JPEG2000是由ISO/ITU-T組織下的IEC JTC1/SC29/WG1小組制定的下一代靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn).與JPEG(Joint Photographic Experts Group)相比,JPEG2000能夠提供更好的數(shù)據(jù)壓縮比,并且提供了一些JPEG所不具有的功能[1].JPEG2000具有的多種特性使得它具有廣泛的應(yīng)用前景.但是,JPEG2000是一個(gè)復(fù)雜編碼系統(tǒng),目前為止的軟件實(shí)現(xiàn)方案的執(zhí)行時(shí)間和所需的存儲(chǔ)量較大,若想將JPEG2000應(yīng)用于實(shí)際中,有著較大的困難,而用硬件電路實(shí)現(xiàn)JPEG2000或者其中的某些模塊,必然能夠減少JPEG200的執(zhí)行時(shí)間,因而具有重要的意義.本文首先簡(jiǎn)單介紹了JPEG2000這一新的靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn),然后對(duì)算術(shù)編碼的原理及實(shí)現(xiàn)算法進(jìn)行了深入的研究,并重點(diǎn)探討了JPEG2000中算術(shù)編碼的硬件實(shí)現(xiàn)問(wèn)題,給出了一種硬件最優(yōu)化的算術(shù)編碼實(shí)現(xiàn)方案.最后使用硬件描述語(yǔ)言(Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language,VHDL)在寄存器傳輸級(jí)(Register Transfer Level,RTL描述了該硬件最優(yōu)化的算術(shù)編碼實(shí)現(xiàn)方案,并以Altera 20K200E FPGA為基礎(chǔ),在Active-HDL環(huán)境中進(jìn)行了功能仿真,在Quartus Ⅱ集成開發(fā)環(huán)境下完成了綜合以及后仿真,綜合得到的最高工作時(shí)鐘頻率達(dá)45.81MHz.在相同的輸入條件下,輸出結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的硬件算術(shù)編碼器與實(shí)現(xiàn)JPEG2000的軟件:Jasper[2]中的算術(shù)編碼模塊相比,處理時(shí)間縮短了30﹪左右.因而本文的研究對(duì)于JPEG2000應(yīng)用于數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)等實(shí)際應(yīng)用有著重要的意義.
標(biāo)簽： JPEG 2000 FPGA 算術(shù)編碼
上傳時(shí)間： 2013-05-16
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本文對(duì)TCN中的MVB技術(shù)進(jìn)行了研究，并在深入了解MVB的通信機(jī)制的基礎(chǔ)上，提出了采用FPGA替代MVB控制器專用芯片的解決方法。根據(jù)TCN協(xié)議，連接在MVB上的設(shè)備可以分為5類，其中1類設(shè)備可以在不需要CPU的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)通信，最為常用。本設(shè)計(jì)的目的就是采用FPGA替代MVB1類設(shè)備控制器。 文章采用自頂向下的模塊化設(shè)計(jì)方法，根據(jù)MVB1類設(shè)備控制器要實(shí)現(xiàn)的功能，將設(shè)計(jì)劃分為3個(gè)模塊：發(fā)送模塊、接收模塊和MVB1類模式控制模塊。其中發(fā)送模塊又劃分為位控制單元、CRC生成單元、FIFO單元和曼徹斯特編碼單元等。接收模塊又劃分為幀起始檢測(cè)單元、時(shí)鐘恢復(fù)單元、幀分界符檢測(cè)單元、數(shù)據(jù)譯碼單元、CRC校驗(yàn)單元、譯碼控制單元和長(zhǎng)度錯(cuò)誤檢測(cè)單元等。MVB1類模式控制模塊又劃分為報(bào)文錯(cuò)誤處理單元、主幀寄存器單元、TM控制單元和主控單元等。上述各模塊的RTL級(jí)設(shè)計(jì)都是采用硬件描述語(yǔ)言Verilog實(shí)現(xiàn)的。
標(biāo)簽： MVB1 FPGA 設(shè)備 控制器
上傳時(shí)間： 2013-07-21
