嵌入式系統(tǒng)是一種將底層硬件、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件相結(jié)合的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)和人們的日常生活中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。嵌入式系統(tǒng)的研究與開發(fā)已成為現(xiàn)代電子領(lǐng)域的重要研究方向之一。嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用軟件開發(fā)的支撐平臺(tái)，網(wǎng)絡(luò)化是主要趨勢(shì)之一。 μC/OS-Ⅱ作為一種新興的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，以其免費(fèi)公開源碼、面向中小型應(yīng)用、可搶占、多任務(wù)以及較好的移植性等突出特點(diǎn)，在各類嵌入式設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。然而，μC/OS-Ⅱ內(nèi)核中不支持TCP/IP協(xié)議棧，因而無法適應(yīng)嵌入式設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的需要。本文的主要目標(biāo)是：在計(jì)算資源嚴(yán)重受限的條件下，研究使嵌入式系統(tǒng)支持TCP/IP協(xié)議的策略及其實(shí)現(xiàn)方法。 本課題以實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的Samsung S3C44BOX芯片為核心的ARM開發(fā)板作為硬件平臺(tái)，分析了ARM7TDM[內(nèi)核的特點(diǎn)及S3C44BOX的結(jié)構(gòu)。在詳細(xì)分析實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ及其內(nèi)核原理的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)并成功移植到ARM硬件平臺(tái)上。針對(duì)μC/OS-Ⅱ內(nèi)核不支持TCP/IP協(xié)議棧的問題，引進(jìn)了嵌入式TCP/IP協(xié)議uIP，將其應(yīng)用到μC/OS-Ⅱ上，成為μC/OS-Ⅱ的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模塊，實(shí)現(xiàn)了對(duì)μC/OS-Ⅱ的網(wǎng)絡(luò)功能的擴(kuò)充，并在uIP基礎(chǔ)上編寫了相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序。最后，本課題設(shè)計(jì)了基于HTTP協(xié)議的嵌入式Web服務(wù)器和基于TFTP協(xié)議的遠(yuǎn)程文件傳輸，從而使網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控測(cè)量和在線程序的更新下載成為現(xiàn)實(shí)。 本課題經(jīng)過數(shù)月的軟硬件的設(shè)計(jì)和調(diào)試，已實(shí)現(xiàn)了最初的設(shè)計(jì)目標(biāo)。測(cè)試結(jié)果表明：移植到ARM處理器上的μC/OS-Ⅱ內(nèi)核可以成功實(shí)現(xiàn)對(duì)任務(wù)的調(diào)度；對(duì)μC/OS-Ⅱ內(nèi)核擴(kuò)充的TCP/IP協(xié)議——uIP可正常運(yùn)行：嵌入式Web服務(wù)器和遠(yuǎn)、程文件傳輸在實(shí)驗(yàn)室局域網(wǎng)中的穩(wěn)定運(yùn)行，更加證明了本課題的成功性。
標(biāo)簽： TCPIP ARM 協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)測(cè)控
上傳時(shí)間： 2013-05-17
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邊界掃描技術(shù)是一種應(yīng)用于數(shù)字集成電路器件的標(biāo)準(zhǔn)化可測(cè)試性設(shè)計(jì)方法，它提供了對(duì)電路板上元件的功能、互連及相互間影響進(jìn)行測(cè)試的一種新方案，極大地方便了系統(tǒng)電路的測(cè)試。本文基于IEEE 1149.1標(biāo)準(zhǔn)剖析了JTAG邊界掃描測(cè)試的精髓，分析了其組成，功能與時(shí)序控制等關(guān)鍵技術(shù)。 應(yīng)用在FPGA芯片中的邊界掃描電路側(cè)重于電路板級(jí)測(cè)試，兼顧芯片功能測(cè)試，同時(shí)提供JTAG下載方式。針對(duì)在FPGA芯片中的應(yīng)用特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種邊界掃描電路，應(yīng)用于自行設(shè)計(jì)的FPGA結(jié)構(gòu)之中。除了基本的測(cè)試功能外，加入了對(duì)FPGA芯片進(jìn)行配置、回讀以及用戶自定義測(cè)試等功能。 通過仿真驗(yàn)證，所設(shè)計(jì)的邊界掃描電路可實(shí)現(xiàn)FPGA芯片的測(cè)試、配置和回讀等功能，并符合IEEE 11491.1邊界掃描標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
