SoC(System On a Chip)又稱為片上系統(tǒng)，是指將微處理器、模擬IP核、數(shù)字IP核和存儲器（或片外存儲器接口）集成在單一芯片上。SoC產(chǎn)品不斷朝著體積小、功能強的方向發(fā)展，芯片內(nèi)部整合越來越多的功能。ARM架構(gòu)作為嵌入式系統(tǒng)流行的應用，其應用的擴展面臨軟件擴充的問題，而X86平臺上卻有很多軟件資源。若將已有的X86軟件移植到ARM平臺，則可以在一定程度上解決軟件擴充的問題。 本論文針對X86指令在ARM中兼容的應用，以智能手機的應用為例，提出了基于ARM嵌入式平臺，使用X86指令到ARM指令的二進制翻譯模塊，達到對X86指令的兼容。主要研究ARM公司的片上總線系統(tǒng)——AMBA AHB和AMBA APB片上總線標準。對Multi-layer總線結(jié)構(gòu)進行研究，分析了Multi-layer AHB系統(tǒng)中使用的Bus Matrix模塊的結(jié)構(gòu)，從Bus Matrix模塊的內(nèi)部矩陣結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)架構(gòu)兩方面針對系統(tǒng)的特點作出優(yōu)化。 最后介紹了論文采用的事物級模型與Verilog HDL協(xié)同仿真的方法和系統(tǒng)的控制過程，通過仿真結(jié)果的比較，驗證了利用二進制翻譯模塊實現(xiàn)X86指令執(zhí)行的可行性和優(yōu)化后的架構(gòu)較適合于X86翻譯系統(tǒng)的應用。
上傳時間： 2013-06-28
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溫室技術(shù)是我國實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息化的重要環(huán)節(jié)，溫度是溫室中的重要環(huán)境參數(shù)。實時控制是指在規(guī)定的時間內(nèi)，系統(tǒng)必須做出相應的響應，是現(xiàn)代溫室控制發(fā)展的更高要求。隨著精細農(nóng)業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的大棚已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代高精度、快速采集及響應的要求，由于溫度的滯后性和難調(diào)控性，溫度實時控制一直是溫室控制的一大難題。 本課題整合了CPID與ARM的優(yōu)點，提出運用CPID硬件來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，移植實時操作系統(tǒng)到ARM來實現(xiàn)復雜算法控制，采用高精度數(shù)字傳感器DS18820，并設計出混合PID模糊控制器來實現(xiàn)溫室的變溫管理，這對于現(xiàn)代溫室的智能化控制有著十分重要的實際意義。較傳統(tǒng)溫室，優(yōu)點在于(1)它改變以往依靠單片機軟件來實現(xiàn)傳感器周期性采集，改用CPID硬件產(chǎn)生數(shù)字傳感器所需的讀寫時序，這種“以硬代軟”的方案實時性好，且大大避免了軟件運行時的不穩(wěn)定性、系統(tǒng)冗余等先天缺陷。(2)操作系統(tǒng)能實現(xiàn)多任務、多線程以及友好的人機界面。 試驗以華中農(nóng)業(yè)大學的華北型機械通風式連棟塑料溫室為試驗模型，選擇了ALTERA公司的EPM7128SLC84-15芯片和SAMSUNG公司的S3C44BOX芯片為目標板，以PC機為宿主機，設計了實時溫度控制平臺。 主要工作： (1)概述了溫度實時測控的必要性并介紹了CPLD、ARM技術(shù)及嵌入式實時操作系統(tǒng)的發(fā)展。 (2)介紹了溫度采集模塊及CPLD與ARM通訊接口模塊的設計。 (3)通過ARM存儲模塊、LCD顯示模塊、串口模塊、Rt18019AS網(wǎng)口模塊、uClinux操作系統(tǒng)模塊等系統(tǒng)完成了本試驗平臺。 (4)介紹混合PID模糊控制算法并通過Simulink工具箱進行了仿真，得出混合PID模糊控制器較經(jīng)典PID控制具有更快的動態(tài)響應、更小超調(diào)、抗干擾強的結(jié)論。 (5)最后，通過試驗數(shù)據(jù)驗證了整套系統(tǒng)實時采集的穩(wěn)定性及可靠性，指出了本課題的不足之處和待改善的問題。
