雙足機器人是一個多自由度、多變量、非線性的復(fù)雜動力學(xué)系統(tǒng)。其控制平臺的研究往往涉及嵌入式技術(shù)、傳感器技術(shù)、步態(tài)規(guī)劃、路徑導(dǎo)航、人工智能、自動化控制等多種理論與技術(shù)，體現(xiàn)了信息科學(xué)和人工智能技術(shù)的最新成果，應(yīng)用領(lǐng)域廣大，具有重要的研究價值。其中，雙足機器人導(dǎo)航控制系統(tǒng)是雙足機器人控制平臺研究中的重點和難點，將在自動駕駛、未知區(qū)域的探索、危險環(huán)境作業(yè)、核電站的維護等領(lǐng)域中發(fā)揮極大的作用。 本文以雙足機器人導(dǎo)航控制系統(tǒng)的設(shè)計為研究背景，結(jié)合嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，主要論述了兩個核心內(nèi)容：一是雙足機器人導(dǎo)航?jīng)Q策系統(tǒng)的設(shè)計。該系統(tǒng)是基于一種新式的ARM&DSP主從控制模式下的設(shè)計。該設(shè)計借助內(nèi)外傳感器系統(tǒng)的反饋，通過對多傳感器信息的融合與處理，在導(dǎo)航?jīng)Q策算法的作用下，實現(xiàn)雙足機器人在未知環(huán)境下平滑的自主導(dǎo)航。二是為增強雙足機器人導(dǎo)航的人機交互性和控制系統(tǒng)對突發(fā)事件的處理能力，在基于MiniGUI的系統(tǒng)平臺上設(shè)計了雙足機器人的導(dǎo)航控制系統(tǒng)界面。論文的主要內(nèi)容包括： 首先，設(shè)計了雙足機器人的本體模型，并對雙足機器人的步態(tài)規(guī)劃做了理論研究，為步態(tài)控制獲得理論上的支持。 然后，就雙足機器人導(dǎo)航控制平臺的搭建做了詳細的介紹，并著重對主從控制器間通訊的CAN接口做了詳細的設(shè)計。 接著，從兩個層面設(shè)計了導(dǎo)航?jīng)Q策系統(tǒng)，一是根據(jù)內(nèi)部傳感器得到的關(guān)節(jié)信息，比對決策層中的步態(tài)規(guī)劃算法，對關(guān)節(jié)的運動進行實時的補償和調(diào)整，實現(xiàn)各關(guān)節(jié)動作的協(xié)調(diào)，得到標準的步態(tài)，保證每一步的穩(wěn)定和準確。二是對外部傳感器獲得的外界環(huán)境信息進行處理，構(gòu)建出供決策層使用的外部環(huán)境模型，之后在基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)航算法的指引下，實現(xiàn)雙足機器人對外界環(huán)境做出合理、平滑的響應(yīng)。 最后，介紹了導(dǎo)航控制界面的設(shè)計與實現(xiàn)。重點介紹了MiniGUI開發(fā)平臺的搭建、基于MiniGUI的界面程序的設(shè)計以及程序在開發(fā)板上的移植，實現(xiàn)了控制界面在雙足機器人導(dǎo)航上的應(yīng)用。
標簽： ARMDSP 雙足機器人 導(dǎo)航控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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CS5460是CRYSTAL公司最新推出的帶有串行接口的單相雙向功率,電能計量集成電路芯片,該芯片比目前比較流行的電子電度表芯片如AD7750、AD7755更容易實現(xiàn)與微處理器的連接.用CS5460可
上傳時間： 2013-04-24
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數(shù)字攝影的興起不可避免地引起了數(shù)碼相框的發(fā)展，因為僅有不到35％的數(shù)碼照片被打印。數(shù)碼相框的基本原理就是采用普通相框的造型，把原來相框中間的照片部分換成液晶顯示屏，配上電源，存儲介質(zhì)等，使得同一個相框內(nèi)可以循環(huán)播放照片，比普通相框的單一顯示功能更有優(yōu)勢。從2007年開始，數(shù)碼相框的市場關(guān)注度開始激增。在2008年，數(shù)碼相框市場呈現(xiàn)高速發(fā)展的態(tài)勢，具有極高的潛在市場價值。 本論文以此為出發(fā)點，進行數(shù)碼相框軟件的開發(fā)研究工作。作為一款嵌入式產(chǎn)品，核心部件CPU采用了性能價格比、性能功耗比都很高的ARM架構(gòu)處理器之中的一款——三星S3C2440A，顯示器采用了支持雙精度掃描的液晶顯示屏。