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功耗優(yōu)化

基于ARM的自動(dòng)售貨機(jī)控制器的研究與開(kāi)發(fā)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已成為近年來(lái)新興的研究熱點(diǎn)。嵌入式系統(tǒng)的硬件核心是嵌入式微處理器，ARM處理器以其高性能、低功耗、低成本等優(yōu)點(diǎn)占領(lǐng)了嵌入式系統(tǒng)處理器的大部分市場(chǎng)，基于ARM的嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用已深入到工業(yè)控制、網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備等領(lǐng)域。Linux作為功能強(qiáng)大、源碼公開(kāi)的操作系統(tǒng)，在嵌入式領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。本文針對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)在校園一卡通系統(tǒng)中的應(yīng)用要求，以開(kāi)發(fā)具有射頻卡結(jié)帳功能的新型自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)，并與校園一卡通信息管理系統(tǒng)相連為目標(biāo)，提出了基于ARM-Linux的自動(dòng)售貨機(jī)控制器總體設(shè)計(jì)方案。根據(jù)方案對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，在分析嵌入式軟硬件可實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，采用數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)和能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)腍MS30C7202微處理器，對(duì)ARM處理器最小系統(tǒng)和關(guān)鍵的接口電路進(jìn)行了硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)擴(kuò)展有FLASH、EPROM、以太網(wǎng)接口、RS232接口、GPIO接口、USB接口等外圍電路。利用Protel軟件完成了開(kāi)發(fā)板的原理圖設(shè)計(jì)、繪制以及印刷電路板布局布線(xiàn)工作，PCB設(shè)計(jì)以高速電路設(shè)計(jì)為準(zhǔn)則，集成了多種接口電路，完成了硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。研究了嵌入式Linux操作系統(tǒng)下的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)軟件環(huán)境建立方法，論述了移植Linux到ARM控制板的過(guò)程，分析了嵌入式軟件的應(yīng)用程序架構(gòu)與各部分設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)了硬件驅(qū)動(dòng)程序。在嵌入式軟、硬件開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)上，對(duì)基于ARM的嵌入式自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)例研究和系統(tǒng)功能調(diào)試，完成了自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的基本功能，并使系統(tǒng)能夠基于以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提供了良好的基礎(chǔ)。

標(biāo)簽： ARM 自動(dòng)售貨機(jī) 控制器

上傳時(shí)間： 2013-07-05

上傳用戶(hù)：Ruzzcoy
基于ARM處理器的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)研究與應(yīng)用

噴油泵是柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)中燃油的控制、供給單元，其性能的好壞直接決定著柴油機(jī)的加速性能、油耗大小、尾氣的排放質(zhì)量等。準(zhǔn)確測(cè)試噴油泵的各種技術(shù)參數(shù)對(duì)提高柴油機(jī)的各項(xiàng)技術(shù)性能具有十分重要的意義。嵌入式系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)成為了最熱門(mén)的技術(shù)之一。基于ARM的嵌入式技術(shù)己經(jīng)成為當(dāng)前嵌入式領(lǐng)域研究的一個(gè)亮點(diǎn)。ARM公司的32位RISC處理器，以其高速度、低功耗、低成本、功能強(qiáng)等諸多優(yōu)異性能，應(yīng)用越來(lái)越廣泛。uCLinux操作系統(tǒng)是從Linux衍生出來(lái)的一種操作系統(tǒng)，它是專(zhuān)為無(wú)MMU的微控制器開(kāi)發(fā)的嵌入式Linux操作系統(tǒng)。它支持眾多嵌入式處理器類(lèi)型，具有完善的各類(lèi)驅(qū)動(dòng)支持。本文從噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)入手，在詳細(xì)分析了系統(tǒng)所要檢測(cè)和控制的參數(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)總體架構(gòu)。噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)由兩個(gè)模塊組成：以80C196KB單片機(jī)為中心的噴油泵控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，以S3C44BOX為中心的上位機(jī)監(jiān)控及管理系統(tǒng)。下位機(jī)通過(guò)RS232串口接收上位機(jī)的命令并執(zhí)行噴油泵試驗(yàn)臺(tái)的電機(jī)轉(zhuǎn)速控制、燃油溫度控制、噴油次數(shù)計(jì)數(shù)、提前角監(jiān)控及燃油壓力顯示。上位機(jī)是整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)的管理者，主要完成給下位機(jī)發(fā)送特定的操作命令，完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的顯示、收集和存儲(chǔ)，它有友好的中文顯示界面，可以完成簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)管理操作。文中詳細(xì)闡述了上位機(jī)的操作系統(tǒng)uCLinux的特點(diǎn)和移植過(guò)程。同樣對(duì)上位機(jī)的界面設(shè)計(jì)及運(yùn)行環(huán)境MiniGUI進(jìn)行了全面分析并給出移植和界面編程方法。在文章的最后，對(duì)噴油泵控制系統(tǒng)采用模糊控制算法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。詳細(xì)描述了模糊控制器設(shè)計(jì)所包含的三個(gè)主要部分：清晰量的模糊化接口、模糊控制規(guī)則及算法及模糊量的清晰化接口。通過(guò)試驗(yàn)證實(shí)，本文設(shè)計(jì)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)技術(shù)路線(xiàn)正確合理。相信該可靠實(shí)用的控制系統(tǒng)配合噴油泵試驗(yàn)臺(tái)使用將具有良好的市場(chǎng)潛力。

