CAN總線作為最有前途的現場總線之一，其應用范圍已逐漸擴展到航空領域，并有望作為次級總線與目前的航空總線互連組網。ARINC429總線則是航空領域比較常用的航空總線之一，很多航空電子設備都采用此總線。解決好CAN總線與ARINC429總線的互連問題，必將能夠使CAN總線在航空領域得到更廣泛的應用。本文的工作就是為解決這一總線互連問題而開發(fā)出總線網關系統(tǒng)，即CAN-ARINC429網關。 隨著嵌入式技術的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的成本低、體積小、穩(wěn)定性好等眾多優(yōu)點使其應用領域越來越廣。本課題將嵌入式技術應用到CAN-ARINC429網關系統(tǒng)開發(fā)中，采用比較有影響力的嵌入式處理器ARM作為網關系統(tǒng)的核心，開發(fā)了網關系統(tǒng)的硬件部分和軟件部分。 本文著重討論了CAN-ARINC429網關系統(tǒng)設計的三大部分：硬件設計、控制軟件設計和用戶軟件設計。硬件設計部分完成了CAN和ARINC429的總線數據收發(fā)電路設計，以及ARM處理器分別與CAN總線控制器和ARINC429總線協(xié)議芯片的接口電路設計。控制軟件部分是在Linux平臺下開發(fā)的，因此本文控制軟件部分首先研究并實現了Linux平臺下ARM編譯系統(tǒng)的建立，其后的程序啟動代碼和總線數據交換設計是控制軟件的關鍵部分，CAN總線和ARINC429總線的數據收發(fā)程序設計在本文的控制軟件部分中也都有詳細討論。本文還開發(fā)了基于Windows平臺的用戶軟件，該用戶軟件是為提高CAN-ARINC429網關的通用性而設計，具有網關工作方式設置和功能測試等功能。在給出對CAN-ARINC429網關的測試報告后，本文對課題的研究工作進行了總結和展望。
上傳時間： 2013-04-24
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本文以實現數字化的移動巡檢為目標，提出了嵌入式技術+GIS+GPS所組成的便攜式電力巡檢儀的解決方案。便攜式電力巡檢儀采用了目前最新的嵌入式技術，完全根據電力巡檢工作需要的功能進行最底層的硬件平臺、嵌入式操作系統(tǒng)和應用軟件的專項設計和開發(fā)。 便攜式電力巡檢儀的硬件平臺采用主流的ARM微處理器、GPS接收器和其他硬件資源，完全根據功能需求量身定做，不會造成硬件上的浪費，在實現需求功能的同時大大降低了成本。 經過認真的比較和實驗，將Windows CE．net作為便攜式電力巡檢儀的操作系統(tǒng)，它最大的優(yōu)點就是人機界面操作以及應用軟件開發(fā)都比較簡單。在Platform Builder的平臺上研究并實現了中文版操作系統(tǒng)的定制，成功的將其移植到自主設計研究的硬件平臺上。 便攜式電力巡檢儀的應用軟件采用了eMbedded Visual C++和eSuperMap共同開發(fā)。根據線路巡檢工作的數據記錄項需求，確定了系統(tǒng)地屬性數據邏輯結構和空間數據分層體系，實現了嵌入式空間數據和屬性數據的集成。應用軟件具備對數據地圖的放大、縮小等基本操作，能夠對接收到的數據進行解析，實現GPS的數據采集和定位工作。能夠為用戶計算最短和最快路徑以及提供導航等服務，基本滿足移動巡檢的各項需要。 基于ARM的便攜式電力巡檢儀，采用嵌入式+GIS+GPS的電力巡檢系統(tǒng)設計方案，研究和開發(fā)了從硬件平臺到應用軟件的一系列內容，對提高電力巡檢工作的質量具有極大的促進作用和較高的實用價值。
上傳時間： 2013-06-14
