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基于FPGA的GPS接收機(jī)基帶處理器的研究與設(shè)計.rar

互聯(lián)網(wǎng)、移動通信、星基導(dǎo)航是21世紀(jì)信息社會的三大支柱產(chǎn)業(yè)，而GPS系統(tǒng)的技術(shù)水平和發(fā)展歷程代表著全世界衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r。目前，我國已經(jīng)成為GPS的使用大國，衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)鏈也已基本形成。然而，我們對GPS核心技術(shù)(即如何捕獲衛(wèi)星信號并保持對信號的跟蹤)的研究還不夠深入，我國GPS產(chǎn)品的核心部分多數(shù)還是靠進(jìn)口。因此，對GPS核心技術(shù)的研究是非常緊迫的。本文首先介紹了GPS的定位原理，之后闡述了GPS接收機(jī)的基本原理一直接擴(kuò)頻通信和GPS信號的結(jié)構(gòu)與特性。從這些方面出發(fā)研究接收機(jī)基帶處理器的捕獲與跟蹤設(shè)計方案。設(shè)計過程中，先詳細(xì)分析了滑動相關(guān)的捕獲算法和基于FFT的快速捕獲算法，并利用matlab進(jìn)行了驗(yàn)證。由于前者靈活性好且可捕獲到高精度的碼相位和載波頻率，適合于本文的硬件接收機(jī)，所以本文確定了滑動相關(guān)的捕獲方案。接著分析了跟蹤環(huán)路的特點(diǎn)，跟蹤模塊采用碼跟蹤環(huán)和載波跟蹤環(huán)耦合的方法實(shí)現(xiàn)。由于GPS系統(tǒng)通常工作在非常低的信噪比環(huán)境中，而非相干環(huán)在低信噪比下環(huán)路跟蹤性能較好，所以碼跟蹤環(huán)采用非相干(DDLL)環(huán)實(shí)現(xiàn)。這種跟蹤環(huán)路采用的鑒相器是能量鑒相器，對數(shù)據(jù)的調(diào)制和載波相位都不敏感，鑒相器不會產(chǎn)生不確定量。由于輸入信號存在180°相位翻轉(zhuǎn)，而COSTAS鎖相環(huán)允許數(shù)據(jù)調(diào)制，對I支路和Q支路信號的180°相位翻轉(zhuǎn)不敏感，所以載波跟蹤環(huán)采用COSTAS鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)。上述算法在matlab環(huán)境下得到了驗(yàn)證。基帶處理器電路的主要模塊在Quartus II8.0開發(fā)平臺上利用VHDL硬件描述語言實(shí)現(xiàn)。然后利用EDA仿真工具M(jìn)odelSim-Altera6.1g進(jìn)行了邏輯仿真。本設(shè)計滿足系統(tǒng)功能和性能的要求，可以直接用于實(shí)時GPS接收機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計中，為自主設(shè)計GPS接收機(jī)奠定了基礎(chǔ)。最后，由于在弱電磁環(huán)境下，捕獲失鎖后32PPS信號會丟失。所以設(shè)計了一個能授時和守時的算法去得到與GPS時同步的精確授時秒信號。并且實(shí)現(xiàn)了這個算法。

標(biāo)簽： FPGA GPS 接收機(jī)

