近些年來,隨著以計算機技術、通信技術為主的信息技術的快速發展和Internet的廣泛應用,嵌入式系統也受到了越來越多的重視,日益廣泛的應用與工業控制、移動通訊、家用電器以及消費電子設備中。 而數據采樣在現代工業中發揮著非常重要的作用,工業設備的監測和控制都離不開數據的采集。但傳統的基于單片機系統的數據采樣模塊因為無法或很難完成操作系統的嵌入、文件的管理、各種接口的連接、與Internet的互聯、大容量存儲器的擴展等功能,所以在許多領域的應用受到限制。針對這些問題,設計開發了基于Linux操作系統的嵌入式數據采集模塊。 本文在綜合分析了現有數據采集系統存在問題的基礎上,新設計的嵌入式數據采集系統采用板卡式結構提高了系統的可擴展性和靈活性;采用嵌入式Linux內核作為系統的運行、調度的核心,提高了系統的軟件可移植性和穩定性;采用基于ARM9核的32位嵌入式微處理器,作為控制、處理和通信的核心,提高了整個硬件系統的處理能力、控制靈活性以及抗干擾能力,并降低了功耗。系統有強大的網絡通信能力,為接入Internet提供了可能。 基于ARM的嵌入式數據采集與處理系統結構清晰、通用性好、可擴展性強,可為各種嵌入式應用提供一套完整的硬、軟件解決方案,在工業測量與控制領域具有較為廣闊的應用前景。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著多媒體技術和網絡技術的發展,嵌入式圖像采集系統的研究與實現越來越受到人們的重視。傳統的圖像采集系統一般采用基于PC機平臺和視頻采集卡的形式,該方案系統體積大、成本高,在遠距離、多點系統中實現困難。在這種背景下,設計一種輕便小巧的采集系統來采集、存儲并顯示所需的圖像成為市場所需。 本論文研究設計了一種基于嵌入式的圖像采集與傳輸系統,具有體積小、成本低、穩定性高等優點。該系統硬件平臺采用基于ARM920T核的S3C2410X處理器,軟件采用嵌入式Linux操作系統,利用USB攝像頭采集圖像并在目標板的LCD上進行顯示,通過網絡還可將采集到的圖像傳輸到PC機上顯示。該方案大大降低了系統的復雜性,同時提高了系統的穩定性和圖像質量,可以擴展應用在遠程監控系統等諸多領域,具有廣闊的市場和應用前景。 本論文首先介紹了課題研究的時代背景、實踐意義和研究現狀,并對嵌入式系統開發的基礎理論知識作了介紹,在此基礎上給出了嵌入式圖像采集與傳輸系統的總體結構設計;接著詳細分析了嵌入式Linux操作系統的開發技術,包括嵌入式開發環境的建立、Bootloader移植、Linux內核移植和根文件系統的制作,并介紹了嵌入式Linux下的設備驅動程序,實現了USB攝像頭驅動的移植,完成了利用攝像頭采集圖像的功能;然后完成了MiniGUI圖形用戶界面的移植和圖像在LCD上的顯示;最后實現了基于socket的網絡通信,完成了視頻采集和傳輸系統的整體功能,并給出了最終的實驗結果。 論文的最后是對全文的一個總結,對系統設計所完成的工作進行了概括,指出所存在的不足,對后續的研究工作做了進一步的展望,并給出了改進方法。
上傳時間: 2013-04-24
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本文深入研究了Nios 自定制指令的軟硬件接口,基于Altera 的IP 核FFT V2.2.0實現了變換長度為1024 點的高速復數FFT 算法,提出了一種在Nios 嵌入式系統中定制用戶FFT 算
上傳時間: 2013-04-24
