隨著現代信息系統發展,網絡系統尤其是分布式系統日益廣泛地用于各個行業和領域,其中很多的關鍵應用需要基于時間同步進行。傳統采用精準時鐘對設備物理時鐘進行精準調節以達到時鐘同步的方式,以及單純的在局域網內部通過相關時間協議進行時間同步的方式,由于受諸多限制,不能很好地解決分布式精確時鐘同步的問題。然而人們對分布式時間精準度和時間同步的精確度要求越來越高,新型分布式網絡時間同步研究成為一個需要亟待解決的關鍵性問題。既有工程應用價值,也有一定的理論意義。 首先從分布式系統應用的角度出發,首先對GNSS衛星授時、NTP協議、嵌入式系統及uClinux操作系統等理論和技術進行了闡述。重點討論了如何解決分布式系統中的精確授時與同步問題的必要性和工程意義,分析了GNSS衛星授時特點和NTP網絡協議的機制。 其次在充分考慮到網絡同步實時性要求高的特點的基礎上,提出了一種基于GNSS的嵌入式NTP授時服務器的設計架構,對各主要模塊的功能、結構和工作原理進行了功能和性能分析。硬件具體以32位ARMS3C44B0X作為硬件控制核心的微處理器,開發了具有多通信端口的應用電路主板,并集成了GNSS衛星通信模塊。 再次在軟件方面具體對uClinux操作系統底層接口進行了較為深入的分析,在所設計的服務器硬件平臺上移植了uClinux嵌入式操作系統及相關的驅動程序,并采用模塊化的設計思想進行了NTP應用程序的設計與集成,實現了NTP協議的編譯和NTP授時服務,其中對NTP協議主要參數和具體工作過程進行了系統性分析和設置應用。 最后在獲取精準的系統統一時鐘、通過NTP協議提供授時服務的基礎上,結合實際在人工影響天氣通信指揮系統中具體應用,實現了分布式人工降雨火箭彈發射點按命令精確同步進行發射的應用集成。初步測試表明,本文所設計的授時服務器應用情況良好,實現了不同層次分布式應用對于時間精準同步的高要求。
上傳時間: 2013-04-24
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嵌入式Linux是將普通Linux操作系統進行剪裁、修改,使之能在嵌入式計算機系統上運行的一種操作系統。由于兼有Linux和嵌入式系統的優點,以及ARMLinux因其開放的資源特性,嵌入式Linux系統有著巨大的市場前景和商業機會。 在實際的應用系統中,對操作系統的實時性能也有一定的要求。比如在通信系統中,如果能對操作系統的實時性能進行優化,提高系統的響應速度,就可以用軟件實現通信協議,降低對硬件的要求,用單芯片實現通信系統,從而降低產品成本。 本論文的研究主要是基于ARM920T硬件平臺,該平臺主要面向高性能的用戶產品開發。在此平臺基礎上,本文圍繞著Linux內核向ARM平臺移植中幾個核心技術展開討論:首先對嵌入式Linux系統體系結構進行了歸納,并詳細闡述了與系統移植相關的重要層。接著,給出了啟動引導代碼Boot Loader和Linux內核初始化部分移植到硬件平臺上的整個過程,解決了移植過程中所面臨的任務和難題。最后,在對Linux內核驅動模型深入掌握的基礎上,深入探討了QT/Embedded界面的移植。 本文最后討論了一些當前嵌入式Linux實時優化技術。分析了在成功移植ARM Linux內核基礎上,優化ARM Linux的中斷系統,降低系統的中斷延時。
上傳時間: 2013-06-21
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該文利用FPGA技術,設計了全概率寬帶數字接收機的實驗平臺,并在其上提出了數字接收機實現的可行性方法,以及對這些方法的驗證.該文的主要貢獻和創新有以下幾個方面.提出了并行結構算法的工程實現,討論了解決前端采樣的高速數據流遠遠超過后端DSP處理能力問題的可行性方法.利用多相濾波下變頻的并行結構特點,使濾波器能夠以高效的形式實現,也使得后端的混頻能夠工作在一個較低的速率上.經過多相濾波下變頻處理后的數據,在速率和數量上都有大幅減少,達到了現有通用DSP器件的處理能力的要求.針對多相濾波下變頻與短數據快速測頻算法的特點,用FPGA搭建了其實驗模型,并利用微機EPP接口,對實驗目標板進行控制并與其進行數據交換.利用FPGA的在線編程特性,可以方便靈活對各種實現方法加以驗證、比較.同時也給調試帶來了方便,可以每個模塊單獨調試而不用改變硬件結構,使調試效率大大提高.該平臺也可用來對其他數字處理算法進行實現性分析與實驗.參考軟件無線電設計的概念和國內外相關文獻,提出了多項濾波下變頻結構的FPGA實現.傳統的DDC通過數字混頻、濾波、抽取實現數字下變頻,在高速A/D和電子偵察環境條件下商用DDC不能使用.該文采用濾波器多相分解方法,按數字混頻序列劃分調諧信道,使用先抽取,后低通濾波,再混頻的數字下變頻結構,高效實現了變載頻帶通信號數字下變頻.結合多相濾波下變頻結構、算法對測頻精度及速度的要求,提出了短數據快速測頻算法的具體實現,使用流水線的設計方法,提高了系統的數據吞吐率,在盡可能短的時間內提供多相濾波下變頻所需的載頻位置信息.以上兩部分的FPGA實現除了純粹的算法模塊外,還包括測試用的外圍模塊,以及運行于實驗平臺上的控制模塊、緩存、數據控制等.這些模塊也用FPGA來實現.
