卷積碼是無線通信系統(tǒng)中廣泛使用的一種信道編碼方式。Viterbi譯碼算法是一種卷積碼的最大似然譯碼算法，它具有譯碼效率高、速度快等特點(diǎn)，被認(rèn)為是卷積碼的最佳譯碼算法。本文的主要內(nèi)容是在FPGA上實(shí)現(xiàn)約束長度為9，碼率為1/2，采用軟判決方式的Viterbi譯碼器。 本文首先介紹了卷積碼的基本概念，闡述了Viterbi算法的原理，重點(diǎn)討論了決定Viterbi算法復(fù)雜度和譯碼性能的關(guān)鍵因素，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了采用“串-并”結(jié)合運(yùn)算方式的Viterbi譯碼器，并在Altera EP1C20 FPGA芯片上測試通過。本文的主要工作如下： 1.對輸入數(shù)據(jù)采用了二比特四電平量化的軟判決方式，對歐氏距離的計(jì)算方法進(jìn)行了簡化，以便于用硬件電路方式實(shí)現(xiàn)。 2.對ACS運(yùn)算單元采用了“串-并”結(jié)合的運(yùn)算方式，和全并行的設(shè)計(jì)相比，在滿足譯碼速度的同時(shí)，節(jié)約了芯片資源。本文中提出了一種路徑度量值存儲(chǔ)器的組織方式，簡化了控制模塊的邏輯電路，優(yōu)化了系統(tǒng)的時(shí)序。 3.在幸存路徑的選擇輸出上采用了回溯譯碼方法，與傳統(tǒng)的寄存器交換法相比，減少了寄存器的使用，大大降低了功耗和設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。 4.本文中設(shè)計(jì)了一個(gè)仿真平臺(tái)，采用Modelsim仿真器對設(shè)計(jì)進(jìn)行了功能仿真，結(jié)果完全正確。同時(shí)提出了一種在被測設(shè)計(jì)內(nèi)部插入監(jiān)視器的調(diào)試方法，巧妙地利用了Matlab算法仿真程序的輸出結(jié)果，提高了追蹤錯(cuò)誤的效率。 5.該設(shè)計(jì)在Altera EP1C20 FPGA芯片上通過測試，最大運(yùn)行時(shí)鐘頻率110MHz，最大譯碼輸出速率10.3Mbps。 本文對譯碼器的綜合結(jié)果和Altera設(shè)計(jì)的Viterbi譯碼器IP核進(jìn)行了性能比較，比較結(jié)果證明本文中設(shè)計(jì)的Viterbi譯碼器具有很高的工程實(shí)用價(jià)值。
標(biāo)簽： Viterbi FPGA 軟判決 譯碼器
上傳時(shí)間： 2013-07-23
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機(jī)械手是自動(dòng)裝配生產(chǎn)線上必不可少的設(shè)備，它可以模擬人手臂的部分動(dòng)作，按預(yù)定的程序、軌跡和要求，實(shí)現(xiàn)抓取、搬運(yùn)和裝配等工作。在減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高裝配質(zhì)量和提高裝配效率等方面，起到了積極的作用。本文基于ARM和FPGA嵌入式系統(tǒng)，開展了機(jī)械手控制系統(tǒng)的研發(fā)工作，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手的自動(dòng)控制。 嵌入式ARM處理器，具有運(yùn)行速度快、功耗低、程序設(shè)計(jì)靈活、外圍硬件資源豐富等優(yōu)點(diǎn)，但其普通輸入輸出口的高低電平變化周期最快只能到1微妙左右，不適合高速輸入輸出；FPGA芯片高速輸入輸出數(shù)據(jù)，時(shí)間可縮短至幾十納秒。通過ARM處理器和FPGA技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，使系統(tǒng)具有程序設(shè)計(jì)靈活、以太網(wǎng)通信、大容量存儲(chǔ)、高速數(shù)據(jù)輸山、低成本等特點(diǎn)，滿足高速機(jī)械手自動(dòng)控制的要求。 本文分析了ARM和FPGA系統(tǒng)，以及機(jī)械手控制系統(tǒng)的功能要求；設(shè)計(jì)硬件模塊、接口電路；闡述了系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)過程，包括啟動(dòng)代碼U—BOOT、操作系統(tǒng)μCLinux的移植；并介紹了如何利用便件描述語言VHDL來實(shí)現(xiàn)機(jī)械手邏輯控制。