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JPEG2000是新一代的靜態(tài)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，它相比JPEG有很多新的特性，如漸進(jìn)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(jī)、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?cái)帱c(diǎn)的嵌入式塊編碼(EBCOT)算法，其計(jì)算復(fù)雜度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于JPEG，完全采用軟件方案實(shí)現(xiàn)將會(huì)占用大量的處理器時(shí)間和內(nèi)存開銷，而且速度較慢，實(shí)時(shí)處理的能力較差。為了推廣JPEG2000在便攜式產(chǎn)品、消費(fèi)類電子產(chǎn)品中的應(yīng)用，打開巨大的潛在市場(chǎng)，研究硬件實(shí)現(xiàn)的算法實(shí)時(shí)處理方案具有重要的應(yīng)用價(jià)值。 EBCOT算法是一個(gè)兩層的編碼引擎，其中的上下文編碼的運(yùn)算量約占到總運(yùn)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(yùn)算，沒(méi)有復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，但邏輯控制流程復(fù)雜繁瑣，對(duì)存儲(chǔ)器訪問(wèn)頻繁，采用DSP或者其他的通用處理器通過(guò)指令控制實(shí)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(lái)實(shí)現(xiàn)該算法并進(jìn)行優(yōu)化，在研究和分析了上下文編碼算法運(yùn)算特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了列判斷和交錯(cuò)存儲(chǔ)相結(jié)合的硬件實(shí)現(xiàn)方案，并采用硬件描述語(yǔ)言Verilog在寄存器傳輸級(jí)描述了相應(yīng)的硬件電路。通過(guò)功能仿真和邏輯綜合后，所獲得的上下文編碼模塊最大時(shí)鐘頻率為101MHz，且能在130ms內(nèi)完成對(duì)一幅512×512灰度圖像的編碼，性能比Jasper軟件中的實(shí)現(xiàn)方案提高了75％。 JPEG2000的一個(gè)重要特性是其具有漸進(jìn)傳輸?shù)哪芰?，而碼流組織是獲得漸進(jìn)傳輸特性的技術(shù)關(guān)鍵。碼流組織通過(guò)在輸出碼流中安排數(shù)據(jù)包的先后順序來(lái)實(shí)現(xiàn)漸進(jìn)傳輸?shù)哪康摹１疚膶?duì)JPEG2000中實(shí)現(xiàn)漸進(jìn)傳輸?shù)臋C(jī)制進(jìn)行了分析，并研究了碼流組織的算法實(shí)現(xiàn)。 為了對(duì)JPEG2000算法實(shí)現(xiàn)進(jìn)行驗(yàn)證，本文設(shè)計(jì)了基于FPGA和ARM的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其中FPGA主要完成算法中運(yùn)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(jī)的通信。本文在該平臺(tái)上對(duì)所設(shè)計(jì)的上下文編碼算法和碼流組織模塊的設(shè)計(jì)進(jìn)行了驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文設(shè)計(jì)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(shí)間： 2013-04-24
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本文提出了一種高速Viterbi譯碼器的FPGA實(shí)現(xiàn)方案。這種Viterbi譯碼器的設(shè)計(jì)方案既可以制成高性能的單片差錯(cuò)控制器，也可以集成到大規(guī)模ASIC通信芯片中，作為全數(shù)字接收的一部分。 本文所設(shè)計(jì)的Viterbi譯碼器采用了基四算法，與基二算法相比，其譯碼速率在理論上約提升一倍。加一比一選單元是Viterbi譯碼器最主要的瓶頸所在，本文在加一比一選模塊中采用了全并行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，這種方法雖然增加了硬件的使用面積，卻有效的提高了譯碼器的速率。在幸存路徑管理部分采用了兩路并行回溯的設(shè)計(jì)方法，與寄存器交換法相比，回溯算法更適用于FPGA開發(fā)設(shè)計(jì)。