國家863項目“飛行控制計算機(jī)系統(tǒng)FC通信卡研制”的任務(wù)是研究設(shè)計符合CPCI總線標(biāo)準(zhǔn)的FC通信卡。本課題是這個項目的進(jìn)一步引伸,用于設(shè)計SCI串行通信接口,以實現(xiàn)環(huán)上多計算機(jī)系統(tǒng)間的高速串行通信。 本文以此項目為背景,對基于FPGA的SCI串行通信接口進(jìn)行研究與實現(xiàn)。論文先概述SCI協(xié)議,接著對SCI串行通信接口的兩個模塊:SCI節(jié)點模型模塊和CPCI總線接口模塊的功能和實現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的論述。 SCI節(jié)模型包含Aurora收發(fā)模塊、中斷進(jìn)程、旁路FIFO、接受和發(fā)送存儲器、地址解碼、MUX。在SCI節(jié)點模型的實現(xiàn)上,利用FPGA內(nèi)嵌的RocketIO高速串行收發(fā)器實現(xiàn)主機(jī)之間的高速串行通信,并利用Aurora IP核實現(xiàn)了Aurora鏈路層協(xié)議;設(shè)計一個同步FIFO實現(xiàn)旁路FIFO;利用FPGA上的塊RAM實現(xiàn)發(fā)送和接收存儲器;中斷進(jìn)程、地址解碼和多路復(fù)合分別在控制邏輯中實現(xiàn)。 CPCI總線接口包括PCI核、PCI核的配置模塊以及用戶邏輯三個部分。本課題中,采用FPGA+PCI軟核的方法來實現(xiàn)CPCI總線接口。PCI核作為PCI總線與用戶邏輯之間的橋梁:PCI核的配置模塊負(fù)責(zé)對PCI核進(jìn)行配置,得到用戶需要的PCI核;用戶邏輯模塊負(fù)責(zé)實現(xiàn)整個通信接口具體的內(nèi)部邏輯功能;并引入中斷機(jī)制來提高SCI通信接口與主機(jī)之間數(shù)據(jù)交換的速率。 設(shè)計選用硬件描述語言VerilogHDL和VHDL,在開發(fā)工具Xilinx ISE7.1中完成整個系統(tǒng)的設(shè)計、綜合、布局布線,利用Modelsim進(jìn)行功能及時序仿真,使用DriverWorks為SCI串行通信接口編寫WinXP下的驅(qū)動程序,用VC++6.0編寫相應(yīng)的測試應(yīng)用程序。最后,將FPGA設(shè)計下載到FC通信卡中運行,并利用ISE內(nèi)嵌的ChipScope Pro虛擬邏輯分析儀對設(shè)計進(jìn)行驗證,運行結(jié)果正常。 文章最后分析傳輸性能上的原因,指出工作中的不足之處和需要進(jìn)一步完善的地方。
標(biāo)簽: FPGA SCI 串行通信接口
上傳時間: 2013-04-24
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Internet的快速發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的迅速增長,使得對網(wǎng)絡(luò)管理的需求變得越來越重要。這就要求對網(wǎng)絡(luò)中所有設(shè)備及協(xié)議進(jìn)行管理。而當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)管理方式的發(fā)展趨勢是更加智能化、自動化。這就需要由網(wǎng)絡(luò)管理軟件來更大限度的減少網(wǎng)絡(luò)管理員工作量,使網(wǎng)絡(luò)管理員的工作從繁雜的管理網(wǎng)絡(luò)操作轉(zhuǎn)變到管理網(wǎng)絡(luò)工具。 SNMP(簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議)協(xié)議由于其易于實現(xiàn)和廣泛的TCP/IP應(yīng)用基礎(chǔ)而獲得廠商的支持。而開源的NetSNMP軟件的跨平臺特性,使其在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。但以前基于SNMP的網(wǎng)絡(luò)管理通常都是通過命令行或簡單的網(wǎng)絡(luò)管理工具,管理操作起來比較繁瑣,而且收集到的結(jié)果比較抽象。AdventNet公司出品的Opmanager軟件不僅擁有對SNMP監(jiān)控數(shù)據(jù)強(qiáng)大的圖形圖表生成能力,而且簡單易用。與NetSNMP結(jié)合,可以很好的實現(xiàn)企業(yè)級的網(wǎng)絡(luò)管理功能。因此本文選用Opmanager網(wǎng)絡(luò)管理軟件實現(xiàn)了基于嵌入式Linux平臺的SNMP圖形化監(jiān)控。 首先介紹了SNMP協(xié)議,包括SNMP協(xié)議的概述和SNMP協(xié)議的規(guī)范。其次構(gòu)建了基于ARM7和ARM9兩套嵌入式Linux開發(fā)平臺,并在Linux PC上建立了它們的交叉編譯環(huán)境。再次把NetSNMP代理程序分別移植到了這兩套ARM平臺,并對移植的程序進(jìn)行裁減和優(yōu)化使其適合在嵌入式設(shè)備上運行。最后通過Opmanager網(wǎng)絡(luò)管理軟件實現(xiàn)了對嵌入式設(shè)備的圖形化監(jiān)控,并在此基礎(chǔ)上拓展了自定義的監(jiān)控項使Opmanager管理軟件能輪詢到它們并生成實時的圖形。最后Opmanager在快照主頁面將它們定義為主視圖,在主窗口顯示出來。
標(biāo)簽: ARMLinuz SNMP 圖形化 監(jiān)控
上傳時間: 2013-08-02
