隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和電力工業(yè)的飛速發(fā)展,使得對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化和信息化水平的要求也越來(lái)越高。變電站系統(tǒng)作為電網(wǎng)的重要基本環(huán)節(jié),其自動(dòng)化水平的高低直接影響著電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平,于是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)得到了迅猛的發(fā)展和推廣應(yīng)用,成為衡量電力企業(yè)自動(dòng)化水平的重要依據(jù)。而安全可靠的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)又是實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的根本保證。 變電站是輸配電系統(tǒng)中的樞紐環(huán)節(jié),它是電力系統(tǒng)的重要部分。而作為變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的現(xiàn)地測(cè)控單元是其非常重要的組成部分,它的性能的優(yōu)劣直接影響著變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)整體的高效、安全的運(yùn)行。 隨著電壓等級(jí)和電網(wǎng)復(fù)雜程度的提高,供電半徑和輸配電容量的加大,采用傳統(tǒng)的變電站一次和二次設(shè)備已越來(lái)越難以同時(shí)滿足:“降低變電站造價(jià),提高變電站的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平”這兩方面的要求。為此,很有必要研制和開(kāi)發(fā)以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的各種電壓等級(jí)的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng),以取代或更新傳統(tǒng)的變電站二次設(shè)備。 本論文以變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)階段的技術(shù)為參考,提出并研究了一種基于ARM內(nèi)核的高性能的嵌入式微處理器和嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的變電站綜合自動(dòng)化現(xiàn)地測(cè)控單元。文中從當(dāng)前各種模式的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)出發(fā),結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì),詳細(xì)介紹了該現(xiàn)地測(cè)控單元的原理與構(gòu)成及其特點(diǎn);著重分析了以Samsung公司32位嵌入式微處理器S3C4510B為核心的嵌入式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的軟件硬件設(shè)計(jì)原理,給出了硬件原理圖;對(duì)于該系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù):操作系統(tǒng)UC/OS-Ⅱ的移植、系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)等問(wèn)題本文作了系統(tǒng)、細(xì)致的論述,并給出了相關(guān)的設(shè)計(jì)程序。 新型嵌入式智能變電站綜合自動(dòng)化現(xiàn)地測(cè)控單元提供了更快的通信速度以及更強(qiáng)的處理能力,它的應(yīng)用必定會(huì)提高變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信能力,而且使變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性更高,經(jīng)濟(jì)性方面也具有更強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。
標(biāo)簽: ARM 嵌入式 變電站 自動(dòng)化
上傳時(shí)間: 2013-06-21
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嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)已成為新的行業(yè)熱點(diǎn),將嵌入式應(yīng)用于工業(yè)控制類產(chǎn)品中,并開(kāi)發(fā)出優(yōu)秀的人機(jī)交互界面,是嵌入式發(fā)展的趨勢(shì),擁有廣闊的市場(chǎng)前景。近年來(lái)的市場(chǎng)需求顯示越來(lái)越多的嵌入式系統(tǒng)包括PDA、機(jī)頂盒、DVD/VCD播放機(jī)、WAP手機(jī)等均要求提供一個(gè)方便簡(jiǎn)潔的可視化操作界面,而這些都要求有一個(gè)高性能穩(wěn)定可靠的GUI(GraphicalUser Interface)來(lái)提供支持。友好的圖形人機(jī)界面為嵌入式系統(tǒng)的人機(jī)交互提供豐富的圖形圖像信息、直觀的表達(dá)方式。嵌入式GUI作為人機(jī)界面的軟件系統(tǒng),具有簡(jiǎn)潔、美觀、方便好用且更具人性化的特點(diǎn),采用嵌入式GUI進(jìn)行人機(jī)界面設(shè)計(jì)能夠提高設(shè)備開(kāi)發(fā)效率、節(jié)省維護(hù)成本、豐富人機(jī)交互信息,因而,已經(jīng)被越來(lái)越多的領(lǐng)域所采用。 本文研究設(shè)計(jì)了一種基于ARM微處理器和嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的嵌入式GUI應(yīng)用平臺(tái)的方案。以SmartARM2200開(kāi)發(fā)板為硬件平臺(tái)(基于PHILIP公司的微處理LPC2210),在ADS1.2集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下,首先對(duì)嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μ/OS-Ⅱ的特點(diǎn)、移植條件、性能等方面進(jìn)行應(yīng)用研究,重點(diǎn)分析了μ/OS-Ⅱ的移植過(guò)程,給出了移植的思路,總結(jié)了移植過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題,提出了簡(jiǎn)潔高效的移植方法;其次詳細(xì)講述了如何利用圖形用戶界面開(kāi)發(fā)工具M(jìn)iniGUI進(jìn)行圖形用戶界面的開(kāi)發(fā),包括鼠標(biāo)、鍵盤、菜單、繪圖等功能的實(shí)現(xiàn)。該嵌入式GUI應(yīng)用平臺(tái)既可以滿足用戶對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和快速處理的要求,又能夠給用戶提供生動(dòng)、直觀的圖形人機(jī)交互界面,具有廣泛的應(yīng)用前景。
