甚短距離傳輸(VSR)是一種用于短距離(約300 m~600m)內進行數據傳輸的光傳輸技術.它主要應用于網絡中的交換機、核心路由器(CR)、光交叉連接設備(OXC)、分插復用器(ADM)和波分復用(WDM)終端等不同層次設備之間的互連,具有構建方便、性能穩定和成本低等優點,是光通信技術發展的一個全新領域,逐漸成為國際通用的標準技術,成為全光網的一個重要組成部分. 本文深入研究了VSR并行光傳輸系統,完成了VSR技術的核心部分--轉換器子系統的設計與實現,使用現場可編程陣列FPGA(Field Programmable GateArray)來完成轉換器電路的設計和功能實現.深入研究現有VSR4-1.0和VSR4-3.0兩種并行傳輸標準,在其技術原理的基礎上,提出新的VSR并行方案,提高了多模光纖帶的信道利用率,充分利用系統總吞吐量大的優勢,為將來向更高速率升級提供了依據.根據萬兆以太網的技術特點和傳輸要求,提出并設計了用VSR技術實現局域和廣域萬兆以太網在較短距離上的高速互連的系統方案,成功地將VSR技術移植到萬兆以太網上,實現低成本、構建方便和性能穩定的高速短距離傳輸. 本文所有的設計均在Altera Stratix GX系列FPGA的EP1SGX25F1020C7上實現,采用Altera的Quartus Ⅱ開發工具和 Verilog HDL硬件描述語言完成了VSR4-1.0轉換器集成電路和萬兆以太網的SERDES的設計和仿真,并給出了各模塊的電路結構和仿真結果.仿真的結果表明,所有的設計均能正確的實現各自的功能,完全能夠滿足10Gb/s高速并行傳輸系統的要求.
上傳時間: 2013-07-14
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當前,在系統級互連設計中高速串行I/O技術迅速取代傳統的并行I/O技術正成為業界趨勢。人們已經意識到串行I/O“潮流”是不可避免的,因為在高于1Gbps的速度下,并行I/O方案已經達到了物理極限,不能再提供可靠和經濟的信號同步方法。基于串行I/O的設計帶來許多傳統并行方法所無法提供的優點,包括:更少的器件引腳、更低的電路板空間要求、減少印刷電路板(PCB)層數、PCB布局布線更容易、接頭更小、EMI更少,而且抵抗噪聲的能力也更好。高速串行I/O技術正被越來越廣泛地應用于各種系統設計中,包括PC、消費電子、海量存儲、服務器、通信網絡、工業計算和控制、測試設備等。迄今業界已經發展出了多種串行系統接口標準,如PCI Express、串行RapidIO、InfiniBand、千兆以太網、10G以太網XAUI、串行ATA等等。 Aurora協議是為私有上層協議或標準上層協議提供透明接口的串行互連協議,它允許任何數據分組通過Aurora協議封裝并在芯片間、電路板間甚至機箱間傳輸。Aurora鏈路層協議在物理層采用千兆位串行技術,每物理通道的傳輸波特率可從622Mbps擴展到3.125Gbps。Aurora還可將1至16個物理通道綁定在一起形成一個虛擬鏈路。16個通道綁定而成的虛擬鏈路可提供50Gbps的傳輸波特率和最大40Gbps的全雙工數據傳輸速率。Aurora可優化支持范圍廣泛的應用,如太位級路由器和交換機、遠程接入交換機、HDTV廣播系統、分布式服務器和存儲子系統等需要極高數據傳輸速率的應用。 傳統的標準背板如VME總線和CompactPCI總線都是采用并行總線方式。然而對帶寬需求的不斷增加使新興的高速串行總線背板正在逐漸取代傳統的并行總線背板。現在,高速串行背板速率普遍從622Mbps到3.125Gbps,甚至超過10Gbps。AdvancedTCA(先進電信計算架構)正是在這種背景下作為新一代的標準背板平臺被提出并得到快速的發展。它由PCI工業計算機制造商協會(PICMG)開發,其主要目的是定義一種開放的通信和計算架構,使它們能被方便而迅速地集成,滿足高性能系統業務的要求。ATCA作為標準串行總線結構,支持高速互聯、不同背板拓撲、高信號密度、標準機械與電氣特性、足夠步線長度等特性,滿足當前和未來高系統帶寬的要求。 采用FPGA設計高速串行接口將為設計帶來巨大的靈活性和可擴展能力。Xilinx Virtex-IIPro系列FPGA芯片內置了最多24個RocketIO收發器,提供從622Mbps到3.125Gbps的數據速率并支持所有新興的高速串行I/O接口標準。