上傳時間： 2013-04-24

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FPGA可配置端口電路的設(shè)計.rar

可配置端口電路是FPGA芯片與外圍電路連接關(guān)鍵的樞紐，它有諸多功能：芯片與芯片在數(shù)據(jù)上的傳遞(包括對輸入信號的采集和輸出信號輸出)，電壓之間的轉(zhuǎn)換，對外圍芯片的驅(qū)動，完成對芯片的測試功能以及對芯片電路保護(hù)等。本文采用了自頂向下和自下向上的設(shè)計方法，依據(jù)可配置端口電路能實(shí)現(xiàn)的功能和工作原理，運(yùn)用Cadence的設(shè)計軟件，結(jié)合華潤上華0.5μm的工藝庫，設(shè)計了一款性能、時序、功耗在整體上不亞于xilinx4006e[8]的端口電路。主要研究以下幾個方面的內(nèi)容： 1.基于端口電路信號寄存器的采集和輸出方式，本論文設(shè)計的端口電路可以通過配置將它設(shè)置成單沿或者雙沿的觸發(fā)方式[7]，并完成了Verilog XL和Hspiee的功能和時序仿真，且建立時間小于5ns和保持時間在0ns左右。和xilinx4006e[8]相比較滿足設(shè)計的要求。 2.基于TAP Controller的工作原理及它對16種狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)換的控制，對16種狀態(tài)機(jī)的轉(zhuǎn)換完成了行為級描述和實(shí)現(xiàn)了捕獲、移位、輸出、更新等主要功能仿真。 3.基于邊界掃描電路是對觸發(fā)器級聯(lián)的構(gòu)架這一特點(diǎn)，設(shè)計了一款邊界掃描電路，并運(yùn)用Verilog XL和Hspiee對它進(jìn)行了功能和時序的仿真。達(dá)到對芯片電路測試設(shè)計的要求。 4.對于端口電路來講，有時需要將從CLB中的輸出數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)異或、同或、與以及或的功能，為此本文采用二次函數(shù)輸出的電路結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)以上的功能，并運(yùn)用Verilog XL和Hspiee對它進(jìn)行了功能和時序的仿真。滿足設(shè)計要求。 5.對于0.5μm的工藝而言，輸入端口的電壓通常是3.3V和5V，為此根據(jù)設(shè)置不同的上、下MOS管尺寸來調(diào)整電路的中點(diǎn)電壓，將端口電路設(shè)計成3.3V和5V兼容的電路，通過仿真性能上已完全達(dá)到這一要求。此外，在輸入端口處加上擴(kuò)散電阻R和電容C組成噪聲濾波電路，這個電路能有效地抑制加到輸入端上的白噪聲型噪聲電壓[2]。 6.在噪聲和延時不影響電路正常工作的范圍內(nèi)，具有三態(tài)控制和驅(qū)動大負(fù)載的功能。通過對管子尺寸的大小設(shè)置和驅(qū)動大小的仿真表明：在實(shí)現(xiàn)TTL高電平輸出時，最大的驅(qū)動電流達(dá)到170mA，而對應(yīng)的xilinx4006e的TTL高電平最大驅(qū)動電流為140mA[8]；同樣，在實(shí)現(xiàn)CMOS高電平最大驅(qū)動電流達(dá)到200mA,而xilinx4006e的CMOS驅(qū)動電流達(dá)到170[8]mA。 7.與xilinx4006e端口電路相比，在延時和面積以及功耗略大的情況下，本論文研究設(shè)計的端口電路增加了雙沿觸發(fā)、將輸出數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)二次函數(shù)的輸出方式、通過添加譯碼器將配置端口的數(shù)目減少的新的功能，且驅(qū)動能力更加強(qiáng)大。

