指令集仿真器是目前嵌入式系統研究中一個極其重要的領域,一個靈活高效且準確度高的仿真器不僅可以實現對嵌入式系統硬件環境的仿真,而且是現代微處理器結構設計過程中性能評估的重要工具. 仿真器的性能已經成為影響整個設計效率的重要因素,在現有的指令集仿真技術中,編譯型仿真技術雖然可以獲得高的仿真速度,但其對應用的假設過于嚴格,限制了其在商業領域中的應用;解釋型仿真器雖被普遍使用,但其缺點也很明顯,由于模擬過程中需要耗費大量時間用于指令譯碼,解釋型模擬器速度往往很有限,使用性能較低。由此可見,如何減少仿真過程中的指令譯碼時間,是提高仿真器的性能的關鍵。 本文旨在提出一個指令集仿真器的原型,重點解決指令解碼過程中的速度瓶頸,在其基礎可以進行擴充和改進,以適應不同硬件平臺的需要。文章首先從ARM指令集的指令功能和編碼格式入手,通過分析和比較找出了一般常用指令的編碼和實現規律,并在此基礎上進行了高級語言的描述,其后提出了改進版解釋型指令集仿真器的設計方案,包括為提高仿真器性能,減少譯碼時間,創新性的在流程設計中加入了預解碼的步驟,同時用自己設計的壓縮算法解決了因預解碼產生大量譯碼信息而帶來的內存過度消耗難題。接下來,描述了仿真器的實現,包括指令的取指、譯碼、執行等基本功能,并著重描述了如何通過劃分存儲域和存儲塊的方式模擬真實存儲器的讀寫訪問實現。 另外,需要特別指出的是,針對仿真器中普遍存在的調試難問題,本文從一線程序開發人員的角度,在調試模塊的設計中除了斷點設置、程序暫停、恢復等基本功能外,還添加了各類監視設備和程序跟蹤的功能,以期能提高本仿真器的實用性。 在文章的結尾,提出了仿真器的驗證方案,并按照該方案對仿真器進行了功能和性能上的驗證,最后對進一步的工作進行了展望。
上傳時間: 2013-08-02
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隨著半導體工藝的飛速發展和芯片設計水平的不斷進步,ARM微處理器的性能得到大幅度地提高,同時其芯片的價格也在不斷下降,嵌入式系統以其獨有的優勢,己經廣泛地滲透到科學研究和日常生活的各個方面。 本文以ARM7 LPC2132處理器為核心,結合蓋革一彌勒計數管對Time-To-Count輻射測量方法進行研究。ARM結構是基于精簡指令集計算機(RISC)原理而設計的,其指令集和相關的譯碼機制比復雜指令集計算機要簡單得多,使用一個小的、廉價的ARM微處理器就可實現很高的指令吞吐量和實時的中斷響應?;贏RM7TDMI-S核的LPC2132微處理器,其工作頻率可達到60MHz,這對于Time-To-Count技術是非常有利的,而且利用LPC2132芯片的定時/計數器引腳捕獲功能,可以直接讀取TC中的計數值,也就是說不再需要調用中斷函數讀取TC值,從而大大降低了計數前雜質時間。本文是在我師兄呂軍的《Time-To-Count測量方法初步研究》基礎上,使用了高速的ARM芯片,對基于MCS-51的Time-To-Count輻射測量系統進行了改進,進一步論證了采用高速ARM處理器芯片可以極大的提高G-M計數器的測量范圍與測量精度。 首先,討論了傳統的蓋革-彌勒計數管探測射線強度的方法,并指出傳統的脈沖測量方法的不足。然后討論了什么是Time-To-Count測量方法,對Time-To-Count測量方法的理論基礎進行分析。指出Time-To-Count方法與傳統的脈沖計數方法的區別,以及采用Time-To-Count方法進行輻射測量的可行性。 接著,詳細論述基于ARM7 LPC2132處理器的Time-To-Count輻射測量儀的原理、功能、特點以及輻射測量儀的各部分接口電路設計及相關程序的編制。 最后得出結論,通過高速32位ARM處理器的使用,Time-To-Count輻射測量儀的精度和量程均得到很大的提高,對于Y射線總量測量,使用了ARM處理器的Time-To-Count輻射測量儀的量程約為20 u R/h到1R/h,數據線性程度也比以前的Time-To-CotJnt輻射測量儀要好。所以在使用Time-To-Count方法進行的輻射測量時,如何減少雜質時間以及如何提高計數前時間的測量精度,是決定Time-To-Count輻射測量儀性能的關鍵因素。實驗用三只相同型號的J33G-M計數管分別作為探測元件,在100U R/h到lR/h的輻射場中進行試驗.