智能化住宅小區(qū)，是指在一定范圍內(nèi)通過有效的傳輸網(wǎng)絡(luò)，將多元住處服務(wù)、物業(yè)管理、安防以及住宅智能化等系統(tǒng)結(jié)合在一起，為該小區(qū)的服務(wù)與管理提供高技術(shù)的智能化手段。從而實(shí)現(xiàn)快捷高效的超值服務(wù)管理和安全舒適的家居環(huán)境，使業(yè)主生活得更安全、更方便。 隨著國民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)水平的提高，特別是計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和控制技術(shù)的迅速發(fā)展，促進(jìn)了智能小區(qū)在我國的推廣和應(yīng)用。目前這些小區(qū)的智能化建設(shè)大多數(shù)是采用Lonworks、FF等現(xiàn)場總線技術(shù)。但是現(xiàn)場總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化程度還不成熟，且成本較高。隨著寬帶Internet進(jìn)入家庭，利用Internet來構(gòu)建智能小區(qū)已成為大勢所趨。 本文介紹了一種基于以太網(wǎng)和FPGA的嵌入式智能小區(qū)管理系統(tǒng)的組建方法。首先，以Altera的FPGA為核心，通過在外圍添加適當(dāng)?shù)拇鎯υO(shè)備和通信接口設(shè)備，構(gòu)成一個嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺。其次，在此平臺的基礎(chǔ)上，通過在FPGA中定制Nios Ⅱ軟核處理器以及在外圍的Flash存儲器中下載uClinux操作系統(tǒng)，從而構(gòu)建出一套資源豐富的嵌入式操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)帶有一個網(wǎng)絡(luò)功能齊全的Web服務(wù)器。最后，將此操作系統(tǒng)作為智能小區(qū)的樓宇集中器，再根據(jù)需要配置適當(dāng)?shù)牟杉骱惋@示器，就可以組建成一套功能強(qiáng)大的智能小區(qū)管理系統(tǒng)。它可以完成圖像抄表、定時圖像采集、實(shí)時溫度監(jiān)控、樓宇廣播、智能語音報警等功能。 這種利用當(dāng)前流行的嵌入式系統(tǒng)來組建的智能小區(qū)管理系統(tǒng)，不但實(shí)現(xiàn)簡單、功能強(qiáng)大；而且節(jié)約布線、成本低廉。因此具有很高的性價比，相信在未來有較大的市場潛力。 本文主要包括如下幾個部分：系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括系統(tǒng)的原理圖構(gòu)建和PCB板的繪制：系統(tǒng)核心處理器設(shè)計，包括Nios Ⅱ軟核CPU的設(shè)計方法、外圍存儲和通信器件的添加及設(shè)計方法；嵌入式操作系統(tǒng)uClinux的相關(guān)知識及移植方法：系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括圖像采集、溫度采集、LCD顯示等CGI程序設(shè)計，以及單片機(jī)語音報警程序設(shè)計等；最后給出了調(diào)試情況以及一些試驗(yàn)結(jié)果。
標(biāo)簽： FPGA 以太網(wǎng) 智能小區(qū)
上傳時間： 2013-04-24
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單片微型計算機(jī)(單片機(jī))是將微處理器CPU、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、定時/計數(shù)器、輸入/輸出并行接口等集成在一起。由于單片機(jī)具有專門為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的體系結(jié)構(gòu)與指令系統(tǒng)，所以它最能滿足嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用要求。Intel公司生產(chǎn)的MCS-51系列單片機(jī)是我國目前應(yīng)用最廣的單片機(jī)之一。 隨著可編程邏輯器件設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，每個邏輯器件中門電路的數(shù)量越來越多，一個邏輯器件就可以完成本來要由很多分立邏輯器件和存儲芯片完成的功能。這樣做減少了系統(tǒng)的功耗和成本，提高了性能和可靠性。FPGA就是目前最受歡迎的可編程邏輯器件之一。IP核是將一些在數(shù)字電路中常用但比較復(fù)雜的功能塊，設(shè)計成可修改參數(shù)的模塊，讓其他用戶可以直接調(diào)用這些模塊，這樣就大大減輕了工程師的負(fù)擔(dān)，避免重復(fù)勞動。