標(biāo)簽： ARM 處理器噴油試驗(yàn)臺(tái)

上傳時(shí)間： 2013-06-04

上傳用戶(hù)：2814413580
基于ARM和μCOSⅡ的嵌入式加密系統(tǒng)應(yīng)用研究

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、微電子技術(shù)技術(shù)的不斷融合，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用得到了迅猛發(fā)展。本文以嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)為背景，研究基于ARM和μC/OS-II的嵌入式系統(tǒng)及其在加密解密模塊中的應(yīng)用。本文在介紹了嵌入式系統(tǒng)和硬件實(shí)現(xiàn)Rijndael算法的研究現(xiàn)狀之后，簡(jiǎn)要概述了Rijndael加密算法的結(jié)構(gòu)、輪變換、密鑰擴(kuò)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(jié)構(gòu)、開(kāi)發(fā)板平臺(tái)的選擇和板上主體硬件電路等相關(guān)內(nèi)容。在深入地研究了Rijndael加密算法之后以及根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的一般要求，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)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(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-II為軟件平臺(tái)，在ARM ADS1.2環(huán)境下進(jìn)行系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)。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(yōu)勢(shì)以及發(fā)揮了μC/OS-II可移植性好、穩(wěn)定性和可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。本文重點(diǎn)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(yīng)用軟件部分中任務(wù)和模塊的流程設(shè)計(jì)。在該加密模塊應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)部分中，對(duì)各個(gè)任務(wù)的創(chuàng)建、定義、優(yōu)先級(jí)設(shè)置和事件的定義、對(duì)文件的操作進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并且按照系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的流程描述了模塊所有任務(wù)和部分子模塊的功能。

標(biāo)簽： ARM COS 嵌入式加密系統(tǒng)