每個測量點測量5次取平均,得出隨著照射量率的增大,輻射強度R的測量值偏小且與輻射真實值之間的誤差也隨之增大。如果將測量誤差限定在10%的范圍內,則此儀器的量程范圍為20 u R/h至1R/h,量程跨度近六個數量級。而用J33型G-M計數管作常規的脈沖測量,量程范圍約為50 u R/h到5000 u R/h,充分體現了運用Time-To-Count方法測量輻射強度的優越性,也從另一個角度反應了隨著計數前時間的逐漸減小,雜質時間在其中的比重越來越大,對測量結果的影響也就越來越嚴重,盡可能的減小雜質時間在Time-To-Count方法輻射測量特別是測量高強度輻射中是關鍵的。筆者用示波器測出此輻射儀器的雜質時間約為6.5 u S,所以在計算定時器值的時候減去這個雜質時間,可以增加計數前時間的精確度。通過實驗得出,在標定儀器的K值時,應該在照射量率較低的條件下行,而測得的計數前時間是否精確則需要在照射量率較高的條件下通過儀器標定來檢驗。這是因為在照射量率較低時,計數前時間較大,雜質時間對測量結果的影響不明顯,數據線斜率較穩定,適宜于確定標定系數K值,而在照射量率較高時,計數前時間很小,雜質時間對測量結果的影響較大,可以明顯的在數據線上反映出來,從而可以很好的反應出儀器的性能與量程。實驗證明了Time-To-Count測量方法中最為關鍵的環節就是如何對計數前時間進行精確測量。經過對大量實驗數據的分析,得到計數前時間中的雜質時間可分為硬件雜質時間和軟件雜質時間,并以軟件雜質時間為主,通過對程序進行合理優化,軟件雜質時間可以通過程序的改進而減少,甚至可以用數學補償的方法來抵消,從而可以得到比較精確的計數前時間,以此得到較精確的輻射強度值。對于本輻射儀,用戶可以選擇不同的工作模式來進行測量,當輻射場較弱時,通常采用規定次數測量的方式,在輻射場較強時,應該選用定時測量的方式。因為,當輻射場較弱時,如果用規定次數測量的方式,會浪費很多時間來采集足夠的脈沖信號。當輻射場較強時,由于輻射粒子很多,產生脈沖的頻率就很高,規定次數的測量會加大測量誤差,當選用定時測量的方式時,由于時間的相對加長,所以記錄的粒子數就相對的增加,從而提高儀器的測量精度。通過調研國內外先進核輻射測量儀器的發展現狀,了解到了目前最新的核輻射總量測量技術一Time-To-Count理論及其應用情況。論證了該新技術的理論原理,根據此原理,結合高速處理器ARM7 LPC2132,對以G-計數管為探測元件的Time-To-Count輻射測量儀進行設計。論文以實驗的方法論證了Time-To-Count原理測量核輻射方法的科學性,該輻射儀的量程和精度均優于以前以脈沖計數為基礎理論的MCS-51核輻射測量儀。該輻射儀具有量程寬、精度高、易操作、用戶界面友好等優點。用戶可以定期的對儀器的標定,來減小由于電子元件的老化對低儀器性能參數造成的影響,通過Time-To-Count測量方法的使用,可以極大拓寬G-M計數管的量程。就儀器中使用的J33型G-M計數管而言,G-M計數管廠家參考線性測量范圍約為50 u R/h到5000 u R/h,而用了Time-To-Count測量方法后,結合高速微處理器ARM7 LPC2132,此核輻射測量儀的量程為20 u R/h至1R/h。在允許的誤差范圍內,核輻射儀的量程比以前基于MCS-51的輻射儀提高了近200倍,而且精度也比傳統的脈沖計數方法要高,測量結果的線性程度也比傳統的方法要好。G-M計數管的使用壽命被大大延長。 綜上所述,本文取得了如下成果:對國內外Time-To-Count方法的研究現狀進行分析,指出了Time-To-Count測量方法的基本原理,并對Time-T0-Count方法理論進行了分析,推導出了計數前時間和兩個相鄰輻射粒子時間間隔之間的關系,從數學的角度論證了Time-To-Count方法的科學性。詳細說明了基于ARM 7 LPC2132的Time-To-Count輻射測量儀的硬件設計、軟件編程的過程,通過高速微處理芯片LPC2132的使用,成功完成了對基于MCS-51單片機的Time-To-Count測量儀的改進。改進后的輻射儀器具有量程寬、精度高、易操作、用戶界面友好等特點。本論文根據實驗結果總結出了Time-To-Count技術中的幾點關鍵因素,如:處理器的頻率、計數前時間、雜質時間、采樣次數和測量時間等,重點分析了雜質時間的組成以及引入雜質時間的主要因素等,對國內核輻射測量儀的研究具有一定的指導意義。