標(biāo)簽： FPGA ARM 機(jī)械手 自動(dòng)控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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近年來，基于DSP和FPGA的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)己成為新一代運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的主流。基于DSP和FPGA的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)不僅具有信息處理能力強(qiáng)，而且具有開放性、實(shí)時(shí)性、可靠性的特點(diǎn)，因此在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。 論文從步行康復(fù)訓(xùn)練器的設(shè)計(jì)與制作出發(fā)，主要進(jìn)行機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和研究。文章首先提出了多種運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案。根據(jù)它們的優(yōu)缺點(diǎn)，選定以DSP和FPGA為核心進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)。 論文詳細(xì)研究了以DSP和FPGA為核心實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)，利用DSP實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)與相關(guān)功能模塊，利用FPGA實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)地址譯碼電路、脈沖分配電路以及光電編碼器信號(hào)處理電路，并對以上電路系統(tǒng)進(jìn)行了功能仿真和時(shí)序仿真。 結(jié)果表明，基于DSP和FPGA為核心的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)功能要求，同時(shí)提高了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的開放性、實(shí)時(shí)性和可靠性，并大大減小了系統(tǒng)的體積與功耗。
標(biāo)簽： FPGA DSP 機(jī)器人 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-22
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目錄 第1章 概述 1.1 采用C語言提高編制單片機(jī)應(yīng)用程序的效率 1.2 C語言具有突出的優(yōu)點(diǎn) 1.3 AvR單片機(jī)簡介 1.4 AvR單片機(jī)的C編譯器簡介 第2章 學(xué)習(xí)AVR單片機(jī)C程序設(shè)計(jì)所用的軟件及實(shí)驗(yàn)器材介紹 2.1 IAR Enlbedded Workbench IDE C語言編譯器 2.2 AVR Studio集成開發(fā)環(huán)境 2.3 PonyProg2000下載軟件及SL—ISP下載軟件 2.4 AVR DEM0單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)板 2.5 AvR單片機(jī)JTAG仿真器 2.6 并口下載器 2.7 通用型多功能USB編程器 第3章 AvR單片機(jī)開發(fā)軟件的安裝及第一個(gè)入門程序 3.1 安裝IAR for AVR 4.30集成開發(fā)環(huán)境 3.2 安裝AVR Studio集成開發(fā)環(huán)境 3.3 安裝PonyProg2000下載軟件 3.4 安裝SLISP下載軟件 3.5 AvR單片機(jī)開發(fā)過程 3.6 第一個(gè)AVR入門程序 第4章 AVR單片機(jī)的主要特性及基本結(jié)構(gòu) 4.1 ATMEGA16(L)單片機(jī)的產(chǎn)品特性 4.2 ATMEGA16(L)單片機(jī)的基本組成及引腳配置 4.3 AvR單片機(jī)的CPU內(nèi)核 4.4 AvR的存儲(chǔ)器 4.5 系統(tǒng)時(shí)鐘及時(shí)鐘選項(xiàng) 4.6 電源管理及睡眠模式 4.7 系統(tǒng)控制和復(fù)位 4.8 中斷 第5章 C語言基礎(chǔ)知識(shí) 5.1 C語言的標(biāo)識(shí)符與關(guān)鍵字 5.2 數(shù)據(jù)類型 5.3 AVR單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間 5.4 常量、變量及存儲(chǔ)方式 5.5 數(shù)組 5.6 C語言的運(yùn)算 5.7 流程控制 5.8 函數(shù) 5.9 指針 5.10 結(jié)構(gòu)體 5.11 共用體 5.12 中斷函數(shù) 第6章 ATMEGA16(L)的I/O端口使用 6.1 ATMEGAl6(L)的I/O端口 6.2 ATMEGAl6(L)中4組通用數(shù)字I/O端口的應(yīng)用設(shè)置 6.3 ATMEGA16(L)的I/O端口使用注意事項(xiàng) 6.4 ATMEGAl6(L)PB口輸出實(shí)驗(yàn) 6.5 8位數(shù)碼管測試 6.6 獨(dú)立式按鍵開關(guān)的使用 6.7 發(fā)光二極管的移動(dòng)控制(跑馬燈實(shí)驗(yàn)) 6.8 0～99數(shù)字的加減控制 6.9 4×4行列式按鍵開關(guān)的使用 第7章 ATMEGAl6(L)的中斷系統(tǒng)使用 7.1 