隨著信息技術的飛速發展,數據吞吐量急劇增長,要求有更高的傳輸速度,來滿足大量數據的傳輸,而原有的并行數據傳輸總線結構上存在自身無法克服的缺陷,在高頻環境下容易串擾,而增大誤碼率。SATA串行總線技術應運而生。作為一種新型的總線接口,它提供了高達3.0Gbps的數據傳輸速率,使用8B/10B編碼格式,采用LVDS NRZ串行數據傳輸方式,有良好的抗干擾性能,有更強的達到32位的循環冗余校驗,并且提供了良好的物理接口特性,支持熱拔插,代表著計算機總線接口技術的發展方向。FPGA作為一種低功耗的半導體器件,在高頻工作環境中有優良的性能,將處理器與低功耗FPGA結合起來使用是數據存儲應用的趨勢,這樣能夠使得接口方案更加靈活。而在眾多FPGA器件中,Xilinx公司的Virtex-4平臺內部集成了PowerPC高性能處理器,并且其中提供了Rocket IO MGT這種嵌入式的多速率串行收發器,能夠以6.25-622Mb/s的速度傳送數據,并且支持包括SATA協議在內的多種串行通信協議。 本文從物理層、鏈路層、傳輸層分析了SATA1.0技術的接口協議,在此基礎提出滿足協議需求和適合FPGA設計的設計方案,并給出總體設計框圖,依照FPGA的設計方法,采用Xilinx公司的Virtex-4設計了一個符合SATA1.0接口協議的嵌入式存儲裝置,實現數據的存儲,仿真運行結果正常。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,近距離無線傳輸技術是發展最快、最引入注目的技術,而ZigBee恰恰是填補了低速率無線通信技術的空缺,與其他標準在應用上相得益彰。它專注于近距離傳輸,成本低、同時入門檻也低,雖然其出現較晚,但目前已經得到人們越來越多的關注,成為無線技術研究的一個新熱點。 本文在詳細分析了傳統的抄表方式和無線抄表系統的發展狀況以及相關的無線數據傳輸技術的基礎上,提出了基于ZigBee技術的無線抄表系統的方案。論文在研究ZigBee組網技術的基礎上,設計了基于ZigBee開發平臺的無線嵌入式抄表系統,編寫了相應的軟件,完成了相應的調試和分析,并進行了系統的可靠性、實時性和安全性等問題分析。為了減少系統由于節點路由而造成的功耗損耗過大的問題,本文在組網應用過程中采用Tree+AODVjr的路由算法,從而保持系統能夠保持較小功耗的情況下進行數據的多跳路由,同時以ARM S3C2410為核心實現了基站設計,實現小區電表數據的集中采集,并通過GPRS/GSM模塊實現基站和抄表中心的數據傳輸和實時控制,在此基礎上,對抄表系統軟件也進行了相應的設計。 通過單點對單點、星形網絡數據傳輸實驗,取得了相應的實驗數據,對于協議的特點、系統可靠性和功耗情況有了整體把握,為今后ZigBee技術的進一步研究和應用打下了堅實基礎。 實驗結果顯示,本文提出的方案切實可行,并且采用ZigBee技術具有節約資源、操作方便、可靠性高而且易于管理等特點,基站和系統利用較為成熟的GPRS/GSM網絡技術進行通訊,既滿足了實時性要求,又降低了成本。
上傳時間: 2013-06-27
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電源是電子設備的重要組成部分,其性能的優劣直接影響著電子設備的穩定性和可靠性。隨著電子技術的發展,電子設備的種類越來越多,其對電源的要求也更加靈活多樣,因此如何很好的解決系統的電源問題已經成為了系統成敗的關鍵因素。 本論文研究選取了BICMOS工藝,具有功耗低、集成度高、驅動能力強等優點。根據電流模式的PWM控制原理,研究設計了一款基于BICMOS工藝的雙相DC-DC電源管理芯片。本電源管理芯片自動控制兩路單獨的轉換器工作,兩相結構能提供大的輸出電流,但是在開關上的功耗卻很低。芯片能夠精確的調整CPU核心電壓,對稱不同通道之間的電流。本電源管理芯片單獨檢測每一通道上的電流,以精確的獲得每個通道上的電流信息,從而更好的進行電流對稱以及電路的保護。 文中對該DC-DC電源管理芯片的主要功能模塊,如振蕩器電路、鋸齒波發生電路、比較器電路、平均電流電路、電流檢測電路等進行了設計并給出了仿真驗證結果。該芯片只需外接少數元件就可構成一個高性能的雙相DC-DC開關電源,可廣泛應用于CPU供電系統等。 通過應用Hspice軟件對該變換器芯片的主要模塊電路進行仿真,驗證了設計方案和理論分析的可行性和正確性,同時在芯片模塊電路設計的基礎上,應用0.8μmBICMOS工藝設計規則完成了芯片主要模塊的版圖繪制,編寫了DRC、LVS文件并驗證了版圖的正確性。所設計的基于BICMOS工藝的DC-DC電源管理芯片的均流控制電路達到了預期的要求。