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本文以正在研制的某新型電臺為應用背景,研究在電臺上使用觸摸屏的硬件設計方法和軟件實現途徑。 觸摸屏是人機交互發展的方向。目前已在多種領域得到了廣泛地應用,而使用觸摸屏代替按鍵在無線電臺上實現人機交互功能目前尚不多見。在無線電臺上使用觸摸屏可以盡可能地減少電臺的體積,同時采用常見的Windows風格的操作系統,可以使電臺不僅易于攜帶,也更便于操作。 本文的研究是基于ARM的硬件平臺和Windows CE的軟件平臺。硬件平臺的內核模塊采用ARM920T核的S3C2410嵌入式處理器,外部包含64M的SDRAM和64M的NAND Flash;硬件平臺還集成了LCD,觸摸屏等人機接口,同時提供了USB主控制器接口、SD卡擴展接口和RS232接口。平臺技術先進,結構合理,功能較完備,整體性、可擴充性強。 在此硬件平臺的基礎上,本文深入分析了基于Windows CE軟件平臺的構建,對應用開發所涉及工具軟件作了介紹,并依據應用開發的需要定制了Windows CE內核。本文對LCD、觸摸屏和USB的驅動程序作了深入研究,并在此基礎上初步涉及了Windows CE應用程序開發,實現了電臺操作界面,實現了基本的數據錄入與輸出功能。
上傳時間: 2013-07-26
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針對儀器儀表向高端產品的發展趨勢,課題提出并設計實現了一種基于嵌入式μC/OS-Ⅱ操作系統和ARM7微處理器為核心的控制平臺,使儀表的使用更加方便、智能。系統融合了嵌入式系統、USB通信、LAN通信、顯示等多項快速發展的技術,通過USB模塊和LAN網絡的數據傳輸,實現了高端儀表與外部設備的通信,整個平臺具有高速、實時傳輸數據等特性,能夠廣泛地應用于多種行業的現場測量中。 硬件方面,課題采用具有ARM7TDMI核的LPC2220微處理器作為系統的控制平臺,并結合應用設計出了顯示模塊、USB通信模塊、LAN通信模塊。控制平臺通過USB通信模塊和LAN通信模塊,建立與外部設備的數據處理通道,將與SPI接口連接的儀表數據進行傳輸處理。USB接口電路采用了Cypress公司的CY7C68001芯片,LAN通信模塊則采用了CIRRUSLOGIC的以太網控制器CS8900實現底層驅動。 軟件方面,首先將μC/OS-Ⅱ操作系統移植到ARM7上,并在嵌入式μC/OS-Ⅱ環境下編寫了各硬件模塊的驅動程序。在驅動程序的基礎上設計了VFD顯示程序、USB通信和網絡通信等應用模塊,驗證了數據處理平臺具有的各項功能。網絡通信模塊中,WEB SERVER在控制平臺實現,在上位PC上輸入服務器的固定IP地址,實現控制命令的發送、數據包的接收等功能。 經測試,系統運行正常,較好的實現了各項設計目標,從而證明了本文的方法是可行的。本系統為高端儀表的數據處理提供了一個有效的解決方案,具有良好的應用前景。
上傳時間: 2013-06-06
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隨著計算機技術的發展,嵌入式系統已成為計算機領域的一個重要組成部分。本文用嵌入式系統構建了一個電力機車主變壓器故障診斷試驗平臺。 在電力機車主變壓器綜合測試及故障診斷領域中,我國幾個大型的電力機車廠的變壓器測試依然采用人工讀數,而這種方法的特點是:效率比較低,數據存在誤差等。因此非常有必要采用自動測試系統,而如果用工控機作為控制中心來進行測試,成本將比較高,因此,本文采用基于ARM的嵌入式系統作為控制中心來進行測試。這樣系統的成本更低,操作更方便,數據更準確。 本文詳細地介紹了基于ARM微處理器ST2410及Linux操作系統的電力機車主變壓器綜合測試及故障診斷系統的開發與實現過程。主要有三部分:硬件平臺設計與實現部分;軟件平臺設計部分;應用程序的開發等3部分。 本論文的研究主要是基于ARM-linux的平臺。它的內核模塊采用了ARM920T核的S3C2410,外部有SDRAM、FLASH、串口、網卡、鼠標、鍵盤、LCD等,同時還提供有擴展插槽,該平臺主要面向高性能的電力、工業控制等,適用于網絡的研究;本文探討嵌入式軟件開發模式,宿主機與目標機,交叉編譯環境的搭建,Linux內核和外設驅動的移植,以及圖形用戶界面QT和應用程序開發移植等;另外,在該平臺開發了應用程序,具體包括串口通信,網絡通信,數據庫編程等。