上傳時(shí)間： 2013-05-24

上傳用戶(hù)：Alibabgu
基于ARM平臺(tái)的存儲(chǔ)卡系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)成為了當(dāng)前信息行業(yè)最熱門(mén)的焦點(diǎn)之一。而ARM以其高性能低功耗的特點(diǎn)成為目前應(yīng)用最廣泛的32位嵌入式處理器。在嵌入式操作系統(tǒng)方面，Linux憑借其性能優(yōu)異、結(jié)構(gòu)清晰、平臺(tái)支持廣泛、網(wǎng)絡(luò)支持強(qiáng)勁及開(kāi)放源代碼等多方面的優(yōu)勢(shì)，被嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)者廣泛地采用。Linux 2.6包含許多新的特性，為其在嵌入式領(lǐng)域的應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的支持，新的內(nèi)核越來(lái)越多地應(yīng)用于嵌入式Linux系統(tǒng)中。本文的工作基于艾科公司研發(fā)的硬件平臺(tái)Ark1600開(kāi)展。該平臺(tái)上集成了多個(gè)功能模塊，例如LCD、12S、GPIO、12C等，同時(shí)支持XD、CF、MMC、SD等多種硬件存儲(chǔ)設(shè)備，在設(shè)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(chǔ)上闡述Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)的開(kāi)發(fā)。首先構(gòu)建了交叉編譯環(huán)境，然后在分析Ark1600硬件體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上詳細(xì)闡述了BootLoader程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、Linux2.6內(nèi)核移植、Ramdisk文件系統(tǒng)移植的全過(guò)程，為后續(xù)項(xiàng)目的實(shí)施搭建了一個(gè)良好的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。論文最后闡述了Linux 2.6內(nèi)核中開(kāi)發(fā)塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的實(shí)現(xiàn)方法，并以XD塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?yàn)槔敿?xì)闡述了Linux驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)流程。主要工作量在于BootLoader程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、Linux系統(tǒng)移植和XD塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)。因?yàn)轫?xiàng)目平臺(tái)獨(dú)特的硬件環(huán)境，一些程序代碼要嚴(yán)格依賴(lài)硬件設(shè)備設(shè)計(jì)。在Linux移植中的主要工作包括串口控制臺(tái)的驅(qū)動(dòng)、設(shè)置系統(tǒng)的存儲(chǔ)布局、初始化系統(tǒng)定時(shí)器、初始化系統(tǒng)中斷、在Linux系統(tǒng)中建立標(biāo)識(shí)本硬件平臺(tái)的結(jié)構(gòu)體變量、配置并編譯Linux內(nèi)核等。

標(biāo)簽： ARM 存儲(chǔ)卡系統(tǒng)設(shè)計(jì)

上傳時(shí)間： 2013-05-18

上傳用戶(hù)：wzr0701
基于FPGA的PCI接口設(shè)計(jì)及其應(yīng)用

該文進(jìn)行的設(shè)計(jì)作為數(shù)控系統(tǒng)大課題中的一個(gè)子課題,主要研究利用PCI總線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)外圍IO的操作,硬件上包括設(shè)計(jì)一塊PCI接口卡并測(cè)試通過(guò),軟件上實(shí)現(xiàn)了PCI接口卡在Linux下的驅(qū)動(dòng)和用軟PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)外圍IO的操作.該文在比較幾種微機(jī)總線(xiàn)的基礎(chǔ)上,為了實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)高速、高精度、低功耗的要求,采用PCI總線(xiàn)進(jìn)行設(shè)計(jì).隨著可編程邏輯器件的發(fā)展,為在一片PLD芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制提供了條件.該文在綜合比較開(kāi)發(fā)PCI卡的幾種方法的基礎(chǔ)上,選擇了使用FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)PCI接口卡設(shè)計(jì).用VHDL語(yǔ)言對(duì)FPGA編程,采用模塊化的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì),用狀態(tài)機(jī)來(lái)控制PCI邏輯的時(shí)序.設(shè)計(jì)首先在EDA軟件上仿真通過(guò)后,制作成PCI板卡并在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試通過(guò).為方便所設(shè)計(jì)的PCI卡在數(shù)控系統(tǒng)及其它系統(tǒng)中應(yīng)用,該文設(shè)計(jì)了PCI卡在Linux下的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序,主要包括設(shè)備的注冊(cè)與注銷(xiāo)、與Linux內(nèi)核的接口、相關(guān)的入口函數(shù)、驅(qū)動(dòng)程序的編碼、編譯、加載與卸載等,并編寫(xiě)了相應(yīng)的測(cè)試代碼,在Linux環(huán)境下調(diào)試通過(guò).為了解決數(shù)控系統(tǒng)中PLC的應(yīng)用問(wèn)題,該文還設(shè)計(jì)了PCI卡在軟PLC中的應(yīng)用.采用的軟PLC軟件是Linux下的MatPLC軟件.在詳細(xì)討論MatPLC工作原理的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一個(gè)輸入模塊、一個(gè)輸出模塊和一個(gè)MatPLC配置文件.輸入模塊通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序從PCI卡中讀取數(shù)據(jù),傳送到MatPLC內(nèi)核的全局變量中,輸出模塊從內(nèi)核全局變量讀取數(shù)據(jù)并進(jìn)行邏輯運(yùn)算,再輸出到PCI卡.將他們編譯通過(guò),并進(jìn)行測(cè)試,最終實(shí)現(xiàn)軟PLC對(duì)外圍IO端口的讀寫(xiě).該論文受到廣東省科技攻關(guān)項(xiàng)目[2002A1040402]、廣東省科技攻關(guān)項(xiàng)目[2003C101002]、廣州市重大科技攻關(guān)計(jì)劃[2002Z1-D0051]的資助.