為了提高譯碼性能，減小譯碼差錯(cuò)，本文采用較大譯碼深度的回溯算法以保證幸存路徑進(jìn)行合并。實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的誤碼測(cè)試儀，在FPGA內(nèi)部完成誤碼驗(yàn)證和誤碼計(jì)數(shù)的工作。 與基于軟件實(shí)現(xiàn)譯碼過(guò)程的DSP芯片不同，F(xiàn)PGA芯片完全采用硬件平臺(tái)對(duì)Viterbi譯碼器加以實(shí)現(xiàn)，這使譯碼速率得到很大的提升。針對(duì)于具體的FPGA硬件實(shí)現(xiàn)，本文采用了硬件描述語(yǔ)言VHDL來(lái)完成設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)譯碼器的綜合仿真和FPGA實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證了該方案的可行性。譯碼器的最高譯碼輸出速率可以達(dá)到60Mbps。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著信息社會(huì)的發(fā)展，人們要處理的各種信息總量變得越來(lái)越大，尤其在處理大數(shù)據(jù)量與實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)方面，對(duì)處理設(shè)備的要求是非常高的。為滿足這些要求，實(shí)時(shí)快速的各種CPU、處理板應(yīng)運(yùn)而生。這類CPU與板卡處理數(shù)據(jù)速度快，效率高，并且不斷的完善與發(fā)展。此類板卡要求與外部設(shè)備通訊，同時(shí)也要進(jìn)行內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換，于是板卡的接口設(shè)備調(diào)試與內(nèi)部數(shù)據(jù)交換也成為必須要完成的工作。本文所作的工作正是基于一種高速通用信號(hào)處理板的外部接口和內(nèi)部數(shù)據(jù)通道的設(shè)計(jì)。 本文首先介紹了通用信號(hào)處理板的應(yīng)用開發(fā)背景，包括此類板卡使用的處理芯片、板上設(shè)備、發(fā)展概況以及和外部相連的各種總線概況，同時(shí)說(shuō)明了本人所作的主要工作。 其次，介紹了PCI接口的有關(guān)規(guī)范，給出了通用信號(hào)處理板與CPCI的J1口的設(shè)計(jì)時(shí)序；介紹了DDR存儲(chǔ)器的概況、電平標(biāo)準(zhǔn)以及功能寄存器，并給出了與DDR．存儲(chǔ)器接口的設(shè)計(jì)時(shí)序；介紹了片上主要數(shù)據(jù)處理器件TS-202的有關(guān)概況，設(shè)計(jì)了板卡與DSP的接口時(shí)序。 再次，介紹了Altera公司FPGA的程序設(shè)計(jì)流程，并使用VHDL語(yǔ)言編程完成各個(gè)模塊之間的數(shù)據(jù)傳遞，并重點(diǎn)介紹了DDR控制核的編寫。 再次，介紹了WDM驅(qū)動(dòng)程序的結(jié)構(gòu)，程序設(shè)計(jì)方法等。 最后，通過(guò)從工控機(jī)向通用信號(hào)處理板寫連續(xù)遞增的數(shù)據(jù)驗(yàn)證了整個(gè)系統(tǒng)已經(jīng)正常工作。實(shí)現(xiàn)了信號(hào)處理板內(nèi)部數(shù)據(jù)通道設(shè)計(jì)以及與外部接口的通訊；并且還提到了對(duì)此設(shè)計(jì)以后地完善與發(fā)展。 本文所作的工作如下： 1、設(shè)計(jì)完成了處理板各接口時(shí)序，使處理板可以從接口接受/發(fā)送數(shù)據(jù)。 2、完成了FPGA內(nèi)部的數(shù)據(jù)通道的設(shè)計(jì)，使數(shù)據(jù)可以從CPCI準(zhǔn)確的傳送到DSP進(jìn)行處理，并編寫了DSP的測(cè)試程序。 3、完成了DDR SDRAM控制核的VHDL程序編寫。 4、完成了PCI驅(qū)動(dòng)程序的編寫。
標(biāo)簽： FPGA 高速并行 信號(hào)處理板 數(shù)據(jù)接口
上傳時(shí)間： 2013-06-30