上傳時間: 2013-06-22
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激光測距是一種非接觸式的測量技術,已被廣泛使用于遙感、精密測量、工程建設、安全監測以及智能控制等領域。早期的激光測距系統在激光接收機中通過分立的單元電路處理激光發、收信號以測量光脈沖往返時間,使得開發成本高、電路復雜,調試困難,精度以及可靠性相對較差,體積和重量也較大,且沒有與其他儀器相匹配的標準接口,上述缺陷阻礙了激光測距系統的普及應用。 本文針對激光測距信號處理系統設計了一套全數字集成方案,除激光發射、接收電路以外,將信號發生、信號采集、綜合控制、數據處理和數據傳輸五個部分集成為一塊專用集成電路。這樣就不再需要DA轉換和AD轉換電路和濾波處理等模塊,可以直接對信號進行數字信號處理。與分立的單元電路構成的激光測距信號處琿相比,可以大大降低激光測距系統的成本,縮短激光測距的研制周期。并且由于專用集成電路帶有標準的RS232接口,可以直接與通信模塊連接,構成激光遙測實時監控系統,通過LED實時顯示測距結果。這樣使得激光測距系統只需由激光器LD、接收PD和一片集成電路組成即可,提出了橋梁的位移監測技術方法,并設計出一種針對橋梁的位移監測的具有既便攜、有效又經濟實用的監測樣機。 本文基于xil inx公司提供的開發環境(ise8.2)、和Virtex2P系列XC2VP30的開發版來設計的,提出一種基于方波的利用DCM(數字時鐘管理器)檢相的相位式測距方法;采用三把側尺頻率分別是30MHz、3MHz、lOkHz,對應的測尺長度分別為5米、50米和15000米,對應的精度分別為±0.02米、±0.5米和±5米。設計了一套激光測距全數字信號處理系統。為了證明本系統的準確性,另外設計了一套利用延時的方法來模擬激光光路,經過測試,證明利用DCM檢相的相位式測距方法對于橋梁的位移監測是可行的,測量精度和測量結果也滿足設計方案要求。
上傳時間: 2013-06-12
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隨著各種非線性電力電子設備的大量應用,電網中的諧波污染日益嚴重。為了保證電力系統的安全經濟運行,保證電氣設備和用電人員的安全,治理電磁環境污染、維護綠色環境,研究實時、準確的電力諧波分析系統,對電網中的諧波進行實時檢測、分析和監控,都具有重要的理論和工程實際意義。 目前實際應用的電力諧波分析系統大多是以單片機為核心組成。單片機運行速度慢,實時性較差,不能滿足實際應用中對系統實時性越來越高的要求。另外,單片機的地址線和數據線位數較少,這使得由單片機構成的電力諧波分析系統外圍電路龐大,系統的可靠性和可維護性上都大打折扣。 本文首先研究了電力諧波的產生,危害及國內外研究現狀,對電力諧波檢測中常用的各種算法進行分析和比較;然后介紹了FPGA芯片的特性和SOPC系統的特點,并分析比較了傳統測量諧波裝置和基于FPGA的新型諧波測量儀器的特性。綜述了可編程元器件的發展過程、主要工藝發展及目前的應用情況。 然后,對整個諧波處理器系統的框架及結構進行描述,包括系統的功能結構分配,外圍硬件電路的結構及軟件設計流程。其后,針對系統外圍硬件電路、FFTIP核設計和SOPC系統的組建,進行詳細的分析與設計。系統采用NiosⅡ處理器核和FFT運算協處理器相結合的結構。FFT運算用專門的FFT運算協處理器核完成,使得系統克服的單片機系統實時性差和速度慢的缺點。FFTIP核采用現在ASIC領域的一種主流硬件描述語言VHDL進行編寫,采用順序的處理結構和IEEE浮點標準運算,具有系統簡單、占用硬件資源少和高運算精度的優點。諧波分析儀系統組建采用SOPC系統。SOPC系統具有可對硬件剪裁和添加的特點,使得系統的更簡單,應用面更廣,專用性更強的優點。最后,給出了對系統中各模塊進行仿真及系統生成的結果。
上傳時間: 2013-04-24