上傳時間: 2013-06-06
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集成了傳感器、嵌入式計算、網絡和無線通信四大技術而形成的ZigBee技術是一種全新的信息獲取和處理技術,能夠協作實時監測、感知和采集各種環境或監測對象的信息,并對信息進行處理,傳送到需要的用戶。ZigBee技術作為一個全新的領域,對國內外的研究者提出了大量的挑戰性課題。時鐘同步是所有分布式系統的重要組成部分,也是ZigBee技術的一項重要支撐技術,大多數ZigBee技術應用比如環境監測系統,導航系統等都需要所搜集的傳感數據具有準確時間信息,否則采集的信息就是不完整的。 本論文介紹了國內外在ZigBee技術的發展與現狀,對IEEE802.15.4/ZigBee的協議棧做了分析,對現存的幾種主要的時鐘同步算法做了研究。本太陽能航標燈同步閃課題中,為了便于太陽能給航標燈供電,需要通過休眠機制來降低功耗;為了保證ZigBee網絡中各設備協同工作,時鐘同步顯得更為重要,它為本系統中的每個航標燈提供正確的時鐘信息,不但提高系統的傳輸質量和效率,而且讓航標燈的同步閃光,在航道中起到很好的助航作用。接著,給出了系統的具體實現過程,包括各硬件模塊的設計原理、電路原理圖及主要模塊的詳細實現過程。最后,指出本文的不足及需要改進的地方。其中本文重點包括以下三個方面: 1.針對網絡拓撲結構、協議體系結構以及干擾抑制技術進行深入分析,并與其它無線通信技術進行比較及對其相互干擾進行研究。 2.對ZigBee節點時鐘同步算法工作原理做了詳細的研究,總結了這些算法的優缺點,并在對比現有的幾種時鐘同步算法的基礎上對泛洪時間同步協議多跳時鐘同步算法的改進。 3.設計了太陽能航標燈同步閃光系統,給出了硬件原理圖及軟件流程,并且在制PCB板中電磁兼容問題的解決進行了詳細描述。 結果表明,該系統穩定、可靠、高效,具有很高的實用價值。
上傳時間: 2013-04-24
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高精度慣性加速度計能夠實現實時位移檢測,在當今民用和軍用系統如汽車電子、工業控制、消費電子、衛星火箭和導彈等中間具有廣泛的需求。在高精度慣性加速度計中,特別需要穩定的低噪聲高靈敏度接口電路。事實上,隨著傳感器性能的不斷提高,接口電路將成為限制整個系統的主要因素。 本論文在分析差動電容式傳感器工作原理的基礎上,設計了針對電容式加速度計的全差分開環低噪聲接口電路。前端電路檢測傳感器電容的變化,通過積分放大,產生正比于電容波動的電壓信號。 本論文采用開關電容電路結構,使得對寄生不敏感,信號靈敏度高,容易與傳感器單片集成。為了得到微重力加速度性能,設計電容式位移傳感接口電路時,重點研究了噪聲問題和系統建模問題。仔細分析了開環傳感器中的不同噪聲源,并對其中的一些進行了仿真驗證。建立了接口電路寄生電容和寄生電阻模型。 為了更好的提高分辨率,降低噪聲的影響如放大器失調、1/f噪聲、電荷注入、時鐘饋通和KT/C噪聲,本論文采用了相關雙采樣技術(CDS)。為了限制接口電路噪聲特別是熱噪聲,著重設計考慮了前置低噪聲放大器的設計及優化。由于時鐘一直導通,特別設計了低功耗弛豫振蕩器,振蕩頻率為1.5M。為了減小傳感器充電基準電壓噪聲,采用兩級核心基準結構設計了高精度基準,電源抑制比高達90dB。 TSMC 0.18μm工藝中的3.3V電壓和模型,本論文進行了spectre仿真。 關鍵詞:MEMS;電容式加速度計;接口電路;低噪聲放大器;開環檢測
上傳時間: 2013-05-23
