如同今天的許多通用單片機(MCU)已經把USB、CAN和以太網作為標準外設集成在芯片內部一樣,越來越多的無線網絡芯片和無線網絡解決方案也在向集成SoC 方向發展,比如第一代產品,Nordic公司nRF905,Chipcon公司cc1010 他們集成了8051兼容的單片機.這些無線單片機適合一般的點對點和點對多點的私有網絡應用,如單一產品的遙控器和抄表裝置等。無線通訊技術給智能裝置的互連互通提供了便捷的途徑,工業無線網絡作為面向工業和家庭自動化的網絡技術也正在向著智能,標準和節能方向發展。 目前在工業控制和消費電子領域使用的無線網絡技術有ZigBee、無線局域網(Wi-Fi)、藍牙(Blutooth)、GPRS通用分組無線業務、 ISM、IrDA等, 未來還能有3G、超寬頻(UWB)、無線USB、Wimax等。 當然還有大量的私有和專用無線網絡在工業控制和消費電子裝置中使用,其中ZigBee、GPRS是在目前在國內工業控制中討論和使用比較多的兩種,藍牙和無線局域網是在消費電子產品如手機、耳機、打印機、照相機和家庭中小企業網絡中廣泛使用的無線協議(個別工業產品也有應用,如無線視頻監控和汽車音響系統),當然私有無線網絡技術和產品在工業也有很多的應用。 ZigBee是一個低功耗、短距離和低速的無線網絡技術,工作在2.4GHz國際免執照的頻率,在IEEE標準上它和無線局域網、藍牙同屬802家族中的無線個人區域網絡, ZigBee是有兩部分組成,物理和鏈路層符合IEEE802.15.4, 網絡和應用層符合ZigBee聯盟的規范。ZigBee聯盟是在2002年成立的非盈利組織,有包括TI、霍尼威爾、華為在內兩百多家成員, ZigBee聯盟致力推廣兼容802.15.4和ZigBee協議的平臺, 制定網絡層和應用架構的公共規范,希望在樓宇自動化、居家控制、家用電器、工業自動控制和電腦外設等多方面普及ZigBee標準。 GPRS是在現有的GSM 網絡發展出來的分組數據承載業務,它工作在標準的GSM頻率,由于是一個分組交換系統,它適合工業上的突發,少量的數據傳輸,還因為GSM網絡覆蓋廣泛,永遠在線的特點,GPRS特點適合工業控制中的遠程監控和測量系統。在工業控制應用中GPRS 芯片一般是以無線數傳模塊形式出現的,它通過RS232全雙工接口和單片機連接,軟件上這些模塊都內置了GPRS,PPP和TCP/IP協議,單片機側通過AT指令集向模塊發出測試,連接和數據收發指令,GPRS模塊通過中國移動cmnet進入互聯網和其他終端或者服務器通訊。目前市場常見的模塊有西門子G24TC45、TC35i,飛思卡爾G24,索愛GR47/48, 還有Wavecom 的集成了ARM9核的GPRS SoC模塊WMP50/100。GPRS模塊有區分自帶TCP/IP協議和不帶協議兩種,一般來講,如果是單片機側有嵌入式操作系統和TCP/IP協議支持的話或者應用的要求只是收發短信和語音功能的話,可以選擇不帶協議的模塊。 先進的SoC技術正在無線應用領域發揮重要的作用。德州儀器收購了Chipcon公司以后發布的CC2430 是市場上首款SoC的ZigBee單片機, 見圖1,它把協議棧z-stack集成在芯片內部的閃存里面, 具有穩定可靠的CC2420收發器,增強性的8051內核,8KRAM,外設有I/O 口,ADC,SPI,UART 和AES128 安全協處理器,三個版本分別是32/64/128K的閃存,以128K為例,扣除基本z-stack協議還有3/4的空間留給應用代碼,即使完整的ZigBee協議,還有近1/2的空間留給應用代碼,這樣的無線單片機除了處理通訊協議外,還可以完成一些監控和顯示任務。這樣無線單片機都支持通過SPI或者UART與通用單片機或者嵌入式CPU結合。 2008年4月發表CC2480新一代單片ZibBee認證處理器就展示出和TI MSP430 通用的低功耗單片機結合的例子。圖1 CC2430應用電路 工業控制領域的另一個芯片巨頭——飛思卡爾的單片ZigBee處理器MC1321X的方案也非常類似,集成了HC08單片機核心, 16/32/64K 閃存,外設有GPIO, I2C和ADC, 軟件是Beestack 協議,只是最多4K RAM 對于更多的任務顯得小了些。但是憑借32位單片機Coldfire和系統軟件方面經驗和優勢, 飛思卡爾在滿足用戶應用的彈性需求方面作的更有特色,它率先能夠提供從低-中-高各個層面的解決方案,見圖2。
標簽: 單片機 工業無線網絡
上傳時間: 2013-11-02
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FPGA開發攻略下
標簽: FPGA
上傳時間: 2013-11-18
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研究了一種采用FPGA將高清數字電視信號轉換為標清數字電視信號的方法,利用重采樣等技術降低了圖像中每行的有效像素和垂直行,完成了HD-SDI到SD-SDI的下變換。設計實現簡單,目前已運用于實際工程當中。
