大多數現在的PCL打印機驅動程序都是將需要打印的文件(包括圖形或者文本)處理成JPEG文件發送到打印機進行打印,因為這樣一方面可以減少發送給打印機的數據量,一方面可以極大的簡化驅動程序的開發。而在打印機內部,這些JPEG文件又被解碼成BMP文件進行進一步的處理。采用這種方式工作的打印機JPEG解碼的工作占據了其CPU時間的一半以上,所以JPEG文件解碼引擎是打印機的核心之一,提高JPEG的解碼速度對于提高打印機的處理能力至關重要。 同時,JPEG文件解碼工作是一個計算密集型的作業,主要有兩個辦法提高它的速度:一個是設計更高效的算法,一個是采用性能更加強勁的CPU設備。在單核CPU的嵌入式環境中,JPEG編解碼速度已經幾乎到了極限,難有提升的空間,然而近兩年多核嵌入式芯片的出現,為大幅度提升它的性能提供了可能。 本文基于嵌入式的Linux平臺,采用ARM11 MPCore4核處理器,針對PCL,XL打印機控制語言的JPEG文件解碼設計和實現了一個高速引擎,主要內容為: 分析和解碼PCL,XL文件,提取出其中的JPEG文件。 對JPEG文件實現并行化解碼,在多個處理器核上并行處理,并針對多核處理器構架進行內存讀取等方面的優化。 針對多核處理器的特點和優勢,設計和實現多線程調度算法。 總結和提取數據,分析多核處理器相對于單核處理器的性能提升。 另外,為便于讀者理解,文中簡要介紹了ARM(SIMD)指令集,嵌入式匯編以及與硬件相關的一些概念。
上傳時間: 2013-06-16
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隨著計算機技術的不斷發展,嵌入式系統以其功能強大、可靠性高、體積小、功耗低等諸多優點,適應了社會信息化、網絡化、智能化的發展需求,比一般的通用PC系統具備更大的優越性,在各行業領域內獲得了廣泛的應用。GPS定位導航技術與計算機技術的融合在近幾年來現代信息通信領域內發展迅速。 目前,GPS定位導航技術主要應用于大地測量與車輛定位領域,個人應用方面相對較欠缺。因此,發展應用于個人的手持GPS定位導航系統擁有廣泛的市場空間。鑒于這種情況,本文設計開發了一款基于ARM處理器與GPS接收模塊的手持定位導航系統,系統通過采用功能強大、成本低廉的嵌入式Linux操作系統,充分發揮ARM處理器的高性能低功耗特點,提升了系統特性。 論文的主要內容: 1.分析了GPS定位導航技術的發展現狀和基本原理,研究了如何實現基于ARM處理器定位導航系統的設計方案。在此基礎上,建立了滿足手持定位導航系統功能需求的軟、硬件平臺,包括硬件平臺中各模塊的組成與連接,以及軟件平臺中系統啟動代碼、操作系統的移植,文件系統的制作。 2.設計實現了GPS模塊與ARM處理器的通信功能、電子地圖的顯示功能、人機交互的控制功能。各功能模塊在設計中包括了接口和外設的驅動程序,以及應用程序兩部分。通信功能模塊中,GPS模塊實時接收GPS定位衛星數據,并通過RS-232接口向處理器傳輸數據;電子地圖顯示以及人機交互的功能模塊中,使用MiniGUI圖形用戶界面支持系統,實現了在LCD觸摸屏上顯示電子地圖以及基本定位導航控制等人機交互的功能。 3.測試了系統各模塊的功能,給出了系統的實現結果,根據測試結果分析了系統設計中的不足,并提出了對系統未來改進目標的設想。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著城市高層建筑的發展,建筑的消防安全性越來越引起人們的重視。火災報警系統是建筑自動化系統中重要的組成部分,它利用各種探測器來檢測火情,對火災的發生進行及時準確的報警,并控制各種滅火設備進行自動滅火和對相關設備進行聯動控制。