隨著FPGA的規(guī)模越來越大，設(shè)計越來越復(fù)雜，使用IP核是一個發(fā)展趨勢。 本課題結(jié)合FPGA與8051單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，主要針對以下三個方面研究： (1)FPGA開發(fā)平臺的硬件實(shí)現(xiàn)選用Xilinx公司的XC3S500E-PQ208-4-C作為核心器件，采用Intel公司的EEPROM芯片2816A和SRAM芯片6116作為片內(nèi)程序存儲器，搭建FPGA的硬件開發(fā)平臺。 (2)用VHDL語言實(shí)現(xiàn)8051IP核分析研究8051系列單片機(jī)內(nèi)部各模塊結(jié)構(gòu)以及各部分的連接關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的8051IP核。主要包括如下幾個模塊：CPU模塊、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器模塊、定時/計數(shù)器模塊、并行端口模塊、串行端口模塊、中斷處理模塊、同步復(fù)位模塊等。 (3)基于FPGA的8051IP核應(yīng)用用所設(shè)計的8051IP核，實(shí)現(xiàn)了對一個4×4鍵盤的監(jiān)測掃描、鍵盤確認(rèn)、按鍵識別等應(yīng)用。
上傳時間： 2013-06-21
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USB(UniversalSerialBus，通用串行總線)是當(dāng)今消費(fèi)電子產(chǎn)品和儀器設(shè)備中應(yīng)用最廣的接口協(xié)議之一，然而目前國內(nèi)的USB芯片只有極少數(shù)幾款，產(chǎn)品研究善處于起步階段，絕大部分產(chǎn)品主要由國外的IC設(shè)計芯片廠商如Cypress、NEC等一些國際著名公司提供。因而，如果能夠自主開發(fā)設(shè)計USB芯片以替代國外同類產(chǎn)品，將會有很好的市場前景和利潤空間。 本論文課題是針對基于FPGA(FieldProgrammableGateArray，現(xiàn)場可編程門陣列器件)的數(shù)字電子產(chǎn)品應(yīng)用設(shè)計一種實(shí)際可復(fù)用的USB接口引擎軟核。該軟核主要是用于處理USB標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議包的通信處理，通過外接MCU(MultipointControlUnit，微控制器)就可以實(shí)現(xiàn)完整的USB接口通訊功能。它的功能相當(dāng)于一些USB引擎的專用芯片如：Philips的PDIUSBD12等，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、靈活性高、復(fù)用設(shè)計方便。 功能仿真和綜合測試結(jié)果顯示本論文所設(shè)計的接口引擎軟核符合設(shè)計要求，并且軟核的性能和市場上同類產(chǎn)品基本一致。本論文的創(chuàng)新之處在于：1、從可配置性角度出發(fā)設(shè)計了低速、全速、高速三種可選模式；2、支持最多31個可配置端點(diǎn)；3、采用了可綜合、可移植的RTL(RegisterTransferLevel，寄存器傳輸級)代碼設(shè)計規(guī)則，同時也開發(fā)了可綜合的驗(yàn)證測試代碼；4、完全由硬件實(shí)現(xiàn)USB通信功能。
上傳時間： 2013-07-18
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離散余弦變換(DCT)及其反變換(IDCT)在圖像編解碼方面應(yīng)用十分廣泛，至今已被JPEG、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4和H.26x等國際標(biāo)準(zhǔn)所采用。由于其計算量較大，軟件實(shí)現(xiàn)往往難以滿足實(shí)時處理的要求，因而在很多實(shí)際應(yīng)用中需要采用硬件設(shè)計的DCT/IDCT處理電路來滿足我們對處理速度的要求。本文所研究的內(nèi)容就是針對圖像處理應(yīng)用的8×8二維DCT/IDCT處理核的硬件實(shí)現(xiàn)。 本文首先介紹了DCT和IDCT在圖像處理中的作用和原理，詳細(xì)說明了DCT變換實(shí)現(xiàn)圖像壓縮的過程，并與其它變換比較說明了用DCT變換實(shí)現(xiàn)圖像壓縮的優(yōu)勢。接著，分析研究了DCT的各種快速算法，總結(jié)了前人對DCT快速算法及其實(shí)現(xiàn)所做的研究。本文給出了兩種性能、資源上有一定差異的二維DCT/IDCT的FPGA設(shè)計方案。