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自上個世紀九十年代以來，我國著名學者、現中國科學院院士、清華大學陳難先教授等人使用無窮級數的Mobius反演公式解決了一系列重要的應用物理中的逆問題，例如費米體系逆問題、信號處理等，開創(chuàng)了應用、推廣數論中的Mobius變換解決物理學中各種逆問題的巧妙方法，其工作在1990年得到了世界著名的《NATURE》雜志的整版專評與高度評價。華僑大學蘇武潯、張渭濱教授等則把Mobius變換的方法應用于幾種常用波形（包括周期矩形脈沖，奇偶對稱方波和三角波等）的傅立葉級數的逆變換運算，得到正、余弦函數及一般周期信號的各種常用波形的信號展開；并求得了與各種常用波形信號函數族相正交的函數族，以用于各展開系數的計算與信息的解調；而后把它們應用到通信系統(tǒng)中，提出了一種新的通信系統(tǒng)，即新型Chen-Mobius通信系統(tǒng)。 在新型通信系統(tǒng)中，把這種正交函數族應用于系統(tǒng)的相干調制解調中，取代傳統(tǒng)通信系統(tǒng)中調制解調所采用的三角正交函數族。正是這種正交函數族使得通信系統(tǒng)的傳輸性能大大提高，保密性加強，而且正交函數族產生很方便。 本文從軟件仿真和硬件實現兩個方面對Chen-Mobius通信系統(tǒng)進行了驗證。首先，利用MATLAB軟件構建Chen-Mobius數字通信系統(tǒng)，通過計算機編程，對Chen-Mobius單路、四路和八路的數字通信系統(tǒng)進行仿真分析，對該系統(tǒng)在不同信噪比情況下的錯誤概率進行了計算，并繪出了信噪比-錯誤概率曲線；其次，在QuartusⅡ軟件平臺上，利用VHDL語言文本輸入和原理圖輸入的方法構建Chen-Mobius數字通信系統(tǒng)，對該系統(tǒng)進行了仿真，包括設計綜合、引腳分配、仿真驗證、時序分析等；再次，在QuartusⅡ軟件仿真的基礎上，在Altera公司的Stratix GX芯片上，實現了硬件的編程和下載，從而完成了Chen-Mobius數字通信系統(tǒng)的FPGA實現；最后，從MATLAB軟件仿真和硬件實現的結果出發(fā)，通過分析系統(tǒng)的性能，簡單展望了Chen-Mobius數字通信系統(tǒng)的應用前景。 本文通過軟件仿真得到了Chen-Mobius數字通信系統(tǒng)的信噪比-錯誤概率曲線，從理論上驗證了該系統(tǒng)的強的抗干擾能力；利用FPGA完成了系統(tǒng)的硬件實現，從實際上驗證了該系統(tǒng)的可實現性。從兩方面都可以說明，Chen-Mobius通信系統(tǒng)雖然只是一個新的起點，但它卻預示著光明的應用前景。
標簽： ChenMobius MATLAB FPGA 數字通信系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-19
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在利益的驅使下，超限運輸在世界各地已成為了普遍現象。這給國家?guī)砹酥T多經濟和社會問題。實踐證明動態(tài)稱重系統(tǒng)（WIM）能有效地抑制超限運輸，但同時也存在部分問題，這些問題的解決有賴于國家相關法規(guī)的出臺，也有賴于關鍵測量設備（WIM系統(tǒng)）性能的提高。 由于應變式稱重傳感器容易受到各種環(huán)境干擾，對環(huán)境適應性差，課題采用光纖Bragg光柵傳感器(FBG)作為稱重傳感器，它具有很強的抗干擾性，利于提高系統(tǒng)測量精度。使用光纖傳感器的關鍵是波長解調技術，本文在比較了幾種常見解調技術的前提下，結合課題的實際情況選用了基于F-P腔可調諧濾波解調方法，文章在分析該解調方法原理的基礎上，設計了解調器中的各個硬件電路模塊；此外，為了提高數據采集、傳輸的效率，文章還對數據緩沖電路進行了設計，在電路中引入了換體存儲及DMA傳輸技術。 鑒于動態(tài)稱重信號為短歷程信號并且包含各種各樣的噪聲，稱重算法的研究也是本課題要解決的重要內容。本文在分析了稱臺振動及已有先驗知識的基礎上，將小波分析、LM非線性擬合算法及殘差分析相結合應用在動態(tài)稱重系統(tǒng)中，為了驗證算法的有效性，利用MATLAB對實測數據進行了仿真分析，結果表明該算法能夠提高測量精度。 提高動態(tài)稱重系統(tǒng)性能指標的另一方面是提高系統(tǒng)運行的軟硬件平臺。課題采用的核心硬件為Xscale ARM平臺，處理器時鐘可高達400MHz；軟件上采用了多用戶、多任務的Linux操作系統(tǒng)平臺。文章對操作系統(tǒng)linux2.6進行了合適的配置，成功地將它移植到了課題的ARM平臺上，并且在此操作系統(tǒng)上設計了基于MiniGUI的人機交互界面及波長解調和數據緩沖電路的驅動程序。