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QPSK是一種線性窄帶數字調制技術,具有頻譜利用率高、頻譜特性好、抗衰落性能強和可用非相干解調等特點。擴頻通信是從軍事通信中發展起來的一種高性能通信技術,具有抗干擾、抗多徑能力強和保密性好等優點,在移動通信和衛星通信中得到廣泛應用。所以將QPSK技術應用亍擴頻通信具有重要的工程意義。 本文對QPSK調制的擴頻系統的FPGA實現進行了研究。本文介紹了擴頻通信的原理及發展現狀,并對QPSK調制的原理進行了詳細闡述。本文設計的擴頻通信系統主要包括串并/并串轉換、差分編/解碼、DDS、擴頻/解擴、QPSK調制/解調等模塊,基于Altera公司的Quartus Ⅱ 4.1開發平臺對以上各模塊進行了設計和時序仿真.仿真結果證明:該系統能正確工作,完成了預定的目標。 本文設計的基于FPGA的擴頻通信系統具有集成度高、可軟件升級等優點,這為設計更高集成度和靈活性的通信系統提供了基礎。
上傳時間: 2013-06-19
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隨著電子技術的快速發展,計算機的性能得到了極大的提高,使得利用計算機實現人類的視覺功能成為目前計算機領域中最熱門的課題之一。基于視頻的目標檢測與跟蹤技術是計算機視覺領域中最主要的研究方向之一,它是智能監控、人機交互、移動機器人視覺導航、工業機器人手眼系統等應用的基礎和關鍵技術。在科學研究和工程應用上都有十分誘人的前景。 論文提出了以FPGA為核心的思想,設計出一套應用于背景靜止視頻序列的動態目標檢測與跟蹤系統。通過位置固定的攝像頭監控某一區域,分析攝像頭采集到的動態視頻序列,計算出目標的運動參數。與傳統的基于PC機的視頻動態目標跟蹤系統相比,適應了目標跟蹤系統對圖像處理速度的實時性與數據帶寬越來越高的要求,同時成本較低、設計更靈活,而且硬件重構性好、處理速度快、系統易于升級。 論文的主要工作包括:構建目運動標跟蹤系統軟件平臺和硬件平臺。應用MATLAB對目標檢測算法進行仿真分析比較。采用Synplifty Pro、ModelSim和TimingDesigner等各種EDA軟件工具對系統中各個層次的模塊進行時序設計、代碼編寫、仿真驗證等。最后使用QuartusⅡ將整個系統工程文件綜合、布局布線。在察看時序報告無誤后,將系統配置文件下載至FPGA開發板中。 實現結果表明:所設計的系統能很好地工作在FPGA中,實現了設計要求,為視覺智能監控打下基礎。
上傳時間: 2013-08-05
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· 摘要: MATLAB是一種建立在向量、數組、矩陣基礎上,面向科學和工程計算的高級語言,為科學研究和工程計算提供了一個方便有效的工具.該文簡要介紹了B樣條和B樣條小波的構成,并利用MATLAB語言編寫了繪制任意階B樣條和B樣條小波圖形的程序.
上傳時間: 2013-04-24
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·隨著電力電子技術與信息電子技術的飛速發展, 高性能的變頻調速傳動取代直流傳動成為不爭的事實。目前,國產變頻器在我國的市場占有率只占20%~30% ,而70%~80% 的變頻器國內市場被德國、美國、日本等發達國家占領, 這和我國的經濟發展很不相稱。但近年來,我國從事變頻器開發的工程技術人員越來越多, 不久的將來, 國產變頻器在國內的市場占有率將會越來越大。筆者近年來從事變頻器的研究開發, 取得了一些
上傳時間: 2013-04-24
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基于FPGA的can 總線設計,采用verilog語言編寫。在FPGA的開發環境下,新建一個工程,然后將本文件中的各個源代碼添加進工程里,即可運行仿真。
上傳時間: 2013-09-03
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