上傳時間: 2013-07-10
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SoC(System On a Chip)又稱為片上系統,是指將微處理器、模擬IP核、數字IP核和存儲器(或片外存儲器接口)集成在單一芯片上。SoC產品不斷朝著體積小、功能強的方向發展,芯片內部整合越來越多的功能。ARM架構作為嵌入式系統流行的應用,其應用的擴展面臨軟件擴充的問題,而X86平臺上卻有很多軟件資源。若將已有的X86軟件移植到ARM平臺,則可以在一定程度上解決軟件擴充的問題。 本論文針對X86指令在ARM中兼容的應用,以智能手機的應用為例,提出了基于ARM嵌入式平臺,使用X86指令到ARM指令的二進制翻譯模塊,達到對X86指令的兼容。主要研究ARM公司的片上總線系統——AMBA AHB和AMBA APB片上總線標準。對Multi-layer總線結構進行研究,分析了Multi-layer AHB系統中使用的Bus Matrix模塊的結構,從Bus Matrix模塊的內部矩陣結構和系統架構兩方面針對系統的特點作出優化。 最后介紹了論文采用的事物級模型與Verilog HDL協同仿真的方法和系統的控制過程,通過仿真結果的比較,驗證了利用二進制翻譯模塊實現X86指令執行的可行性和優化后的架構較適合于X86翻譯系統的應用。
上傳時間: 2013-06-28
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正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技術是一種多載波傳輸技術,它的基本思想是在頻域內將給定信道劃分成幾個相互正交的子信道,每個子信道使用一個子載波進行調制,各子載波并行傳輸。該技術可以有效提高頻譜利用率,能夠對抗多徑效應產生的頻率選擇性衰弱和載波間干擾,在時變、頻變、多徑干擾嚴重的水聲信道中具有較強的優勢。 隨著計算機和多媒體通信技術的發展,嵌入式系統在各個領域的應用不斷深入。其中,基于ARM技術知識產權(IP)核的微處理器依靠其高性能、低功耗和易擴展的特點,在工業控制、無線通信、消費電子等多個領域得到廣泛的應用;隨著嵌入式系統復雜度的提高,操作系統已成為嵌入式系統不可缺少的一部分。其中,嵌入式Linux憑借免費開源、功能強大、成熟穩定等特點,目前已成為主要的嵌入式操作系統之一。 數字信號處理器(Digital Signal Processor,DSP)具有很強的數字信號處理能力,可以滿足各種高實時要求,但其尋址范圍小,I/O功能較差。ARM+DSP雙處理器的結構可以充分利用ARM和DSP各自的優勢實現協同工作。 本論文的主要工作是研究和實現一個基于OFDM技術的由ARM+DSP硬件平臺實現的能夠完成水下聲信道圖像傳輸的系統。主要研究內容包括OFDM系統的基本原理、ARM+DSP底層硬件的驅動和控制,Linux操作系統的移植、MiniGUI人機界面的設計、相關應用軟件的編寫以及在TMS320VC5502上初步實現OFDM的調制解調,以期對今后水下圖像傳輸系統的實現能具有較大的參考價值。
上傳時間: 2013-05-20