傳統的火災報警系統采用微機中心處理方式,每個控制中心處理2000至8000個探測單元的信息,系統的實時性與穩定性的提升受到控制中心的數據處理能力和網絡通信速率的限制。 基于這一現狀,本文提出了基于ARM與uC/OS-Ⅱ的網絡火災報警系統。將控制中心的數據處理任務交由各控制單元,引入嵌入式操作系統對任務進行管理,同時引入TCP/IP協議棧實現網絡功能,利用Internet來進行信息傳輸。 本文設計了基于ARM的控制單元硬件平臺,并進行了硬件模塊測試。ARM作為32位RISC芯片的領導者,具有很高的處理能力,同時其成本較低,十分適用于作為系統中的控制單元,從硬件上保證了系統的數據處理能力與火災報警的實時性。 在軟件上,本文移植了uC/OS-Ⅱ作為系統的軟件平臺,編寫了啟動與移植相關代碼,并做了移植測試。uC/OS-Ⅱ作為開源的嵌入式實時操作系統,擁有極為精簡的內核和出色的實時性與可靠性,作為控制單元的操作系統平臺對任務進行管理與調度,從軟件上保證了系統的穩定性與可靠性。 最后,本文在ARM和uC/OS-Ⅱ的基礎上實現了網絡協議棧LwIP的移植,進行了計算機通信測試。網絡協議棧的移植使控制單元通過Internet完成信息的傳輸與控制,提高網絡的擴展性與健壯性,同時擺脫了專用網絡的傳輸速率與范圍的限制。 本文研究的系統具有分布智能化的特點,多個嵌入式控制單元取代了控制中心火災信息處理,降低了中心數據處理壓力和網絡通信壓力,平行的網絡結構提高了系統的穩定性,個別控制單元故障不會引起整個系統的崩潰,為基于這一思路的火災報警系統建立了一個完整的軟硬件平臺。
上傳時間: 2013-04-24
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集中抄表系統是一個集現代化管理、計算機應用、現代通訊技術、自動控制、信息等多學科技術于一體,實現電力營銷監控、電力營銷管理、營業抄收、數據采集和網絡連接等多種功能的一個完整的系統。 本文設計了基于GPRS與ARM技術的集抄系統,充分利用GPRS通信實時在線、按流量計費、高速傳輸的優點。本系統采用的是華為的GTM900-B模塊,適用于小數據量傳送的場合,用戶無需實現PPP協議也可實現數據傳輸功能。基于GPRS與ARM的集中抄表系統包含三個主要的組成部分:基于.NET平臺的系統管理中心(主站),基于GPRS的通信網絡和基于ARM平臺的終端系統。系統管理中心負責系統數據的采集、存儲和分析等功能;終端系統實現遠程用電設備的信息采集和控制;通信網絡則在管理中心和終端系統間建立數據傳輸鏈路。基于GPRS與ARM的集中抄表系統豐富了以往系統原有的應用功能,提升了集中抄表系統的綜合性能。 經過測試,本系統能夠順利的進行撥號,與主站進行正常的數據發送和接收,能正常的對電表數據進行采集和上位機管理命令下發,達到了預期的效果和設計要求。本系統已經在湖北石首,黃岡,黃石,十堰和湖南部分縣、市有一定規模的應用。在石首地區復雜的供電環境下,20個臺區所有電表的數據都能按時正確的收集到主站,終端也能正常響應主站下發的命令,實現設計的功能,證明了本系統運行穩定可靠,有利于配電網絡運行的安全性和經濟性管理,對加強用電管理和提高電網供電質量起到了積極的作用。
上傳時間: 2013-06-29