兩種方案均利用DCT的行列分離特性，采用流水線設(shè)計技術(shù)，將二維DCT/IDCT實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為兩個一維DCT/IDCT實(shí)現(xiàn)。在一維DCT/IDCT設(shè)計中，根據(jù)圖像處理的特點(diǎn)對Loeffler算法的數(shù)據(jù)流進(jìn)行了優(yōu)化，通過合理安排時鐘周期數(shù)和簡化各周期內(nèi)的操作，大大縮短了關(guān)鍵路徑的執(zhí)行時間，從而提高了流水線的執(zhí)行速度。最后，對所設(shè)計的DCT/IDCT處理核進(jìn)行了綜合和時序仿真。 結(jié)果表明，當(dāng)使用Altera公司的MERCURY系列FPGA器件時，本文設(shè)計的方案一能夠在116M時鐘頻率下正確完成8×8的二維DCT或IDCT的邏輯運(yùn)算，消耗2827個邏輯單元；方案二能夠在74M時鐘頻率下正常工作，消耗1629個邏輯單元。
上傳時間： 2013-07-14
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本文介紹了一個基于CPLD／FPGA的嵌入式IP核設(shè)計。論文在闡述可編程邏輯器件及其發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，探討了知識產(chǎn)權(quán)復(fù)用理念，MCU的復(fù)雜化設(shè)計以及數(shù)字信號傳輸與處理的速度要求。結(jié)合國內(nèi)外對CPLD／FPGA的使用現(xiàn)狀，引出了在CPLD／FPGA上開發(fā)嵌入式模塊程序的理念并提出了設(shè)計實(shí)現(xiàn)方法和設(shè)計實(shí)例。課題的設(shè)計目標(biāo)為開發(fā)一個基于CPLD／FPGA的USBIP模塊，實(shí)現(xiàn)開發(fā)板與PC機(jī)之間的USB通信。設(shè)計過程首先進(jìn)行硬件設(shè)計，在FPGA開發(fā)板上開發(fā)擴(kuò)展板；其次用ISE開發(fā)軟件進(jìn)行FPGA數(shù)字化設(shè)計；在軟件開發(fā)完成后，將配置生成的比特流文件通過JTAG電纜下載到FPGA開發(fā)板上，實(shí)現(xiàn)FPGA開發(fā)板與PC機(jī)之間的通信。 該設(shè)計具有很高的實(shí)用性，它進(jìn)一步擴(kuò)大了可編程芯片的領(lǐng)地，將復(fù)雜專有芯片擠向高端和超復(fù)雜應(yīng)用；它使得IP資源復(fù)用理念得到更普遍的應(yīng)用；為基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計提供了廣闊的思路。
上傳時間： 2013-07-05
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目前嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)控制和智能家電方面運(yùn)用地越來越廣泛，嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用于安防報警產(chǎn)品，使安防報警產(chǎn)品越來越智能化。未來產(chǎn)品技術(shù)將朝著數(shù)字化、無線化、集成化方向發(fā)展，因此本文設(shè)計了一個基于嵌入式系統(tǒng)的安防報警器。 嵌入式防盜報警系統(tǒng)，由可編程主機(jī)、遙控器、各種防盜、防搶探測器組成，可通過局域網(wǎng)與小區(qū)的監(jiān)控中心連接，組成一套有線安全防范網(wǎng)絡(luò)。一旦發(fā)生情況，能把報警信息通過通訊網(wǎng)絡(luò)瞬間遠(yuǎn)程傳輸?shù)接脩粼O(shè)定的電話、手機(jī)、傳呼機(jī)。同時向監(jiān)控中心報告，監(jiān)控中心電腦確定發(fā)生警情的地址，及時調(diào)動人員作出快速處理。 本文設(shè)計以32位ARM920T處理器s3C2410A為主控芯片，操作系統(tǒng)采用嵌入式LINUX操作系統(tǒng)。本文詳細(xì)闡述一下幾點(diǎn)： （1）研究了GSM MODEM的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)和工作原理，熟悉控制短信貓的AT指令；分析了煙霧、防盜、煤氣等傳感器的性能指標(biāo)和門限數(shù)據(jù)。為下面的系統(tǒng)的設(shè)計與研究提供了必要的理論基礎(chǔ)。 （2）建立硬件開發(fā)平臺，對ARM處理器平臺的集成功能進(jìn)行了研究。其中重點(diǎn)研究了ARMS3C2410處理器，對其性能進(jìn)行了分析；對處理器的內(nèi)存設(shè)計進(jìn)行的分析；對所應(yīng)用的串口電路進(jìn)行了詳細(xì)的研究。 （3）采用了嵌入式Linux系統(tǒng)作為操作系統(tǒng)，對Linux系統(tǒng)的內(nèi)核和文件系統(tǒng)作了進(jìn)一步的研究。