標(biāo)簽： FPGA 可配置端口

上傳時間： 2013-07-20

上傳用戶：頂?shù)弥?/p>
基于FPGA的GPS信號捕獲與跟蹤系統(tǒng)設(shè)計研究.rar

互聯(lián)網(wǎng)、移動通信、星基導(dǎo)航是21世紀(jì)信息社會的三大支柱產(chǎn)業(yè)，而GPS系統(tǒng)的技術(shù)水平和發(fā)展歷程代表著全世界衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r。目前，我國已經(jīng)成為GPS的使用大國，衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)鏈也已基本形成。然而，我們對GPS核心技術(shù)的研究還不夠深入，我國GPS產(chǎn)品的核心部分多數(shù)還是靠進(jìn)口。 GPS接收機(jī)工作時，為了將本地信號和接收到的信號同步，要完成復(fù)雜的信號處理過程。其中，如何捕獲衛(wèi)星信號并保持對信號的跟蹤是最重要的核心技術(shù)。很多研究者提出了多種解決方法，但這些方法多數(shù)都只停留在理論階段，無法應(yīng)用于GPS接收機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時處理。本課題在分析了多種現(xiàn)有算法的基礎(chǔ)上，研究設(shè)計了基于FPGA的GPS信號捕獲與跟蹤系統(tǒng)。在研究過程中，首先利用Nemerix公司的GPS芯片組設(shè)計制作了GPS接收機(jī)模塊，它能正常穩(wěn)定地工作，并可用作GPS基帶信號處理的研究平臺；該平臺可實(shí)時地輸出GPS數(shù)字中頻信號；本課題在中頻信號的基礎(chǔ)上深入研究了GPS信號的捕獲與跟蹤技術(shù)。先詳細(xì)分析比較了幾種GPS信號捕獲方法，給出了步進(jìn)相關(guān)的捕獲方案；接著分析了跟蹤環(huán)路的特點(diǎn)，給出了鎖頻環(huán)和鎖相環(huán)交替工作跟蹤載波以及載波輔助偽碼的跟蹤方案，并最終實(shí)現(xiàn)了這些方案。本課題設(shè)計的GPS信號捕獲與跟蹤處理系統(tǒng)是通過硬件和軟件協(xié)同工作的方式實(shí)現(xiàn)的。硬件電路主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)速率高、邏輯簡單的相關(guān)器功能；而基于MicroBlaze軟處理器的軟件主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)速率低、邏輯復(fù)雜的功能。本文給出了硬件電路的詳細(xì)設(shè)計、仿真結(jié)果以及軟件設(shè)計的詳細(xì)流程。本課題最終在FPGA上實(shí)現(xiàn)了GPS信號的捕獲與跟蹤功能，而且系統(tǒng)的性能良好。由此可以得出結(jié)論：本設(shè)計能夠滿足系統(tǒng)功能和性能的要求，可以直接用于實(shí)時GPS接收機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計中，為自主設(shè)計GPS接收機(jī)奠定了基礎(chǔ)。本課題的研究得到了大連市信息產(chǎn)業(yè)局集成電路設(shè)計專項(xiàng)的資助，項(xiàng)目名稱是“定位與通信集成功能的SOC設(shè)計”，研究成果將在2008年上半年投入試用。

標(biāo)簽： FPGA GPS 信號捕獲

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：1583060504
MP3音頻編解碼運(yùn)算中IMDCT算法研究及其FPGA實(shí)現(xiàn).rar

近年來，隨著多媒體技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子、計算機(jī)、通訊和娛樂之間的相互融合、滲透越來越多，而數(shù)字音頻技術(shù)則是應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)之一。MP3(MPEG-1 Audio LayerⅢ)編解碼算法作為數(shù)字音頻的解決方案，在便攜式多媒體產(chǎn)品中得到了廣泛流行。在已有的便攜式MP3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案中，低速處理器與專用硬件結(jié)合的SOC設(shè)計方案結(jié)合了硬件實(shí)現(xiàn)方式和軟件實(shí)現(xiàn)方式的優(yōu)點(diǎn)，具有成本低、升級容易、功能豐富等特點(diǎn)。IMDCT(反向改進(jìn)離散余弦變換)是編解碼算法中一個運(yùn)算量大調(diào)用頻率高的運(yùn)算步驟，因此適于硬件實(shí)現(xiàn)，以降低處理器的開銷和功耗，來提高整個系統(tǒng)的性能。本文首先闡述了MP3音頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)和流程，以及IMDCT常用的各種實(shí)現(xiàn)算法。在此基礎(chǔ)上選擇了適于硬件實(shí)現(xiàn)的遞歸循環(huán)實(shí)現(xiàn)方法，并在已有算法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，減小了所需硬件資源需求并保持了運(yùn)算速度。接著提出了模塊總體設(shè)計方案，結(jié)合算法進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，并在EDA環(huán)境下具體實(shí)現(xiàn)，用硬件描述語言設(shè)計、綜合、仿真，且下載到Xilinx公司的VirtexⅡ系列xc2v1000FPGA器件中，在減小硬件資源的同時快速地實(shí)現(xiàn)了IMDCT，經(jīng)驗(yàn)證功能正確。