標(biāo)簽: ARM GUI 嵌入式系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-07-06
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傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)采用的大多是專用的封閉式結(jié)構(gòu),它能提供給用戶的選擇有限,用戶無(wú)法對(duì)現(xiàn)有數(shù)控設(shè)備的功能進(jìn)行修改以滿足自己的特殊要求;各種廠商提供給用戶的操作方式各不相同,用戶在培訓(xùn)人員、設(shè)備維護(hù)等方面要投入大量的時(shí)間和資金。這些問(wèn)題嚴(yán)重阻礙了CNC制造商、系統(tǒng)集成者和用戶采用快速而有創(chuàng)造性的方法解決當(dāng)今制造環(huán)境中數(shù)控加工和系統(tǒng)集成中的問(wèn)題。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展,數(shù)控技術(shù)正朝向柔性化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。針對(duì)數(shù)控系統(tǒng)已存在的問(wèn)題和未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì),本文致力于建立一個(gè)適合現(xiàn)場(chǎng)加工特征的開(kāi)放結(jié)構(gòu)數(shù)控平臺(tái),使系統(tǒng)具備軟硬件可重構(gòu)的柔性特征,同時(shí)把監(jiān)控診斷和網(wǎng)絡(luò)模塊融入數(shù)控系統(tǒng)的框架體系之內(nèi),滿足智能化和網(wǎng)絡(luò)化的要求。 本文在深入研究嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上,引入可重構(gòu)的設(shè)計(jì)方法,選擇具體的硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)進(jìn)行嵌入式可重構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)平臺(tái)的研發(fā)。硬件結(jié)構(gòu)以MOTOROLA的高性能32位嵌入式處理器MC68F375和ALTERA的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)芯片為核心,配以系統(tǒng)所需的外圍模塊;軟件系統(tǒng)以性能卓越的VxWorks嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為核心,開(kāi)發(fā)所需要的應(yīng)用軟件,將VxWorks嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)擴(kuò)展為一個(gè)完整、實(shí)用的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅具有可靠性高、穩(wěn)定性好、功能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),而且具有良好的可移植性和軟硬件可裁減性,便于根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行功能的擴(kuò)展和重構(gòu)。 本論文的主要研究工作如下: (1)深入研究了以高性能微處理器MC68F375為核心的主控制板的硬件電路設(shè)計(jì),以及存儲(chǔ)、采集、通訊和網(wǎng)絡(luò)等模塊的設(shè)計(jì)。 (2)深入研究了基于FPGA的串行配置方法和可重構(gòu)設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)出基于FPGA的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)床IO控制、鍵盤陣列和液晶顯示控制等接口模塊電路。 (3)深入研究了VxWorks嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)在硬件平臺(tái)上的移植和任務(wù)調(diào)度原理,合理分配控制系統(tǒng)的管理任務(wù),開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的底層驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序。 最后,本文總結(jié)了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工作,并對(duì)嵌入式可重構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)的進(jìn)一步研究提出了自己的一些想法,以指引后續(xù)研究工作。