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隨著國民生產生活水平的不斷提升,人們對餐飲消費的要求越來越高。而無線點菜系統能夠提供更加快速、便捷、透明、衛生的餐飲條件,對餐飲企業服務質量和管理效率的提高具有重要意義。 本課題通過考察現有的電子點菜系統的解決方案,研究一種無線點菜系統的軟件設計。利用實驗室已有的YLSBC2440開發板作為硬件載體,綜合應用WLAN、嵌入式Linux和Qt開發等技術,以程序軟件的通用性和易用性為方向,構造能夠方便應用到各種PDA系統的點菜終端程序和普通PC機的服務器軟件,實現無線點菜系統。主要包括以下研究內容: 1.構建嵌入式Linux系統開發平臺。使用Ubuntu系統建立基本開發環境,建立交叉編譯工具,安裝配置NFS;安裝用于開發點菜終端程序的Qt,包括Qt/X11、x86版Qt/Embedded、ARM版Qt/Embedded。 2.設計點菜終端程序。利用Qt設計器規劃點菜終端程序的大致界面,然后根據Qt/Embedded編程一般規則編寫代碼,主要分為瀏覽器核心類和主窗口類的實現,并在主程序中添加國際化和中文支持,再通過NFS測試。 3.建立服務器網站。利用普通PC機+Windows XP作為網站服務器,以IIS5.1建立ASP網站,使用DREAMWEAVER和ACCESS2003進行網頁開發,主要包括登錄管理、點菜導航、餐臺使用、菜單列表、選單提交等功能頁面。 4.調試和發布程序。在開發板原配內核及文件系統的基礎上,內核配置無線網卡支持,根文件系統中添加點菜終端程序、庫文件、無線網卡驅動和無線管理工具,設置環境和啟動腳本,燒寫入開發板后連接到WLAN,發布運行程序。
上傳時間: 2013-07-14
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目前在各行各業中應用種類繁多的測量儀器隨著儀器性能指標要求的逐漸提升以及功能的不斷拓展,對儀器控制系統的實時性和集成化程度等性能的要求也越來越高。目前發展的趨勢是開放式、集成度向芯片級靠攏的高實時性儀器。針對目前傳統的系統設計存在著功能簡單、速度慢、實時性差、對數據的再加工處理能力極為有限等問題,本文根據課題需要提出了一種基于ARM+FPGA架構的高速實時數據采集嵌入式系統方案,應用在小功率半導體測量儀器上。方案采用三星S3C2410的ARM處理器進行管理控制,處理數據,界面顯示;Altera公司的Cyclone系列的1C12 FPGA器件用來進行高速數據采集,提高了系統的實時性和集成化程度。 本文首先給出了ARM+FPGA架構的總體設計。硬件方面,簡要討論了ARM處理器的特點和優勢,FPGA在高速采集和并行性上的優勢,給出了硬件的總體結構和主要部件及相關接口。軟件方面,研究了基于嵌入式Linux的嵌入式系統的構建和BootLoader的啟動以及內核和根文件系統的結構,構建了嵌入式Linux系統包括建立交叉開發環境,修改移植BootLoader和裁減移植Linux內核,并且根據課題實際需要精簡建立了根文件系統。 為了滿足測量儀器的實時性,設計了ARM與FPGA的高速數據采集接口。進行了FPGA內部與ARM接口相關部分的硬件電路設計;通過分析ARM與FPGA內部時序的差異,針對ARM與FPGA內部FIFO時序不匹配的問題,解決了測量儀器中高速數據采集與處理速度不匹配的問題。接著,通過研究Linux設備驅動基本原理和驅動程序的開發過程,設計了Linux下的FPGA數據采集接口驅動程序,并且實現了中斷傳輸。使得FPGA芯片通過高效可靠的驅動程序可以很好的與ARM進行通訊。 最后為了方便用戶操作,進行了人機交互系統的設計。為了降低成本和提高實用性利用FPGA芯片剩余的資源實現了對PS/2鍵盤鼠標接口的控制,應用到系統中,大大提高了人機交互能力;通過比較分析目前比較流行的幾種嵌入式GUI圖形設計工具的優缺點,結合課題的實際情況選擇了MiniGUI作為課題圖形界面的開發。根據具體要求設計了適合測量儀器方面上使用的人機交互界面,并且移植到了ARM平臺上,給測量儀器的使用提供了更好的交互操作。 本課題完成了嵌入式Linux開發環境的建立,針對課題實際硬件電路設計修改移植了bootloader,裁減移植了內核以及根文件系統的建立;設計了FPGA內部硬件電路,解決了接口中ARM與FPGA時序不匹配的問題,實現了ARM與FPGA之間的高速數據采集;設計了高速采集接口在嵌入式Linux下的驅動程序以及中斷傳輸和應用程序;合理設計了適合測量儀器使用的人機交互界面,并巧妙設計了PS/2鍵盤鼠標接口,進一步提高了交互操作。