詳細(xì)研究了Linux系統(tǒng)的bootloader的功能以及它的編譯與燒寫；Linux內(nèi)核的剪切、編譯和燒寫；Linux文件系統(tǒng)的編譯與燒寫；加載Linux各種服務(wù)，比如NFS協(xié)議服務(wù)。為系統(tǒng)開發(fā)搭建了軟件平臺。 （4）ARM處理器與GSM MODEM通過串口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)能浖O(shè)計；ARM處理器與監(jiān)控中心的網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)能浖O(shè)計。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了Linux系統(tǒng)串口和網(wǎng)口進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，并對系統(tǒng)性能進(jìn)行了測試，測試表明平臺達(dá)到設(shè)計要求，性能穩(wěn)定。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 安防系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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大多數(shù)現(xiàn)在的PCL打印機(jī)驅(qū)動程序都是將需要打印的文件(包括圖形或者文本)處理成JPEG文件發(fā)送到打印機(jī)進(jìn)行打印，因?yàn)檫@樣一方面可以減少發(fā)送給打印機(jī)的數(shù)據(jù)量，一方面可以極大的簡化驅(qū)動程序的開發(fā)。而在打印機(jī)內(nèi)部，這些JPEG文件又被解碼成BMP文件進(jìn)行進(jìn)一步的處理。采用這種方式工作的打印機(jī)JPEG解碼的工作占據(jù)了其CPU時間的一半以上，所以JPEG文件解碼引擎是打印機(jī)的核心之一，提高JPEG的解碼速度對于提高打印機(jī)的處理能力至關(guān)重要。 同時，JPEG文件解碼工作是一個計算密集型的作業(yè)，主要有兩個辦法提高它的速度：一個是設(shè)計更高效的算法，一個是采用性能更加強(qiáng)勁的CPU設(shè)備。在單核CPU的嵌入式環(huán)境中，JPEG編解碼速度已經(jīng)幾乎到了極限，難有提升的空間，然而近兩年多核嵌入式芯片的出現(xiàn)，為大幅度提升它的性能提供了可能。 本文基于嵌入式的Linux平臺，采用ARM11 MPCore4核處理器，針對PCL，XL打印機(jī)控制語言的JPEG文件解碼設(shè)計和實(shí)現(xiàn)了一個高速引擎，主要內(nèi)容為： 分析和解碼PCL，XL文件，提取出其中的JPEG文件。 對JPEG文件實(shí)現(xiàn)并行化解碼，在多個處理器核上并行處理，并針對多核處理器構(gòu)架進(jìn)行內(nèi)存讀取等方面的優(yōu)化。 針對多核處理器的特點(diǎn)和優(yōu)勢，設(shè)計和實(shí)現(xiàn)多線程調(diào)度算法。 總結(jié)和提取數(shù)據(jù)，分析多核處理器相對于單核處理器的性能提升。 另外，為便于讀者理解，文中簡要介紹了ARM(SIMD)指令集，嵌入式匯編以及與硬件相關(guān)的一些概念。
上傳時間： 2013-06-16
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核地球物理勘探是集核探測技術(shù)、電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)為一體，能夠快速、準(zhǔn)確地分析出核素的相關(guān)信息及參數(shù)的一門綜合性很強(qiáng)的學(xué)科。目前己廣泛應(yīng)用于鈾礦勘探、地質(zhì)填圖、油氣勘測以及尋找各種金屬和非金屬礦產(chǎn)等諸多領(lǐng)域。其中核地球物理數(shù)據(jù)的采集和處理是核地球物理勘探研究的重要課題之一，它將直接對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。 本系統(tǒng)設(shè)計是架構(gòu)在基于ARM7TDMI核的16/32位處理器S3C44BOX的硬件基礎(chǔ)上，移植了嵌入式μCLinux操作系統(tǒng)、JFFS2文件系統(tǒng)、以及MiniGUI圖形開發(fā)庫。通過利用S3C44BOX處理器快速的運(yùn)算速度、豐富的外圍設(shè)備和嵌入式μCLinux操作系統(tǒng)及其豐富的軟件資源，編寫了系統(tǒng)引導(dǎo)代碼、集成了LCD、MCA硬件設(shè)備的驅(qū)動程序、開發(fā)了GPS、GPRS應(yīng)用程序。本論文研究成果主要有： 1.