種支持多種平臺(tái)的高速虛擬儀器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究，并針對(duì)高速虛擬儀器系統(tǒng)中的一些技術(shù)難點(diǎn)提出解決方案。首先進(jìn)行了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，確定了采用FPGA作為系統(tǒng)的控制核心，并選取了Labview作為PC平臺(tái)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)工具，利用USB2.0接口來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；同時(shí)選取嵌入式處理器S3C2410以及WinCE作為嵌入式系統(tǒng)硬軟件平臺(tái)。隨后進(jìn)行了各個(gè)具體模塊的設(shè)計(jì)，在硬件方面，分別設(shè)計(jì)了前端處理電路，ADC電路以及USB接口電路。在軟件方面，進(jìn)行了FPGA控制程序的設(shè)計(jì)工作，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各個(gè)模塊和接口電路的控制功能。在上層應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)方面，設(shè)計(jì)了Labview應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)了波形顯示和頻譜分析等儀器功能，人機(jī)界面良好。在嵌入式平臺(tái)上面，進(jìn)行了WinCE下GPIO驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)，并在上層應(yīng)用程序中調(diào)用驅(qū)動(dòng)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取。為了解決高速ADC與數(shù)據(jù)緩存器的速度不匹配的問(wèn)題，提出利用多體交叉式存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，并在FPGA內(nèi)對(duì)控制程序進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)其時(shí)序進(jìn)行了仿真。 最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了聯(lián)合調(diào)試工作，利用上層軟件對(duì)輸入波形進(jìn)行采集。根據(jù)調(diào)試結(jié)果看，該系統(tǒng)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行了較好的采樣和存儲(chǔ)，還原了波形，達(dá)到了預(yù)期效果。課題研究并且對(duì)設(shè)計(jì)出一種支持多平臺(tái)的新型虛擬儀器系統(tǒng)，具有性能好、使用靈活，節(jié)省成本等特點(diǎn)，具有較高的研究?jī)r(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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