ATMEGA16(L)的中斷系統(tǒng) 7.2 相關(guān)的中斷控制寄存器 7.3 INT1外部中斷實(shí)驗(yàn) 7.4 INTO／INTl中斷計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn) 7.5 INTO／INTl中斷嵌套實(shí)驗(yàn) 7.6 2路防盜報(bào)警器實(shí)驗(yàn) 7.7 低功耗睡眠模式下的按鍵中斷 7.8 4×4行列式按鍵的睡眠模式中斷喚醒設(shè)計(jì) 第8章 ATMEGAl6(L)驅(qū)動(dòng)16×2點(diǎn)陣字符液晶模塊 8.1 16×2點(diǎn)陣字符液晶顯示器概述 8.2 液晶顯示器的突出優(yōu)點(diǎn) 8.3 16×2字符型液晶顯示模塊(LCM)特性 8.4 16×2字符型液晶顯示模塊(LCM)引腳及功能 8.5 16×2字符型液晶顯示模塊(LCM)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 8.6 液晶顯示控制驅(qū)動(dòng)集成電路HD44780特點(diǎn) 8.7 HD44780工作原理 8.8 LCD控制器指令 8.9 LCM工作時(shí)序 8.10 8位數(shù)據(jù)傳送的ATMEGAl6(L)驅(qū)動(dòng)16×2點(diǎn)陣字符液晶模塊的子函數(shù) 8.11 8位數(shù)據(jù)傳送的16×2 LCM演示程序1 8.12 8位數(shù)據(jù)傳送的16×2 LCM演示程序2 8.13 4位數(shù)據(jù)傳送的ATMEGA16(L)驅(qū)動(dòng)16×2點(diǎn)陣字符液晶模塊的子函數(shù) 8.14 4位數(shù)據(jù)傳送的16×2 LCM演示程序 第9章 ATMEGA16(L)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器 9.1 預(yù)分頻器和多路選擇器 9.2 8位定時(shí)/計(jì)時(shí)器T/C0 9.3 8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器0的寄存器 9.4 16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器T/C1 9.5 16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器1的寄存器 9.6 8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器T/C2 9.7 8位T/C2的寄存器 9.8 ICC6.31A C語言編譯器安裝 9.9 定時(shí)/計(jì)數(shù)器1的計(jì)時(shí)實(shí)驗(yàn) 9.10 定時(shí)/計(jì)數(shù)器0的中斷實(shí)驗(yàn) 9.11 4位顯示秒表實(shí)驗(yàn) 9.12 比較匹配中斷及定時(shí)溢出中斷的測試實(shí)驗(yàn) 9.13 PWM測試實(shí)驗(yàn) 9.14 0～5 V數(shù)字電壓調(diào)整器 9.15 定時(shí)器(計(jì)數(shù)器)0的計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn) 9.16 定時(shí)/計(jì)數(shù)器1的輸入捕獲實(shí)驗(yàn) ......
上傳時(shí)間： 2013-07-30
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隨著圖像處理和模式識(shí)別技術(shù)的進(jìn)步，基于生物特征的識(shí)別技術(shù)成為蓬勃發(fā)展的高技術(shù)之一，根據(jù)IBG(InternationalBiometricGroup)組織對生物特征市場的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測，該領(lǐng)域的收入的年增長率30-50％，到2008年，全球總收入將達(dá)到46.39億美元。而基于指紋特征的識(shí)別技術(shù)由于其獨(dú)特的可靠性，穩(wěn)定性，方便快捷的特點(diǎn)，恰好符合了市場的需求。目前指紋識(shí)別技術(shù)是生物識(shí)別領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的識(shí)別技術(shù)，也是研究與應(yīng)用的一個(gè)熱點(diǎn)。 SOPC片上可編程系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)是當(dāng)前電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域中最熱門的概念。NiosⅡ是Altera公司開發(fā)的一種采用流水線技術(shù)、單指令流的RISC嵌入式處理器軟核，可以將它嵌入FPGA內(nèi)部，與用戶自定義邏輯結(jié)合構(gòu)成一個(gè)基于FPGA的片上系統(tǒng)。與嵌入式硬核相比較，嵌入式軟核具有更大的靈活性。而FPGA的高速性、恰恰滿足了指紋識(shí)別系統(tǒng)對速度的要求。 