隨著集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，芯片的規(guī)模越來(lái)越大，集成度越來(lái)越高，工作頻率越來(lái)越快，但是芯片的設(shè)計(jì)能力卻面臨巨大的挑戰(zhàn)。而IP核的重用則是解決當(dāng)今芯片設(shè)計(jì)所面臨問(wèn)題的最有效的解決方法。 MDIO接口模塊為以太網(wǎng)接口芯片中MAC層對(duì)PHY器件的控制管理接口。隨著以太網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展以及MAC應(yīng)用越來(lái)越廣泛，MDIO接口模塊的應(yīng)用也越來(lái)越多，因此將MDIO接口模塊設(shè)計(jì)成可重用的IP核對(duì)于以各種太網(wǎng)接口集成芯片的設(shè)計(jì)具有很重要的作用。 本文詳細(xì)描述了MDIO接口模塊IP核的設(shè)計(jì)，介紹了該IP核的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及各個(gè)子模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)方法，對(duì)此IP核進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，最后進(jìn)行了FPGA測(cè)試，功能和性能達(dá)到了要求，最終通過(guò)了IP審核流程并且已成功應(yīng)用于企業(yè)的以太網(wǎng)接口芯片中。
上傳時(shí)間： 2013-06-20
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隨著數(shù)字視頻廣播的發(fā)展，觀眾將會(huì)面對(duì)越來(lái)越多綜合或?qū)ｉT頻道的選擇，欣賞到更高品質(zhì)，更多服務(wù)的節(jié)目。而廣播業(yè)者則要為這些節(jié)目的版權(quán)購(gòu)買，制作而承受更高的成本，單純的廣告收入已經(jīng)不夠。要求對(duì)用戶收取一定的收視費(fèi)用，而另一方面，調(diào)查也顯示用戶是愿意預(yù)付一定費(fèi)用以獲得更好服務(wù)的。條件接受系統(tǒng)(Conditional Access system)就是為了商業(yè)目的而對(duì)某些廣播服務(wù)實(shí)施接入控制，決定一個(gè)數(shù)字接受設(shè)備能否將特定的廣播節(jié)目展現(xiàn)給最終用戶的系統(tǒng)。CA技術(shù)要求既能使用戶自由選擇收看節(jié)目又能保護(hù)廣播業(yè)者的利益，確算只有已支付了或即將支付費(fèi)用的用戶才能收看到所選的電視節(jié)目。在數(shù)字電視領(lǐng)域中，CA系統(tǒng)無(wú)疑將成為發(fā)展新服務(wù)的必需條件。但是在不同的運(yùn)營(yíng)商可能會(huì)使用不同的CA系統(tǒng)，在不同的CA系統(tǒng)之間進(jìn)行互操作所必需共同遵守的最基本條件是：通用的加擾算法。每個(gè)用戶接收設(shè)備中應(yīng)集成相應(yīng)的解擾模塊。在我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)--數(shù)字電視條件接收系統(tǒng)GY/Z 175-2001的附錄H中有詳細(xì)的描述。 FPGA是英文Field Programmable Gate Array的縮寫，即現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，它是在PAL、GAL、EPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路(ASIC)領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。可以說(shuō)，F(xiàn)PGA芯片是小批量系統(tǒng)提高系統(tǒng)集成度、可靠性的最佳選擇之一。 首先本文簡(jiǎn)要介紹CA系統(tǒng)的目的和組成，F(xiàn)PGA的結(jié)構(gòu)和原理，優(yōu)勢(shì)。然后介紹了利用FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)CA系統(tǒng)主要組成部分即加擾的原理和步驟，分析算法，劃分邏輯結(jié)構(gòu)，軟件仿真，劃分硬件模塊，硬件性能分析，驗(yàn)證平臺(tái)構(gòu)建，硬件實(shí)現(xiàn)等。 然后對(duì)以上各個(gè)部分做詳細(xì)的闡述。同時(shí)為了指導(dǎo)FPGA設(shè)計(jì)，給出了FPGA的結(jié)構(gòu)和原理與FPGA設(shè)計(jì)的基本原則、設(shè)計(jì)的基本技巧、設(shè)計(jì)的基本流程； 最后給出了該加擾系統(tǒng)的測(cè)試與驗(yàn)證方法以及驗(yàn)證和測(cè)試結(jié)果。
上傳時(shí)間： 2013-06-22