標(biāo)簽： FPGA PCI 接口設(shè)計(jì)

上傳時(shí)間： 2013-07-18

上傳用戶(hù)：szchen2006
基于FPGA的數(shù)字化通用PWM控制器設(shè)計(jì)

如今電力電子電路的控制旨在實(shí)現(xiàn)高頻開(kāi)關(guān)的計(jì)算機(jī)控制，并向著更高頻率、更低損耗和全數(shù)字化的方向發(fā)展。現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列器件(FieldProgrammableGateArrays)是近年來(lái)嶄露頭角的一類(lèi)新型集成電路，它具有簡(jiǎn)潔、經(jīng)濟(jì)、高速度、低功耗等優(yōu)勢(shì)，又具有全集成化、適用性強(qiáng)，便于開(kāi)發(fā)和維護(hù)(升級(jí))等顯著優(yōu)點(diǎn)。與單片機(jī)和DSP相比，F(xiàn)PGA的頻率更高、速度更快，這些特點(diǎn)順應(yīng)了電力電子電路的日趨高頻化和復(fù)雜化發(fā)展的需要。因此，在越來(lái)越多的領(lǐng)域中FPGA得到了日益廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。　　本文提出了一種采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)器件實(shí)現(xiàn)數(shù)字化通用PWM控制器的方案。該控制器能產(chǎn)生多路PWM脈沖，具有開(kāi)關(guān)頻率可調(diào)、各路脈沖間的相位可調(diào)、接口簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快、易修改、可現(xiàn)場(chǎng)編程等特點(diǎn)，可應(yīng)用于PWM的全數(shù)字化控制。文中對(duì)方案的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了比較詳細(xì)的論述，包括A/D采樣控制、PI算法的實(shí)現(xiàn)、PWM波形的產(chǎn)生、各模塊的工作原理等。　　本文還提出一種新型ZCT-PWMBoost變換器，詳細(xì)的分析了該變換器的工作過(guò)程，并采用基于FPGA的數(shù)字化通用PWM控制器對(duì)這種軟開(kāi)關(guān)Boost變換器進(jìn)行控制，給出了比較完滿(mǎn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該控制器以及該ZCTBoost變換器的可行性和有效性，

標(biāo)簽： FPGA PWM 數(shù)字化制器設(shè)計(jì)

上傳時(shí)間： 2013-07-10

上傳用戶(hù)：x4587
參數(shù)化Viterbi譯碼器的FPGA實(shí)現(xiàn)