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Sigma-Delta A/D轉換器利用過采樣,噪聲整形和數字濾波技術,有效衰減了輸出信號帶內的量化噪聲,提高了信噪比。與傳統的Nyquist轉換器相比,它降低了對模擬電路性能指標和元件精度的要求,簡化了模擬電路的設計,降低了生產成本。 本論文在對Sigma-Delta A/D轉換器原理研究的基礎上,基于TSMC0.18um工藝,采用1.8V工作電源,128倍的過采樣率,6.4MHz的采樣頻率,設計了一個主要應用于音頻信號處理的Sigma-Delta A/D轉換器,分辨率達到16位。在調制器的設計中,本文采用了多級噪聲整形MASH(2-1)級聯調制器結構,同時,考慮了各種非理想因素對系統性能的影響,在SDtoolbox工具的幫助下使用Simulink進行調制器系統設計。并使用Cadence Spectre對模塊電路進行設計仿真,包括運放,比較器,帶隙基準電壓源,CMOS開關,非交疊時鐘產生電路等。在數字抽取濾波器的設計中,采用了分級抽取技術,使用MATLAB軟件中的SPTool和FDATool工具對各級抽取濾波器進行優化設計。并在原有的濾波器算法的基礎上,采用了CIC濾波器和半帶濾波器,設計出了運算量和存儲量都相對少的三級抽取濾波器系統,大大降低了功耗和面積。 論文的仿真結果表明,所設計的Sigma-Delta A/D轉換器信噪比達到102.3dB,滿足系統需要的16位精度要求。 關鍵詞:Sigma-Ddta; 信噪比; 多級噪聲整形; 數字抽取濾波器
標簽: SigmaDelta 音頻 模數轉換器
上傳時間: 2013-06-27
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蓄電池組已越來越廣泛地應用于交通運輸、電力、通信等諸多領域和部門,其壽命直接關系到能源的有效利用以及相應系統的整體壽命、可靠性和成本。本課題從提高電池壽命的角度研究串聯蓄電池組的充電問題,基于前人使用磁放大器作后級調整的基礎上,提出了一種新穎的基于開關管MOSFET后級調整和高頻母線的蓄電池組分布式單體充電方法。所有二次側電路通過高頻母線的形式共用一個一次側電路;在兼顧效率、體積和成本的前提下有效的解決了串聯蓄電池組的充電不均衡問題。 論文對采用雙管正激拓撲的高頻母線產生電路的設計給出了說明;同時也介紹了幾種后級調整方法及各自優缺點。針對后級調整中的同步問題,提出了幾種產生同步鋸齒波的解決方案。最后利用同步脈沖產生電路,采用最常見的UC3843芯片,產生穩定可靠的同步鋸齒波,實現后級調整開關動作與母線方波電壓的同步。并且針對多路后級調整場合下,采取措施減小了母線電壓毛刺,同時也改善了電流采樣波形。 論文設計了一套單體3500mAh、3.7V鋰離子電池組的單體獨立充電器,以雙管正激電路為原邊電路作為主模塊,次級是以MOSFET作后級調整電路實現充電功能作為充電電路模塊。試驗中采用了四個充電電路模塊,同時對四個鋰離子電池單體分別獨立充電。充電電路模塊中,通過控制MOFET開關,可實現鋰電池的恒流、恒壓充電和滿充切斷,充電電壓和充電電流可精確控制在1%以內。該充電電路并能顯示電池充電狀態,并在單體充電電路間傳遞充電狀態信號,最后反饋給母線電路以控制母線電壓輸出的開通與關斷。特別指出的是該電路的過放電檢測功能,是直接利用電池自身電壓來檢測得出電池自身是否處于過放電狀態判定信號,并在充電模塊間傳遞,最后得出蓄電池組過放電判定信號。整機有較低的待機功耗,并均使用了低成本器件,進一步降低了成本。 論文給出了詳細的設計過程,最后通過實驗將該方案與串聯充電方案比較,驗證了該充電方案的可靠性與優越性。
上傳時間: 2013-04-24
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現代社會,以計算機技術為核心的信息技術迅速發展,信息容量呈爆炸式的增長,人們獲得的信息的途徑也越來越多,這其中人類獲得的視覺信息很大部分是從各種各樣的電子顯示器件上獲得的,隨著微電子技術和材料工業的進步,圖像顯示技術飛速發展,出現了多種新型顯示器,其中一些在顯示品質上已經接近或者超過了傳統的陰極射線管顯示器(CRT),同時這些顯示器件滿足設備了小型化和低功耗的要求。 經過二十多年的研究、競爭和發展,平板顯示器件尤其是液晶顯示器件(LCD)已經脫穎而出大規模的進入市場,成為新世紀顯示器件的主流。其中TFT-LCD是目前唯一在亮度、對比度、功耗、壽命、體積和重量等綜合性能上全面趕上和超過CRT的平板顯示顯示器件。它的性能優良、大規模生產特性好,自動化程度高,原材料成本低廉,發展空間廣闊,迅速成為新世紀的主流產品,是21世紀全球經濟增長的一個亮點。 