標簽： ARMCPLD 農(nóng)業(yè) 溫度 實時控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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現(xiàn)代噴氣織機以其高速、高性能等優(yōu)勢，占據(jù)了無梭織機的大部分市場，并成為最有發(fā)展前景的一種織機。送經(jīng)、卷取機構(gòu)是織機控制系統(tǒng)的重要組成部分，其對經(jīng)紗張力的控制精度已成為評定織機質(zhì)量的重要技術(shù)指標。因此，提高和改善噴氣織機的電子送經(jīng)和卷取控制系統(tǒng)的性能非常必要，而且，開發(fā)具有高速、高精度的獨立電子送經(jīng)和卷取控制模塊具有廣闊的應用前景。 本課題研究開發(fā)了一款獨立的電子送經(jīng)和卷取控制模塊，通過人機界面或CAN通訊對該控制系統(tǒng)所需參數(shù)進行設置，使其可以根據(jù)參數(shù)設置應用于不同型號的噴氣織機。通過對系統(tǒng)的控制分析，本課題主要從硬件電路設計、軟件控制及張力控制算法三個方面進行研究。 首先，通過對噴氣織機的性能要求及控制器結(jié)構(gòu)與性能的綜合考慮，系統(tǒng)采用以高速ARM7TDMI為內(nèi)核的低功耗微處理器LPC2294作為系統(tǒng)控制器，該控制器不僅速度快、性能穩(wěn)定，而且其豐富的外圍模塊大大簡化了硬件電路的設計。硬件電路設計采用模塊化設計方法，主要功能模塊包括嵌入式最小系統(tǒng)模塊、主軸編碼器采集模塊、張力采集模塊、電機控制模塊、通訊模塊、人機界面模塊、輸入輸出信號模塊等。根據(jù)系統(tǒng)需要，對各個模塊的控制器件進行選取，并設計出各個模塊的接口電路。最后，為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，在硬件電路設計中采取了隔離、去耦等硬件抗干擾措施。 在軟件設計方面，系統(tǒng)采用嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-II，便于系統(tǒng)升級和維護。在系統(tǒng)硬件平臺的基礎上，根據(jù)設計要求對操作系統(tǒng)內(nèi)核進行剪裁和移植，并對系統(tǒng)時鐘節(jié)拍進行修改。結(jié)合硬件電路及系統(tǒng)控制要求，對系統(tǒng)啟動代碼進行修改；并根據(jù)系統(tǒng)對各個功能模塊控制的時效性要求，對系統(tǒng)任務進行合理規(guī)劃。為了說明系統(tǒng)采用該RTOS的可行性，對實時性要求最高的張力采集任務進行了實時性分析。對CAN通訊協(xié)議進行制定和編程實現(xiàn)，并對I2C、CAN和LCD驅(qū)動程序進行開發(fā)，另外，對每個任務的功能及控制流程和任務間及任務與中斷間的信息通訊進行了說明。系統(tǒng)在軟件方面也采用了一定的抗干擾技術(shù)，對硬件抗干擾進行補充。 最后，針對經(jīng)紗張力的非線性和滯后性等復雜特性，對張力調(diào)節(jié)采用模糊參數(shù)自整定PID控制算法，設計出張力模糊參數(shù)自整定PID控制器。并在Matlab及Simulink工具下，對PID控制器下的張力算法及模糊參數(shù)自整定PID控制器下的張力算法進行仿真研究。而且對張力模糊PID控制算法在LPC2294中的實現(xiàn)進行了說明。關鍵詞：ARM； μC/OS-II；噴氣織機；送經(jīng)卷取；模糊PID
標簽： ARM 噴氣織機 電子送經(jīng) 控制
上傳時間： 2013-06-11
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作為交流異步電機控制的一種方式，矢量控制技術(shù)已成為高性能變頻調(diào)速系統(tǒng)的首選方案。矢量控制系統(tǒng)中，磁鏈的觀測精度直接影響到系統(tǒng)控制性能的好壞。在轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)矩電流和勵磁電流能得到完全解耦[1]。一般而言，轉(zhuǎn)子磁鏈觀測有兩種方法:電流模型法和電壓模型法。磁鏈的電流模型觀測法中需要電機轉(zhuǎn)子時間常數(shù)，而轉(zhuǎn)子時間常數(shù)易受溫度和磁飽和影響。