標(biāo)簽： IMDCT FPGA MP3

上傳時間： 2013-05-31

上傳用戶：Minly
基于FPGA的8051 IP核的設(shè)計

本文探索了自主系統(tǒng)CPU設(shè)計方法和經(jīng)驗(yàn)，同時對80C51產(chǎn)品進(jìn)行了必要的改進(jìn)。文章采用XILINX公司的Virtex-ⅡPro系列FPGA芯片，在相關(guān)EDA軟件平臺的支持下進(jìn)行基于FPGA的8051芯片的設(shè)計。在已公開的8051源代碼的基礎(chǔ)上，對其中的程序存儲器、指令存儲器做了較大幅度的修改，增加了定時器、串行收發(fā)器的軟件編寫，VerilogHDL語句共6000余行(見附錄光盤)。在設(shè)計中筆者特別的注意了源代碼中組合邏輯循環(huán)的去除，時序設(shè)計中合理確定建立時間和保持時間，保證了工作頻率的提高(工作頻率由12MHz提高到約30MHz)，串行收發(fā)器的下載實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該模塊頻率的提高。對設(shè)計高頻CPU提供了有益的借鑒。本文利用Modelsim進(jìn)行了功能仿真和后仿真，利用Synplify進(jìn)行了綜合，仿真和綜合結(jié)果達(dá)到了設(shè)計的預(yù)期要求，并為下載和組成系統(tǒng)作了準(zhǔn)備工作(設(shè)計了外圍電路的PCB板圖)。

標(biāo)簽： FPGA 8051 IP核

上傳時間： 2013-06-28

上傳用戶：梧桐
基于提升機(jī)構(gòu)的二維離散小波的FPGA設(shè)計

在衛(wèi)星遙感設(shè)備中，隨著遙感技術(shù)的發(fā)展和對傳輸式觀測衛(wèi)星遙感圖像質(zhì)量要求的不斷提高，航天遙感圖像的分辨率和采樣率也越來越高，由此引起高分辨率遙感圖像數(shù)據(jù)存儲量和傳輸數(shù)據(jù)量的急劇增長，然而衛(wèi)星信道帶寬有限。為了盡量保持高分辨率遙感圖像所具有的信息，必須解決輸入數(shù)據(jù)碼率和傳輸信道帶寬之間的矛盾。所以星載高分辨率遙感圖像數(shù)據(jù)的高保真、實(shí)時、大壓縮比壓縮技術(shù)就成了解決這一矛盾的關(guān)鍵技術(shù)。FPGA器件為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮提供了一種壓縮算法的硬件實(shí)現(xiàn)的一個理想的平臺。FPGA器件集成度高，體積小，通過用戶編程實(shí)現(xiàn)專門應(yīng)用的功能。它允許電路設(shè)計者利用基于計算機(jī)的開發(fā)平臺，經(jīng)過設(shè)計輸入，仿真，測試和校驗(yàn)，直到達(dá)到預(yù)期的結(jié)果，減少了開發(fā)周期。小波變換能夠適應(yīng)現(xiàn)代圖像壓縮所需要的如多分辨率、多層質(zhì)量控制等要求，在較大壓縮比下，小波圖像壓縮質(zhì)量明顯好于DCT變換，因此小波變換成為新一代壓縮標(biāo)準(zhǔn)JPEG2000的核心算法。同時，小波變換的提升算法結(jié)構(gòu)簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)快速算法，有利于硬件實(shí)現(xiàn)，因此提升小波變換對于采用FPGA或ASIC來實(shí)現(xiàn)圖像變換來說是很好的選擇。本文針對衛(wèi)星遙感圖像的數(shù)據(jù)流，主要研究可以對衛(wèi)星圖像進(jìn)行實(shí)時二維小波變換的方案。針對提升小波變換的VLSI結(jié)構(gòu)和FPGA設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)，從邊界延拓、濾波器結(jié)構(gòu)、整數(shù)小波、定點(diǎn)運(yùn)算、原位運(yùn)算等方面進(jìn)行了研究和討論，并且完成了針對衛(wèi)星遙感圖像的分塊二維9/7提升小波變換的FPGA實(shí)現(xiàn)。采用VerIlog語言對設(shè)計進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，并將仿真結(jié)果同matlab仿真結(jié)果進(jìn)行了比較，比較結(jié)果表明該方案能實(shí)現(xiàn)對衛(wèi)星遙感圖像數(shù)據(jù)流的二維提升小波變換的功能。同時QuartusII綜合結(jié)果也表明，系統(tǒng)時鐘能夠工作在很高的頻率，可以滿足高速實(shí)時對衛(wèi)星圖像的小波變換處理。