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ASIC對(duì)產(chǎn)品成本和靈活性有一定的要求.基于MCU方式的ASIC具有較高的靈活性和較低的成本,然而抗干擾性和可靠性相對(duì)較低,運(yùn)算速度也受到限制.常規(guī)ASIC的硬件具有速度優(yōu)勢(shì)和較高的可靠性及抗干擾能力,然而不是靈活性較差,就是成本較高.與傳統(tǒng)硬件(CHW)相比,具有一定可配置特性的場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)的出現(xiàn),使建立在可再配置硬件基礎(chǔ)上的進(jìn)化硬件(EHW)成為智能硬件電路設(shè)計(jì)的一種新方法.作為進(jìn)化算法和可編程器件技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,可重構(gòu)FPGA的研究屬于EHW的研究范疇,是研究EHW的一種具體的實(shí)現(xiàn)方法.論文認(rèn)為面向分類的專用類可重構(gòu)FPGA(ASR-FPGA)的研究,可使可重構(gòu)電路粒度劃分的針對(duì)性更強(qiáng)、設(shè)計(jì)更易實(shí)現(xiàn).論文研究的可重構(gòu)FPGA的BCH通訊糾錯(cuò)碼進(jìn)化電路是一類ASR-FPGA電路的具體方法,具有一定的實(shí)用價(jià)值.論文所做的工作主要包括:(1)BCH編譯碼電路的設(shè)計(jì)——求取實(shí)驗(yàn)用BCH碼的生成多項(xiàng)式和校驗(yàn)多項(xiàng)式及其相應(yīng)的矩陣并構(gòu)造實(shí)驗(yàn)用BCH碼;(2)建立基于可重構(gòu)FPGA的基核——構(gòu)造具有可重構(gòu)特性的硬件功能單元,以此作為可重構(gòu)BCH碼電路的設(shè)計(jì)基礎(chǔ);(3)構(gòu)造實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)BCH糾錯(cuò)碼電路的方法——建立可重構(gòu)糾錯(cuò)碼硬件電路算法并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;(4)在可重構(gòu)糾錯(cuò)碼電路基礎(chǔ)上,構(gòu)造進(jìn)化硬件控制功能塊的結(jié)構(gòu),完成各進(jìn)化RLA控制模塊的驗(yàn)證和實(shí)現(xiàn).課題是將可重構(gòu)BCH碼的編譯碼電路的實(shí)現(xiàn)作為一類ASR-FPGA的研究目標(biāo),主要成果是根據(jù)可編程邏輯電路的特點(diǎn),選擇一種可編程樹的電路模型,并將它作為可重構(gòu)FPGA電路的基核T;通過(guò)對(duì)循環(huán)BCH糾錯(cuò)碼的構(gòu)造原理和電路結(jié)構(gòu)的研究,將基核模型擴(kuò)展為能滿足糾錯(cuò)碼電路需要的糾錯(cuò)碼基本功能單元T;以T作為再劃分的基本單元,對(duì)FPGA進(jìn)行"格式化",使T規(guī)則排列在FPGA上,通過(guò)對(duì)T的控制端的不同配置來(lái)實(shí)現(xiàn)糾錯(cuò)碼的各個(gè)功能單元;在可重構(gòu)基核的基礎(chǔ)上提出了糾錯(cuò)碼重構(gòu)電路的嵌套式GA理論模型,將嵌套式GA的染色體串作為進(jìn)化硬件描述語(yǔ)言,通過(guò)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的VHDL語(yǔ)言描述以實(shí)現(xiàn)硬件電路;采用RLA模型的有限狀態(tài)機(jī)FSM方式實(shí)現(xiàn)了可重構(gòu)糾錯(cuò)碼電路的EHW的各個(gè)控制功能塊.在實(shí)驗(yàn)方面,利用Xilinx FPGA開發(fā)系統(tǒng)中的VHDL語(yǔ)言和電路圖相結(jié)合的設(shè)計(jì)方法建立了循環(huán)糾錯(cuò)碼基核單元的可重構(gòu)模型,進(jìn)行循環(huán)糾錯(cuò)BCH碼的電路和功能仿真,在Xilinx公司的Virtex600E芯片進(jìn)行了FPGA實(shí)現(xiàn).課題在研究模型上選取的是比較基本的BCH糾錯(cuò)碼電路,立足于解決基于可重構(gòu)FPGA核的設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題.課題的研究成果及其總結(jié)的一套ASR-FPGA進(jìn)化硬件電路的設(shè)計(jì)方法對(duì)實(shí)際的進(jìn)化硬件設(shè)計(jì)具有一定的實(shí)際指導(dǎo)意義,提出的基于專用類基核FPGA電路結(jié)構(gòu)的研究方法為新型進(jìn)化硬件的器件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也可提供一種借鑒.
