以嵌入式微處理器和嵌入式操作系統(tǒng)為核心的嵌入式技術,已在很多領域得到了廣泛的應用。由于互聯(lián)網(wǎng)的應用日益普及,信息共享的程度不斷提高,傳統(tǒng)的串行通訊和并行通訊方式的缺點日益凸出,嵌入式設備的網(wǎng)絡化已經(jīng)成為網(wǎng)絡發(fā)展的必然趨勢。Forrester Research的研究顯示,到2010年,將有95%的連網(wǎng)設備不再是傳統(tǒng)的計算機,而是帶網(wǎng)絡功能的嵌入式系統(tǒng)。 本文根據(jù)在PC104系統(tǒng)下實現(xiàn)網(wǎng)絡通信功能的成功案例,構建了基于ARM7微處理器和uCLinux操作系統(tǒng)的實驗平臺,完成了網(wǎng)絡接口設計,并實現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信功能。 本文采用PHILIPS公司的LPC2210微控制器作為主控芯片,采用高度集成的以太網(wǎng)芯片RTL8019AS作為網(wǎng)絡接口。選擇Linux操作系統(tǒng)進行裁剪和移植,分析并實現(xiàn)了嵌入式TCP/IP協(xié)議棧。編寫了底層網(wǎng)絡驅(qū)動程序,實現(xiàn)了嵌入式硬件平臺和PCLinux系統(tǒng)之間的基于網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸;同時實現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)同WindowsXP系統(tǒng)之間的基于網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸;通過對比實驗,對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和算法進行了研究和優(yōu)化,完善了ARM嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡功能。 大量的數(shù)據(jù)傳輸及可靠性測試實驗表明,本文所設計的嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡功能在可靠性、可用性及操作方便性方面都達到了預期的目標,具有實際的應用價值!
標簽: ARM 嵌入式系統(tǒng) 網(wǎng)絡傳輸
上傳時間: 2013-07-19
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PDIUSBD12是一個性能優(yōu)化的USB器件,通常用于基于微控制器的系統(tǒng)并與微控制器通過高速通用并行接口進行通信,也支持本地DMA傳輸。該器件采用模塊化的方法實現(xiàn)一個USB接口,允許在眾多可用的
標簽: PDIUSBD 12 數(shù)據(jù)手冊
上傳時間: 2013-07-20
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正交頻分復用(OnIlogonaJ Frequency Division Multiplexing,OFDM)技術通過將整個信道分為多個帶寬相等并行傳輸?shù)淖有诺?,通過將信息經(jīng)過子信道獨立傳輸來實現(xiàn)通信,子信道的正交性可以保證最大限度的利用頻譜資源。OFDM系統(tǒng)通過循環(huán)前綴來消除符號間干擾(ISI),通過IDFT/DFT調(diào)制解調(diào)降低了系統(tǒng)實現(xiàn)的復雜度。由于其頻譜利用率高,抗多徑能力強,在多種通信場合中都得到了應用。雖然有著上述優(yōu)點,但為了準確的恢復信號,信道估計是OFDM系統(tǒng)中必須實現(xiàn)的一環(huán)。 本文正是針對OFDM接收機中的信道估計模塊的運算部件的實現(xiàn)進行了研究。首先,研究了OFDM信道估計的LS算法,一階線性插值算法,二次多項式插值算法,建立了適用于寬帶通信系統(tǒng)的信道估計模塊模型。其次研究了加法器電路和乘法器電路的實現(xiàn),包括進位行波加法器,曼徹斯特進位鏈,超前進位加法器和乘法原理,陣列乘法器,wallace樹乘法器及BOOTH編碼算法,并分析了各種電路的特性及優(yōu)缺點。接著研究了幾種主要的除法器設計算法,包括數(shù)字循環(huán)算法,基于函數(shù)迭代的算法,以及CORDIC算法,結(jié)合信道估計的特點選擇了函數(shù)迭代和CORDIC算法作為具體實現(xiàn)的方法。最后,在前面的設計的基礎上在FPGA芯片上實現(xiàn)了前面的設計方案。
上傳時間: 2013-06-06
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本文以Turbo碼譯碼器的FPGA實現(xiàn)為目標,對Turbo碼的迭代譯碼算法及用硬件語言實現(xiàn)其譯碼算法進行了深入研究。 本文首先在理論上對Turbo碼的編譯碼原理進行了深入的研究,并用C語言對其MAP譯碼算法進行了驗證仿真,接著就Turbo碼MAP算法的衍生算法即LOG_MAP和MAX_LOG_MAP算法用C程序做了仿真和測試。隨后本文就一些對MAP譯碼性能起著重要影響的參數(shù)也用C程序做了仿真對比。 最后,考慮到硬件實現(xiàn)的簡化,MAX-Log-MAP算法成為了本文的硬件實現(xiàn)方案。本文采用了模塊化設計,在對各個模塊進行設計的基礎上提出了一些改進的方案,對Turbo碼編碼器設計中的同步問題進行了改進,對分塊并行Turbo碼譯碼算法的硬件實現(xiàn)進行了研究。在設計中綜合運用了“自頂向下”和“自下而上”的設計方去,通過功能模塊分割,合理設置系統(tǒng)參數(shù),并通過模塊之間的參數(shù)傳遞,使Turbo碼編譯碼器具有較好的靈活性。
