介紹采用ALTERA 公司的可編程器件,實現I2C 總線的通信接口的基本原理; 給出部分VHDL語言描述。該通信接口與專用的接口芯片相比, 具有使用靈活, 系統配置方便的特點。
上傳時間: 2013-05-20
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汽車行駛記錄儀(文中也簡稱為記錄儀),亦稱“汽車黑匣子”,是安裝在車輛上,對車輛行駛速度、時間、里程以及有關車輛行駛的其它狀態信息進行監控、記錄、存儲并可通過接口實現數據輸出的數字式電子記錄裝置。為分析和判斷汽車駕駛狀態和處理交通事故提供了可靠準確的科學依據。本課題的來源是國家信息產業部下達的電子發展基金項目,與同類產品相比,增加了音/視頻功能,目前已通過信產部驗收。 本文主要分析和設計了一種具有低成本高擴展性的基于ARM與ARMLinux的汽車行駛記錄儀方案,該系統作為信產部項目中的主控模塊實現了記錄儀的標準功能。硬件方面分析了汽車行駛記錄儀的標準功能對應ARM片內外圍電路與外部器件的設計。軟件方面分析了基于YAFFS文件系統與Linux 2.6的軟件平臺在嵌入式應用方面的高可用性,主要描述YAFFS的特點與基本原理,Linux中線程的實現機制與Linux Kernel 2.6在響應時間上的改進。并給出了該記錄儀基于Liinux的多線程結構應用程序的設計要點、流程圖和主要的數據結構。 作為擴展,為記錄儀增加了采集和處理音/視頻信號的DSP模塊。DSP采用TI公司的專用于數字媒體應用的高性能DSP DM642。DSP模塊同時采集3路視頻并進行壓縮,壓縮算法可以采用MPEG-2、MPEG-4、H.263、H.264等。論述了實現音/視頻功能的基本原理、DSP模塊的存儲器結構、ARM與DSP的通信及一些實用性的考慮。
上傳時間: 2013-07-02
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本文對基于ARM的可編程控制器進行了研究。本文研制的可編程控制器配置簡單,擴展方便,抗干擾能力強,可靠性高。能夠采集4~20mA/0~5V的模擬量以及12路開關量;輸出1路-10~+10V、4路0~5V與2路0~20mA的模擬量以及8路開關量;能夠采集6路溫度信號:可以應用于開關量的邏輯控制;能實現簡單的PID控制:并配有RS232串行通信接口以及CAN總線通信接口,能滿足基本工業控制的要求。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著集成電路技術的飛速發展,芯片的規模越來越大,集成度越來越高,工作頻率越來越快,但是芯片的設計能力卻面臨巨大的挑戰。而IP核的重用則是解決當今芯片設計所面臨問題的最有效的解決方法。 MDIO接口模塊為以太網接口芯片中MAC層對PHY器件的控制管理接口。隨著以太網技術的快速發展以及MAC應用越來越廣泛,MDIO接口模塊的應用也越來越多,因此將MDIO接口模塊設計成可重用的IP核對于以各種太網接口集成芯片的設計具有很重要的作用。 本文詳細描述了MDIO接口模塊IP核的設計,介紹了該IP核的系統結構以及各個子模塊的詳細設計方法,對此IP核進行了仿真驗證,最后進行了FPGA測試,功能和性能達到了要求,最終通過了IP審核流程并且已成功應用于企業的以太網接口芯片中。
上傳時間: 2013-07-20
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該文進行的設計作為數控系統大課題中的一個子課題,主要研究利用PCI總線來實現對外圍IO的操作,硬件上包括設計一塊PCI接口卡并測試通過,軟件上實現了PCI接口卡在Linux下的驅動和用軟PLC來實現對外圍IO的操作.該文在比較幾種微機總線的基礎上,為了實現數控系統高速、高精度、低功耗的要求,采用PCI總線進行設計.隨著可編程邏輯器件的發展,為在一片PLD芯片內實現復雜的邏輯控制提供了條件.該文在綜合比較開發PCI卡的幾種方法的基礎上,選擇了使用FPGA來實現PCI接口卡設計.用VHDL語言對FPGA編程,采用模塊化的設計方法進行設計,用狀態機來控制PCI邏輯的時序.設計首先在EDA軟件上仿真通過后,制作成PCI板卡并在現場調試通過.為方便所設計的PCI卡在數控系統及其它系統中應用,該文設計了PCI卡在Linux下的設備驅動程序,主要包括設備的注冊與注銷、與Linux內核的接口、相關的入口函數、驅動程序的編碼、編譯、加載與卸載等,并編寫了相應的測試代碼,在Linux環境下調試通過.為了解決數控系統中PLC的應用問題,該文還設計了PCI卡在軟PLC中的應用.采用的軟PLC軟件是Linux下的MatPLC軟件.在詳細討論MatPLC工作原理的基礎上,設計了一個輸入模塊、一個輸出模塊和一個MatPLC配置文件.輸入模塊通過驅動程序從PCI卡中讀取數據,傳送到MatPLC內核的全局變量中,輸出模塊從內核全局變量讀取數據并進行邏輯運算,再輸出到PCI卡.將他們編譯通過,并進行測試,最終實現軟PLC對外圍IO端口的讀寫.該論文受到廣東省科技攻關項目[2002A1040402]、廣東省科技攻關項目[2003C101002]、廣州市重大科技攻關計劃[2002Z1-D0051]的資助.