標(biāo)簽： JTAG FPGA 邊界掃描 中的應(yīng)用
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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針對(duì)ISD 語音芯片的特點(diǎn)， 設(shè)計(jì)一種由單片機(jī)控制， 能夠循環(huán)錄放的語音電路，可作為錄音機(jī)、復(fù)讀機(jī)、音頻記錄儀使用， 既節(jié)省存儲(chǔ)空間， 又降低成本， 具有較高的實(shí)用價(jià)值。
上傳時(shí)間： 2013-06-24
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在機(jī)器人學(xué)的研究領(lǐng)域中，如何有效地提高機(jī)器人控制系統(tǒng)的控制性能始終是研究學(xué)者十分關(guān)注的一個(gè)重要內(nèi)容。在分析了工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷程和機(jī)器人控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀后，本論文的主要目標(biāo)是針對(duì)四關(guān)節(jié)實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人特有的機(jī)械結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型，建立一個(gè)新型全數(shù)字的基于DSP和FPGA的機(jī)器人位置伺服控制系統(tǒng)的軟、硬件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)四關(guān)節(jié)實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人的精確控制。 本論文從實(shí)際情況出發(fā)，首先分析了所研究的四關(guān)節(jié)實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)，并對(duì)其抽象簡(jiǎn)化得到了它的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)模型。在明確了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人精確位置伺服控制的控制原理后，我們對(duì)機(jī)器人控制系統(tǒng)的諸多可行性方案進(jìn)行了充分論證，并最終決定采用了三級(jí)CPU控制的控制體系結(jié)構(gòu)：第一級(jí)CPU為上位計(jì)算機(jī)，它實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的系統(tǒng)管理、協(xié)調(diào)控制以及完成機(jī)器人實(shí)時(shí)軌跡規(guī)劃等控制算法的運(yùn)算；第二級(jí)CPU為高性能的DSP處理器，它輔之以具有高速并行處理能力的FPGA芯片，實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)器人多個(gè)關(guān)節(jié)的高速并行驅(qū)動(dòng)；第三級(jí)CPU為交流伺服驅(qū)動(dòng)處理器，它實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人關(guān)節(jié)伺服電機(jī)的精確三閉環(huán)誤差驅(qū)動(dòng)控制，以及電機(jī)的故障診斷和自動(dòng)保護(hù)等功能。此外，我們采用比普通UART速度快得多的USB來實(shí)現(xiàn)上位計(jì)算機(jī)．與下位控制器之間的數(shù)據(jù)通信，這樣既保證了兩者之間連接方便，又有效的提高了控制系統(tǒng)的通信速度和可靠性。 機(jī)器人系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括兩個(gè)部分：一是采用VC++實(shí)現(xiàn)的上位監(jiān)控軟件系統(tǒng)，它主要負(fù)責(zé)機(jī)器人實(shí)時(shí)軌跡規(guī)劃等控制算法的運(yùn)算，同時(shí)完成用戶與機(jī)器人系統(tǒng)之間的信息交互；二是采用C語言實(shí)現(xiàn)的下位DSP控制程序，它主要負(fù)責(zé)接收上位監(jiān)控系統(tǒng)或者下位控制箱發(fā)送的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)還能夠?qū)崟r(shí)的向上位監(jiān)控系統(tǒng)或者下位控制箱反饋機(jī)器人的當(dāng)前狀態(tài)信息。 研究開發(fā)出來的四關(guān)節(jié)實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人控制器具有控制實(shí)時(shí)性好、定位精度高、運(yùn)行穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，它允許用戶通過上位控制計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的各種設(shè)定作業(yè)的控制，也可以讓用戶通過機(jī)器人控制箱現(xiàn)場(chǎng)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行回零、示教等各項(xiàng)操作。