標(biāo)簽： FPGA 可重構(gòu) 通訊 糾錯(cuò)
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目錄 第1章 概述 1.1 采用C語(yǔ)言提高編制單片機(jī)應(yīng)用程序的效率 1.2 C語(yǔ)言具有突出的優(yōu)點(diǎn) 1.3 AvR單片機(jī)簡(jiǎn)介 1.4 AvR單片機(jī)的C編譯器簡(jiǎn)介 第2章 學(xué)習(xí)AVR單片機(jī)C程序設(shè)計(jì)所用的軟件及實(shí)驗(yàn)器材介紹 2.1 IAR Enlbedded Workbench IDE C語(yǔ)言編譯器 2.2 AVR Studio集成開發(fā)環(huán)境 2.3 PonyProg2000下載軟件及SL—ISP下載軟件 2.4 AVR DEM0單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)板 2.5 AvR單片機(jī)JTAG仿真器 2.6 并口下載器 2.7 通用型多功能USB編程器 第3章 AvR單片機(jī)開發(fā)軟件的安裝及第一個(gè)入門程序 3.1 安裝IAR for AVR 4.30集成開發(fā)環(huán)境 3.2 安裝AVR Studio集成開發(fā)環(huán)境 3.3 安裝PonyProg2000下載軟件 3.4 安裝SLISP下載軟件 3.5 AvR單片機(jī)開發(fā)過(guò)程 3.6 第一個(gè)AVR入門程序 第4章 AVR單片機(jī)的主要特性及基本結(jié)構(gòu) 4.1 ATMEGA16(L)單片機(jī)的產(chǎn)品特性 4.2 ATMEGA16(L)單片機(jī)的基本組成及引腳配置 4.3 AvR單片機(jī)的CPU內(nèi)核 4.4 AvR的存儲(chǔ)器 4.5 系統(tǒng)時(shí)鐘及時(shí)鐘選項(xiàng) 4.6 電源管理及睡眠模式 4.7 系統(tǒng)控制和復(fù)位 4.8 中斷 第5章 C語(yǔ)言基礎(chǔ)知識(shí) 5.1 C語(yǔ)言的標(biāo)識(shí)符與關(guān)鍵字 5.2 數(shù)據(jù)類型 5.3 AVR單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間 5.4 常量、變量及存儲(chǔ)方式 5.5 數(shù)組 5.6 C語(yǔ)言的運(yùn)算 5.7 流程控制 5.8 函數(shù) 5.9 指針 5.10 結(jié)構(gòu)體 5.11 共用體 5.12 中斷函數(shù) 第6章 ATMEGA16(L)的I/O端口使用 6.1 ATMEGAl6(L)的I/O端口 6.2 ATMEGAl6(L)中4組通用數(shù)字I/O端口的應(yīng)用設(shè)置 6.3 ATMEGA16(L)的I/O端口使用注意事項(xiàng) 6.4 ATMEGAl6(L)PB口輸出實(shí)驗(yàn) 6.5 8位數(shù)碼管測(cè)試 6.6 獨(dú)立式按鍵開關(guān)的使用 6.7 發(fā)光二極管的移動(dòng)控制(跑馬燈實(shí)驗(yàn)) 6.8 0～99數(shù)字的加減控制 6.9 4×4行列式按鍵開關(guān)的使用 第7章 ATMEGAl6(L)的中斷系統(tǒng)使用 7.1 ATMEGA16(L)的中斷系統(tǒng) 7.2 