上傳時間: 2013-07-18
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現場可編程邏輯門陣列(FPGA)具有開發周期短、成本小、風險低和現場可靈活配置等優點,可以在更短的時間實現更復雜的功能,使得基于FPGA的開發平臺的研究成為工業界和學術界日益關注的問題.基于FPGA的高集成度、高可靠性,可將整個設計系統下載于同一芯片中,實現片上系統,從而大大縮小其體積,因此以FPGA為代表的可編程邏輯器件應用日益廣泛.在國外,FPGA技術發展與應用已達到相當高的程度;而在國內,FPGA技術發展仍處在起步階段,與國外相比還存在較大的差距.本文提出了一種FPGA通用接口開發平臺的設計思路,研制了一種FPGA快速實驗開發裝置,對研制過程中遇到的軟、硬件問題加以歸納總結,提高了系統運行效率.分別研究了基于FPGA器件Altera公司的FLEX6000的字符型LCD、PC機ISA總線,基于FLEX10K的圖像點陣型LCD、PC機PCI總線接口中.最后通過一個通用實驗裝置系統的設計和實現,綜合上述應用,介紹了FPGA實驗系統的軟件開發環境,實現了基于FGPA的交通信號燈邏輯控制和電子鐘,研究了FPGA技術在通用接口控制器設計中的應用.
上傳時間: 2013-04-24
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電臺廣播在我們的社會生活中占有重要的地位。隨著我國廣播事業的發展,對我國廣播業開發技術、信號的傳輸質量和速度提出了更高更新的要求,促使廣播科研人員不斷更新現有技術,以滿足人民群眾日益增長的需求。 本論文主要分析了現行廣播發射臺的數字廣播激勵器輸入接口的不足之處,根據歐洲ETS300799標準,實現了一種激勵器輸入接口的解決方案,這種方案將復接器送來的ETI(NA,G704)格式的碼流轉換成符合ETS300799標準ETI(NI)的標準碼流,并送往后面的信道編碼器。ETI(NA,G704)格式與現行的ETI(NI,G703)格式相比,主要加入了交織和RS糾錯編碼,使得信號抗干擾能力大大加強,提高了節目從演播室到發射臺的傳輸質量,特別是實時直播節目要求信號質量比較好時具有更大的作用。 本論文利用校驗位為奇數個的RS碼,對可檢不可糾的錯誤發出報警信號,通過其它方法替代原有信號,對音質影響不大,節省了糾正這個錯誤的資源和開發成本。 同時,我們采用FPGA硬件開發平臺和VHDL硬件描述語言編寫代碼實現硬件功能,而不采用專用芯片實現功能,使得修改電路和升級變得異常方便,大大提高了開發產品的效率,降低了成本。 經過軟件仿真和硬件驗證,本系統已經基本實現了預想的功能,擴展性較好,硬件資源開銷較小,具有實用價值。
上傳時間: 2013-07-15
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進入20世紀90年代后,隨著全球信息化、智能化、網絡化的發展,嵌入式系統技術獲得了前所未有的發展空間。 嵌入式系統的最大特點之_是其所具有的目的性或針對性,即每一套嵌入式系統的開發設計都有其特殊的應用場合與特定功能,這也是嵌入式系統與通剛的計算機系統最主要的區別。由于嵌入式系統是為特定的目的而設計的,且常常受到體積、成本、功能、處理能力等各種條件的限制。因此,如果可以最大限度地提高應用系統硬件上和軟件上的靈活性,就可以用最低的成本,最少的時間,快速的完成功能的轉換。 本課題的目的在于提出并設計一種基于ARM(Advanced RISC Machines)和CPLD(Complex Programmable Logic Device)的可擴展功能嵌入式系統平臺,并完成了系統的硬件設計和PCI(Peripheral Component Interconnect)橋的固件設計。設計過程中采用美國ALTIUM公司的ALTIUM DESIGNER 6.0 EDA軟件開發了系統的硬件部分。在整個硬件開發環節中,充分采用高速PCB(Printed Circuit Board)的設計原則,并進行全面的電路仿真試驗,保證了硬件系統的高度可靠性。