標簽: TimeToCount ARM 輻射測量儀
上傳時間: 2013-06-24
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地鐵信號設備中輸入輸出設備是信號邏輯和現場設備之間的接口,有著四高(高安全,高可靠,高可維護,高可用)要求,目前信號系統廠家的傳統做法是整個信號系統產品由一家公司來完成,可是隨著技算機技術的快速發展,邏輯部份目前已可以采用通用COTS產品,而輸入輸出部分還是需要各個信號廠家自己設計和生產,因此設計出一款通用型的輸入輸出控制器已成地鐵行業的發展方向。 為了滿足以上要求,本文從實際應用角度出發,使信號系統的產品更加的開放透明,設計出基于ARM的地鐵用安全型的智能I/O,從而使信號系統設計可以方便地和現場信號設備接口。 在硬件上采用冗余設計,以ARM為主處理器,整個系統無單點硬件故障,采集部分采用動態異或輸入設計,驅動部分采用安全驅動設計。 基于ARM的地鐵用安全智能I/O嚴格遵循歐洲鐵路信號產品的標準,使系統的安全性,可靠性,可用性和可維護性有了充分的保障。 本文主要介紹了地鐵用安全型智能I/O控制器的設計和實現,包括設計思想,具體實施,硬件和軟件的設計等。
上傳時間: 2013-06-12
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如何應用PC的基礎語言進行波形函數值運算求得對應函數值再加以存盤例如正弦波三角波對數波調變波等或其它各種函數具體方法如下取函數值文件與主程序連接形成一智能型多功能函數信號發生器在WAVRASM程序下作調試然后將程序轉換燒寫在AVR內PROM或AVR擴展系統的多組并聯輸出控制中插于正弦公司所設計開發的SN-AVREP萬用實驗開發電路中即研制出一部微電腦智能型多功能函數波信號發生器這是本實驗的主要目的
上傳時間: 2013-05-18
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教你如何破解Altium_Designer_Winter_09
標簽: Altium_Designer_Winter 09 破解
上傳時間: 2013-04-24
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研究如何將當前流行的嵌入式技術應用于工業領域中的數據采集與記錄方面,是當今工業過程測量控制領域發展的一個必然方向。 本論文所設計完成的嵌入式工業過程數據采集與記錄系統,是以32位ARM7微處理器S3C44B0X為核心,取代了傳統的單片機,并且引入了μClinux多任務實時操作系統。采集到的工業現場的實時數據,經A/D轉換等步驟處理后,顯示在高分辨率的彩色LCD上。在MiniGUI的支持下,通過豐富的圖形界面功能,以曲線或表格的形式顯示工業現場實時數據的變化趨勢,具有良好的人機界面。輸入功能通過點擊觸摸屏來實現,可以像使用Windows操作系統一樣,點擊菜單、滾動條、列表框、按鈕等控件以完成相應的操作。數據的記錄完全脫離PC機,顯示在LCD上的數據,可以實時的以文件的形式存儲在Nand Flash中,必要的時候通過USB接口用U盤導出。μClinux操作系統中移植了BOA網絡服務器和CGI腳本程序,因此具有動態Web監控功能,用戶可以在PC機上的瀏覽器中通過網絡隨時監測工業現場的實時數據。 經過測試,該系統可以穩定可靠的運行,完全實現了工業現場數據的實時采集、人性化顯示、規范化操作、脫機化記錄和網絡化監測等一系列功能,取代了傳統的底層智能儀表搭配PC機的構架,將其功能合二為一,對工業企業的技術進步和生產過程的現代化有著重要的作用。
上傳時間: 2013-07-18
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萬用表檢修彩色電視機開關電源,可以輕松學會維修電視機
上傳時間: 2013-08-02