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現(xiàn)代通信系統(tǒng)對(duì)帶寬和數(shù)據(jù)速率的要求越來(lái)越高，超寬帶(ultra-wideband，UWB)通信以其傳輸速率高、空間容量大、成本低、功耗低的優(yōu)點(diǎn)，成為解決企業(yè)、家庭、公共場(chǎng)所等高速因特網(wǎng)接入的需求與越來(lái)越擁擠的頻率資源分配之間的矛盾的技術(shù)手段。 論文主要圍繞兩方面展開分析：一是介紹用于UWB無(wú)載波脈沖調(diào)制及直接序列碼分多址調(diào)制(DS-CDMA)的新型脈沖，即Hermite正交脈沖，并且分析了這種構(gòu)建UWB多元通信和多用戶通信的系統(tǒng)性能。二是分析了UWB的多帶頻分復(fù)用物理層提案(MBOA)的調(diào)制技術(shù)，并在FPGA上實(shí)現(xiàn)了調(diào)制模塊。正交Hermite脈沖集被提出用于UWB的M元雙正交調(diào)制系統(tǒng)，獲得高數(shù)據(jù)速率。調(diào)整脈沖的脈寬因子和中心頻率能使脈沖滿足FCC的頻譜要求。M元雙正交調(diào)制的接收機(jī)需要M/2個(gè)相關(guān)器，遠(yuǎn)比M元正交調(diào)制所需的相關(guān)器數(shù)量少。誤碼率一定時(shí)，維數(shù)M的增加可獲得高的比特率和低的信噪比。雖然高階的Hermite脈沖易受抖動(dòng)時(shí)延的影響，但當(dāng)抖動(dòng)時(shí)延范圍小于0.02ns時(shí)，其影響較為不明顯。本文認(rèn)為1～8階的Hermite脈沖皆可用，可構(gòu)成16元雙正交系統(tǒng)。 正交Hermite脈沖集也可以構(gòu)造UWB多用戶系統(tǒng)。各用戶的信息用不同的Hermite脈沖同時(shí)傳輸，其多用戶的誤比特率上限低于高斯單脈沖構(gòu)成的PPM多用戶系統(tǒng)的誤比特率，所以其系統(tǒng)性能更優(yōu)。正交Hermite脈沖還可以用于UWB的DS-CDMA調(diào)制，在8個(gè)脈沖可用的情況下，最多可容64個(gè)用戶同時(shí)通信。 基于MBOA提出的UWB物理層協(xié)議，本文用Verilog硬件語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了調(diào)制與解調(diào)結(jié)構(gòu)，并用Modelsim做了時(shí)序驗(yàn)證。用Verilog編程實(shí)現(xiàn)的輸出數(shù)據(jù)與Matlab生成的UWB建模的輸出結(jié)果一致。為了達(dá)到UWBMB-OFDM系統(tǒng)的FFT處理器的要求，一個(gè)混和基多通道流水線的FFT算法結(jié)構(gòu)被提出。其有效的實(shí)現(xiàn)方法也被提出。這種結(jié)構(gòu)采用多通道以獲得高的數(shù)據(jù)吞吐量。此外，它用于存儲(chǔ)和復(fù)數(shù)乘法器的硬件損耗相比其他的FFT處理器是最少的。高基的FFT蝶算減少了復(fù)數(shù)乘法器的數(shù)量。在132MHz的工作頻率下，整個(gè)128點(diǎn)FFT變換在此結(jié)構(gòu)模式下只需要242.4ns,滿足了MBOA的要求。
上傳時(shí)間： 2013-07-29
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當(dāng)前，在系統(tǒng)級(jí)互連設(shè)計(jì)中高速串行I/O技術(shù)迅速取代傳統(tǒng)的并行I/O技術(shù)正成為業(yè)界趨勢(shì)。人們已經(jīng)意識(shí)到串行I/O“潮流”是不可避免的，因?yàn)樵诟哂?Gbps的速度下，并行I/O方案已經(jīng)達(dá)到了物理極限，不能再提供可靠和經(jīng)濟(jì)的信號(hào)同步方法。基于串行I/O的設(shè)計(jì)帶來(lái)許多傳統(tǒng)并行方法所無(wú)法提供的優(yōu)點(diǎn)，包括：更少的器件引腳、更低的電路板空間要求、減少印刷電路板（PCB）層數(shù)、PCB布局布線更容易、接頭更小、EMI更少，而且抵抗噪聲的能力也更好。高速串行I/O技術(shù)正被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各種系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，包括PC、消費(fèi)電子、海量存儲(chǔ)、服務(wù)器、通信網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)計(jì)算和控制、測(cè)試設(shè)備等。迄今業(yè)界已經(jīng)發(fā)展出了多種串行系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)，如PCI Express、串行RapidIO、InfiniBand、千兆以太網(wǎng)、10G以太網(wǎng)XAUI、串行ATA等等。 