軟件方面，Bootloader采用較為成熟的u-boot-1.1.4，Linux內(nèi)核的版本為2.6.12，系統(tǒng)命令集由busybox構(gòu)成。利用ARM處理器對Linux系統(tǒng)良好的移植性、自帶的LCD控制器、音頻控制器、SD與USB控制器的特點，進行圖像顯示、音頻播放與文件管理。對于目前大部分數(shù)碼相框在圖片瀏覽和文件管理功能上的不足，本設(shè)計的圖像顯示功能充分利用了觸摸屏功能，實現(xiàn)了圖像的觸摸式移動，使用戶可以自由的觀看放大后的圖像；文件管理功能則設(shè)計成了類似windows的文件瀏覽器，不僅具有豐富的文件管理功能，而且使習(xí)慣了windows的廣大用戶可以很快的熟悉此功能，并為將來升級為下一代的細分產(chǎn)品——數(shù)碼相冊做好準備。 本設(shè)計的核心是基于ARM平臺的系統(tǒng)移植與基于QT的應(yīng)用程序設(shè)計。首先根據(jù)系統(tǒng)的總體設(shè)計思路選擇合適的硬件組合；然后在此基礎(chǔ)上進行u-boot的移植，嵌入式Linux的移植，QT Embedded/Qtopia的移植，以及最后QT圖形界面的設(shè)計。
上傳時間： 2013-04-24
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JPEG2000是新一代的靜態(tài)圖像壓縮標準，它相比JPEG有很多新的特性，如漸進傳輸和感興趣區(qū)域編碼等，因而它具有廣闊的應(yīng)用前景，特別是在數(shù)碼相機、PDA等便攜式設(shè)備中。 JPEG2000的核心主要包括小波變換和基于最優(yōu)化截斷點的嵌入式塊編碼(EBCOT)算法，其計算復(fù)雜度遠遠高于JPEG，完全采用軟件方案實現(xiàn)將會占用大量的處理器時間和內(nèi)存開銷，而且速度較慢，實時處理的能力較差。為了推廣JPEG2000在便攜式產(chǎn)品、消費類電子產(chǎn)品中的應(yīng)用，打開巨大的潛在市場，研究硬件實現(xiàn)的算法實時處理方案具有重要的應(yīng)用價值。 EBCOT算法是一個兩層的編碼引擎，其中的上下文編碼的運算量約占到總運算量的50％，是提高編碼速度的關(guān)鍵算法之一。由于上下文編碼大部分都是邏輯運算，沒有復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算，但邏輯控制流程復(fù)雜繁瑣，對存儲器訪問頻繁，采用DSP或者其他的通用處理器通過指令控制實現(xiàn)該算法，未能顯著提高編碼速度。本文采用FPGA芯片，以電路邏輯的方式來實現(xiàn)該算法并進行優(yōu)化，在研究和分析了上下文編碼算法運算特點的基礎(chǔ)上，設(shè)計了列判斷和交錯存儲相結(jié)合的硬件實現(xiàn)方案，并采用硬件描述語言Verilog在寄存器傳輸級描述了相應(yīng)的硬件電路。通過功能仿真和邏輯綜合后，所獲得的上下文編碼模塊最大時鐘頻率為101MHz，且能在130ms內(nèi)完成對一幅512×512灰度圖像的編碼，性能比Jasper軟件中的實現(xiàn)方案提高了75％。 JPEG2000的一個重要特性是其具有漸進傳輸?shù)哪芰Γa流組織是獲得漸進傳輸特性的技術(shù)關(guān)鍵。碼流組織通過在輸出碼流中安排數(shù)據(jù)包的先后順序來實現(xiàn)漸進傳輸?shù)哪康摹１疚膶PEG2000中實現(xiàn)漸進傳輸?shù)臋C制進行了分析，并研究了碼流組織的算法實現(xiàn)。 為了對JPEG2000算法實現(xiàn)進行驗證，本文設(shè)計了基于FPGA和ARM的驗證實驗平臺，其中FPGA主要完成算法中運算量較大的小波變換、上下文編碼和算術(shù)編碼，而ARM處理器則完成碼流組織、數(shù)據(jù)打包以及和PC機的通信。本文在該平臺上對所設(shè)計的上下文編碼算法和碼流組織模塊的設(shè)計進行了驗證，實驗結(jié)果表明本文設(shè)計的算法模塊功能正確，并在一定程度上提高了編碼速度。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著電子技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，可編程邏輯器件的應(yīng)用領(lǐng)域越來越寬。可編程SoC設(shè)計已成為SoC設(shè)計的新方法。論文介紹了可編程邏輯器件的設(shè)計方法和開發(fā)技術(shù)，并用硬件描述語言和FPGA／CPLD設(shè)計技術(shù)，探索和研究了基于FPGA的RISCMCU的設(shè)計與實現(xiàn)過程。 