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隨著網絡、通信和微電子技術的快速發展和人民物質生活水平的提高,視頻監控系統以其直觀、方便和信息內容豐富的特點而被廣泛的應用。本文利用ARM+DSP的雙核結構,對基于ARM+DSP嵌入式的視頻監控系統進行了設計和研究。 本系統大致分成兩部分-DSP圖像采集處理部分和ARM實時控制應用部分兩部分。子系統分別選用TMS320DM642和AT91RM9200作為兩部分的主控芯片,利用它們各自的優勢在系統中發揮不同的功能。 DSP的圖像采集處理部分通過CCD攝像頭對特定的區域采集視頻圖像,并由視頻解碼芯片進行視頻解碼處理。處理后的數字視頻信號放入DSP內通過視頻運動檢測算法進行圖像處理,以掌握是否有異常的情況發生。如果有異常情況發生,則立刻由DSP向ARM實時控制應用部分施加中斷信號,并將識別處理后的結果全部發送過去。 ARM的實時控制應用部分實現對DSP圖像采集處理部分的實時控制,實現支持Linux平臺的硬件架構,實現網口、串口和USB等接口用于數據傳輸,實現圖像的顯示和友好的人機界而等等。ARM實時控制應用部分本身不參與圖像識別和處理相關的算法實現,而只是配合DSP將圖像處理的結果顯示出來,并在恰當的時機觸發外部控制器實現一定的對外控制功能。 基于ARM+DSP架構的視頻監控系統的設計思想與實現原理,本系統分為控制模塊和視頻處理模塊,二者獨立開發和調試,通過HPI并行方式連接,提高了軟硬件任務的模塊化程度,增加了系統的穩定性、可靠性和靈活性,符合嵌入式視頻監控的功能要求,可以面對日益復雜的視頻應用。本文還介紹了基于AT91RM9200處理器子系統開發板的底層BootLoader程序的開發和對Linux操作系統移植的過程。最后論文在設計并實現的基礎上對系統的改進提出了一些新的方法和建議。
上傳時間: 2013-06-19
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在當前的電子信息技術和網絡技術高速發展的后PC時代,嵌入式系統已經廣泛地滲透到科學研究、工程設計、軍事技術、商業文化藝術、娛樂業以及人們日常生活中的方方面面。與此同時,PDA因其小巧,功能強大,日益受到人們的青睞。因此,對嵌入式Linux的PDA研究具有非常重要的意義。 本文的研究主要是基于ARM和Linux的PDA軟硬件平臺的開發。硬件平臺的內核模塊采用ARM920T核的S3C2410X嵌入式處理器,外部包含64M的SDRAM和64M的NAND Flash,硬件平臺還集成了液晶、觸摸屏等人機接口和嵌入式GPS模塊,同時提供了USB主機、SD卡擴展接口。該平臺技術先進,結構合理,功能較完備,整體性、可擴充性強,還可以作為其他嵌入式系統硬件開發的良好平臺和有益借鑒。 在此硬件平臺的基礎上,本文深入探討和解決了Linux操作系統和嵌入式圖形用戶接口移植過程中所面臨的任務和難題。論文首先研究了硬件平臺下引導Linux啟動的Bootloader的設計方法和實現過程。然后,給出了Linux2.4內核和YAFFS文件系統的啟動分析和移植到硬件平臺的整個過程。并且,在Linux內核驅動模型的基礎上,實現了LCD幀緩沖顯示設備Framebuffer、觸摸屏、USB驅動程序的開發。最后,實現了圖形化用戶接口Qt/E在嵌入式Linux平臺上的移植。通過Linux操作系統和圖形化用戶接口Qt/E等軟件平臺的實現,為PDA平臺提供了良好的圖形化操作系統支持,從而大大減少了PDA產品的開發難度和開發周期。 另外,在開發實現的PDA軟硬件平臺的基礎上給出了—個地圖的顯示以及實現放大、縮小等功能的程序,為綜合應用了PDA平臺軟硬件資源提供了—個有用的實例。
上傳時間: 2013-04-24
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