結合其強大的邏輯處理能力、豐富的IP核心支持和內置PowerPC處理器,為企業從并行連接向串行連接的過渡提供了一個理想的連接平臺。 本文論述了采用Xilinx Virtex-IIPro FPGA設計傳輸速率為2.5Gbps的高速串行背板接口,該背板接口完全符合PICMG3.0規范。本文對串行高速通道技術的發展背景、現狀及應用進行了簡要的介紹和分析,詳細分析了所涉及到的主要技術包括線路編解碼、控制字符、逗點檢測、擾碼、時鐘校正、通道綁定、預加重等。同時對AdvancedTCA規范以及Aurora鏈路層協議進行了分析, 并在此基礎上給出了FPGA的設計方法。最后介紹了基于Virtex-IIPro FPGA的ATCA接口板和MultiBERT設計工具,可在標準ATCA機框內完成單通道速率為2.5Gbps的全網格互聯。
上傳時間: 2013-05-29
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臭氧(O3)作為一種無污染的強氧化劑,已在醫學、衛生、食品、飼養業、養殖業、化工生產、大氣凈化、污水處理和飲用水殺菌消毒等行業廣泛應用,取得了顯著效果,其應用規模也越來越大。在使用中,如果臭氧濃度過高會加大設備造價同時對人體有危害,臭氧濃度太小又難以收到滿意效果。因此在很多場合必須嚴格控制臭氧的濃度,以便達到既能殺菌消毒,又不危害人體健康的目的。目前,臭氧檢測的方法分為兩類,一類是采樣后實驗室分析,首先進行環境空氣的樣品采集,然后拿到實驗室利用化學方法進行分析;一類是自動監測儀器法,利用臭氧自動監測儀進行環境空氣中臭氧濃度的測定。然而在對臭氧消毒后空氣中臭氧濃度檢測的過程中,以上兩種方法具有檢測周期長、操作步驟復雜、設備體積大、不便于攜帶等缺點。因此設計一種檢測方法簡單、體積小、重量輕、低功耗、智能化程度高的便攜式臭氧濃度檢測儀具有一定的現實意義。 在硬件設計上,首先,為了完成臭氧濃度信號的提取,對臭氧傳感器進行了精心的選擇;其次,為了保證傳感器穩定可靠的工作,重點設計了恒電位儀電路,同時為了滿足后續A/D檢測精度的要求,對檢測到的電壓信號進行了調理;最后,為了實現系統的基本功能,以ARM微處理器LPC2210為核心搭建了系統的硬件平臺。 在軟件設計上,為了提高系統的智能化程度,引入了μC/OS-Ⅱ操作系統。同時為了減少系統功耗盡量縮短CPU的運行時間。當儀器無人操作一段時間后,系統會自動關閉一部分外圍器件并且使微處理器處于掉電狀態以減少功耗。 在操作的可靠性方面,設計了一鍵開機功能;同時為了延長電池的使用壽命,設計了電源智能管理模塊。
上傳時間: 2013-05-21
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在日常工作和生活中,人們需要享用各種資源或者服務。當在特定的時間段內,可供享用的資源有限,而需求享用資源的用戶相對較多時,供求矛盾就會出現。預約系統通過讓用戶與資源提供者進行交流,而緩解了供求矛盾。目前,為提高學生的創新能力和實驗儀器的使用效率,高校普遍提倡為學生提供自由的開放型實驗平臺。于是,實驗平臺數量的不足和學生多樣化的實驗需求激發了實驗平臺的供求矛盾。該矛盾的解決方法之一是采用合適的預約系統來實現開放型實驗進度的動態安排。 隨著互聯網的深入普及,以及移動通信服務的逐步完善和通信資費的不斷降低,基于互聯網和手機短消息的預約系統將變得非常實用。鑒于高校的學生一般都擁有一張由學校統一辦理的非接觸式IC卡,故結合射頻識別技術、互聯網和手機短消息技術實現開放型實驗的預約系統,將能較好地緩解高校實驗平臺數量不足和學生多樣化實驗需求之間的矛盾。同時,采用ARM處理器取代臺式電腦實現硬件電路,能有效降低預約系統的設備成本。 本論文有重點地討論了基于ARM/WEB/SMS/RFID的學生實驗預約系統的設計與實現。 第一章,通過介紹預約系統的現有應用和發展趨勢,提出了實驗預約系統設計方案的設計原因和依據,分析了實現設計方案的途徑和可行性,并提出設計方案的預期目標。 第二章,系統地介紹實現設計方案需要用到的基礎知識與技術,包括ARM體系結構、處理器內核以及μC/OS-II嵌入式實時操作系統等; 第三章,介紹預約系統的硬件結構,重點分析了非接觸式IC卡讀卡器和GSM通信模塊; 第四章,探討預約系統的軟件設計,包括系統的功能結構、數據結構,TCP/IP、HTTP、Wiegand協議和AT指令,以及具體分析關鍵應用程序的實現,并簡單介紹μC/OS-II的移植和軟件開發工具的使用; 第五章,對預約系統進行電氣參數和軟件功能的測試。最后,對整個項目進行總結,并提出展望。