本文對指紋識(shí)別技術(shù)中各個(gè)環(huán)節(jié)的算法進(jìn)行了較為深入的研究，結(jié)合NiosⅡ嵌入式處理器的特點(diǎn)，對算法進(jìn)行了合理的選擇與優(yōu)化，形成了一套完整的指紋識(shí)別算法，并提出了一種基于FPGA的指紋識(shí)別系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案。 論文的內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面： 1、對指紋圖像預(yù)處理、后處理和匹配算法進(jìn)行了改進(jìn)，提高了算法的性能；設(shè)計(jì)了一種適用于快速匹配的指紋特征數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；提出了一套基于特征點(diǎn)匹配的指紋識(shí)別算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法速度快、誤識(shí)率較低、可靠性較高，可以滿足實(shí)用的要求。 2、本著增加系統(tǒng)集成度、減小系統(tǒng)體積、提高便攜性、降低功耗和成本，同時(shí)提升系統(tǒng)的性能的原則，使用Altera公司提供的外圍設(shè)備IP核配合NiosⅡ處理器軟核搭建了一個(gè)單片嵌入式系統(tǒng)，然后以內(nèi)嵌NiosⅡ軟核的FPGA和FPS200指紋采集器為核心芯片，外配片外RAM和Flash存儲(chǔ)器以及小鍵盤和LCD顯示屏等器件，設(shè)計(jì)了一個(gè)便攜式指紋識(shí)別系統(tǒng)，提出了一套基于FPGA的硬件設(shè)計(jì)方案。 3、利用NiosⅡ開發(fā)板對硬件設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了初步的驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了指紋采集芯片F(xiàn)PS200與FPGA的接口，并進(jìn)行了算法的移植。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文所提出的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案是可行的。基于FPGA的自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)在速度、功耗、體積、擴(kuò)展性方面有著獨(dú)特的優(yōu)勢，具有廣闊的發(fā)展空間。最后提出了對這一設(shè)計(jì)繼續(xù)改進(jìn)的思路和下一步研究的內(nèi)容。
標(biāo)簽： FPGA 指紋識(shí)別 法的研究 硬件實(shí)現(xiàn)
上傳時(shí)間： 2013-07-28
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隨著通信網(wǎng)的發(fā)展和用戶需求的提高,光纖通信中的PDH體系逐漸被SDH體系所取代.SDH光纖通信系統(tǒng)以其通信容量大、傳輸性能好、接口標(biāo)準(zhǔn)、組網(wǎng)靈活方便、管理功能強(qiáng)大等優(yōu)點(diǎn)獲得越來越廣泛的應(yīng)用.但是在某些對傳輸容量需求不大的場合,SDH的巨大潛力和優(yōu)越性無法發(fā)揮出來,反而還會(huì)造成帶寬浪費(fèi).相反,PDH因其容量適中,配置靈活,成本低廉和功能齊全,可針對客戶不同需要設(shè)計(jì)不同的方案,在某些特定的接入場合具有一定的優(yōu)勢.本課題根據(jù)現(xiàn)實(shí)的需要,提出并設(shè)計(jì)了一種基于PDH技術(shù)的多業(yè)務(wù)單片F(xiàn)PGA傳輸系統(tǒng).系統(tǒng)可以同時(shí)提供12路E1的透明傳輸和一個(gè)線速為100M以太網(wǎng)通道,主要由一塊FPGA芯片實(shí)現(xiàn)大部分功能,該解決方案在集成度、功耗、成本以及靈活性等方面都具有明顯的優(yōu)勢.本文首先介紹數(shù)字通信以及數(shù)字復(fù)接原理和以太網(wǎng)的相關(guān)知識(shí),然后詳細(xì)闡述了本系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì),對所使用的芯片和控制芯片F(xiàn)PGA做了必要的介紹,最后具體介紹了系統(tǒng)硬件和FPGA編碼設(shè)計(jì),以及后期的軟硬件調(diào)試.歸納起來,本文主要具體工作如下:1.實(shí)現(xiàn)4路E1信號(hào)到1路二次群信號(hào)的復(fù)分接,主要包括全數(shù)字鎖相環(huán)、HDB3-NRZ編解碼、正碼速調(diào)整、幀頭檢測和復(fù)分接等.2.將以太網(wǎng)MII接口來的25M的MII信號(hào)通過碼速變換到25.344M,進(jìn)行映射.3.將三路二次群信號(hào)和變換過的以太網(wǎng)MII信號(hào)進(jìn)行5b6b編解碼,以利于在光纖上傳輸.4.高速時(shí)提取時(shí)鐘采用XILINX的CDR方案.并對接收到的信號(hào)經(jīng)過5b6b解碼后,分接出各路信號(hào).