標(biāo)簽： 實(shí)驗(yàn)室 機(jī)器人控制器
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本論文對(duì)DSP和FPGA在交流伺服電機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，并完成了系統(tǒng)的規(guī)劃。論文完成的設(shè)計(jì)任務(wù)主要有：1、根據(jù)系統(tǒng)要求，詳細(xì)分析了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，給出了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，提出了一套對(duì)已有外圍設(shè)備適用的設(shè)計(jì)方案。2、根據(jù)實(shí)際情況，提出了簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)、實(shí)時(shí)性好的軌跡插補(bǔ)算法，并給出了插補(bǔ)算法的軟件設(shè)計(jì)，并在DSP中得以實(shí)現(xiàn)。3、使用匯編語言進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，完成了運(yùn)動(dòng)控制卡中由DSP完成的運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)，即在插補(bǔ)計(jì)算的同時(shí)完成加減速控制和三軸聯(lián)動(dòng)的協(xié)調(diào)控制，以及其后的脈沖分配數(shù)的計(jì)算。4、根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)要求，使用FPGA芯片設(shè)計(jì)了可連續(xù)發(fā)送均勻分布脈沖的脈沖分配器，實(shí)現(xiàn)對(duì)交流伺服系統(tǒng)發(fā)送運(yùn)動(dòng)控制指令。并給出了VHDL在FPGA中的軟件實(shí)現(xiàn)。
標(biāo)簽： 機(jī)器人 運(yùn)動(dòng)控制卡
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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用戶對(duì)寬帶無線接入業(yè)務(wù)、尤其是對(duì)于寬帶無線化以及移動(dòng)化的需求日益增加,使無線寬帶接入技術(shù)WiMAX(World interoperability for Microwave Access,即全球微波接入互操作性技術(shù))應(yīng)運(yùn)而生、迅猛發(fā)展,成為這兩年業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。除了通常的互聯(lián)網(wǎng)接入應(yīng)用外,它還將在提供IPTV和VOIP等寬帶業(yè)務(wù)方面取得成功,它還有可能成為一種先進(jìn)的4G蜂窩電話技術(shù)。WiMAX未來將進(jìn)入蜂窩電話、筆記本電腦和機(jī)頂盒等應(yīng)用中。 本文在介紹WiMAX傳輸標(biāo)準(zhǔn)802.16d基礎(chǔ)上,詳細(xì)闡述了WiMAX接收機(jī)中信道解調(diào)芯片中的自動(dòng)增益控制(Automatic Gain Control,AGC)部分。首先介紹了自動(dòng)增益控制系統(tǒng)的基本組成和其主要特性指標(biāo),通過對(duì)一個(gè)步進(jìn)式AGC的分析,得到AGC模型的輸出公式。然后針對(duì)WiMAX接收機(jī)內(nèi)AGC系統(tǒng)中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及AGC電路進(jìn)行介紹和理論分析。本文采用SPW(Signal Processing WorkSystem)模型對(duì)AGC電路基本結(jié)構(gòu)的算法分析,并結(jié)合仿真結(jié)果對(duì)AGC電路做了詳盡解說并對(duì)參數(shù)進(jìn)行了解釋說明。 最后給出了基于SPW和FPGA(Field Programmable Gate Array)驗(yàn)證的結(jié)果。通過SPW對(duì)AGC進(jìn)行了單獨(dú)的性能測(cè)試,并結(jié)合整個(gè)系統(tǒng)的性能測(cè)試來說明AGC可以和系統(tǒng)的其他模塊協(xié)同工作。