Aurora協(xié)議是為私有上層協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)上層協(xié)議提供透明接口的串行互連協(xié)議，它允許任何數(shù)據(jù)分組通過(guò)Aurora協(xié)議封裝并在芯片間、電路板間甚至機(jī)箱間傳輸。Aurora鏈路層協(xié)議在物理層采用千兆位串行技術(shù)，每物理通道的傳輸波特率可從622Mbps擴(kuò)展到3.125Gbps。Aurora還可將1至16個(gè)物理通道綁定在一起形成一個(gè)虛擬鏈路。16個(gè)通道綁定而成的虛擬鏈路可提供50Gbps的傳輸波特率和最大40Gbps的全雙工數(shù)據(jù)傳輸速率。Aurora可優(yōu)化支持范圍廣泛的應(yīng)用，如太位級(jí)路由器和交換機(jī)、遠(yuǎn)程接入交換機(jī)、HDTV廣播系統(tǒng)、分布式服務(wù)器和存儲(chǔ)子系統(tǒng)等需要極高數(shù)據(jù)傳輸速率的應(yīng)用。 傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)背板如VME總線和CompactPCI總線都是采用并行總線方式。然而對(duì)帶寬需求的不斷增加使新興的高速串行總線背板正在逐漸取代傳統(tǒng)的并行總線背板。現(xiàn)在，高速串行背板速率普遍從622Mbps到3.125Gbps，甚至超過(guò)10Gbps。AdvancedTCA（先進(jìn)電信計(jì)算架構(gòu)）正是在這種背景下作為新一代的標(biāo)準(zhǔn)背板平臺(tái)被提出并得到快速的發(fā)展。它由PCI工業(yè)計(jì)算機(jī)制造商協(xié)會(huì)（PICMG）開發(fā)，其主要目的是定義一種開放的通信和計(jì)算架構(gòu)，使它們能被方便而迅速地集成，滿足高性能系統(tǒng)業(yè)務(wù)的要求。ATCA作為標(biāo)準(zhǔn)串行總線結(jié)構(gòu)，支持高速互聯(lián)、不同背板拓?fù)洹⒏咝盘?hào)密度、標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械與電氣特性、足夠步線長(zhǎng)度等特性，滿足當(dāng)前和未來(lái)高系統(tǒng)帶寬的要求。 采用FPGA設(shè)計(jì)高速串行接口將為設(shè)計(jì)帶來(lái)巨大的靈活性和可擴(kuò)展能力。Xilinx Virtex-IIPro系列FPGA芯片內(nèi)置了最多24個(gè)RocketIO收發(fā)器，提供從622Mbps到3.125Gbps的數(shù)據(jù)速率并支持所有新興的高速串行I/O接口標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合其強(qiáng)大的邏輯處理能力、豐富的IP核心支持和內(nèi)置PowerPC處理器，為企業(yè)從并行連接向串行連接的過(guò)渡提供了一個(gè)理想的連接平臺(tái)。 本文論述了采用Xilinx Virtex-IIPro FPGA設(shè)計(jì)傳輸速率為2.5Gbps的高速串行背板接口，該背板接口完全符合PICMG3.0規(guī)范。本文對(duì)串行高速通道技術(shù)的發(fā)展背景、現(xiàn)狀及應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹和分析，詳細(xì)分析了所涉及到的主要技術(shù)包括線路編解碼、控制字符、逗點(diǎn)檢測(cè)、擾碼、時(shí)鐘校正、通道綁定、預(yù)加重等。同時(shí)對(duì)AdvancedTCA規(guī)范以及Aurora鏈路層協(xié)議進(jìn)行了分析， 并在此基礎(chǔ)上給出了FPGA的設(shè)計(jì)方法。最后介紹了基于Virtex-IIPro FPGA的ATCA接口板和MultiBERT設(shè)計(jì)工具，可在標(biāo)準(zhǔn)ATCA機(jī)框內(nèi)完成單通道速率為2.5Gbps的全網(wǎng)格互聯(lián)。
上傳時(shí)間： 2013-05-29
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ARM嵌入式技術(shù)在工業(yè)和生活中正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，為了適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)的需求，滿足為社會(huì)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的需要，高校通信類和電子類專業(yè)開設(shè)ARM嵌入式技術(shù)相關(guān)課程及其實(shí)驗(yàn)課程將成為趨勢(shì)。在課程中設(shè)置合理實(shí)驗(yàn)，可以有效提高學(xué)生的動(dòng)手能力和培養(yǎng)創(chuàng)新性思維，幫助學(xué)生更快、更好地掌握理論和應(yīng)用技術(shù)。 