標(biāo)簽： FPGA 提升機(jī) 二維離散小波

上傳時間： 2013-06-15

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ARMCoreSight跟蹤調(diào)試技術(shù)的研究與應(yīng)用

隨著嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展、嵌入式應(yīng)用的不斷增長以及嵌入式系統(tǒng)復(fù)雜性不斷提高，嵌入式軟件的規(guī)模和復(fù)雜性也不斷提高。在目前的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中間，軟件開發(fā)占80％以上的工作量，嵌入式軟件的質(zhì)量和開發(fā)周期對產(chǎn)品的最終質(zhì)量和上市時間起到?jīng)Q定性的影響。因此，為了保持產(chǎn)品競爭力，支持用戶對嵌入式設(shè)備進(jìn)行快速、高效的軟件開發(fā)，嵌入式的開發(fā)人員迫切需要更加強(qiáng)大的調(diào)試技術(shù)和手段來為開發(fā)復(fù)雜的嵌入式應(yīng)用提供幫助；同時，強(qiáng)有力的嵌入式軟件開發(fā)工具也是基本的必備條件。本文結(jié)合ARM公司RVDS集成開發(fā)環(huán)境中調(diào)試模塊組成部分Event Viewer系統(tǒng)的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了對通過原始數(shù)據(jù)源采集到的CoreSight跟蹤數(shù)據(jù)的完整實(shí)時解析，并最終在顯示模塊中將其包含的信息以可視化的形式直觀地展現(xiàn)給用戶，以供后續(xù)的程序性能分析和嵌入式軟件系統(tǒng)調(diào)試。研究了與本課題相關(guān)的一些技術(shù)，包括CoreSight調(diào)試體系結(jié)構(gòu)、嵌入式常見調(diào)試技術(shù)、Eclipse平臺體系架構(gòu)及其插件擴(kuò)展點(diǎn)技術(shù)。在研究嵌入式集成開發(fā)環(huán)境國內(nèi)外現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，結(jié)合Event Viewer系統(tǒng)的整體需求，介紹了系統(tǒng)的總體設(shè)計及其功能模塊劃分，并給出了系統(tǒng)的第三方擴(kuò)展設(shè)計。討論了系統(tǒng)解析模塊的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)。在分析CoreSight跟蹤數(shù)據(jù)解析流程的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)中解析模塊進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計，并完成了基于ITM數(shù)據(jù)流的解析實(shí)現(xiàn)。結(jié)合系統(tǒng)的功能需求和解析模塊的設(shè)計，本文利用Eclipse插件擴(kuò)展點(diǎn)機(jī)制，劃分解析模塊提供對外擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)向第三方產(chǎn)品提供商提供擴(kuò)展接口的功能，第三方可以在此基礎(chǔ)上提供自己的解析處理。利用Eclipse View擴(kuò)展點(diǎn)和SWT/JFace技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對跟蹤數(shù)據(jù)的前臺展示，包括Text、Event、Analog三種類型；本文著重討論了Analog展示部分的詳細(xì)設(shè)計和實(shí)現(xiàn)，將解析后得到的Analog數(shù)據(jù)信息以實(shí)時曲線圖的形式展現(xiàn)給客戶，提供對Analog數(shù)據(jù)變化趨勢的直觀描述。