上傳時間: 2013-06-21
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隨著我國加入WTO,我國逐漸成為世界縫制設備生產和銷售中心。在縫制設備行業占據極其重要地位的繡花機行業也因此而得到迅速發展,我國繡花機產量已占據全球繡花機產量的70%。但是,我國的繡花機行業在發展的過程中仍存在和面臨著很多問題。一方面是產品結構和產品質量,我國的繡花機主要以中低檔為主,在噪聲、刺繡質量、效率、產品壽命以及維護性等方面與國外先進機型存在較大差距;另一方面是技術實力和創新能力,作為繡花機全部技術核心的控制器,國內能開發的公司屈指可數,缺乏有效的競爭,且技術實力和創新能力無法與國際企業相抗衡。 針對上述情況,本文分析了繡花機的工作原理和當前主流繡花機的控制方式及特點,在研究室已完成的中低速平繡型工業繡花機課題的基礎上,設計了一種基于硬實時嵌入式操作系統WinCE5.0,以32位RISC架構ARM9處理器S3C2440A為主控芯片,以MAXII系列CPLDEPM1270為接口芯片的高速繡花機控制器。整個繡花機以高速,高質量為目標,以伺服電機作為主軸驅動,步進電機作為X/Y軸驅動,帶USB接口和Ethernet接口,預留特種繡接口,帶高分辨率彩色觸摸屏,功能豐富,操作方便。 本文分7章,第一章闡述了課題背景,繡花機發展現狀和關鍵技術;第二章從原理出發完成了需求分析,硬件和操作系統選型和項目規劃;第三章完成了總體硬件系統設計并重點介紹了驅動系統,CPLD單元,主控制板的設計和各種資源的分配;第四章在分析WinCE及其項目開發流程和環境構建的基礎上,完成了軟件的總體框架設計并介紹了相關設計要點。第五章主要是驅動程序和運動控制模塊并以步進電機驅動的開發為例介紹了流驅動的開發過程和相關的技術要點。第六章設計了一種自主的內部花樣格式并完成了相應的測試。最后一章是對本課題的總結和展望。 本文不僅從項目研究與開發和軟件工程的高度詳細探討了基丁ARM和WinCE5.0的繡花機控制器的整個開發過程,也具體的從硬件設計,資源配置,軟件編寫,驅動開發,運動控制和花樣處理等多個方面進行了深入的分析和研究。本課題的工作對于高速高檔繡花機的開發具有很好的參考價值和實踐意義,對于提升國內繡花機行業在高端市場與國外企業的競爭力,提升民族品牌價值,改變國內繡花機控制器被少數公司所壟斷,增加良性有效競爭有積極影響。
上傳時間: 2013-06-29
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嵌入式網絡視頻監控系統是一種以嵌入式技術、視頻編碼技術和網絡傳輸技術為核心的新型視頻監控系統,它在穩定性、實時性、處理速度、功能、價格、擴展性等方面和傳統的視頻監控系統相比有著突出的優勢,同時也代表著目前視頻監控系統研究和發展的方向。 本文研究并實現了以微處理器S3C2440和嵌入式Linux操作系統為核心的嵌入式網絡視頻監控系統。論文首先介紹了嵌入式視頻監控技術的發展趨勢和研究現狀,而后闡述了該系統硬件總體設計方案,討論了基于嵌入式Linux操作系統的開發平臺的構建,詳細論述了視頻采集、編碼、存儲、傳輸等單元的軟硬件設計,重點論述了基于AL9V576的視頻編碼模塊和基于TW2835的視頻處理模塊的設計。 