論文設(shè)計(jì)的ARM嵌入式教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括一塊適合普通高校嵌入式技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的實(shí)驗(yàn)開發(fā)板及其配套的實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)針對(duì)一般高校所開設(shè)的ARM嵌入式技術(shù)相關(guān)課程的要求而設(shè)計(jì)，配套實(shí)驗(yàn)符合教學(xué)大綱及實(shí)驗(yàn)課時(shí)的要求。 論文設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)開發(fā)板主要組成模塊有：最小系統(tǒng)，包括控制器模塊、電源模塊、復(fù)位模塊、Flash ROM模塊、SDRAM模塊、JTAG接口等；擴(kuò)展接口，包括LED、鍵盤、RS232串口、I2C接口、液晶模塊、以太網(wǎng)模塊等。實(shí)驗(yàn)開發(fā)板采用S3C4510B網(wǎng)絡(luò)控制芯片用作控制和信號(hào)處理，使用網(wǎng)絡(luò)接口芯片DM9161和隔離變壓器H1102完成網(wǎng)絡(luò)接入，使用AM29LV160和HY57V641620HG構(gòu)建16位存儲(chǔ)單元，使用AT24C01和PCF8583來(lái)構(gòu)建I2C接口，使用MAX232完成TTL電平轉(zhuǎn)換以擴(kuò)展RS232串口，并擴(kuò)展鍵盤和LCD實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。實(shí)驗(yàn)開發(fā)板的硬件設(shè)計(jì)充分考慮了一般高校實(shí)驗(yàn)室的條件和需求，能夠較好地將成本控制在150元左右，有利于在有限的條件下為每個(gè)學(xué)生盡可能的創(chuàng)造動(dòng)手制作PCB的實(shí)驗(yàn)條件。實(shí)驗(yàn)板的接口設(shè)計(jì)能夠讓學(xué)生較為方便地開展實(shí)驗(yàn)，并考慮了實(shí)驗(yàn)板擴(kuò)展和二次開發(fā)的需要。 論文設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)配套實(shí)驗(yàn)主要有基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)主要幫助學(xué)生熟悉嵌入式系統(tǒng)的片內(nèi)資源和特殊功能寄存器的配置方法，對(duì)整個(gè)嵌入式系統(tǒng)的架構(gòu)有一定的理解，能編程完成一些簡(jiǎn)單的控制功能；擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)主要幫助學(xué)生建立嵌入式系統(tǒng)開發(fā)和設(shè)計(jì)的基本理念，能夠設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)常見的外設(shè)驅(qū)動(dòng)程序，能夠進(jìn)行操作系統(tǒng)的配置和移植，能夠自行對(duì)實(shí)驗(yàn)板進(jìn)行一定程度的擴(kuò)展；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驇椭鷮W(xué)生提高嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)能力，使學(xué)生能根據(jù)需要設(shè)計(jì)出實(shí)現(xiàn)一定功能的擴(kuò)展模塊，從而使實(shí)驗(yàn)板擴(kuò)展成實(shí)現(xiàn)具體功能的工業(yè)產(chǎn)品?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)包括ADS集成環(huán)境實(shí)驗(yàn)、鍵盤實(shí)驗(yàn)（GPIO輸入）、LED實(shí)驗(yàn)（GPIO輸出）、定時(shí)器實(shí)驗(yàn)、外部中斷實(shí)驗(yàn)、UART串口通信實(shí)驗(yàn)、I2C接口實(shí)驗(yàn)、液晶顯示實(shí)驗(yàn)；擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)包括建立交叉編譯環(huán)境實(shí)驗(yàn)、操作系統(tǒng)編譯實(shí)驗(yàn)、操作系統(tǒng)移植實(shí)驗(yàn)、以太網(wǎng)通信實(shí)驗(yàn)、TFTP實(shí)驗(yàn)、WEB訪問(wèn)實(shí)驗(yàn)；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)包括TCP/IP協(xié)議棧實(shí)驗(yàn)、Web服務(wù)器實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過(guò)完成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)達(dá)到教學(xué)大綱的要求，并可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行更深入的創(chuàng)新性開發(fā)實(shí)驗(yàn)，可以滿足一般高校嵌入式技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的需要。 