標(biāo)簽： ARMCoreSight 調(diào)試技術(shù)

上傳時間： 2013-04-24

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基于ARMLinux的多道脈沖幅度分析器數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計

隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，各種智能核儀器逐步走向自動化、智能化、數(shù)字化和便攜式的方向發(fā)展。針對傳統(tǒng)的多道脈沖幅度分析器體積大，人機(jī)交互不友好，不方便現(xiàn)場分析等的缺陷[5]。新型的高速、集成度高、界面友好的多道脈沖幅度分析器的陸續(xù)出現(xiàn)填補(bǔ)了這一缺點(diǎn)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，以ARM為核的處理器技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，相比較單片機(jī)而言，它的主頻高、運(yùn)算速度快，可以滿足多道脈沖幅度分析器的苛刻的時間上的要求。而且ARM處理器功耗小，適合于功耗要求比較苛刻的地方，這些方面的特點(diǎn)正好滿足了便攜式多道脈沖幅度分析器野外勘察的要求。同時，由于以ARM為核的處理器具有豐富的外設(shè)資源，這樣就簡化了外設(shè)電路及芯片的使用，降低了功耗并增強(qiáng)了產(chǎn)品的信賴性。另外，ARM芯片可以方便的移植操作系統(tǒng)，為多道脈沖幅度分析器多任務(wù)的管理和并行的處理，甚至硬實(shí)時功能的實(shí)現(xiàn)提供了前提。而且在ARM平臺使用嵌入式linux操作系統(tǒng)使多道脈沖幅度分析器的軟件易于升級。智能化和小型化是多道脈沖幅度分析器的發(fā)展趨勢。智能化要求系統(tǒng)的自動化程度高、操作簡便、容錯性好。智能化除了需要控制軟件外，還需要軟件命令的執(zhí)行者即硬件控制電路來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制邏輯，兩者的結(jié)合才能真正的實(shí)現(xiàn)智能化。小型化要求系統(tǒng)的體積小、功耗小、便于攜帶；小型化除了要求采用微功耗的器件，還要求電路板的尺寸盡量的小且所用元件盡量的少，但小型化的同時必須保持系統(tǒng)的智能化，即不能減少智能化所要求的復(fù)雜的邏輯和時序的控制功能。為此采用高集成度的ARM芯片實(shí)現(xiàn)控制電路能滿意地同時滿足智能化和小型化的要求。在研制的多道脈沖幅度分析器中，幾乎所有的控制都可以用控制芯片來實(shí)現(xiàn)，如閾值設(shè)定、自動穩(wěn)譜以及多道數(shù)據(jù)采集，在節(jié)省了元件的數(shù)目和電路板的尺寸的同時仍能保持系統(tǒng)的智能化程度。 Linux內(nèi)核精簡而高效，可修改性強(qiáng)，支持多種體系結(jié)構(gòu)的處理器等，使得它是一個非常適合于嵌入式開發(fā)和應(yīng)用的操作系統(tǒng)。嵌入式Linux可以運(yùn)行的硬件平臺十分廣泛，從x86、MIPS、POWERPC到ARM，以及其他許多硬件體系結(jié)構(gòu)。目前在世界范圍內(nèi)，ARM體系結(jié)構(gòu)的SOC逐漸占領(lǐng)32位嵌入式微處理器市場，ARM處理器及技術(shù)的應(yīng)用幾乎已經(jīng)深入到各個領(lǐng)域，例如：工業(yè)控制，無線通訊，網(wǎng)絡(luò)，消費(fèi)類電子，成像等。