標簽: ARMWEBSMSRFID 實驗
上傳時間: 2013-04-24
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(臺達)開關電源基本原理與設計介紹,比較實用
標簽: 開關電源
上傳時間: 2013-06-15
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隨著經濟的快速發展,人們生活節奏的提高,照顧家庭的時間越來越少。人們越來越感覺時間的緊張,不但要周旋在繁雜的工作之中,同時也要兼顧自己的家。而現有的嵌入式硬盤錄像機雖然功能豐富,產品日益成熟,但在家用系統中應用成本太高。因此本文設計了一款高性能、低成本的實時圖像監控系統,能讓人們在繁忙的工作之余實時了解住所的安全情況。 本文首先提出了該圖像監控系統的總體設計方案,并就系統硬件平臺的設計進行了詳細的論述。硬件部分主要包括主控芯片$3C2410與Flash、SDRAM存儲器接口電路,USB接口電路,以太網接口電路,UART串行接口電路,JTAG接口電路以及電源電路。 其次,本文研究了嵌入式IAnux移植的關鍵技術,包括交叉編譯環境的建立、Bootloader 的設計、內核移植以及文件系統加載的方法,并通過裁剪Linux內核將標準Linux 2.4.18移植到目標平臺。同時分析了現有文件系統的優、缺點,在目標平臺上移植了快速、高效的YAFFS文件系統,增強了系統的健壯性和高效性。 再者,本文修改并移植了LJSB攝像頭的驅動程序。研究了基于Vide041inux技術的圖像采集的數據結構和原理,詳細地闡述了圖像采集實現的過程和關鍵步驟,利用Vide04Linux API函數完成了圖像采集程序的設計,使用內存映射方式實現了圖像的快速采集,并對圖像數據進行了JPEG壓縮,提高了圖像采集的效率。研究了Web Server和Java Applet技術,實現了遠程圖像監控。通過重新編譯移植Webcam Server應用程序實現了網絡攝像機的功能。 最后,本文給出了系統的測試方法及運行結果,并總結了所做的工作和存在的問題,提出了系統改進的意見。 本文設計的圖像監控系統具有高性能、低成本、小體積等特點,采用開源的Linux作為軟件平臺,保證了系統的穩定性、安全性,具有較高的性價比和較強的適用性。
上傳時間: 2013-07-28
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能精確計算C語言延時程序中延時時間的小工具
上傳時間: 2013-07-29
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當代科學技術突飛猛進,極大促進了自動識別技術的發展——條形碼、光學字符識別、磁條(卡)、工C卡、語音識別、視覺識別、RFID等,其中,RFID無疑是最為前沿的自動識別技術,是一種非接觸式的識別技術;同時,隨著另外一項技術——嵌入式技術的飛速發展,機構小巧、性能優越、價格便宜、操作簡便的手持式數據自動讀寫設備發展尤為迅速。具體說來,一款好的手持式RFID讀寫器適用于工作現場,可以供工作人員對現場物品信息進行自動收集,而隨著嵌入式操作系統和網絡技術的應用,使讀寫器不僅有數據采集功能,而且可以對數據進行分析以供管理決策。在這其中,操作系統、芯片、總線、接口技術成為讀寫器的內核,嵌入式系統成為技術的代表。 隨著嵌入式操作系統(如linux、wirice.net)的出現,使得軟件開發人員在嵌入式系統和普通pc機上進行應用軟件開發不會感到太大的差別(借助于交叉開發環境,即在pc機上編譯連接,但生成的是目標機代碼)。但是,對于那些應用軟件開發者,往往對某一行業軟件開發比較熟悉卻對硬件有些陌生,熟悉硬件原理(嵌入式處理器架構、部件工作原理等)恰恰是構建一個嵌入式系統所必須的。因此,構建一個性能穩定、持續工作時間長、完善數據接口、方便讀寫器接口的手持式設備成為了當今一個比較熱門的技術領域。本項目就是根據以上事實,先分析了國內外研究現狀,再根據項目需求、生產成本以及RFID應用開發者的要求,決定采用以ARM920T為內核的$3C2410為嵌入式處理器、微軟公司力推的wiIice.net為嵌入式操作系統,設計開發了供RFID應用軟件開發者使用的手持式RFID讀寫器。針對手持式設備的特點和實際要求,對讀寫器軟硬件系統整體結構進行了規劃,完成了時鐘電路、nand flash存儲器接口電路、SDRAM電路、串行接口電路、RFID讀寫模塊接口電路、USB接口電路、無線通信模塊接口電路、LCD/觸摸屏接口電路的設計,并開發了讀寫器的二次發API;在wince.net平臺下,利用platform builder工具定制了適于讀寫器的操作系統,實現了嵌入式操作系統的設計,最后對整個系統進行了測試。