標簽： ARM 光纖傳感技術 動態(tài)稱重 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-07-26
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嵌入式系統(tǒng)是以應用為中心，以計算機為基礎，并且軟硬件可裁剪，適用于應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應用程序4部分組成，用于實現對其它設備的控制、監(jiān)視或管理等功能。其廣泛應用于控制領域、消費電子產品等行業(yè)，已成為現代電子領域的重要研究方向之一。而隨著電子技術，多媒體技術及網絡技術快速發(fā)展，視頻監(jiān)控系統(tǒng)也正在向嵌入式，數字化，網絡化方向發(fā)展。嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)充分利用大規(guī)模集成電路和網絡的科技成果，實現體積小巧，性能穩(wěn)定，通訊便利的監(jiān)控產品。本項的目的正是建立一個完整的基于 ARM9 核心處理器和嵌入式 Linux 操作系統(tǒng)的嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)。 本項目是在 ARM 微處理器平臺上，移植嵌入式Linux操作系統(tǒng)，并完成視頻采集、壓縮、傳輸任務。系統(tǒng)采用 ARM 微處理器 AT91RM9200作為主處理器，以視頻采集芯片 ADV7181 作為視頻采集設備，用 H.263視頻壓縮協(xié)議對視頻數據進行壓縮，最后通過中興通信公司 MG815+CDMA通信模塊傳輸到服務器上。 本論文主要分成五個章節(jié)： 第一章:首先介紹ARM和嵌入式Linux操作系統(tǒng)的特點和當前的發(fā)展概況，然后說明了本文的課題背景及意義； 第二章:描述了硬件開發(fā)平臺。本系統(tǒng)采用了 ALTMEL 的AT91RM9200為核心的開發(fā)平臺，并擴展了以視頻采集模塊和CDMA無線傳輸模塊； 第三章:描述了本系統(tǒng)的軟件開發(fā)平臺，包括嵌入式Linux開發(fā)流程以及移植到具體硬件平臺需要完成的工作，如 U-Boot 的移植、Linux內核的編譯與裁剪、文件系統(tǒng)的制作等； 第四章:首先論述了本系統(tǒng)中的難點 FIFO 設備的驅動編寫，隨后在對H.263視頻壓縮編碼敘述的基礎上針對塊匹配運動估計給出了一種改進的菱形搜索算法代替原有的三步搜索法，并且通過實驗結果證明，經算法改進優(yōu)化的新菱形算法優(yōu)于原先的三步搜索法； 第五章:得出了實驗結果，完成了視頻數據的無線網絡傳輸。
標簽： LINUX ARM 嵌入式 無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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ISO和ITU-T制定的一系列視頻編碼國際標準的推出，開創(chuàng)了視頻通信和存儲應用的新紀元。從H.261視頻編碼建議，到H.262/3、MPEG-1/2/4等都有一個共同的不斷追求的目標，即在盡可能低的碼率(或存儲容量)下獲得盡可能好的圖像質量。 本課題的研究建立在目前主流的壓縮算法的基礎上，綜合出各種標準中實現途徑的共性和優(yōu)勢，將算法的主體移植于FPGA(FieldProgrammableGateArray)平臺上。憑借該種類嵌入式系統(tǒng)配置靈活、資源豐富的特點，建立一個可重構的內核處理模塊。進一步的完善算法(運算速度、精度)和外圍系統(tǒng)后，就可作為專用視頻壓縮編碼器進行門級電路設計的原型，構建一個片上可編程的獨立系統(tǒng)。 編碼器設計有良好的應用前景，通過使用離散余弦變換和熵編碼，對運動圖像從空間上進行壓縮編碼，使得編碼后的數據流適合于傳輸、通信、存儲和編輯等方面的要求。同時，系統(tǒng)的設計將解碼的工作量大幅度降低，功能模塊在作適當的改動后可為解碼器的參考設計使用。 研究所涉及的各功能模塊都進行了系統(tǒng)性的仿真和綜合，滿足工程樣機的前期研發(fā)需要。