研制了基于高端的16/32位ARM7TDMI處理器S3C44BOX為控制核心、外圍電路帶有LCD顯示以及時鐘和存儲電路的核數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行在60MHz頻率，無需上位機(jī)，用戶就可與之進(jìn)行交互工作，能夠獨(dú)立完成能譜數(shù)據(jù)的采集、分析、存儲等功能。系統(tǒng)具有低功耗、小型化、高性價比等特點(diǎn)。 2.實(shí)現(xiàn)了嵌入式μCLinux操作系統(tǒng)在采集系統(tǒng)上的移植。隨著嵌入式系統(tǒng)的迅速發(fā)展，嵌入式操作系統(tǒng)在核儀器研制中的應(yīng)用不僅能夠提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且通過充分利用Linux豐富的軟件資源，能夠快速的完成系統(tǒng)的定制和開發(fā)，構(gòu)建復(fù)雜的軟件系統(tǒng)。 3.實(shí)現(xiàn)了基于μCLinux的JFFS2嵌入式文件系統(tǒng)的移植，安全可靠的管理了系統(tǒng)引導(dǎo)代碼、＃CLinux操作系統(tǒng)內(nèi)核映象文件、譜處理程序和數(shù)據(jù)等。 4.初步實(shí)現(xiàn)了GPS定位、GPRS數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)墓δ堋?/p>
上傳時間： 2013-04-24
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核能譜儀中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，集核探測技術(shù)、電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)為一體，以多道脈沖幅度分析器為核心部件，能夠快速、準(zhǔn)確地提取出核素的相關(guān)信息及參數(shù)。現(xiàn)已于勘探、建材放射性檢測及環(huán)境放射性監(jiān)測等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展，以32位ARM為核心的微控制器已被引入進(jìn)來，提高了數(shù)據(jù)采集的速度和精度，同時嵌入式操作系統(tǒng)的引入也為功能擴(kuò)展、系統(tǒng)集成提供了高效的開發(fā)平臺。 本論文介紹的核數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)即以ARM微控制器LPC2148和實(shí)時操作系統(tǒng)μC/OS-II為平臺，譜數(shù)據(jù)采集為基本功能，在此基礎(chǔ)上擴(kuò)展GPS和GPRS模塊，可實(shí)現(xiàn)GPS信息和核信號的實(shí)時、同步接收，保存和顯示，并可將采集的數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)及時傳到采集中心進(jìn)行譜數(shù)據(jù)處理和GPS差分定位，為野外多點(diǎn)測量及遠(yuǎn)程監(jiān)測提供了有效的手段。 課題以教育部的高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金項(xiàng)目“基于3GS技術(shù)的便攜式核地球物理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究(項(xiàng)目編號：20040616014)”為依托，本人在已有研究成果的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了相關(guān)改進(jìn)和系統(tǒng)集成： (1)選用軌對軌運(yùn)算放大器，改進(jìn)了峰值檢測電路，增大了脈沖峰值的測量精度。 (2)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以32位ARM微控制器LPC2148為核心，外圍電路帶有LCD顯示，系統(tǒng)具有低功耗、小型化、高性價比等特點(diǎn)。 (3)實(shí)現(xiàn)了核數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對GPS、GPRS的集成。 (4)完成嵌入式μC/OS-II操作系統(tǒng)在LPC2148上的移植、操作系統(tǒng)的搭建，及各功能模塊的設(shè)計與集成。
標(biāo)簽： ARM COS 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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可以用來學(xué)習(xí)8051IP核設(shè)計，掌握8051的開發(fā)，以及SOC的設(shè)計
上傳時間： 2013-04-24
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