上傳時間: 2013-06-21
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隨著變頻調速技術的快速發展,基于變頻調速的恒壓供水系統越來越多的應用到了小區供水中。與恒速供水系統相比,變頻調速恒壓供水系統取得了較好的節能效果,但是由于其壓力設定值一般是按系統最大能量需求時設定的,并且該設定值一旦設定后不能依據系統的能量需求自動做實時調整,使系統在大部分時間內供給的能量大于需求的能量。因此,該供水方式并沒有把變頻調速的節能潛力全部發揮出來。本文針對變頻調速恒壓供水系統這一不足,提出了變頻調速實時恒壓供水方式,它能依據系統的能量需求實時的調整壓力設定值,能更好的發揮變頻調速的節能潛力。 本文首先依據泵理論和水動力學對供水系統進行了深入的分析和研究,詳細探討了供水系統的節能原理,從而為后續章節中控制策略的選擇奠定了基礎。 然后針對供水系統的精確數學模型難以建立的問題,本文采用了專家系統。該專家系統能依據用戶能量需求的不同,實時給出泵出口的壓力設定值;在此基礎上通過模糊-PID控制使供水系統迅速進入穩定狀態,同時使系統具有快速性、穩定性和良好的魯棒性。通過MATLAB仿真工具對整個控制系統進行了仿真,仿真結果表明該控制系統與常規PID控制相比具有更好的控制品質。 最后以ARM7LPC-2129為硬件基礎,實現了以上各個部分的功能。另外還采用VB開發了上位機監控界面;開發了基于ARM的CAN接口,為供水系統的網絡化提供技術支持;使用ARM7LPC-2129的通用輸入輸出口,實現了供水系統中電機的組合運行或單機啟停控制;泵運行狀態和火災顯示等輔助功能的實現。
上傳時間: 2013-04-24
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在航空航天,遙感測量,安全防衛以及家用影視娛樂等領域,要求能及時保存高清晰度的視頻信號供后期分析、處理、研究和欣賞。因此,研究一套處理速度快,性能可靠,使用方便,符合行業相關規范的高清視頻編解碼系統是十分必要的。 本文首先介紹了高清視頻的發展歷史。并就當前相關領域的發展闡述了高清視頻編解碼系統的設計思路,提出了可行的系統設計方案。基于H.264的高清視頻編碼系統對處理器的要求非常高,一般的DSP和通用處理器難以達到性能要求。本系統選擇富士通公司最新的專用視頻編解碼芯片MB86H51,實時編解碼分辨率達到1080p的高清視頻。芯片具有壓縮率高,功耗低,體積小等優點。系統的控制設備由三塊FPGA芯片和ARM控制器共同完成。FPGA芯片分別負責視頻輸入輸出,碼流輸入輸出和主編解碼芯片的控制。ARM作為上層人機交互的控制器,向系統使用者提供操作界面,并與主控FPGA相連。方案實現了高清視頻的輸入,實時編碼和碼流存儲輸出等功能于一體,能夠編碼1080p的高清視頻并存儲在硬盤中。系統開發的工作難點在于FPGA的程序設計與調試工作。其次,詳細介紹了FPGA在系統中的功能實現,使用的方法和程序設計。使用VHDL語言編程實現I2C總線接口和接口控制功能,利用stratix系列FPGA內置的M4K快速存儲單元實現128K的命令存儲ROM,并對設計元件模塊化,方便今后的功能擴展。編程實現了PIO模式的硬盤讀寫和SDRAM接口控制功能,實現高速的數據存儲功能。利用時序狀態機編程實現主芯片編解碼控制功能,完成編解碼命令的發送和狀態讀取,并對設計思路,調試結果和FPGA資源使用情況進行分析。著重介紹設計中用到的最新芯片及其工作方式,分析設計過程中使用的最新技術和方法。有很強的實用價值。最后,論文對系統就不同的使用情況提出了可供改進的方案,并對與高清視頻相關的關鍵技術作了分析和展望。
上傳時間: 2013-07-26
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