為克服這些缺點，需要對電機的轉(zhuǎn)子參數(shù)進行實時觀測，但這樣將使得系統(tǒng)更加的復雜。磁鏈的電壓模型觀測法中不含轉(zhuǎn)子參數(shù)，受電機參數(shù)變化的影響較小。矢量控制計算量大，要求具有一定的實時性，從而對控制芯片的運算速度提出了更高的要求。 本文介紹了一種異步電機矢量控制系統(tǒng)的設計方法，采用了電壓模型觀測器[2]對轉(zhuǎn)子磁鏈進行估計，針對積分環(huán)節(jié)的誤差積累和直流漂移問題，采用了一種帶飽和反饋環(huán)節(jié)的積分器[3]來代替電壓模型觀測器中的純積分環(huán)節(jié)。整個算法在tms320f2812 dsp芯片上實現(xiàn)，運算速度快，保證了系統(tǒng)具有很好的實時性。
上傳時間： 2013-04-24
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目前，織機向著高速化、智能化方向發(fā)展，無梭織機也越來越占主導地位，開發(fā)中高檔織機控制系統(tǒng)是當前紡織機械領域的重要課題。織機的電子送經(jīng)和卷取控制系統(tǒng)是中高檔織機控制的關鍵技術(shù)之一，同時它也是無梭織機優(yōu)越于有梭織機的重要特征之一，因此研究送經(jīng)和卷取控制系統(tǒng)具有重要意義。 本文研究的內(nèi)容是織機的送經(jīng)和卷取控制系統(tǒng)，主要目的是保證織機在織造過程中紗線張力的動態(tài)穩(wěn)定。主要工作如下： （1）在分析送經(jīng)卷取系統(tǒng)原理和功能的基礎上，提出了一種用較低成本完成所需控制功能的解決方案——以ARM嵌入式處理器S3C44B0為中心構(gòu)建硬件平臺，以嵌入式操作系統(tǒng)uClinux為基礎構(gòu)建軟件平臺。 （2）利用嵌入式處理器S3C44B0豐富的硬件資源，對電子送經(jīng)卷取控制系統(tǒng)進行硬件設計：包括以S3C44B0為核心的最小系統(tǒng)電路的設計、與上位機通訊接口電路的設計、經(jīng)紗張力檢測與采樣電路的設計、伺服電機驅(qū)動接口電路的設計和編碼器接口電路的設計等． （3）利用嵌入式操作系統(tǒng)uClinux高實時、多任務等優(yōu)點，對電子送經(jīng)卷取控制系統(tǒng)進行軟件設計： ●在分析uClinux系統(tǒng)的特點和功能的基礎上，完成了在硬件電路板上的移植； ●在分析系統(tǒng)引導程序功能的基礎上，完成了Boot Loader的設計； ●完成了系統(tǒng)設備驅(qū)動程序的設計：包括串口驅(qū)動程序設計、A/D驅(qū)動程序的設計和IIC驅(qū)動程序的設計等； ●在對織機工藝了解的基礎上，以模塊化的思想完成了系統(tǒng)應用程序的設計：包括張力傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、控制算法模塊和通訊模塊等； （4）詳細介紹了整個控制系統(tǒng)的調(diào)試過程。 本文設計的系統(tǒng)能使控制的經(jīng)紗張力恒定，反應快速，控制精度高，很好地解決了開車痕等問題，能滿足中高檔織機的要求，具有實際應用價值。
標簽： ARM 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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較高性能的永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)需要實時更新電機參數(shù)，文章中采用一種在線辨識永磁同步電機參數(shù)的方法。這種基于最小二乘法參數(shù)辨識方法是在轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)坐標系下進行的，通過MATLAB/SIMULINK對基于最小二乘法的永磁同步電機參數(shù)辨識進行了仿真，仿真結(jié)果表明這種電機參數(shù)辨識方法能夠?qū)崟r、準確地更新電機控制參數(shù)。 關鍵詞：永磁同步電機;參數(shù)辨識;最小二乘法
上傳時間： 2013-06-06