本系統承襲了ARM7系列處理器高性能、低功耗、低成本的優點,并充分考慮到用戶的需要,擴展了多種常用的外部設備接口以及藍牙無線接口等,為將米各種可能的應用提供了完善的硬件基礎。概括總結起來本文具體工作如下: 1.完全自主設計了具有高擴展性的基于LPC2292嵌入式處理器的嵌入式系統應用開發平臺。基于該硬件平臺,可以實現許多基于ARM架構處理器的嵌入式應剛而無需對硬什系統作出大的改變,如多協議轉換器、CAN(Control Area Network)總線網關、以太網關、各種工業控制應用等。并在具體的設計實踐中,總結出了嵌入式系統硬件平臺的設計原則及設計方法。 2.完成了基于CPLD的PCI橋接芯片的同什設計,在ARM硬件平臺上成功擴展了PCI設備,成功解決了ARM處理器和PCI從設備之間通訊的問題。 3.完成了對所開發的嵌入式系統硬件平臺的測試工作,完成了基于AT89C51的PCI測試卡軟硬件設計。基于此測試卡,可以實現對系統中的PCI通訊功能進行有效測試,以保證整個硬件系統正常、高效、穩定地運行。本系統的設計完成,使其可以作為嵌入式應用的二次開發或實驗平臺,用于工業產品開發及高校相關專業的實踐教學。
上傳時間: 2013-05-22
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本論文以開發基于ARM核的USB2.0-AHB接口IP此項目為依托,致力于在Windows XP操作系統上使用DDK(Driver Development Kit)設計和開發一個基于WDM的主機端驅動程序。開發該驅動程序的目的是為了對該IP進行FPGA測試以及配合設備端驅動程序的開發,該驅動程序能夠完成即插即用功能,塊傳輸,同步傳輸,控制傳輸以及對Flash的操作五項主要功能。 論文首先介紹了基于WDM的USB驅動程序設計原理,其中包括了從結構到通信流對USB主機系統的介紹,編寫WDM驅動程序的基礎理論(主要介紹了數個相關的重要概念、驅動程序的基本組成),以及在開發對Flash操作的例程會使用到的Mass Storage類協議的簡要介紹。在介紹設計原理后,論文從總體的系統應用環境和結構薊數據傳輸、內部模塊以及軟硬件體系結構幾個方面簡要描述了該IP的系統設計。接著論文通過分析主機端驅動程序功能需求,提出了驅動程序的總體構架以及分步式的設計流程,具體步驟是先實現驅動程序的正常加載以及基本PnP功能,然后實現塊傳輸、同步傳輸以及控制傳輸,最后完成對Flash操作例程的設計。隨后論文詳細闡述了對上述五項主要功能模塊的設計;其中對Flash操作例程的設計是難點,作者通過分析Bulk-Only協議和UFI命令規范,提出程序的詳細設計方案。論文最后簡要介紹了調試驅動程序的方法,以及驅動程序的測試內容、部分測試結果以及測試結論。 本論文研究對象為基于ARM核的USB2.0-AHB接口IP主機端驅動程序,因為其研究主體是一個基于WDM的主機端驅動程序,因此有其普遍性;但是它以開發基于ARM核的USB2.0-AHB接口IP這個項目為依托,其目的是為項目服務,因此它有其特殊性。它是一項既有普遍性又有特殊性的研究。
上傳時間: 2013-05-19
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本文研究的主要內容是應用可編程器件FPGA來作PCI總線從模塊設計.文中首先分析了可編程器件在PCI總線產品設計中的可行性和應用前景,接著對PCI總線協議作了一個系統的介紹,然后分析了PCI總線從模塊接口電路的結構,提出了子電路模塊的具體實現方案,最后在Xilinx ISE開發環境下采用Xilinx公司生產Spartan2E系列的器件XC2S300E來設計接口電路.并設計了驗證電路板,在PC機主板上對設計進行功能驗證,驗證結果表明設計正確,達到了設計要求.為今后對PCI總線接口進一步的研究奠定了基礎.
上傳時間: 2013-04-24
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