本論文在深入理解了LCD顯示機理,尤其是TFT-LCD的顯示驅動原理的基礎上,利用緯視晶公司提供的TFT液晶模塊,以嵌入式目前比較常用的FPGA系列芯片中的EP1C6Q240C6為核心設計制作出了由單片機(MCU)+可編程邏輯器件(FPGA-FieldProgrammableGateArray)+SRAM的液晶顯示控制系統。文章闡述了該控制系統從硬件選型,到系統模塊硬件電路設計以及系統軟件設計的整個過程。該控制系統的功能模塊主要包括:電源模塊、可編程邏輯器件模塊、微處理器模塊、靜態RAM模塊以及觸摸屏控制模塊。其中微控制器模塊采用C語言編程,實現對液晶屏得數據傳以及其它控制功能,可編程邏輯器件(FPGA)模塊采用VHDL語言編程,實現對屏的時序控制,最終實現對液晶屏圖像顯示的控制。最后通過對使用該控制板點亮的液晶屏進行光學測試驗證了這種設計方案的可靠型和穩定性。 本設計具有較大的實用價值,可為以后液晶屏控制系統的研制提供參考。
上傳時間: 2013-07-22
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隨著消費類電子產業的蓬勃發展,越來越多的嵌入式電子產品走進了千家萬戶。電腦的形態也不再局限于以前的PC機,各式各樣的嵌入式系統出現在了眾多的行業和應用中,其中ARM和Linux結合的產品在市場上最受青睞。ARM由于其低功耗、高性能、小體積、低成本受到了越來越廣泛的重視,成為眾多公司產品開發的主流硬件。而Linux則因其開放的源代碼,可裁剪的內核,便利的開發環境,各硬件平臺的通用性,逐漸成為嵌入式開發的主流操作系統。本課題的嵌入式MP3設計就是基于ARM和linux平臺的。 @@ 本課題實現了一個完整的嵌入式系統,選用zq2410開發板為目標平臺,linux作為目標操作系統,在這樣的軟硬件環境下研究實現MP3播放器。 @@ 文章首先綜述了嵌入式系統開發方法,介紹了ARM處理器及其特點,Linux操作系統,嵌入式系統的開發模式以及如何搭建交叉開發環境,然后介紹了所選硬件平臺zq2410目標板的各種資源,在系統軟件開發中,介紹Uboot、Linux的裁剪和移植,根文件系統的制作以及核心驅動程序的開發,應用程序開發中,介紹了MP3的原理,移植Madplay MP3播放器,最后成功對Madplay播放器實現了綜合控制。 @@關鍵詞:嵌入式;ARM; Linux;驅動程序;MP3;
上傳時間: 2013-05-26
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隨著二十一世紀的到來,人類進入了后PC時代。在這一階段,嵌入式技術得到了飛速發展和廣泛應用。目前,嵌入式技術及其產品已廣泛應用于智能家用電器、智能建筑、儀器儀表、通訊產品、工業控制、掌上型電腦、各種智能IC卡的應用等等。將嵌入式系統應用于多媒體移動終端,充分發揮了嵌入式系統的低功耗、集成度高、可擴充能力強等特點,可以達到集移動、語音、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的多媒體播放器設計方案。 本文首先詳細分析了ARM體系結構,研究了嵌入式Linux操作系統在ARM9微處理器的移植技術,包括交叉編譯環境的建立、引導裝載程序應用、移植嵌入式Linux內核及建立根文件系統,并且實現了嵌入式Linux到EP9315開發板的移植。 由于嵌入式系統本身硬件條件的限制,常用在PC機的圖形用戶界面GUI系統不適合在其上運行。為此,本文選擇了Qt/Embedded作為研究對象,在對其體系結構等方面進行研究基礎上,實現了Qt/Embedded到EP9315開發板的移植,完成了嵌入式圖形用戶界面開發,使得系統擁有良好的操作界面。 針對現今MP3文件格式廣泛流行的特點,本文設計了MP3播放器。在深入研究了MP3文件編碼原理的基礎上,詳細論述了播放器的設計過程,沒有使用硬件解碼方案,采用了軟件解碼,降低了系統開發成本:在視頻播放方面,本文實現了Linux系統下的通用媒體播放器——Mplayer到EP9315開發板的移植。通過對音頻數據輸出的研究,解決了Mplayer播放聲音不正常的問題,實現了一個集音樂和視頻播放于一體的嵌入式多媒體播放系統。 最后,總結了論文所做的工作,指出了嵌入式多媒體播放器所需要進一步解決和完善的問題。
上傳時間: 2013-04-24
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