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嵌入式系統(tǒng)應用于智能設備、工業(yè)控制領域?qū)崿F(xiàn)各種信號的處理與控制，是近年來技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)的熱點。同時，隨著以太網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)控制中過程監(jiān)控層和現(xiàn)場設備層信號傳輸網(wǎng)絡開始逐步采用以太網(wǎng)，基于網(wǎng)絡的遠程監(jiān)控使整個企業(yè)網(wǎng)絡呈現(xiàn)高度統(tǒng)一性、開放性和透明性。將嵌入式技術(shù)和基于網(wǎng)絡的遠程監(jiān)控技術(shù)應用于電梯，可以有效地提高產(chǎn)品和服務的質(zhì)量。 本文旨在研制和開發(fā)一套應用于電梯的智能多媒體顯示與遠程監(jiān)控系統(tǒng)，硬件設計中，在以嵌入式微處理器S3C2410X、Flash、SDRAM構(gòu)成的最小系統(tǒng)核心板外，擴展了串行口、網(wǎng)口、LCD接口等外圍硬件資源，設計了RS-232轉(zhuǎn)換成RS-422接口界面的硬件電路板，針對核心板RTC時鐘問題，采用PCF8563芯片設計了時鐘/日歷小板。 軟件平臺方面，首先分析了系統(tǒng)啟動引導程序Bootloader，參照嵌入式Linux內(nèi)核源代碼以及對S3C2410X的支持代碼，根據(jù)本系統(tǒng)的硬件配置對Linux內(nèi)核進行裁剪移植，修改了音頻驅(qū)動和LCD驅(qū)動，在內(nèi)核中添加了對Yaffs文件系統(tǒng)類型的支持。然后準備了根文件系統(tǒng)內(nèi)容，在其中添加了交叉編譯過的Qt/Embedded3.1的庫，使用Cramfs、RAMdisk和Yaffs相結(jié)合的根文件系統(tǒng)格式。在此基礎上，向嵌入式平臺移植了Linux下開源的多媒體播放器Mplayer和嵌入式數(shù)據(jù)庫SQLite。 設計編寫Qt GUI界面和串口數(shù)據(jù)采集模塊，構(gòu)建了電梯間多媒體顯示系統(tǒng)，顯示界面劃分為串口數(shù)據(jù)采集顯示、動畫播放、系統(tǒng)時間、文本信息、滾動字幕、商標圖片六個顯示區(qū)域。使用Boa在ARM平臺上構(gòu)建了嵌入式Web服務器，Web服務器通過HTTP協(xié)議與監(jiān)控端瀏覽器軟件進行信息交互，提供服務器應用程序模塊的訪問界面和現(xiàn)場設備的信息訪問和控制界面，并借助SQLite數(shù)據(jù)庫的支持，實現(xiàn)了基于網(wǎng)絡的電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)的功能。監(jiān)控端通過Web頁面激活服務器的相應應用程序模塊，傳遞信息服務請求和控制命令。將本系統(tǒng)應用與電梯設備，取得了用戶的好評。
標簽： ARM 電梯多媒體 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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本文對燃料電池車用DC/DC變換器的基本原理以及控制策略進行了較為詳盡的分析和討論，對基于ARM的DC/DC變換器控制系統(tǒng)的軟硬件設計作了較為詳盡的論述，對控制系統(tǒng)的電磁兼容作了詳細的研究并給出了提高電磁兼容能力的措施。本文介紹了本課題研究的背景，燃料電池電動汽車的特性和研究的目的與意義并分析了大功率DC/DC變換器主電路的拓撲結(jié)構(gòu)、工作原理和電磁兼容環(huán)境。在此基礎上，從控制電路的最小系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、脈沖發(fā)生系統(tǒng)以及驅(qū)動電路、CAN通訊電路等方面重點討論了DC/DC變換器控制系統(tǒng)的硬件設計以及驅(qū)動電路的設計。本文在DC/DC變換器電感電流連續(xù)狀態(tài)空間小信號數(shù)學模型的基礎上，應用MATLAB軟件對大功率DC/DC變換器單環(huán)控制系統(tǒng)進行了建模和仿真分析，給出了具有實際指導意義的結(jié)論，設計了基于ARM控制系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)并編寫了相應的軟件代碼。此外，本文從硬件和軟件兩個方面重點討論了控制系統(tǒng)的電磁兼容以及抗干擾措施。在系統(tǒng)硬件和軟件基礎上進行了功率試驗并給出了試驗結(jié)果以及今后改進的方向。