上傳時間： 2013-04-24
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本文研究基于ARM與FPGA的高速數據采集系統(tǒng)技術。論文完成了ARM+FPGA結構的共享存儲器結構設計，實現了ARMLinux系統(tǒng)的軟件設計，包括觸摸屏控制、LCD顯示、正弦插值算法設計以及各種顯示算法設計等。同時進行了信號的高速采集和處理的實際測試，對實驗測試數據進行了分析。 論文分別從軟件和硬件兩方面入手，闡述了基于ARM處理器和FPGA芯片的高速數據采集的硬件系統(tǒng)設計方法，以及基于ARMLinux操作系統(tǒng)的設備驅動程序設計和應用程序設計。 硬件方面，在FPGA平臺上，我們首先利用乒乓操作的方式將一路高速數據信號轉換成頻率為原來頻率1/4的4路低速數據信號，再將這四路數據分別存儲到4個FIFO中，然后再對這4個FIFO中的數據拼接并存儲在FPGA片上的雙端口雙時鐘RAM中，最后將FPGA的雙端口雙時鐘RAM掛載到ARM系統(tǒng)的總線上，實現了ARM和FPGA共享存儲器的系統(tǒng)結構，使ARM處理器可以直接讀取這個雙端口雙時鐘的RAM中的數據，從而大大提高了數據采集與處理的效率。在采樣頻率控制電路設計方面，我們通過使FIFO的數據存儲時鐘降低為標準狀態(tài)下的1/n實現數據采集頻率降為標準狀態(tài)的1/n，從而實現了由FPGA控制的可變頻率的數據采集系統(tǒng)。 軟件方面，為了更有效地管理和拓展系統(tǒng)功能，我們移植了ARMLinux操作系統(tǒng)，并在S3C2410平臺上設計實現了基于Linux操作系統(tǒng)的觸摸屏驅動程序設計、LCD驅動程序移植、自定義的FPGA模塊驅動程序設計、LCD顯示程序設計、多線程的應用程序設計。應用程序能夠控制FPGA數據采集系統(tǒng)工作。 在前端采樣頻率為125MHz情況下，系統(tǒng)可以正常工作。能夠實現對頻率在5MHz以下的信號波形的直接顯示；對5MHz至40MHz的信號，使用正弦插值算法進行處理，顯示效果良好。同時這種硬件結構可擴展性強，可以在此基礎上實現8路甚至16路緩沖的系統(tǒng)結構，可以使系統(tǒng)支持更高的采樣頻率。
上傳時間： 2013-07-04
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傅里葉變換是信號處理領域中較完善、應用較廣泛的一種分析手段.但傅里葉變換只是一種時域或頻域的分析方法,它要求信號具有統(tǒng)計平穩(wěn),即時不變的特性.但是實際應用中存在很多非平穩(wěn)信號,它們并不能很好的用傅立葉變換來處理.小波變換的出現解決了這個問題,它在處理非平穩(wěn)信號方面具有傅立葉變換無法比擬的優(yōu)越性.小波變換在通信技術、信號處理、地球物理、水利電力、醫(yī)療等領域中獲得了日益廣泛的應用.小波變換的研究成為了當今學術界的一個熱點.隨著現代數字信號處理朝著高速實時的方向發(fā)展,純軟件的程序式信號處理方法越來越不能滿足實際應用的需求,因此人們希望用硬件電路來實現高速信號處理問題.基于以上原因,該文在研究了小波變換的基本理論和特點的基礎上,重點研究了小波變換的VLSI電路構架,并用FPGA實現了它的功能.毫無疑問,該文所做的具體工作在理論和實踐上都有參考價值.論文中,在簡單介紹了小波變換的基本理論、特點和應用;對信號小波變換分解,重構的MATLAB算法進行了分析,為硬件實現奠定了理論基礎.論文在研究了小波核心算法MALLAT算法的基礎上,以直觀的圖形方式描述了算法的流程圖;并由此提出了基于VLSI的電路模塊架構.根據上述模塊結構,對相關模塊進行了硬件描述語言(VERILOG-HDL)的建模,并且在仿真平臺上(ACTIVE-HDL)進行了仿真.在仿真正確的前提下,該文選用了EP20K100BC356-1V芯片作為目標器件進行了綜合和后仿真,并且將仿真結果通過MATLAB與理論參數進行了比較,結果表明設計是正確的.對設計中存在的誤差和部分模塊的進一步優(yōu)化,該文也作了分析和說明,為下一步實現通用IP核設計奠定了基礎.