論文參照Mircochip公司的PICl6C5X單片機的體系結(jié)構(gòu)，設(shè)計了8位RISCMCU。該嵌入式MCU設(shè)計采用了自頂向下的設(shè)計方法和模塊化設(shè)計思想。MCU總體結(jié)構(gòu)設(shè)計劃分控制模塊、ALU模塊、存儲模塊三大模塊。然后，對各模塊的具體技術(shù)實現(xiàn)細節(jié)分別進行了闡述。論文中設(shè)計的MCU能實現(xiàn)PICl6C5X單片機33條指令中除OPTION、CLRWDT、SLEEP和TRIS四條指令以外的其余29條指令的功能，但應(yīng)用是基于FPGA的，能與其他外設(shè)IP方便的結(jié)合在一起使用，比ASIC的PICl6C57X的應(yīng)用更具靈活性。 軟件仿真和硬件驗證表明：所設(shè)計的嵌入式MCU在各方面均達到了一定的性能指標，在Altera公司ACEX1K系列的EPlK30TCl44-3器件上的工作頻率達21.88MHz。這些為自主設(shè)計R／SCMCU的IP核提供了值得借鑒的探索成果和設(shè)計思路，在通用控制領(lǐng)域也有一定的實用價值。 此外，論文中還介紹了三相SPWM控制模塊的設(shè)計，該模塊具有死區(qū)時間和載波比任意可調(diào)的特點，可以單獨應(yīng)用，也可以作為MCU的外設(shè)子模塊應(yīng)用。
標簽： FPGA MCU 嵌入式 應(yīng)用研究
上傳時間： 2013-07-16
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本文應(yīng)用EDA技術(shù)，基于FPGA器件設(shè)計與實現(xiàn)UART，并采用CRC校驗。主要工作如下： 1、在異步串行通信電路部分完全用FPGA來實現(xiàn)。選用Xilinx公司的SpartanⅢ系列的XC3S1000來實現(xiàn)異步串行通信的接收、發(fā)送和接口控制功能，利用FPGA集成度比較高，具有在線可編程能力，在其完成各種功能的同時，完全可以將串行通信接口構(gòu)建其中，可根據(jù)實際需求分配資源。 2、利用VerilogHDL語言非常容易掌握，功能比VHDL更強大的特點，可以在設(shè)計時不斷修改程序，來適用不同規(guī)模的應(yīng)用，而且采用Verilog輸入法與工藝性無關(guān)，利用系統(tǒng)設(shè)計時對芯片的要求，施加不同的約束條件，即可設(shè)計出實際電路。 3、利用ModelSim仿真工具對程序進行功能仿真和時序仿真，以驗證設(shè)計是否能獲得所期望的功能，確定設(shè)計程序配置到邏輯芯片之后是否可以運行，以及程序在目標器件中的時序關(guān)系。 4、為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性，采用循環(huán)冗余校驗CRC(CyclicRedundancyCheck)，該編碼簡單，誤判概率低，為了減少硬件成本，降低硬件設(shè)計的復(fù)雜度，本設(shè)計通過CRC算法軟件實現(xiàn)。 實驗結(jié)果表明，基于EDA技術(shù)的現(xiàn)場可編程門陣列FPGA集成度高，結(jié)構(gòu)靈活，設(shè)計方法多樣，開發(fā)周期短，調(diào)試方便，修改容易，采用FPGA較好地實現(xiàn)了串行數(shù)據(jù)的通信功能，并對數(shù)據(jù)作了一定的處理，本設(shè)計中為CRC校驗。另外，可以利用FPGA的在線可編程特性，對本設(shè)計電路進行功能擴展，以滿足更高的要求。
標簽： FPGA CRC 串行 通信實現(xiàn)
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：Altman
隨著計算機運算速度的提高和計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，基于離散對數(shù)問題和大整數(shù)因子分解問題的數(shù)字簽名算法越來越不能滿足信息安全的需要。為了滿足信息安全的要求，安全性依賴于橢圓曲線離散對數(shù)困難問題(ECDLP)的橢圓曲線密碼體制是當(dāng)前密碼學(xué)界研究的熱點之一。現(xiàn)有的求解ECDLP的算法都是全指數(shù)時間復(fù)雜度的算法。由于專用集成電路具有速度快、性能好、安全性高等優(yōu)勢，使得采用專用集成電路來實現(xiàn)橢圓曲線密碼體制己成為主要趨勢。因此，本課題著眼于應(yīng)用，針對基于橢圓曲線數(shù)字簽名算法的FPGA實現(xiàn)進行了較為深入的探討與研究。 