在FPGA測(cè)試中,可以證明用Verilog實(shí)現(xiàn)后AGC也同樣能較好的工作。 本文實(shí)現(xiàn)的基于導(dǎo)頻的步進(jìn)式的數(shù)字AGC是針對(duì)WiMAX系統(tǒng)的自動(dòng)增益控制電路提出的解決方案。此算法結(jié)合WiMAX系統(tǒng)的傳輸方式,提出的算法具有迅速鎖定信號(hào)的特點(diǎn),能夠滿足WiMAX系統(tǒng)的要求。同時(shí),由于各種關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)為寄存器可配的方式,具有很好的靈活性,也就具有了更高的移植性,可以作為一種通用的數(shù)字AGC算法。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：zhanditian
隨著嵌入式控制在工業(yè)領(lǐng)域的不斷滲入，進(jìn)入21世紀(jì)之后，基于ARM體系Linux操作系統(tǒng)的嵌入式一體化工業(yè)控制系統(tǒng)成為了工業(yè)控制的主要發(fā)展方向，ARM芯片不僅體積小，功耗低，而且功能強(qiáng)；Linux由于其開源，穩(wěn)定以及成本低的優(yōu)點(diǎn)，在嵌入式系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。 本文研究的主要內(nèi)容是基于Linux操作系統(tǒng)ARM體系的嵌入式工控一體機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。該嵌入式工控一體機(jī)是基于Motorola公司研發(fā)的ARM9嵌入式系統(tǒng)和Linux操作系統(tǒng)的設(shè)備，整個(gè)系統(tǒng)體積小，結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)，并有很高的執(zhí)行效率。它根據(jù)特定的工業(yè)控制對(duì)象定制特定的模型與控制算法。另外，該設(shè)備自身還具備各種數(shù)字PID控制算法，實(shí)現(xiàn)PID閉環(huán)控制。可以應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域中的各類被控設(shè)備，以及為高校自動(dòng)化控制實(shí)驗(yàn)和工業(yè)應(yīng)用研究提供解決方案。它的軟件編程由Qt集成開發(fā)環(huán)境實(shí)現(xiàn)，Qt是基于C++的針對(duì)構(gòu)造圖形用戶界面（程序）所使用的GUI工具包，它速度塊，易于使用，并具有很好的可移植性。 本文首先對(duì)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行選型，然后提出了系統(tǒng)的軟硬件整體架構(gòu)和系統(tǒng)的啟動(dòng)流程。接著介紹了系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的搭建，包括啟動(dòng)加載器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，Linux內(nèi)核的移植，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的編寫以及圖形用戶界面的實(shí)現(xiàn)。最后，詳細(xì)介紹了一個(gè)具有創(chuàng)新性的案例作為該嵌入式Linux工控一體機(jī)作為通訊和控制終端的典型應(yīng)用。 該嵌入式Linux工控一體機(jī)具有極好的實(shí)用性和應(yīng)用前景，并且其設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程對(duì)于其它嵌入式平臺(tái)也具有很好的參考價(jià)值。
上傳時(shí)間： 2013-07-27
上傳用戶：zhaiyanzhong
Altera FPGA芯片的封裝尺寸選擇指南
上傳時(shí)間： 2013-06-04
上傳用戶：edisonfather
常用的實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理的器件有可編程的數(shù)字信號(hào)處理(DSP)芯片(如AD系列、TI系列)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)等。在工程實(shí)踐中,往往要求對(duì)信號(hào)處理要有高速性、實(shí)時(shí)性和靈活性,而已有的一些軟件和硬件實(shí)現(xiàn)方式則難以同時(shí)達(dá)到這幾方面的要求。隨著可編程邏輯器件和EDA技術(shù)的發(fā)展,使用FPGA來實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理,既具有實(shí)時(shí)性,又兼顧了一定的靈活性。FPGA具有的靈活的可編程邏輯可以方便的實(shí)現(xiàn)高速數(shù)字信號(hào)處理,突破了并行處理、流水級(jí)數(shù)的限制,有效地利用了片上資源,加上反復(fù)的可編程能力,越來越受到國內(nèi)外從事數(shù)字信號(hào)處理的研究者所青睞。 