標簽: HD-SDI FPGA 變換
上傳時間: 2014-11-29
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針對固定碼長Turbo碼適應性差的缺點,以LTE為應用背景,提出了一種幀長可配置的Turbo編譯碼器的FPGA實現方案。該設計可以依據具體的信道環境和速率要求調節信息幀長,平衡譯碼性能和系統時延。方案采用“自頂向下”的設計思想和“自底而上”的實現方法,對 Turbo編譯碼系統模塊化設計后優化統一,經時序仿真驗證后下載配置到Altera公司Stratix III系列的EP3SL150F1152C2N中。測試結果表明,系統運行穩健可靠,并具有良好的移植性;集成化一體設計,為LTE標準下Turbo碼 ASIC的開發提供了參考。
標簽: Turbo LTE 標準 編譯碼器
上傳時間: 2013-10-28
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基于FPGA芯片Stratix II EP2S60F672C4設計了一個適用于寬帶數字接收機的帶寬可變的數字下變頻器(VB-DDC)。該VB-DDC結合傳統數字下變頻結構與多相濾波結構的優點,實現了對輸入中頻信號的高效高速處理,同時可以在較大范圍內對信號處理帶寬靈活配置。硬件調試結果驗證了本設計的有效性。
標簽: FPGA 寬帶數字 接收機 帶寬
上傳時間: 2013-11-03
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基于Message-Passing Interface ( MPI)的編程環境,以PML (Perfectly Matched Layer)為吸收邊界條件,討論了時域有限差分法FDTD的三維并行運算情況。通過一定的數值計算,定量地給出了MPI下FDTD并行算法中的網格數、進程數、分割方式三者之間的關系以及對計算效率的影響。
標簽: FDTD MPI 并行運算 分
上傳時間: 2013-11-05
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對于獨立同分布的瑞利衰落信道,Grassmann碼本可以取得良好的系統性能,但是當MIMO信道存在空間相關性時,該碼本不可避免的帶來性能損失,本文針對空間相關的MIMO信道,通過用發送相關矩陣的平方根對傳統Grassmann碼本進行旋轉,然后再量化,得到適用于空間相關信道下的新碼本,并通過實驗仿真闡釋了新得到的碼本對于傳統碼本在誤碼率和信道容量方面等方面的性能優勢。
標簽: MIMO 信道 反饋 預編碼
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隨著WIFI技術的發展,無線AP數量的增加,高效、方便的無線網絡得到快速普及。為了給園區內游客提供方便快捷的位置服務,同時,由于WIFI信號的不穩定造成定位不準確的原因;通過模仿移動終端移動過程中無線信號的識別過程,確保定位的準確性,提出了基于WINCE下WIFI定位的閾值判決策略,通過模仿此過程的實驗,得出數據并驗證了閾值判決策略是可以提高定位的準確性的。
標簽: WINCE WIFI 定位 可靠性
上傳時間: 2014-12-29
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摘 要: 針對非同分布的Nakagami信道,基于矩生成函數MGF(Moment Generation Function)的分析方法,提出正交空時分組碼系統STBC(Space-Time Block Coding)的一種快速性能評估算法,不需要涉及超幾何函數積分運算,可在中高信噪比時,快速準確地估計STBC系統的符號錯誤概率性能。在平坦瑞利衰落信道下的計算機仿真表明,該算法與已有的STBC系統的近似估計算法相比,具有較優的性能。 關鍵詞: 正交空時分組碼; MIMO; MGF; 誤符號率
標簽: Nakagami STBC 分布
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提出Linux用戶空間下的一種高性能定時器池的實現方法。主要基于時間輪、紅黑樹及Linux內核提供了一種利于管理的定時器句柄Timerfd。結合紅黑樹、位圖、時間輪等技術,設計一種高性能級定時器池。池中定時器的粒度可達到40 ms,滿足用戶空間低延時的應用需求,同時又可以方便地管理一定數量的定時器。
標簽: Linux 性能 定時器
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