上傳時間: 2013-04-24
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小波分析經(jīng)典,注重小波分析的基本理論。將一位小波理論和高維小波理論放在一起并行介紹。
上傳時間: 2013-04-24
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2000年10月2日,美國國家標準與技術研究所宣布采用Rijndael算法作為高級加密標準,并于2002年5月26日正式生效,AES算法將在今后很長一段時間內(nèi),在信息安全中扮演重要角色。因此,對AES算法實現(xiàn)的研究就成為了國內(nèi)外的熱點,會在信息安全領域得到廣泛的應用。用FPGA實現(xiàn)AES算法具有快速、靈活、開發(fā)周期短等優(yōu)點。 本論文就是針對AES加、解密算法在同一片F(xiàn)PGA中的優(yōu)化實現(xiàn)問題,在深入分析了AES算法的整體結(jié)構、基本變換以及加、解密流程的基礎上,對AES算法的加、解密系統(tǒng)的FPGA優(yōu)化設計進行了研究。主要內(nèi)容為: 1.確定了實現(xiàn)方案以及關鍵技術,在比較了常用的結(jié)構后,采用了適合高速并行實現(xiàn)AES加、解密算法的結(jié)構——內(nèi)外混合的流水線結(jié)構,并給出了總體的設計框圖。由于流水線結(jié)構不適用于反饋模式,為了達到較高的運算速度,該系統(tǒng)使用的是電碼本模式(ECB)的工作方式; 2.對各個子模塊的設計分別予以詳細分析,結(jié)合算法本身和FPGA的特點,采用查表法優(yōu)化處理了字節(jié)代換運算,列混合運算和密鑰擴展運算。同時,考慮到應用環(huán)境的不同,本設計支持數(shù)據(jù)分組為128比特,密鑰長度為128比特、192比特以及256比特三種模式下的AES算法加、解密過程。完成了AES加、解密算法在同一片F(xiàn)PGA中實現(xiàn)的這個系統(tǒng)的優(yōu)化設計; 3.利用QLJARTUSII開發(fā)工具進行代碼的編寫工作和綜合編譯工作,在 MODELSIM中進行仿真并給出仿真結(jié)果,給出了各個模塊和整個設計的仿真測試結(jié)果; 4.和其他類似的設計做了橫向?qū)Ρ?,得出結(jié)論:本設計在保證了速度的基礎上實現(xiàn)了資源和速度的均衡,在性能上具有較大的優(yōu)勢。
上傳時間: 2013-05-25
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隨著糾錯編碼理論研究的不斷深入,糾錯碼的實際應用越來越廣泛。卷積碼作為其中重要的一種,已被大多數(shù)通信系統(tǒng)所采用。(2,1,7)卷積碼是一種短約束長度最佳碼,編、譯碼器易于實現(xiàn),且具有較強的糾錯能力。 本文研究了IEEE 802.11協(xié)議中(2,1,7)卷積碼編碼、交織解交織及其軟判決高速Viterbi譯碼的實現(xiàn)問題。 首先介紹了IEEE 802.11無線局域網(wǎng)標準及規(guī)范,然后介紹了信道編解碼中卷積碼編碼及Viterbi譯碼算法和FPGA 設計方法,接著通過對(2,1,7)卷積碼特點的具體分析,吸取目前Viterbi譯碼算法和交織解交織算法的優(yōu)點,采取一系列的改進措施,基于FPGA實現(xiàn)了IEEE 802.11信道編解碼及交織和解交織系統(tǒng)。這些改進措施包括采用并行FIFO、改進的ACS 單元、流水式塊處理結(jié)構、改進的SMDO方法、雙重交織策略,使得在同樣時鐘速率下,系統(tǒng)的性能大幅度提高。最后將程序下載到Altera公司的Cyclone 系列的FPGA(型號EP1C6Q240C8)器件上進測試,并對測試結(jié)果作了簡單分析。
上傳時間: 2013-05-25
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該文針對復雜信號實時處理的困難,提出了采用FPGA來實現(xiàn)信號處理的方法,并根據(jù)系統(tǒng)需要設計了一個嵌入式實驗平臺.根據(jù)FPGA實現(xiàn)信號處理的關鍵點:設計合理的FPGA結(jié)構,體現(xiàn)算法的并行性和流水性,論文著重分析了用FPGA實現(xiàn)陣列結(jié)構處理的具體方法和實現(xiàn)過程.論文從分析算法的并行度入手,提出用相關圖方法直觀反映算法的相關性,在此基礎上設計了算法的信號流圖結(jié)構和脈動陣列結(jié)構.并針對典型信號處理算法(矩陣運算、卷積運算)進行了并行度分析,相關圖設計和從相關圖導出脈動陣列結(jié)構的研究.同時針對FPGA特點,提出了采用CORDIC結(jié)構來設計通用運算單元,給出其流水實現(xiàn)的結(jié)構,結(jié)合脈動陣列結(jié)構提高了矩陣運算性能.最后設計一個以32位CPU為核心的實驗平臺,編寫了啟動程序和診斷程序.