本文以某型號(hào)接收機(jī)的應(yīng)用為背景，主要論述了如何實(shí)現(xiàn)基于FPGA的參數(shù)化的Viterbi譯碼器的知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)核。文中詳細(xì)論述了譯碼器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、VerilogHDL(硬件描述語(yǔ)言)實(shí)現(xiàn)、仿真測(cè)試等。這些可變的參數(shù)包括：碼型、ACS(加比選)單元的數(shù)目、軟判決比特?cái)?shù)、回溯深度等。用戶(hù)可以根據(jù)自己的需要設(shè)置不同的參數(shù)由開(kāi)發(fā)工具生成不同的譯碼器用于不同的系統(tǒng)。　　本文的創(chuàng)新之處在于,針對(duì)FPGA的內(nèi)部結(jié)構(gòu)提出了一種新的累加度量RAM的組織形式，大大節(jié)省了嵌入式RAM塊；提出了一種新的累加度量值的歸一化辦法；此外還給出了用Matlab建模得到軟判決信息輔助仿真工具進(jìn)行電路仿真的方法，大大提高了仿真的速度。　　所設(shè)計(jì)的(2，1，7)連續(xù)型5比特軟判決譯碼器已經(jīng)應(yīng)用于某型號(hào)接收機(jī)，經(jīng)受了實(shí)際應(yīng)用的考驗(yàn)產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

標(biāo)簽： Viterbi FPGA 參數(shù) 譯碼器

上傳時(shí)間： 2013-04-24

上傳用戶(hù)：waizhang
基于ARM的嵌入式μClinux應(yīng)用研究

嵌入式系統(tǒng)近年持續(xù)迅猛發(fā)展，已經(jīng)成為后PC技術(shù)時(shí)代信息化的中堅(jiān)力量。由于嵌入式系統(tǒng)具有體積小、性能強(qiáng)、功耗低、可靠性高及面向行業(yè)應(yīng)用的突出特點(diǎn)，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)、消費(fèi)電子、國(guó)防軍事及自動(dòng)化控制等領(lǐng)域。 ARM(Advaneed RIS Cmachines)公司的32位RISC處理器，以其高速度、低功耗、低成本、功能強(qiáng)和特有的16/32位雙指令集等諸多優(yōu)異性能，已成為移動(dòng)通信、手持計(jì)算、多媒體數(shù)字消費(fèi)等嵌入式解決方案中的首選處理器。在眾多的ARM處理器中，Samsung公司的S3C44B0X處理器以其低價(jià)格、低功耗及強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)支持等優(yōu)點(diǎn)在市場(chǎng)上占有重要份額。 uClinux是從Linux衍生出來(lái)的優(yōu)秀嵌入式操作系統(tǒng)，專(zhuān)門(mén)針對(duì)沒(méi)有MMU的處理器設(shè)計(jì)，支持眾多嵌入式處理器類(lèi)型。uClinux繼承了Linux的許多優(yōu)秀性能，有良好的網(wǎng)絡(luò)支持，完善的驅(qū)動(dòng)支持，高度的模塊化，開(kāi)放的源碼。uClinux已成為許多嵌入式系統(tǒng)研究領(lǐng)域的首選操作系統(tǒng)之一。本課題以嵌入式手持式電能質(zhì)量分析儀前期實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板為研究目標(biāo)，根據(jù)嵌入式體系結(jié)構(gòu)和嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原理，構(gòu)建了基于Samsung公司S3C44B0X ARM7 TDMI處理器的硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，并根據(jù)該硬件平臺(tái)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)移植了uClinux操作系統(tǒng)，同時(shí)針對(duì)uClinux實(shí)時(shí)性能不高和嵌入式平臺(tái)硬件資源有限的缺點(diǎn)，結(jié)合uClinux多進(jìn)程和共享內(nèi)存機(jī)制設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集程序，實(shí)現(xiàn)了對(duì)三路0～2.5V模擬信號(hào)的高性能采集，增強(qiáng)了系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性，提高了工作效率，為后續(xù)開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)。論文從嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的角度出發(fā)，分析了嵌入式體系結(jié)構(gòu)、uClinux運(yùn)行機(jī)制和內(nèi)核特點(diǎn)；闡述了Bootloader設(shè)計(jì)及操作系統(tǒng)移植的要點(diǎn)；介紹了接口驅(qū)動(dòng)及上層應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)方法等問(wèn)題。