標(biāo)簽： FPGA PDH 多業(yè)務(wù) 方案
上傳時(shí)間： 2013-07-23
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有線通信方式由于具有保密性高、抗干擾能力強(qiáng)在軍事通信中倍受青睞,因此,對軍用有線通信設(shè)備的研究和設(shè)計(jì)具有十分重要的戰(zhàn)略意義.TBJ-204型野戰(zhàn)20線程控交換機(jī)是一種小型背負(fù)式模擬空分程控用戶交換機(jī),用于裝備全軍各兵種的作戰(zhàn)、演習(xí)和緊急搶險(xiǎn)等行動(dòng).該項(xiàng)目以該交換機(jī)為研究對象,在詳細(xì)分析原設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能實(shí)現(xiàn)方式的基礎(chǔ)上,指出該機(jī)型在使用過程中存在技術(shù)相對陳舊、分立元件過多、可靠性和保密性不夠、體積大、重量大、維修困難等問題,同時(shí)結(jié)合系統(tǒng)的低功耗需求和優(yōu)化人機(jī)接口設(shè)計(jì),本文提出基于"單片機(jī)+CPLD/FPGA體系結(jié)構(gòu)"的集成化設(shè)計(jì)方案:①在CPLD中實(shí)現(xiàn)信號(hào)音分頻和計(jì)時(shí)頻率生成電路、20路用戶LED狀態(tài)控制電路;②CPLD與單片機(jī)以總線接口方式實(shí)現(xiàn)譯碼、數(shù)據(jù)和控制信號(hào)鎖存功能的VHDL設(shè)計(jì);③基于低功耗設(shè)計(jì)的器件選型方案和單片機(jī)待機(jī)模式設(shè)計(jì);④人機(jī)接口的LCD菜單操作方式.該文詳細(xì)介紹了改型設(shè)備的研制過程,包括CPLD片內(nèi)功能設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)、主控制板和用戶板各功能模塊工作原理和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)、各硬件模塊功能測試等,最后給出了局內(nèi)呼叫處理功能和話務(wù)員服務(wù)功能的軟件實(shí)現(xiàn)流程.文章結(jié)尾介紹了改型設(shè)備的系統(tǒng)性能,它將實(shí)現(xiàn)更高的可靠性、保密性和抗干擾能力,同時(shí)具備低功耗和小型化的優(yōu)點(diǎn).最后,該文總結(jié)了項(xiàng)目設(shè)計(jì)中使用的關(guān)鍵技術(shù),指出了設(shè)計(jì)的創(chuàng)新意義和將來的工作.
標(biāo)簽： CPLDFPGA 單片機(jī) 程控交換機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本課題源于空中機(jī)器人大賽參賽項(xiàng)目。針對比賽要求，提出了一種基于ARM的低成本、高性能的嵌入式微小無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)的整體方案，并由此展開了一系列的研究工作。 本文的重點(diǎn)是飛行控制系統(tǒng)的姿態(tài)確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)和飛行控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。 本文首先回顧了國內(nèi)外微小無人機(jī)發(fā)展歷程，介紹了其研究現(xiàn)狀，并指出了微小無人機(jī)的發(fā)展趨勢。根據(jù)需求設(shè)計(jì)了低價(jià)位、高性能的嵌入式微小無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)的整體方案。 設(shè)計(jì)了低成本、低功耗的微小無人機(jī)的姿態(tài)確定系統(tǒng)方案，利用姿態(tài)四元數(shù)、龍格庫塔法、高斯牛頓法和擴(kuò)展卡爾曼濾波器估計(jì)出系統(tǒng)的姿態(tài)矩陣；對姿態(tài)確定方案進(jìn)行了仿真。 設(shè)計(jì)了基于ARM的飛行控制系統(tǒng)的硬件部分，包括電源及復(fù)位電路，UART、SPI、JTAG等接口電路，PWM信號(hào)發(fā)生電路，A/D采樣電路及前置電路，光電耦合電路等；完成了整個(gè)飛控系統(tǒng)PCB板制作以及對所設(shè)計(jì)電路的調(diào)試工作，使得系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。 最后針對本文設(shè)計(jì)的硬件平臺(tái)進(jìn)行了啟動(dòng)代碼等系統(tǒng)底層軟件的編寫和調(diào)試，建立了系統(tǒng)的啟動(dòng)環(huán)境。
上傳時(shí)間： 2013-06-03
上傳用戶：kgylah
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)在市場上占有重要份額。 uClinux是從Linux衍生出來的優(yōu)秀嵌入式操作系統(tǒng)，專門針對沒有MMU的處理器設(shè)計(jì)，支持眾多嵌入式處理器類型。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：cjf0304
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)勢正廣泛地應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)中。通過對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SoC設(shè)計(jì)作了初步研究。 在對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)器周期對應(yīng)一個(gè)時(shí)鐘周期，執(zhí)行效率提高。使用硬件描述語言實(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；在Synplify pro綜合工具中完成了綜合；使用Modelsim SE仿真工具對其進(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)以硬件描述語言代碼形式存在可與任何綜合庫、工藝庫以及FPGA結(jié)合開發(fā)出用戶需要的固核和硬核，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FPGA驗(yàn)證。
標(biāo)簽： FPGA CPU 8位 增強(qiáng)型
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：jlyaccounts
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