相關(guān)的中斷控制寄存器 7.3 INT1外部中斷實(shí)驗(yàn) 7.4 INTO／INTl中斷計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn) 7.5 INTO／INTl中斷嵌套實(shí)驗(yàn) 7.6 2路防盜報(bào)警器實(shí)驗(yàn) 7.7 低功耗睡眠模式下的按鍵中斷 7.8 4×4行列式按鍵的睡眠模式中斷喚醒設(shè)計(jì) 第8章 ATMEGAl6(L)驅(qū)動(dòng)16×2點(diǎn)陣字符液晶模塊 8.1 16×2點(diǎn)陣字符液晶顯示器概述 8.2 液晶顯示器的突出優(yōu)點(diǎn) 8.3 16×2字符型液晶顯示模塊(LCM)特性 8.4 16×2字符型液晶顯示模塊(LCM)引腳及功能 8.5 16×2字符型液晶顯示模塊(LCM)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 8.6 液晶顯示控制驅(qū)動(dòng)集成電路HD44780特點(diǎn) 8.7 HD44780工作原理 8.8 LCD控制器指令 8.9 LCM工作時(shí)序 8.10 8位數(shù)據(jù)傳送的ATMEGAl6(L)驅(qū)動(dòng)16×2點(diǎn)陣字符液晶模塊的子函數(shù) 8.11 8位數(shù)據(jù)傳送的16×2 LCM演示程序1 8.12 8位數(shù)據(jù)傳送的16×2 LCM演示程序2 8.13 4位數(shù)據(jù)傳送的ATMEGA16(L)驅(qū)動(dòng)16×2點(diǎn)陣字符液晶模塊的子函數(shù) 8.14 4位數(shù)據(jù)傳送的16×2 LCM演示程序 第9章 ATMEGA16(L)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器 9.1 預(yù)分頻器和多路選擇器 9.2 8位定時(shí)/計(jì)時(shí)器T/C0 9.3 8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器0的寄存器 9.4 16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器T/C1 9.5 16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器1的寄存器 9.6 8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器T/C2 9.7 8位T/C2的寄存器 9.8 ICC6.31A C語(yǔ)言編譯器安裝 9.9 定時(shí)/計(jì)數(shù)器1的計(jì)時(shí)實(shí)驗(yàn) 9.10 定時(shí)/計(jì)數(shù)器0的中斷實(shí)驗(yàn) 9.11 4位顯示秒表實(shí)驗(yàn) 9.12 比較匹配中斷及定時(shí)溢出中斷的測(cè)試實(shí)驗(yàn) 9.13 PWM測(cè)試實(shí)驗(yàn) 9.14 0～5 V數(shù)字電壓調(diào)整器 9.15 定時(shí)器(計(jì)數(shù)器)0的計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn) 9.16 定時(shí)/計(jì)數(shù)器1的輸入捕獲實(shí)驗(yàn) ......