本課題從實際應(yīng)用的需要出發(fā)，以初等數(shù)論、有限域理論、數(shù)字簽名技術(shù)和橢圓曲線理論為依據(jù)，確定了如下基于橢圓曲線數(shù)字簽名算法的硬件實現(xiàn)方案：首先，對實現(xiàn)基于橢圓曲線數(shù)字簽名算法所需的算法和技術(shù)進行了剖析和系統(tǒng)設(shè)計。然后，按照層次化、模塊化的設(shè)計思想，在Xinlinx公司的ISE 7．1工具中，采用硬件描述語言VHDL作為設(shè)計輸入，對各運算器和控制模塊進行電路設(shè)計；采用Menter公司的ModelSim SE 6.2b工具對之進行功能仿真，以保證底層設(shè)計的正確性。最后，在確保每個模塊的設(shè)計正確的前提下，完成電路的總體設(shè)計，再進行總體設(shè)計的仿真與測試。 本課題對Schnorr數(shù)字簽名算法的改進，實現(xiàn)了比未改進前的Schnorr數(shù)字簽名算法平均節(jié)省三分之一的運行時間。對基于橢圓曲線數(shù)字簽名算法的設(shè)計也獲得了良好的指標：產(chǎn)生簽名只需要1ms多的時間，驗證簽名也需要不到3ms。本課題的研究對實現(xiàn)電子交易安全方面有重要的作用，尤其是在密鑰分配、電子貨幣、電子證券、電子商務(wù)和電子政務(wù)等領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用價值，其成果具有廣泛的應(yīng)用前景。
標簽： 橢圓曲線 密碼體制 數(shù)字簽名算法
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：獨孤求源
在過去的十幾年間，F(xiàn)PGA取得了驚人的發(fā)展：集成度已達到1000萬等效門、速度可達到400～500MHz。隨著FPGA的集成度不斷增大，在高密度FPGA中，芯片上時鐘的分布質(zhì)量就變得越來越重要。時鐘延時和時鐘相位偏移已成為影響系統(tǒng)性能的重要因素。現(xiàn)在，解決時鐘延時問題主要使用時鐘延時補償電路。 為了消除FPGA芯片內(nèi)的時鐘延時，減小時鐘偏差，本文設(shè)計了內(nèi)置于FPGA芯片中的延遲鎖相環(huán)，采用一種全數(shù)字的電路結(jié)構(gòu)，將傳統(tǒng)DLL中的用模擬方式實現(xiàn)的環(huán)路濾波器和壓控延遲鏈改進為數(shù)字方式實現(xiàn)的時鐘延遲測量電路，和延時補償調(diào)整電路，配合特定的控制邏輯電路，完成時鐘延時補償。在輸入時鐘頻率不變的情況下，只需一次調(diào)節(jié)過程即可完成輸入輸出時鐘的同步，鎖定時間較短，噪聲不會積累，抗干擾性好。 在Smic0.18um工藝下，設(shè)計出的時鐘延時補償電路工作頻率范圍從25MHz到300MHz，最大抖動時間為35ps，鎖定時間為13個輸入時鐘周期。另外，完成了時鐘相移電路的設(shè)計，實現(xiàn)可編程相移，為用戶提供與輸入時鐘同頻的相位差為90度，180度，270度的相移時鐘；時鐘占空比調(diào)節(jié)電路的設(shè)計，實現(xiàn)可編程占空比，可以提供占空比為50/50的時鐘信號；時鐘分頻電路的設(shè)計，實現(xiàn)頻率分頻，提供1.5，2，2.5，3，4，5，8，16分頻時鐘。
標簽： FPGA 應(yīng)用于 全數(shù)字 鎖相環(huán)
上傳時間： 2013-07-06
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智能SD卡座規(guī)範，智能SD卡又名SIMT卡、NFC TF卡、NFC Micro SD卡，可應(yīng)用于近場通訊，移動支付領(lǐng)域，目前由銀聯(lián)主導(dǎo)推行
標簽： SD卡
上傳時間： 2013-07-17
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針對主控制板上存儲器(SRAM) 存儲的數(shù)據(jù)量小和最高頻率低的情況,提出了基于SDR Sdram(同步動態(tài)RAM) 作為主存儲器的LED 顯示系統(tǒng)的研究。在實驗中,使用了現(xiàn)場可編程門陣列( FPGA) 來實現(xiàn)各模塊的邏輯功能。最終實現(xiàn)了對L ED 顯示屏的控制,并且一塊主控制板最大限度的控制了256 ×128 個像素點,基于相同條件,比靜態(tài)內(nèi)存控制的面積大了一倍,驗證了動態(tài)內(nèi)存核[7 ]的實用性。
上傳時間： 2013-08-21
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