論文介紹了嵌入式交叉編譯環(huán)境的建立以及實(shí)驗(yàn)開發(fā)板設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行的調(diào)試。實(shí)驗(yàn)開發(fā)板移植的嵌入式操作系統(tǒng)為uClinux，采用的Bootloader為U-boot。論文還簡(jiǎn)單介紹了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的擴(kuò)展方案和二次開發(fā)方案，并對(duì)嵌入式新技術(shù)的發(fā)展做了粗淺的探討。 論文所做的工作以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，是對(duì)普通高校ARM嵌入式技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)的一次有益探索。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展和信息技術(shù)以及數(shù)字化產(chǎn)品的普及，嵌入式系統(tǒng)已被應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)、手持通信設(shè)備、儀器儀表、國(guó)防軍事以及自動(dòng)化控制等各個(gè)領(lǐng)域。而結(jié)合視頻監(jiān)控的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)更是應(yīng)用的熱點(diǎn)。正是順應(yīng)這一趨勢(shì)，作者展開了對(duì)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控相關(guān)技術(shù)的研究，設(shè)計(jì)了基于嵌入式平臺(tái)的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)以友善之臂公司的friendly arm作為硬件平臺(tái)、嵌入式linux作為軟件平臺(tái)、以傳統(tǒng)的以太網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)高速的視頻數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)視、以GPRS作為擴(kuò)展模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的用戶手機(jī)報(bào)警提示。該系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)應(yīng)用于無(wú)人值守的家用現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。 論文詳細(xì)的論述了基于ARM9的S3C2410A作為系統(tǒng)硬件平臺(tái)、擴(kuò)展外圍的GPRS模塊、視頻數(shù)據(jù)采集模塊和觸摸屏顯示模塊的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)。還詳細(xì)的論述了在該平臺(tái)上配置交叉開發(fā)環(huán)境和移植bootloader的過(guò)程，裁剪和配置嵌入式linux系統(tǒng)的過(guò)程。同時(shí)按照系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)了視頻數(shù)據(jù)采集應(yīng)用軟件，基于TCP/IP的以太網(wǎng)視頻數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用軟件，以及基于GPRS的串口數(shù)據(jù)發(fā)送軟件。系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集的視頻數(shù)據(jù)做相應(yīng)的處理，啟用GPRS發(fā)送警示短信息；同時(shí)用戶可以根據(jù)現(xiàn)有接入以太網(wǎng)的計(jì)算機(jī)來(lái)調(diào)閱現(xiàn)場(chǎng)的視頻數(shù)據(jù)信息。 最后將該監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于普通的家用環(huán)境，結(jié)果通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集的視頻數(shù)據(jù)和發(fā)送的警示短信息表明該系統(tǒng)能夠滿足于同常的無(wú)人值守的家用環(huán)境。