標(biāo)簽: 嵌入式 可重構(gòu) 數(shù)控系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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本論文來(lái)自于863項(xiàng)目基于光互連自組織內(nèi)存服務(wù)體系(簡(jiǎn)稱MemoryBox)。本文主要研究Memory Box系統(tǒng)中基于可重配置計(jì)算架構(gòu),軟硬件攜同設(shè)計(jì)方法,在XILINX VIRTEX 2 Pro FPGA上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)。由于嵌入式系統(tǒng)是Memory Box工作的平臺(tái),所以硬件應(yīng)具有良好的擴(kuò)展性、靈活性,軟件應(yīng)具有優(yōu)良的穩(wěn)定性。在硬件平臺(tái)選型時(shí),我們選擇的是基于高性能Xilinx VIRTEX2 Pro的自制開(kāi)發(fā)板。嵌入式系統(tǒng)軟硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)選用的是Xilinx EDK、ISE。內(nèi)核移植所用的交叉開(kāi)發(fā)工具鏈為powerpc-405-linux-gnu。該交叉開(kāi)發(fā)工具鏈工作在Red Hat Enterprise LINUX.AS 4平臺(tái)下。 本論文主要包括三部分工作:首先是硬件設(shè)計(jì),其核心是EDK和ISE設(shè)計(jì)的SOPC工程;然后是嵌入式LINUX內(nèi)核移植與調(diào)試;最后完成存儲(chǔ)管理軟件的設(shè)計(jì)。完全用硬件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)要求的各種存儲(chǔ)管理功能極其困難。而通過(guò)移植內(nèi)核,存儲(chǔ)管理軟件以運(yùn)行在Linux內(nèi)核上的應(yīng)用軟件的形式實(shí)現(xiàn)了其功能。存儲(chǔ)管理軟件要解決共享沖突,負(fù)載均衡,遠(yuǎn)程內(nèi)存與本地內(nèi)存的地址一致性以及對(duì)海量?jī)?nèi)存陣列的重新編址等問(wèn)題,設(shè)計(jì)出較完善的Memory Box的存儲(chǔ)管理模型。
標(biāo)簽: FPGA 嵌入式系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-06-11
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圖像采集和處理技術(shù)在機(jī)器視覺(jué)和圖像分析等諸多領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛,大部分情況下,采集卡只需將前端相機(jī)捕獲的圖像信息正確地傳回計(jì)算機(jī)即可。但是在要求較高的應(yīng)用場(chǎng)合需要采集卡能準(zhǔn)確控制外部光源和相機(jī),完成圖像采集,預(yù)處理,數(shù)據(jù)傳輸。只有這樣,用戶才可以根據(jù)不同的興趣和需求對(duì)特定的某些圖像進(jìn)行采集、傳輸以及處理,以達(dá)到某種分析目的。 本文根據(jù)國(guó)家985二期項(xiàng)目“三維粒子圖像測(cè)速系統(tǒng)”的圖像采集與處理需要,設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一款以FPGA為核心控制芯片的嵌入式圖像采集卡。采集卡以FPGA為邏輯和算法實(shí)現(xiàn)的核心器件,不僅實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)意義上的圖像采集,而且實(shí)現(xiàn)了CCD相機(jī)控制和激光器同步曝光功能,打破了以往單純靠增加硬件設(shè)備實(shí)現(xiàn)同步控制的方法,簡(jiǎn)化了系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)并節(jié)約系統(tǒng)成本。此外,在系統(tǒng)中嵌入了圖像增強(qiáng)算法和采用PCI接口與計(jì)算機(jī)連接滿足了高速采集的要求。同時(shí),采用市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用的Camera Link作為采集卡的圖像輸入接口,提高了系統(tǒng)的通用性、傳輸速率和抗干擾能力,簡(jiǎn)化圖像獲取設(shè)備和模擬攝像頭之間需要視頻解碼等連接。具有嵌入式處理功能,光源同步和相機(jī)控制的采集卡將使機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng),圖像測(cè)速等諸多領(lǐng)域的圖像采集應(yīng)用變得更為便捷。 論文首先對(duì)圖像采集卡系統(tǒng)的組成、整體方案和可行性進(jìn)行了論證。然后給出了圖像采集卡的硬件設(shè)計(jì)。在此部分結(jié)合整體設(shè)計(jì)方案,討論芯片的選型問(wèn)題。根據(jù)所選芯片的本身特點(diǎn),分模塊地對(duì)圖像采集卡的硬件設(shè)計(jì)原理進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。接下來(lái)是圖像采集卡的軟件設(shè)計(jì)部分。用VHDL和原理圖結(jié)合的方法對(duì)FPGA進(jìn)行編程,實(shí)現(xiàn)了圖像采集系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊。根據(jù)圖像采集系統(tǒng)的要求用DriverWorks軟件設(shè)計(jì)了圖像采集卡的WDM底層驅(qū)動(dòng)程序和上層應(yīng)用程序。最后是用FPGA實(shí)現(xiàn)了帶修改參數(shù)的硬件嵌入式圖像處理算法——圖像增強(qiáng)。論文中使用QUARTUS軟件嵌入的邏輯分析儀SignalTap對(duì)FPGA設(shè)計(jì)的模塊進(jìn)行了硬件調(diào)試,給出了調(diào)試的時(shí)序圖和調(diào)試結(jié)果,經(jīng)測(cè)試分析該采集卡滿足“三維粒子圖像測(cè)速系統(tǒng)”的要求,達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。
標(biāo)簽: FPGA 嵌入式 圖像采集卡