上傳時間: 2013-04-24
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偏振模色散(PMD)是限制光通信系統(tǒng)向高速率和大容量擴展的主要障礙,尤其是160Gb/s光傳輸系統(tǒng)中,由PMD引起的脈沖畸變現(xiàn)象更加嚴重。為了克服PMD帶來的危害,國內(nèi)外已經(jīng)開始了對PMD補償?shù)难芯?。但是目前的補償系統(tǒng)復雜、成本高且補償效果不理想,因此采用前向糾錯(FEC)和偏振擾偏器配合抑制PMD的方法,可以實現(xiàn)低成本的PMD補償。 在實驗中將擾偏器連入光時分復用系統(tǒng),通過觀察其工作前后的脈沖波形,發(fā)現(xiàn)擾偏器的應用改善了系統(tǒng)的性能。隨著系統(tǒng)速率的提高,對擾偏器速率的要求也隨之提高,目前市場上擾偏器的速率無法滿足160Gb/s光傳輸系統(tǒng)要求。通過對偏振擾偏器原理的分析,決定采用高速控制電路驅(qū)動偏振控制器的方法來實現(xiàn)高速擾偏器的設計。擾偏器采用鈮酸鋰偏振控制器,其響應時間小于100ns,是目前偏振控制器能夠達到的最高速率,但是將其用于160Gb/s高速光通信系統(tǒng)擾偏時,這個速率仍然偏低,因此,提出采用多段鈮酸鋰晶體并行擾偏的方法,彌補鈮酸鋰偏振控制器速率低的問題。通過對幾種處理器的分析和比較,選擇DSP+FPGA作為控制端,DSP芯片用于產(chǎn)生隨機數(shù)據(jù),F(xiàn)PGA芯片具有豐富的I/O引腳,工作頻率高,可以實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的快速并行輸出。這樣的方案可以充分發(fā)揮DSP和FPGA各自的優(yōu)勢。另外對數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片也要求響應速度快,本論文以FPGA為核心,完成了FPGA與其它芯片的接口電路設計。在QuartusⅡ集成環(huán)境中進行FPGA的開發(fā),使用VHDL語言和原理圖輸入法進行電路設計。 本文設計的偏振擾偏器在高速控制電路的驅(qū)動下,可以實現(xiàn)大量的數(shù)據(jù)處理,采用多段鈮酸鋰晶體并行工作的方法,可以提高偏振擾偏器的速率。利用本方案制作的擾偏器具有高擾偏速率,適合應用于160Gb/s光通信系統(tǒng)中進行PMD補償。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,隨著微電子技術的高速發(fā)展,數(shù)字圖像壓縮編碼技術的逐漸成熟,實時圖象處理在多媒體、HDTV、圖像通信等領域有著越來越廣泛的應用,圖像壓縮/解壓的IC芯片也已成為多媒體技術的核心,實現(xiàn)這些算法芯片的研究成為信息產(chǎn)業(yè)的新熱點.該文基于FPGA設計了JPEG圖像壓縮編解碼芯片,通過改進算法優(yōu)化結(jié)構,在合理地利用硬件資源的條件下,有效地挖掘出算法內(nèi)在的并行性.在JPEG編碼器設計中,改進了JEONG的DCT變換算法,采用流水線優(yōu)化算法解決時間并行性問題,提高了DCT/IDCT模塊的運算速度;設計了基于查找表結(jié)構的定點乘法器,便于在設計中共享乘法單元,以適應流水線設計的要求;依據(jù)Huffman編碼表的規(guī)律性,采用并行查找表結(jié)構,用較少的存儲單元完成Huffman編解碼的運算,同時也提高了編解碼速度.在JPEG解碼器設計中,根據(jù)Huffman碼字本身的特點和JPEG標準,設計了一種Huffman碼字分組結(jié)構,基于該結(jié)構提出分組Huffman查找表及地址編碼的設計方法,進而完成了新的快速Huffman解碼算法及其模塊設計.整個設計及其各個模塊都在ALTERA公司的EDA工具QUARTUSII平臺上進行了邏輯綜合及功能和時序仿真.綜合和仿真結(jié)果表明,基于FPGA的JPEG圖像編解碼芯片消耗很少的FPGA硬件資源,達到了較高的工作頻率,在速度和資源利用率方面均達到了較優(yōu)的狀態(tài),可滿足實時JPEG圖像編解碼的要求.在邏輯設計的基礎上,該設計可以進一步作硬件仿真和實驗,將源代碼燒錄進FPGA芯片,作為獨立器件或有自主知識產(chǎn)權的JPEG IP模塊,應用于可視電話、手機和會議電視等低成本JPEG編解碼系統(tǒng)的實現(xiàn).
上傳時間: 2013-05-31
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