本課題采用三星公司生產(chǎn)的ARM(Advanced RISC Machines，先進(jìn)精簡指令集機(jī)器)芯片S3C2410A設(shè)計并研制了一種便攜式的核數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計方案。利用ARM芯片豐富的外設(shè)資源對傳統(tǒng)的多道脈沖幅度分析器進(jìn)行改進(jìn)和簡化。系統(tǒng)由前端探測器系統(tǒng)，以及由線性脈沖放大器、甄別電路、控制電路、采樣保持電路組成的前置電路，中央處理器模塊，顯示模塊，用戶交互模塊，存儲模塊，網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊等多個模塊組成。本設(shè)計基于ARM9芯片S3C2410，并在此平臺上移植了嵌入式linux操作系統(tǒng)來進(jìn)行任務(wù)的調(diào)度和處理等。電路板核心板部分設(shè)計采用6層PCB板結(jié)構(gòu)，這樣增加了系統(tǒng)可靠性，提高了電磁兼容的穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是多道脈沖幅度分析器的核心，A/D轉(zhuǎn)換直接使用了S3C2410內(nèi)置的ADC(Analog to Digital Converter,模數(shù)轉(zhuǎn)換器)，在2.5 MHz的轉(zhuǎn)換時鐘下最大轉(zhuǎn)換速度500 KSPS(Kilo-Samples per second,千采樣點(diǎn)每秒)，滿足了系統(tǒng)最低轉(zhuǎn)換時間≤5 μs的要求，并且控制簡單，簡化了外部接口電路。由于SD(Secure Digital Card，安全數(shù)碼卡)卡存儲容量大、攜帶方便、成本低等優(yōu)點(diǎn)，所以設(shè)計中采用其作為外部的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備,其驅(qū)動部分采用SD卡軟件包，為開發(fā)帶來了方便。本設(shè)計采用640*480的6.4寸LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示)屏作為人機(jī)交互的顯示部分，并且通過Qt/Embedded為系統(tǒng)提供圖形用戶界面的應(yīng)用框架和窗口系統(tǒng)。其中包括了波形顯示部分和用戶菜單設(shè)置部分，這樣方便了用戶操作。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存取方面是基于SQLite嵌入式小型數(shù)據(jù)庫而進(jìn)行的。為了方便數(shù)據(jù)向上位機(jī)的傳輸，系統(tǒng)設(shè)計中采用XML(Extensible Markup Language，可擴(kuò)展標(biāo)記語言)格式來組織傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，通過基于TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)協(xié)議的Linux下Socket套接字編程，來進(jìn)行與上位機(jī)或PC(Personal Computer,個人計算機(jī)或桌面機(jī))等的連接和數(shù)據(jù)傳輸。