FIR數(shù)字濾波器以其良好的線性特性被廣泛使用,屬于數(shù)字信號(hào)處理的基本模塊之一。本論文對(duì)基于FPGA的FIR數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究,所做的主要工作如下： 1.介紹了FIR數(shù)字濾波器的基本理論和FPGA的基本概況,以及FPGA設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則和常用的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想與技巧。 2.以FIR數(shù)字濾波器的基本理論為依據(jù),使用分布式算法為濾波器的硬件實(shí)現(xiàn)算法,并對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的討論。針對(duì)分布式算法中查找表規(guī)模過大的缺點(diǎn),采用優(yōu)化分布式算法的多塊查找表方式使得硬件規(guī)模極大的減小。 3.設(shè)計(jì)出一個(gè)192階的FIR濾波器實(shí)例。其系統(tǒng)要求為：定點(diǎn)16位輸入、定點(diǎn)12位系數(shù)、定點(diǎn)16位輸出,采樣率為75MHz。設(shè)計(jì)用Quartus II軟件進(jìn)行仿真,并將其仿真結(jié)果與Matlab仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。 仿真結(jié)果表明,本論文設(shè)計(jì)的濾波器硬件規(guī)模較小,采樣率達(dá)到了75MHz。同時(shí)只要將查找表進(jìn)行相應(yīng)的改動(dòng),就能分別實(shí)現(xiàn)低通、高通、帶通FIR濾波器,體現(xiàn)了設(shè)計(jì)的靈活性。
標(biāo)簽： FPGA FIR 數(shù)字濾波器
上傳時(shí)間： 2013-06-06
上傳用戶：June
如今IC設(shè)計(jì)進(jìn)入了SOC(System-on-chip)設(shè)計(jì)時(shí)代。SOC是指在單一芯片上集成了微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器、I/O接口等，可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、處理等功能的芯片。SOC設(shè)計(jì)是基于IP可重用性的設(shè)計(jì)過程。現(xiàn)在已有不少公司成功地開發(fā)了各種SOC總線規(guī)范，以便于IP核的可復(fù)用性設(shè)計(jì)。其中，ARM公司開發(fā)的AMBA(Advanced Microcontroller Bus Arehitecture)規(guī)范已經(jīng)成為嵌入式應(yīng)用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。嵌入式SOC芯片廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子產(chǎn)品中，近年來隨著彩屏手機(jī)、PDA等移動(dòng)終端的普及，液晶電視等平板顯示器件的推廣，液晶顯示器已經(jīng)逐漸取代CRT成為主流的顯示器件。LCD Driver IC作為液晶顯示器的重要部件，需求量也日益增大。嵌入式液晶顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是當(dāng)今SOC設(shè)計(jì)中不可缺少的部分，而基于AMBA總線規(guī)范的LCD顯示系統(tǒng)更是具備良好的性能和較大的潛力。 本文提出了一種基于AMBA總線規(guī)范的彩色TFT-LCD數(shù)字圖像顯示解決方案，硬件設(shè)計(jì)上包括APB存儲(chǔ)接口模塊、LCD控制模塊，并用VHDL硬件描述語言進(jìn)行了功能仿真，采用Mentor公司Modelsim5.8完成了系統(tǒng)功能驗(yàn)證；軟件設(shè)計(jì)上完成了基于SAMSUNG公司S6D0110 TFT-LCD驅(qū)動(dòng)芯片的測(cè)試程序的編寫和系統(tǒng)測(cè)試。本設(shè)計(jì)不需要掌握TFT-LCD內(nèi)部構(gòu)造，復(fù)雜的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)原理，只需要掌握AMBA總線規(guī)范和LCD的MPU并行接口時(shí)序，采用本課題設(shè)計(jì)出的LCD顯示控制模塊簡(jiǎn)單實(shí)用，便于推廣應(yīng)用。 本課題基于Xilinx公司的VirtexⅡ FF1152 PROTO開發(fā)平臺(tái)完成了軟件調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了TFT-LCD圖像顯示。調(diào)試結(jié)果表明硬件和軟件設(shè)計(jì)正確且取得了較為滿意的結(jié)果。
標(biāo)簽： TFTLCD 顯示系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-02
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