本文研究的主要內容如下: 1、研究視頻采集單元的優化方法,設計采用音視頻控制器TW2835采集四路模擬視頻輸入信號并疊加OSD環境信息顯示,提高了視頻處理的功能和視頻質量; 2、研究雙核構架,采用混合信號系統級芯片C8051F340控制TW2835、采集環境信息并與S3C2440串口通信,使視頻采集單元模塊化設計,增加了產品設計的靈活性,減小了主控芯片的負擔和軟件設計的復雜性,便于產品功能的擴展和二次開發; 3、研究并分析了MPEG-4的硬件實現方式,采用高品質、高性能、低功率視頻壓縮芯片AL9V576進行MPEG-4編碼,大幅提升了壓縮效率,另外還設計了SRAM主機接口與主控芯片通信,突破了傳統芯片大多采用的PCI接口的限制,方便模塊的組合; 4、研究并設計了CF卡存儲方案,實現了一種在嵌入式視頻服務器上的視頻檢索和存儲方法。
上傳時間: 2013-05-16
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機械手是自動裝配生產線上必不可少的設備,它可以模擬人手臂的部分動作,按預定的程序、軌跡和要求,實現抓取、搬運和裝配等工作。在減輕人的勞動強度和提高裝配質量和在惡劣環境下作業等方面,起到了積極的作用。嵌入式系統是近年來發展起來的以應用為中心并且軟硬件可裁剪的實時系統,它的特點是高度自動化,響應速度快等,非常適合于要求實時的和多任務的場合。 本文分析了機械手控制系統的功能要求,研究設計了一種基于ARM和DSP的機械手數控系統的方案。嵌入式ARM處理器,具有運行速度快、功耗低、程序設計靈活、外圍硬件資源豐富等優點,但其很難在處理大數據量、復雜算法時保證系統的靈活性和實時性。DSP作為數字信號處理的核心器件,能夠實時快速的完成控制算法運算,由于DSP普通輸入輸出口的高低電平變化周期最快只能到1微秒左右,不適合高速輸入輸出;FPGA芯片高速輸入輸出數據,時間可縮短至幾十納秒。另外利用FPGA可以方便的實現各種接口的邏輯時序,豐富的接口使得該系統能夠方便的進行移植,擴展了該系統的應用領域,從而提升了其性價比,通過ARM處理器和DSP以及FPGA技術的有機結合,發揮各自的優勢,使系統具有程序設計靈活、以太網通信、大容量存儲、高速數據輸出、可移植等特點,既滿足高速機械手自動控制的要求,同時又具有一定的通用性。 通過本課題實踐表明,基于ARM和DSP構建嵌入式數控系統的應用方案全可行、合理,同傳統的人機交互系統設計相比,能大量地減輕研發任務,提高發速度,能夠在短時間內得到控制性能優秀的數控系統。
上傳時間: 2013-06-11
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本文以星載圖像數據的壓縮與加密為背景,對CCSDS圖像壓縮算法和AES數據加密算法做了深入研究。文章的主要工作包括: (1)實現了CCSDS圖像壓縮算法的C程序,并且與SPIHT算法和JPEG2000算法在星載圖像壓縮領域做了簡單的對比; (2)對原始CCSDS圖像壓縮算法進行了改進。實驗結果表明,改進后的算法在提升算法性能的同時,降低了算法的復雜度; (3)研究了AES數據加密標準,并實現了該算法的C程序; (4)用VerilogHDL語言實現了CCSDS圖像壓縮算法和AES數據加密算法的編碼器; (5)在FPGA硬件平臺上,驗證了這兩種算法編碼器的正確性和有效性。
上傳時間: 2013-04-24
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