上傳時間： 2013-06-27
上傳用戶：zhaoq123
語音識別技術是信息技術領域的重要發(fā)展方向之一,小詞匯量非特定人孤立詞語音識別是語音識別領域中一個具有廣泛應用背景的分支,在家電遙控、智能玩具、人機交互等領域有著重要的應用價值.語音識別芯片從20世紀90年代開始出現,目前的語音識別芯片都是以DSP為核心集成的語音識別系統(tǒng),算法主要通過軟件實現,為了提高速度和降低成本,下一代語音識別芯片將設計成軟硬件協(xié)同實現,本文的目的是使用全硬件方法實現語音識別算法,為軟硬件協(xié)同實現的方案提供參考.本論文主要完成了以下工作:(1)在選定的FPGA平臺上,完成了整個系統(tǒng)的硬件設計.(2)對于硬件中難于實現而且占用較多資源的乘法器、求對數、求平方根以及快速傅立葉變換等關鍵模塊,本文都根據電路的具體特點,給出了巧妙的實現方案,完成了算法需要的功能.(3)設計中使用了模塊復用和流水線技術.(4)根據設計結果,給出了各個模塊占用的硬件資源和運行速度.實驗結果表明,本文所設計的硬件系統(tǒng)能夠正常工作,在速度和面積方面都達到了設計要求.
上傳時間： 2013-06-12
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隨著科學技術的不斷發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)得到了廣泛的應用。在當今的工業(yè)控制領域，控制邏輯和功能變得越來越復雜，簡單的嵌入式系統(tǒng)己經不能滿足工業(yè)生產需求，而帶有高性能處理器以及完整操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)的引入將逐漸成為工業(yè)控制自動化發(fā)展的方向。 本文對用于工業(yè)供水設備測控的工業(yè)供水測控系統(tǒng)展開研究。首先，在ARM嵌入式最小系統(tǒng)的基礎上建立通用的硬件平臺，對平臺的硬件結構進行設計，特別是對于關鍵的接口電路進行了比較深入的研究，針對供水設備測控的不同要求，集成了多種接口電路。其次，在實現嵌入式實時多任務操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ在ARM上可移植的基礎上，建立了測控系統(tǒng)的軟件平臺，對接口電路驅動程序進行模塊化設計。最后，在研制出的測控平臺上，加入了電力參數與傳感器數據監(jiān)測電路以及開關量輸入/輸出電路，特別是對工頻交流信號有效值的測量進行了較深入的硬件設計以及軟件算法研究，并對測控系統(tǒng)的無線通訊部分進行了設計。 在上述工作的基礎上，開發(fā)出嵌入式無線工業(yè)供水測控系統(tǒng)樣機。工業(yè)現場近半年來試運行的結果表明：該基于ARM的嵌入式無線工業(yè)供水測控系統(tǒng)設計合理，性能穩(wěn)定可靠，達到了設計的要求。
標簽： ARM 嵌入式無線 工業(yè) 測控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-23
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