上傳時(shí)間： 2013-07-30
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嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合的產(chǎn)物。目前，嵌入式系統(tǒng)己經(jīng)廣泛應(yīng)用到工業(yè)、交通、能源、通信、科研、醫(yī)療衛(wèi)生、國(guó)防以及日常生活等領(lǐng)域，并不斷朝著體積小，功能強(qiáng)的方向發(fā)展。嵌入式系統(tǒng)不同于原來(lái)的單片機(jī)系統(tǒng)，它不僅有自己的操作系統(tǒng)，上層應(yīng)用程序，而且還具備網(wǎng)絡(luò)通信和信息管理的功能。 ARM體系的處理器是目前嵌入式系統(tǒng)中使用最廣泛的處理器。它采用了RISC技術(shù)，具有尋址方式簡(jiǎn)單，寄存器多，指令長(zhǎng)度固定等的特點(diǎn)使得它的處理速度快，執(zhí)行效率高。由于Linux對(duì)于ARM技術(shù)的支持，具有內(nèi)核可裁減，網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大，代碼開放的特點(diǎn)，把Linux應(yīng)用到嵌入式系統(tǒng)中，能充分發(fā)揮ARM和Linux的優(yōu)勢(shì)。 論文以“掌上中文語(yǔ)言學(xué)習(xí)系統(tǒng)”項(xiàng)目為依托，以ARM體系處理器和Ljnux操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)為基礎(chǔ)，構(gòu)建一個(gè)掌上語(yǔ)言學(xué)習(xí)設(shè)備。 論文首先進(jìn)行了開發(fā)環(huán)境的設(shè)計(jì)與搭建，對(duì)開發(fā)主機(jī)進(jìn)行TFTP服務(wù)器、NFS服務(wù)器、minicom串口通信和GNU交叉工具鏈進(jìn)行配置。實(shí)現(xiàn)了針對(duì)NAND閃存的U-Boot啟動(dòng)程序的建立，并對(duì)Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核進(jìn)行了移植工作。最后利用圖形界面系統(tǒng)MiniGUI和遠(yuǎn)程調(diào)試技術(shù)實(shí)現(xiàn)了掌上語(yǔ)言學(xué)習(xí)的軟件功能。
標(biāo)簽： Linux ARM 嵌入式 學(xué)習(xí)系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-07-24
上傳用戶：jiangfire
USB2．0接口和基于ARM核的SOC系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，特別在電子消費(fèi)類領(lǐng)域。包含USB2,0接口的ARM系統(tǒng)則更是市場(chǎng)的需求。本文介紹一種基于ARM核的USB2,0接口IP(AHB_USB2.0)的設(shè)計(jì)，主要對(duì)其中的串行接口引擎(SIE)的設(shè)計(jì)進(jìn)行討論。 該 AHB_USB2.0 IP核支持USB2.0協(xié)議，并兼容USB1.1協(xié)議；支持AMBA2.0協(xié)議和UTMI 1.05協(xié)議。該IP核一側(cè)通過(guò)UTMI接口或ULPI接口的PHY與USB2.0主機(jī)端進(jìn)行通信；另一側(cè)則通過(guò)AHB總線與ARM相連。 AHB_USB2.0 IP核在硬件上分為三個(gè)大模塊：ULPI模塊(ULPI)、串行接口引擎(SIE)模塊和AHB總線接口模塊(AHB)。ULPI模塊實(shí)現(xiàn)了UTMI接口轉(zhuǎn)ULPI接口。串行接口引擎(SIE)模塊為USB2.0的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議處理模塊，為整個(gè)IP核的核心部分，進(jìn)一步分為四個(gè)子模塊——GLC(全局控制模塊)，PIE(PHY接口處理引擎)，SIF(系統(tǒng)接口邏輯)和EPB(端點(diǎn)緩沖模塊)。GLC模塊負(fù)責(zé)整個(gè)IP的復(fù)位控制，IP時(shí)鐘的開關(guān)提示等；PIE模塊負(fù)責(zé)處理USB的事務(wù)級(jí)傳輸，包括組包解包等；SIF模塊負(fù)責(zé)協(xié)議相關(guān)寄存器組和端點(diǎn)緩沖區(qū)的讀寫，跨時(shí)鐘域信號(hào)的處理和PIE所需的控制信號(hào)的產(chǎn)生；AHB模塊負(fù)責(zé)IP核與ARM通信和DMA功能的實(shí)現(xiàn)。 