同時(shí)總結(jié)了存在的問(wèn)題以及今后需要改進(jìn)的方向：首先，該系統(tǒng)有良好的擴(kuò)展性能，通過(guò)相應(yīng)的總線和接口擴(kuò)展可以實(shí)現(xiàn)智能家用電器控制系統(tǒng)；其次，該系統(tǒng)有一定的商業(yè)和社會(huì)價(jià)值。當(dāng)然系統(tǒng)也有不足的地方，軟件設(shè)計(jì)處于測(cè)試階段，有很多需要完善的地方。最后，通過(guò)研究和實(shí)驗(yàn)表明：基于ARM/GPRS的遠(yuǎn)程家用監(jiān)控系統(tǒng)具備了實(shí)時(shí)監(jiān)控和即時(shí)報(bào)警功能，可以應(yīng)用于實(shí)際家用監(jiān)控場(chǎng)合。
標(biāo)簽： ARMGPRS 遠(yuǎn)程 家 監(jiān)控平臺(tái)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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嵌入式技術(shù)與GPRS、GPS的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了許多傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)終端通過(guò)遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行無(wú)線監(jiān)控，如車載GPS監(jiān)控系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境信息監(jiān)控系統(tǒng)、航標(biāo)定位監(jiān)控系統(tǒng)等等。此類系統(tǒng)的終端具有以下特點(diǎn)：一是監(jiān)控終端自身是智能設(shè)備：二是監(jiān)控終端需要將GPS測(cè)量的位置報(bào)告給監(jiān)控中心；三是監(jiān)控終端本身無(wú)法通過(guò)網(wǎng)線接入互聯(lián)網(wǎng)而需要采用GPRS無(wú)線通信技術(shù)接入互聯(lián)網(wǎng)。 本論文主要研究GPS無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)中的無(wú)線監(jiān)控終端部分的理論與實(shí)現(xiàn)技術(shù)。利用現(xiàn)有成熟的無(wú)線網(wǎng)GPRS通信技術(shù)，采用嵌入式處理器ARM的無(wú)線監(jiān)控終端，并給出軟硬件實(shí)現(xiàn)方案。系統(tǒng)主要完成GPS數(shù)據(jù)采集和GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)，主要包括四個(gè)部分：第一，PPP撥號(hào)程序pppd和chat的移植；第二，撥號(hào)腳本的修改與配置；第三，多進(jìn)程技術(shù)實(shí)現(xiàn)GPS數(shù)據(jù)的串口讀?。坏谒?，通過(guò)socket套接字編程實(shí)現(xiàn)監(jiān)控終端和監(jiān)控中心無(wú)線收發(fā)數(shù)據(jù)。 本設(shè)計(jì)是基于RedHatLinux9.0操作系統(tǒng)和立宇泰公司的ARMSYS2410開發(fā)平臺(tái)下完成的，軟件部分全部用Linux C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。本文以理論聯(lián)系實(shí)際，給出了一個(gè)監(jiān)控終端的具體實(shí)現(xiàn)方案，并在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)使用服務(wù)器監(jiān)控程序進(jìn)行完整的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與初步仿真實(shí)現(xiàn)。
標(biāo)簽： ARMLinux GPRS GPS 監(jiān)控終端
上傳時(shí)間： 2013-07-06
上傳用戶：aappkkee
目前，大多數(shù)嵌入式自動(dòng)化系統(tǒng)都以MCU為核心，與監(jiān)測(cè)、伺服、顯示等儀器、設(shè)備配合實(shí)現(xiàn)一定的功能?，F(xiàn)場(chǎng)信息往往止步于“現(xiàn)場(chǎng)”，嵌入式自動(dòng)化系統(tǒng)從而成為了“信息孤島”，因而制約了其本身的發(fā)展。要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的信息集成、綜合實(shí)施自動(dòng)化，就需要一種能在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下運(yùn)行、可靠性高且實(shí)時(shí)性好的通信系統(tǒng)，形成工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的底層網(wǎng)絡(luò)，完成現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化設(shè)備之間的多點(diǎn)通信。 