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如何看懂電路圖電子設備中有各種各樣的圖。能夠說明它們工作原理的是電原理圖,簡稱電路圖
標簽: 電路圖
上傳時間: 2013-07-04
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發電機是電力系統的關鍵設備,如何有效監測發電機的工作狀態一直是電力部門研究的重要課題之一。發電機可以正常工作,其中絕緣體部分起著不可或缺的作用,以前的發電機絕緣體監測系統都存在著一些不足,比如精度低,適用范圍窄等?;诖嗽?,本文介紹了FJR裝置,它可以用來監測發電機絕緣體是否出現過熱或老化的情況,為發電機的安全運行提供了保障。該裝置具有很高的靈敏度,可適合于空冷、水冷等不同發電機。整個檢測系統分為氣路和電路兩部分,氣路部分負責將發電機絕緣體的狀況轉化成電流信號,而電路部分負責對這些電流信號進行處理。文中將FJR系統的氣路部分等效為一個黑盒子,而重點介紹其電路部分。電路部分主要的功能是采集從氣路傳送過來的兩路電流信號,并進行計算和分析,決定是否報警,同時將采集到的數據和分析的結果定性地顯示給工作人員。 本文第一章介紹了課題的研究背景,并在此基礎上提出了課題的必要性和研究方向;第二章從整體入手,對監測系統的功能進行了分析,明確了要實現的功能和目標,并提出了使用ARM做上位機,負責系統控制和界面顯示,DSP做下位機負責信號的采集和計算;后面幾章則分別介紹了系統的各個模塊;第三章主要介紹嵌入式系統及其軟件開發,包括系統的設計以及各個功能的實現,比如串口通信、CF卡存儲等等,從本章中可以了解到系統的界面顯示內容和鍵盤操作步驟;第四章介紹了負責信號采集和計算的DSP系統,并且詳細介紹了實現各項功能時所用到的外部設備,包括RTC時鐘,AD采樣芯片等;本章接下來闡述了DSP和ARM兩個模塊如何通過雙口RAM實現通信以及通信幀的格式;第五章介紹了系統中的一些硬件電路,包括模擬放大器等,使得讀者可以更全面地了解本系統,同時在本章作者還總結了一些電路板設計的心得和體會。論文最后一章對本文所做的工作進行了總結,指出了需要改進之處,也指明了以后進一步研究的任務和方向。
上傳時間: 2013-04-24
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增強現實是一種將虛擬世界和真實環境相結合的技術。它將計算機繪制的虛擬模型疊加到使用者所看到的真實世界景象中,使用戶可以從虛擬模型中獲得額外的信息,增強了對現實的感知。涉及到的技術有圖像處理、位置跟蹤、三維注冊等。增強現實技術廣泛應用于裝配維修、醫療研究、軍事領域和商業應用。 第一部分,增強現實技術介紹。該部分首先闡述了增強現實的定義,接著介紹了該項技術的國內外發展狀況,以及在工業領域、醫療領域、建筑領域等的應用,最后分析了目前AR系統的缺點和不足,得出了在嵌入式增強現實研究具有重要意義。 第二部分,嵌入式硬件環境的設計。硬件電路由以下幾部分構成:USB控制器用于連接USB攝像頭設備,液晶顯示驅動用于控制顯示屏輸出,外圍電路主要有內存電路、Flash電路、時鐘電路和RS-232電路等。 第三部分,嵌入式軟件方案的設計。首先,選用U-boot1.2.0作為Bootloder,特點是U-boot的網絡功能較強,支持平臺較多。其次,移植Linux2.6.22內核作為系統核心,該版本內核具有實時性強等特點。再次,用busybox1.9.1構建基礎命令環境,并將轉為NandFlash設計的YAFFS文件系統安裝到開發板上。最后,在以上的軟件環境基礎上,開發了基于OV511芯片的USB設備驅動和FrameBuffer顯示驅動程序。 第四部分,開源視覺處理庫OpenCV的移植。該部分介紹了OpenCV的特性,常用的數據結構,在嵌入式Linux下的編譯選項配置,庫依賴文件安裝,底層文件修改,以及如何編譯、安裝OpenCV。 第五部分,基于OpenCV的攝像頭標定程序。該攝像頭標定程序是基于張氏標定算法的開發,本文首先闡述了攝像頭標定算法的核心內容,以及對應的OpenCV實現方案,然后給出了攝像頭標定程序在平臺運行的細節和結果。
上傳時間: 2013-07-06
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