該IP核的軟件設(shè)計(jì)遵循USB協(xié)議，Bulk Only協(xié)議和UFI協(xié)議，由外掛ARM實(shí)現(xiàn)USB設(shè)備命令和UFI命令的解析，并執(zhí)行相應(yīng)的操作。設(shè)計(jì)了IP核與ARM之間的多種數(shù)據(jù)傳輸方法，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)常規(guī)數(shù)據(jù)讀寫訪問(wèn)、內(nèi)部DMA或外部DMA等多種方式的切換。 本IP已經(jīng)通過(guò)EDA驗(yàn)證和FPGA測(cè)試，并且已經(jīng)在內(nèi)嵌ARM核的FPGA系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)了多個(gè)U盤。這個(gè)FPGA系統(tǒng)的正確工作，證明了AHB_USB2.01P核設(shè)計(jì)是正確的。
上傳時(shí)間： 2013-05-17
上傳用戶：qqoqoqo
隨著SOC技術(shù)、IP技術(shù)以及集成電路技術(shù)的發(fā)展，RISC軟核處理器的研究與開發(fā)設(shè)計(jì)開始受到了人們的重視?；贔PGA的RISC軟核處理器在各個(gè)行業(yè)開始得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在一些基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)中有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用前景。 該論文在研究了大量國(guó)內(nèi)外技術(shù)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，總結(jié)了RISC處理器發(fā)展的現(xiàn)狀與水平。認(rèn)真分析了RISC處理器的基本結(jié)構(gòu)，包括總線結(jié)構(gòu)，流水線處理的原理，以及流水線數(shù)據(jù)通路和流水線控制的原理；并詳細(xì)分析了該設(shè)計(jì)采用的指令集——MIPS指令集的內(nèi)在結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)出了一個(gè)32位RISC軟核處理器，這個(gè)軟核處理器采用五級(jí)流水線結(jié)構(gòu)，能完成加法、減法、邏輯與、邏輯或、左移右移等算術(shù)邏輯操作，以及它們的組合操作。通過(guò)軟件仿真和在Altera的FPGA開發(fā)板上進(jìn)行驗(yàn)證，證明了所設(shè)計(jì)的32位RISC處理器能準(zhǔn)確的執(zhí)行所選用的MIPS指令集，運(yùn)行速度能達(dá)到30MHz，功能良好。 通過(guò)對(duì)所設(shè)計(jì)對(duì)象特點(diǎn)及其可行性的研究，選用了Altera公司QuartusⅡ軟件作為設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證的環(huán)境。在設(shè)計(jì)方法上，該課題采用了自頂向下的設(shè)計(jì)方法。在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用了邊設(shè)計(jì)邊驗(yàn)證這種設(shè)計(jì)與驗(yàn)證相結(jié)合的設(shè)計(jì)流程，大大提高了設(shè)計(jì)的可靠性。該課題在設(shè)計(jì)過(guò)程中還提出了兩個(gè)有效的設(shè)計(jì)思路：第一是在32位寄存器的設(shè)計(jì)中利用FPGA的內(nèi)部RAM資源來(lái)設(shè)計(jì)，減少了傳輸延時(shí)，提高了運(yùn)行速度，并大大減少了對(duì)FPGA內(nèi)部資源的占用；第二是在系統(tǒng)架構(gòu)上采用了柔性化的設(shè)計(jì)方法，使得設(shè)計(jì)可以根據(jù)實(shí)際的需求適當(dāng)?shù)脑鰷p相應(yīng)的部件，以達(dá)到需求與性能的統(tǒng)一。這兩個(gè)方法都有效地解決了設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題，提高了處理器的性能。
上傳時(shí)間： 2013-07-21
上傳用戶：caozhizhi
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