標(biāo)簽： Clinux ARM 嵌入式應(yīng)用研究

上傳時(shí)間： 2013-07-23

上傳用戶(hù)：cjf0304
基于FPGA的8位增強(qiáng)型CPU設(shè)計(jì)與驗(yàn)證

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)級(jí)芯片SoC(System on a Chip)成為集成電路發(fā)展的主流。SoC技術(shù)以其成本低、功耗小、集成度高的優(yōu)勢(shì)正廣泛地應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)中。通過(guò)對(duì)8位增強(qiáng)型CPU內(nèi)核的研究及其在FPGA(Field Programmable Gate Arrav)上的實(shí)現(xiàn)，對(duì)SoC設(shè)計(jì)作了初步研究。在對(duì)Intel MCS-8051的匯編指令集進(jìn)行了深入地分析的基礎(chǔ)上，按照至頂向下的模塊化的高層次設(shè)計(jì)流程，對(duì)8位CPU進(jìn)行了頂層功能和結(jié)構(gòu)的定義與劃分，并逐步細(xì)化了各個(gè)層次的模塊設(shè)計(jì)，建立了具有CPU及定時(shí)器，中斷，串行等外部接口的模型。利用5種尋址方式完成了8位CPU的數(shù)據(jù)通路的設(shè)計(jì)規(guī)劃。利用有限狀態(tài)機(jī)及微程序的思想完成了控制通路的各個(gè)層次模塊的設(shè)計(jì)規(guī)劃。利用組合電路與時(shí)序電路相結(jié)合的思想完成了定時(shí)器，中斷以及串行接口的規(guī)劃。采用邊沿觸發(fā)使得一個(gè)機(jī)器周期對(duì)應(yīng)一個(gè)時(shí)鐘周期，執(zhí)行效率提高。使用硬件描述語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)。借助EDA工具ISE集成開(kāi)發(fā)環(huán)境完成了各個(gè)模塊的編程、調(diào)試和面向FPGA的布局布線(xiàn)；在Synplify pro綜合工具中完成了綜合；使用Modelsim SE仿真工具對(duì)其進(jìn)行了完整的功能仿真和時(shí)序仿真。設(shè)計(jì)了一個(gè)通用的擴(kuò)展接口控制器對(duì)原有的8位處理器進(jìn)行擴(kuò)展，加入高速DI，DO以及SPI接口，增強(qiáng)了8位處理器的功能，可以用于現(xiàn)有單片機(jī)進(jìn)行升級(jí)和擴(kuò)展。本設(shè)計(jì)的CPU全面兼容MCS-51匯編指令集全部的111條指令，在時(shí)鐘頻率和指令的執(zhí)行效率指標(biāo)上均優(yōu)于傳統(tǒng)的MCS-51內(nèi)核。本設(shè)計(jì)以硬件描述語(yǔ)言代碼形式存在可與任何綜合庫(kù)、工藝庫(kù)以及FPGA結(jié)合開(kāi)發(fā)出用戶(hù)需要的固核和硬核，可讀性好，易于擴(kuò)展使用，易于升級(jí)，比較有實(shí)用價(jià)值。本設(shè)計(jì)通過(guò)FPGA驗(yàn)證。

標(biāo)簽： FPGA CPU 8位增強(qiáng)型

上傳時(shí)間： 2013-04-24

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基于ARM的嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)