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隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,指紋識(shí)別技術(shù)被廣泛應(yīng)用到各種不同的領(lǐng)域。對(duì)于一般的指紋識(shí)別系統(tǒng),其設(shè)計(jì)要求具有很高的實(shí)時(shí)性和易用性,因此識(shí)別算法應(yīng)該具有較低的復(fù)雜度,較快的運(yùn)算速度,從而滿足實(shí)時(shí)性的要求。所以有必要根據(jù)不同的識(shí)別算法采用不同的實(shí)現(xiàn)平臺(tái),使得指紋識(shí)別系統(tǒng)具有較高的可靠性、實(shí)時(shí)性、有效性等性能要求。 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(kāi)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,可以將它嵌入到FPGA內(nèi)部,與用戶自定義邏輯組建成一個(gè)基于FPGA的片上專用系統(tǒng)。 本文在綜合考慮各種應(yīng)用情況的基礎(chǔ)上,以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、指紋識(shí)別技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)為理論基礎(chǔ),提出了一種有效可行的系統(tǒng)架構(gòu)方案。對(duì)指紋識(shí)別技術(shù)中各個(gè)環(huán)節(jié)的算法和原理進(jìn)行了深入研究,合理的改進(jìn)了部分指紋識(shí)別算法;同時(shí)為了提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性,采用NiosⅡ嵌入式處理器和FPGA硬件模塊實(shí)現(xiàn)指紋圖像處理主要算法。論文主要包括以下幾個(gè)方面: 1、對(duì)指紋圖像預(yù)處理、特征提取和特征匹配算法原理進(jìn)行闡述,同時(shí)改進(jìn)了指紋圖像的細(xì)化算法,提高了算法的性能,并設(shè)計(jì)了一套實(shí)用的指紋特征數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu); 2、針對(duì)指紋圖像預(yù)處理模塊,包括圖像的歸一化、頻率提取、方向提取以及方向?yàn)V波,采用基于FPGA的硬件電路的方式實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在保證系統(tǒng)誤識(shí)率較低、可靠性高的基礎(chǔ)上,大大提高了系統(tǒng)的執(zhí)行速度; 3、改變了傳統(tǒng)的單枚指紋識(shí)別方法,提出采用多枚指紋唯一標(biāo)識(shí)身份,大大降低了識(shí)別系統(tǒng)的誤識(shí)率; 4、改進(jìn)了傳統(tǒng)的基于三角形匹配中獲取基準(zhǔn)點(diǎn)的方法,同時(shí)結(jié)合可變界限盒思想進(jìn)行指紋特征匹配。 5、結(jié)合COM+技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),開(kāi)發(fā)了后臺(tái)指紋特征匹配服務(wù)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)同數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)時(shí)信息交換。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文所提出的系統(tǒng)構(gòu)架方案有效可行,基于FPGA的自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)在速度、功耗、擴(kuò)展性等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),擁有廣闊的發(fā)展前景。
標(biāo)簽: FPGA 嵌入式 指紋識(shí)別 系統(tǒng)研究
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·《ARM9嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)教程》(于明 & 范書瑞 & 曾祥燁)第一版[PDF]內(nèi)容簡(jiǎn)介作為一種16/32位的高性價(jià)比的RSIC處理器,ARM成為應(yīng)用最廣泛的嵌入式微處理器之一。目前最流行的當(dāng)屬ARM7和ARM9兩個(gè)系列。隨著對(duì)系統(tǒng)性能要求的提高和開(kāi)發(fā)技術(shù)的成熟,ARM9有逐漸占領(lǐng)高中端市場(chǎng)的趨勢(shì)。本書以ARM9處理器和Linux操作系統(tǒng)為主線,全面介紹了嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程,
標(biāo)簽: ARM9 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) 開(kāi)發(fā)教程
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北京航空航天大學(xué)出版社,周航慈 吳光文著,【基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)技術(shù)】,2006年11月第1版。本書詳細(xì)介紹了基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)技術(shù),書中介紹的內(nèi)容以源碼開(kāi)放的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OSII為軟件運(yùn)行環(huán)境,以ARM7為硬件環(huán)境。本書內(nèi)容深入淺出,為加深理解,列舉了很多程序設(shè)計(jì)實(shí)例和實(shí)驗(yàn)。
標(biāo)簽: 73 嵌入式 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 程序設(shè)計(jì)
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標(biāo)簽: 146 74 嵌入式 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)
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標(biāo)簽: 147 218 嵌入式 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)
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