標(biāo)簽： ARMLinux 多道分析器脈沖幅度

上傳時間： 2013-04-24

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基于ARMLinux的移動終端的研究和實(shí)現(xiàn)

網(wǎng)絡(luò)的普及和計算機(jī)微型化的趨勢使得移動終端成為未來人們生活中的必備。移動終端具有體積小，重量輕，易于攜帶的特點(diǎn)。它將PC的部分功能與手機(jī)的通訊功能結(jié)合起來，可以進(jìn)行無線通訊，還可以通過互聯(lián)網(wǎng)得到豐富多彩的服務(wù)。因此，針對移動終端的研究具有非常重要的意義。本文針對移動終端的移動性和無線上網(wǎng)功能提出一套基于ARM Linux平臺的解決方案。移動終端硬件部分采用基于S3C2410控制器的硬件平臺。采用USB接口的WiFi模塊作為無線網(wǎng)卡。采用FPGA模塊做信息加密處理。軟件部分采用嵌入式Linux系統(tǒng)作為操作系統(tǒng)，采用基于Qt的嵌入式Konqueror瀏覽器作為應(yīng)用程序。采用移動IPv6技術(shù)支持終端的移動性。本文闡述了移動終端軟件部分從底層到頂層的實(shí)現(xiàn)。包括了引導(dǎo)加載程序移植，Linux內(nèi)核的移植，NOR Flash驅(qū)動移植，網(wǎng)卡驅(qū)動移植，無線網(wǎng)卡驅(qū)動移植，LCD驅(qū)動的移植，觸摸屏驅(qū)動的移植，根文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，Qt/Embedded和Qtopia的移植以及嵌入式Konqueror的移植。并對原理、相關(guān)知識點(diǎn)以及實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行了詳細(xì)的說明。本文介紹了如何在移動終端上支持移動IPv6技術(shù)，搭建基于Linux的移動IPv6的實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)，并測試移動終端在不同的WiFi子網(wǎng)之間移動過程中與通信對端的連接情況。經(jīng)過測試表明，該移動終端可以在無線條件下通過瀏覽器訪問Internet，支持中文網(wǎng)頁并能通過鼠標(biāo)、鍵盤和觸摸屏進(jìn)行操作。在移動性上，移動終端在從家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)和外地網(wǎng)絡(luò)之間的漫游過程中能夠在一定的切換延遲下保持和通信對端的連接。

標(biāo)簽： ARMLinux 移動終端

上傳時間： 2013-04-24

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基于ARM的GPRSDTU的研發(fā)

嵌入式系統(tǒng)是當(dāng)前最為熱門的研究領(lǐng)域之一，也是“后PC時代”最有發(fā)展前景的方向之一。目前，它已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于信息家電、手持通信設(shè)備、儀器儀表、汽車、航空航天、工業(yè)控制以及數(shù)據(jù)采集等應(yīng)用領(lǐng)域，為人們的工作和生活帶來了極大的便利。其中，GPRS DTU是嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)控制和數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域的重要應(yīng)用，它可以實(shí)現(xiàn)將串口數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，提供了無線備份鏈路，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴０殡S著對智能化的需求日益增長，提出了智能化GPRS DTU的概念。除了原有的基本功能，還需要增加智能化功能模塊，比如支持自動心跳、保持永久在線，支持遠(yuǎn)程登錄，遠(yuǎn)程Web管理，遠(yuǎn)程自動更新等。這樣就極大地節(jié)省了后期維護(hù)費(fèi)用，降低了成本。因此，對智能化GPRS DTU的研究具有廣泛的意義和良好的商業(yè)前景。本文主要是設(shè)計并實(shí)現(xiàn)智能化GPRS DTU的應(yīng)用平臺，對關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究。首先從理論的層次介紹了嵌入式系統(tǒng)的基本概念和設(shè)計流程，在理論研究和項(xiàng)目實(shí)踐的基礎(chǔ)上，總結(jié)了抓住本質(zhì)、分層整合、協(xié)同分工、情景分析等學(xué)習(xí)方法；介紹GPRS DTU硬件平臺的組成，以ATMEL公司的AT91RM9200為核心控制單元，以Telit的GM862作為GPRS功能模塊，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)級指標(biāo)要求；總結(jié)出Linux下ELF文件轉(zhuǎn)換為binary文件的方法，然后重點(diǎn)解決了U-boot應(yīng)用于AT91RM9200重映射機(jī)制的修正，設(shè)計出面向智能化GPRS DTU的嵌入式混合文件系統(tǒng)（Cramfs+JFFS2+Initramfs），針對該文件系統(tǒng)對Linux-2．6．20進(jìn)行了移植和裁剪；最后以串口/Ethernet數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計來說明應(yīng)用開發(fā)的基本模型。本系統(tǒng)研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)均已獲得相應(yīng)的成果，對智能化GPRS DTU的發(fā)展給予了有力的技術(shù)支持。

標(biāo)簽： GPRSDTU ARM

上傳時間： 2013-04-24

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