生物識(shí)別技術(shù)代表了未來(lái)身份驗(yàn)證技術(shù)的發(fā)展方向，而指紋識(shí)別技術(shù)又是最可靠、最有效的生物識(shí)別技術(shù)之一。目前，指紋識(shí)別技術(shù)是優(yōu)于其它生物識(shí)別技術(shù)的身份鑒別方法。這是因?yàn)槿说闹讣y各不相同、終生基本不變的特點(diǎn)已經(jīng)得到公認(rèn)，特別是現(xiàn)有的指紋識(shí)別算法已達(dá)到識(shí)別迅速、準(zhǔn)確可靠的水平，是完全可以商業(yè)化的生物識(shí)別技術(shù)。傳統(tǒng)的指紋識(shí)別系統(tǒng)多是基于PC平臺(tái)，這種系統(tǒng)將指紋圖像處理和指紋匹配甚至指紋采集控制都放在PC平臺(tái)上，在獲得了較高速度和開(kāi)發(fā)效率的同時(shí)，缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的，其體積龐大，成本較高。而已有的嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)多是基于單片機(jī)和DSP的，不是在運(yùn)算速度上受到硬件限制，就是在系統(tǒng)的擴(kuò)展性、可維護(hù)性及用戶(hù)交互上有諸多不足。近年來(lái)指紋識(shí)別應(yīng)用的普及對(duì)自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)的便攜性和易用性提出了更高的要求，指紋識(shí)別技術(shù)正向著小型化和嵌入式的方向發(fā)展。在微電子領(lǐng)域，以ARM、DSP、FPGA為代表的嵌入式微處理器的性能飛速提高，為構(gòu)建嵌入式系統(tǒng)提供了硬件保證。 ARM是當(dāng)前最為流行的32位RISC處理器架構(gòu)，目前ARM占RISC處理器市場(chǎng)的七成左右。三星公司的S3C2410是基于ARM920T內(nèi)核的通用32位微處理器，它具有高性能和低功耗的特性，被設(shè)計(jì)用于手持設(shè)備和通用嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)對(duì)操作系統(tǒng)和其上運(yùn)行的軟件有特別的要求。針對(duì)本課題所采用的ARM硬件平臺(tái)，詳細(xì)介紹了嵌入式操作系統(tǒng)Arm-Linux的移植。分別說(shuō)明了交叉編譯工具鏈的安裝、引導(dǎo)裝載器的移植和Linux內(nèi)核的裁減和交叉編譯過(guò)程。為了運(yùn)行應(yīng)用程序，還介紹了文件系統(tǒng)的構(gòu)建。指紋識(shí)別系統(tǒng)需要指紋采集設(shè)備。FPS200是Veridicom公司推出的第三代半導(dǎo)體指紋傳感器，是一款專(zhuān)為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的高性能、低成本、低功耗的電容式固態(tài)指紋傳感器。本文詳細(xì)闡述了基于FPS200的USB接口指紋采集卡的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。指紋圖像處理與匹配是整個(gè)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，論文介紹了圖像處理與匹配的一般概念，并提出了新的指紋匹配方法。指紋匹配是自動(dòng)指紋識(shí)別中的一個(gè)難點(diǎn)。現(xiàn)有的指紋匹配方法大致可以歸結(jié)為圖形匹配和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)匹配兩大類(lèi)，本文提出的基于線(xiàn)段的特征點(diǎn)匹配算法屬于圖形匹配。嵌入式系統(tǒng)需要完善的軟件支持。隨著嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，用戶(hù)交互界面也由傳統(tǒng)的字符界面向圖形界面轉(zhuǎn)變，圖形用戶(hù)界面系統(tǒng)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。MiniGUI 是一個(gè)非常適合于工業(yè)控制實(shí)時(shí)系統(tǒng)以及嵌入式系統(tǒng)的可定制的、小巧的圖形用戶(hù)界面支持系統(tǒng)。本文介紹了基于MiniGUI的可視化指紋識(shí)別軟件設(shè)計(jì)。綜上所述，本文針對(duì)特定硬件條件，構(gòu)建了定制的嵌入式操作系統(tǒng)；設(shè)計(jì)了支持USB數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹讣y采集卡；指紋圖像的濾波、提取特征和指紋特征匹配均針對(duì)嵌入式系統(tǒng)的實(shí)際情況進(jìn)行了優(yōu)化；利用MiniGUI圖形支持庫(kù)完成了界面美觀(guān)友好的可視化指紋識(shí)別程序。系統(tǒng)具有安全可靠、易于擴(kuò)展、性?xún)r(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。

標(biāo)簽： ARM 嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)

上傳時(shí)間： 2013-08-02

上傳用戶(hù)：小儒尼尼奧

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