Ethernet（以太網(wǎng)）和CAN-bus（控制器局域網(wǎng)）分別是目前全球應(yīng)用最為廣泛的國(guó)際互聯(lián)技術(shù)和開放式現(xiàn)場(chǎng)總線。隨著測(cè)控技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益緊密的結(jié)合，測(cè)控系統(tǒng)接入互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為大勢(shì)所趨，這也促成了近年來(lái)嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展。以太網(wǎng)技術(shù)正在迅猛發(fā)展，將其應(yīng)用到工控領(lǐng)域，可以達(dá)到降低成本，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)等成效。隨著技術(shù)的發(fā)展以及實(shí)際的需要，將兩者結(jié)合無(wú)疑會(huì)為控制領(lǐng)域的飛速發(fā)展帶來(lái)巨大的原動(dòng)力。本文設(shè)計(jì)了一種以ARM7處理器為核心的高性能嵌入式CAN-Ethernet網(wǎng)關(guān)，可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間穩(wěn)固、簡(jiǎn)潔的互連通信，完成對(duì)大規(guī)?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)測(cè)控。 本文具體的研究?jī)?nèi)容如下： 1）以LPC2290為主控MCU的CAN-Ethernet互連系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想以及整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 2）CAN-Ethernet互連系統(tǒng)轉(zhuǎn)換電路及外圍接口電路設(shè)計(jì)，MCS-51單片機(jī)與MCP2510實(shí)現(xiàn)CAN總線通信； 3）μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)在LPC2290上的移植以及互連系統(tǒng)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)與探討； 4）CAN-Ethernet互連系統(tǒng)核心交換模塊的設(shè)計(jì)； 5）使用HTTP協(xié)議實(shí)現(xiàn)Web服務(wù)的功能，并通過(guò)Web頁(yè)面實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)程測(cè)控。
標(biāo)簽： ARM CAN 總線 以太網(wǎng)
上傳時(shí)間： 2013-08-06
上傳用戶：夜月十二橋
臭氧（O3）作為一種無(wú)污染的強(qiáng)氧化劑，已在醫(yī)學(xué)、衛(wèi)生、食品、飼養(yǎng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、化工生產(chǎn)、大氣凈化、污水處理和飲用水殺菌消毒等行業(yè)廣泛應(yīng)用，取得了顯著效果，其應(yīng)用規(guī)模也越來(lái)越大。在使用中，如果臭氧濃度過(guò)高會(huì)加大設(shè)備造價(jià)同時(shí)對(duì)人體有危害，臭氧濃度太小又難以收到滿意效果。因此在很多場(chǎng)合必須嚴(yán)格控制臭氧的濃度，以便達(dá)到既能殺菌消毒，又不危害人體健康的目的。目前，臭氧檢測(cè)的方法分為兩類，一類是采樣后實(shí)驗(yàn)室分析，首先進(jìn)行環(huán)境空氣的樣品采集，然后拿到實(shí)驗(yàn)室利用化學(xué)方法進(jìn)行分析；一類是自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器法，利用臭氧自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行環(huán)境空氣中臭氧濃度的測(cè)定。然而在對(duì)臭氧消毒后空氣中臭氧濃度檢測(cè)的過(guò)程中，以上兩種方法具有檢測(cè)周期長(zhǎng)、操作步驟復(fù)雜、設(shè)備體積大、不便于攜帶等缺點(diǎn)。因此設(shè)計(jì)一種檢測(cè)方法簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、低功耗、智能化程度高的便攜式臭氧濃度檢測(cè)儀具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。 