上傳時間： 2013-07-12
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嵌入式系統(tǒng)是以應用為中心，以計算機技術(shù)為基礎，軟件硬件均可裁剪，能滿足應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。隨著信息技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，嵌入式技術(shù)得到了廣闊的發(fā)展空間。其中ARM微處理器憑借體積小、功耗低、成本低而性能高等優(yōu)點，己被成功應用于移動通信、手持設備、多媒體數(shù)字消費等諸多嵌入式領域。ARM也逐步成為了嵌入式的代名詞。另外，嵌入式操作系統(tǒng)經(jīng)過多年的發(fā)展目前也已十分豐富，特別是自由免費軟件Linux的出現(xiàn)。Linux憑借源碼開放、內(nèi)核可裁減、功能豐富、運行穩(wěn)定等優(yōu)勢，被移植到了多種不同結(jié)構(gòu)的CPU和硬件平臺上，且得到了大量優(yōu)秀開發(fā)工具軟件的支持。 本論文的目的是建立一個以ARM為基礎的嵌入式linux系統(tǒng)控制平臺．本文詳細介紹了整個系統(tǒng)平臺的研究開發(fā)和設計實現(xiàn)過程。論文首先介紹ARM和嵌入式Linux操作系統(tǒng)的特點和當前的發(fā)展概況。再闡述了以AT91RM19200為核心的開發(fā)平臺的硬件組成，詳細研究了硬件平臺設計過程，平臺的外圍配置包括存儲模塊、串口模塊、 CAN總線模塊、以太網(wǎng)模塊、USB模塊及JTAG調(diào)試模塊、實時模塊等多種功能模塊，包括各個功能模塊的芯片選擇和原理圖，還對硬件電路設計的注意事項進行了探討。再以此硬件平臺為基礎，詳細的論述了嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)流程以及移植到具體硬件平臺需要完成的工作，如U-BOOT的移植、Linux內(nèi)核的編譯與裁減、文件系統(tǒng)的制作、驅(qū)動程序的編寫等。最后對系統(tǒng)性能進行了測試，通過測試表明平臺達到設計要求，性能穩(wěn)定。
上傳時間： 2013-04-24
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本文首先分析了國內(nèi)外微型飛行器（MAV）研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢和存在的困難，接著闡述了MAV的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，針對已有的MAV平臺，設計了MAV自主飛行控制系統(tǒng)的總體方案，選擇ARM作為中央處理器，從電源模塊設計、存儲器模塊設計、與各傳感器的接口設計等入手，實現(xiàn)了系統(tǒng)的硬件設計，并分析了硬件設計所采取的抗干擾措施。 在系統(tǒng)軟件設計方面，本文選用嵌入式Linux操作系統(tǒng)作為軟件開發(fā)環(huán)境，分析了操作系統(tǒng)的組成和啟動流程。在此基礎上，針對本文所設計的硬件系統(tǒng)，編制了專用的引導程序，重新編譯了內(nèi)核，完成了ARMLinux在硬件平臺上的移植。接著詳細分析了字符設備，編寫了各個模塊的驅(qū)動程序，并描述了應用程序的開發(fā)模式。 最后本文討論了MAV系統(tǒng)中MPEG4視頻數(shù)據(jù)壓縮的關鍵技術(shù)，分析了ARM的硬件編解碼器的結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)過程，重點研究了遙測數(shù)據(jù)和壓縮圖像的復合方案，將遙測數(shù)據(jù)嵌入到壓縮圖像中進行傳輸。這種方法可以節(jié)省信道，降低系統(tǒng)功耗和保護遙測數(shù)據(jù)的安全。 本文所研制的自主飛行控制系統(tǒng)具有體積小、重量輕、集成度高、抗干擾能力強等特點，能實時傳輸視頻圖像，各項指標都滿足項目技術(shù)要求。
標簽： ARM MAV 飛行控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-31
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