在硬件設(shè)計(jì)上，首先，為了完成臭氧濃度信號(hào)的提取，對(duì)臭氧傳感器進(jìn)行了精心的選擇；其次，為了保證傳感器穩(wěn)定可靠的工作，重點(diǎn)設(shè)計(jì)了恒電位儀電路，同時(shí)為了滿足后續(xù)A/D檢測(cè)精度的要求，對(duì)檢測(cè)到的電壓信號(hào)進(jìn)行了調(diào)理；最后，為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的基本功能，以ARM微處理器LPC2210為核心搭建了系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。 在軟件設(shè)計(jì)上，為了提高系統(tǒng)的智能化程度，引入了μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)。同時(shí)為了減少系統(tǒng)功耗盡量縮短CPU的運(yùn)行時(shí)間。當(dāng)儀器無(wú)人操作一段時(shí)間后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉一部分外圍器件并且使微處理器處于掉電狀態(tài)以減少功耗。 在操作的可靠性方面，設(shè)計(jì)了一鍵開機(jī)功能；同時(shí)為了延長(zhǎng)電池的使用壽命，設(shè)計(jì)了電源智能管理模塊。
上傳時(shí)間： 2013-05-21
上傳用戶：xiangwuy
隨著計(jì)算機(jī)、通信、電子技術(shù)的進(jìn)步，嵌入式系統(tǒng)和以太網(wǎng)技術(shù)的融合將成為嵌入式技術(shù)未來(lái)的重要發(fā)展方向?；贏RM的嵌入式系統(tǒng)由于具有低功耗、高性能、低成本、可以進(jìn)行多任務(wù)操作等優(yōu)點(diǎn)，在控制領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 本選題來(lái)自中山大學(xué)與北京航天五院合作研制的流體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)地面原理樣機(jī)控制器設(shè)計(jì)項(xiàng)目。論文研究的主要目的是利用基于ARM920T內(nèi)核的嵌入式微處理器AT91RM9200融合多傳感器設(shè)計(jì)一種可以在地面實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中可靠運(yùn)行的數(shù)據(jù)采集與溫度控制系統(tǒng)。 本文從嵌入式測(cè)控系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)和軟件設(shè)計(jì)兩方面進(jìn)行分析。在硬件設(shè)計(jì)上，主控制板以Atmel公司生產(chǎn)的AT91RM9200 CPU為核心，主要包括串口模塊、存儲(chǔ)模塊、以太網(wǎng)接口模塊、基于SPI串行接口設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集模塊（A/D）、基于I2C接口設(shè)計(jì)的PID控制信號(hào)輸出模塊（D/A）和采用PIO接口設(shè)計(jì)的開關(guān)控制輸出模塊等電路，其中后三個(gè)模塊承擔(dān)了流體網(wǎng)絡(luò)回路的傳感器數(shù)據(jù)采集，關(guān)鍵點(diǎn)的溫度控制和多路電磁閥的開關(guān)控制等任務(wù)，后文將重點(diǎn)介紹。在軟件設(shè)計(jì)方面，主要分兩個(gè)方面進(jìn)行討論，分別為主控制器上基于嵌入式Linux系統(tǒng)的軟件和上位機(jī)采用Visual C++編寫的監(jiān)控軟件。主控制器軟件采用多線程進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括主線程、服務(wù)器子線程和數(shù)據(jù)采集子線程，三個(gè)線程同時(shí)運(yùn)行，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。上位機(jī)和主控制器通過(guò)接入以太網(wǎng)中，然后由服務(wù)器線程和上位機(jī)客戶端利用socket套接字實(shí)現(xiàn)通信。同時(shí)上位機(jī)軟件也提供形象美觀的圖形用戶界面，配合主控制器實(shí)現(xiàn)特定的溫度、流量和壓力監(jiān)控。 本論文設(shè)計(jì)的嵌入式測(cè)控系統(tǒng)充分利用了AT91RM9200內(nèi)嵌的的強(qiáng)大功能模塊，包括SPI接口模塊和I2C接口模塊等，可廣泛應(yīng)用于控制領(lǐng)域。對(duì)該系統(tǒng)的一些研究成果和設(shè)計(jì)方法具有一定的先進(jìn)性和良好的實(shí)用性，具有良好的應(yīng)用前景。
標(biāo)簽： ARM 流體 網(wǎng)絡(luò)測(cè)控
上傳時(shí)間： 2013-06-30
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