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自1887年美國奧梯斯公司制造出世界上第一臺電梯以來,電梯作為一種垂直運動的升降設(shè)備,已日益成為人們生活中一項不可缺少的生活工具。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,高層建筑的不斷涌現(xiàn),電梯的功能與種類也隨之而多樣化,同時也對電梯的穩(wěn)定性、安全性、舒適性、運行效率提出了更高的要求。 電梯控制系統(tǒng)是電梯技術(shù)的核心,它將電梯的各機(jī)械部件有機(jī)的組合起來,實現(xiàn)了電梯復(fù)雜的功能與穩(wěn)定有效的運行。隨著電子技術(shù)日新月異的發(fā)展,電梯控制系統(tǒng)經(jīng)歷了繼電器控制、可編程邏輯控制(PLC)、智能微機(jī)控制的發(fā)展歷程。本文在總結(jié)了當(dāng)前電梯控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,設(shè)計了一套基于ARM技術(shù)與工業(yè)現(xiàn)場總線CAN(控制器局域網(wǎng))的嵌入式集選型電梯控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)采用變頻變壓調(diào)速方式,可與多款變頻器相結(jié)合,并可匹配有齒輪曳引機(jī)和無齒輪永磁同步曳引機(jī),適用于最高樓層為64層、4m/s以下電梯控制。該控制系統(tǒng)目前已成功應(yīng)用在某電梯生廠家的國內(nèi)、南非等電梯項目中。 論文闡述了本電梯控制系統(tǒng)的控制策略,詳細(xì)介紹了以ARM7芯片LPC2378為核心的電梯主控制器的硬件結(jié)構(gòu)及其軟件設(shè)計。曳引機(jī)的速度控制是電梯控制技術(shù)的關(guān)鍵,因此為提高電梯運行時的舒適感與運行效率,文中建立了電梯運行速度曲線的數(shù)學(xué)模型,提出了根據(jù)設(shè)定時間參數(shù)與樓層間距自動生成速度曲線的計算方法。為優(yōu)化電梯起動時的舒適感,論文還討論了模糊控制技術(shù)在負(fù)載補(bǔ)償中的應(yīng)用。此外,本文在深入闡述CANOPEN協(xié)議原理的基礎(chǔ)上,完成了基于CANOPEN的應(yīng)用層協(xié)議設(shè)計,實現(xiàn)了電梯控制系統(tǒng)各控制器(主控制器、樓層控制器、轎廂控制器)之間實時、可靠的通信。
標(biāo)簽: ARM 技術(shù)的嵌入式 電梯控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-07-20
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隨著數(shù)字信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展,智能信息化家電已成為現(xiàn)代社會和家庭的新時尚,也是嵌入式系統(tǒng)的最大應(yīng)用領(lǐng)域。 本文基于ARM-Linux嵌入式系統(tǒng)開發(fā)彰顯冰箱智能信息化的顯示單元。 通過對嵌入式微處理器進(jìn)行分析,設(shè)計了基于AT91SAM9261系統(tǒng)架構(gòu)的硬件電路,主要包括核心控制板的外部總線接口EBI電路、作為內(nèi)存的SDRAM模塊電路和存儲數(shù)據(jù)的Nand_DataFlash模塊電路,外圍電路板的液晶顯示屏TFT-LCD接口電路、觸摸按鍵電路、LCD的CCFL背光電路和SP3232通信電路及電源電路等,對各個模塊進(jìn)行了分析,給出了硬件原理圖。 對四種嵌入式操作系統(tǒng)Linux、VxWorks、μC/OS-Ⅱ和Windows CE進(jìn)行了比較,完成了操作系統(tǒng)的選型,搭建了交叉編譯環(huán)境ARM—Linux的開發(fā)平臺。 在完成了GAL和IAL,移植的基礎(chǔ)上,利用MiniGUI開發(fā)應(yīng)用軟件程序,給出MiniGUI應(yīng)用程序的設(shè)計流程圖,編寫設(shè)置主窗口風(fēng)格的入口函數(shù)MiniGUIMain、處理按鍵和定時器消息的主窗口處理函數(shù)LoadBmpProc、實現(xiàn)窗口顯示的程序文件display和loadbmp以及參照通訊協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)家電協(xié)議實現(xiàn)通信功能的程序文件nand。 通過系統(tǒng)調(diào)試和整機(jī)實驗,實現(xiàn)了冰箱顯示單元的智能信息化。可以由觸摸按鍵或是遠(yuǎn)程電腦來控制冰箱,液晶顯示器上播放動畫、圖片和文本信息;冰箱還可將工作狀態(tài)和報警信息上傳到網(wǎng)絡(luò),利于冰箱的遠(yuǎn)程監(jiān)控和升級維護(hù)。目前此項研究成果已用于產(chǎn)品的生產(chǎn)。
標(biāo)簽: ARMLinux 動畫 顯示單元
上傳時間: 2013-07-18
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高級數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程,是由ISO開發(fā),面向比特的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議,具有差錯檢測功能強(qiáng)大、高效和同步傳輸?shù)牡忍攸c,是通信領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的協(xié)議之一。隨著大規(guī)模電路的集成度和工藝水平不斷提高,ARM處理器上的高級數(shù)據(jù)鏈路控制器外設(shè),幾乎涵蓋了HDLC規(guī)程常用的大部分子集。利用ARM芯片對HDLC通信過程進(jìn)行控制,將具有成本低廉、靈活性好、便于擴(kuò)展為操作系統(tǒng)下的應(yīng)用程序等優(yōu)點。本文在這一背景下,提出了在ARM下實現(xiàn)鏈路層傳輸?shù)姆桨福诜桨钢袑崿F(xiàn)了基于HDLC協(xié)議子集的簡單協(xié)議。 本文以嵌入式的高速發(fā)展為背景,對基于ARM核微處理器的鏈路層通信規(guī)程進(jìn)行研究,闡述了HDLC幀的結(jié)構(gòu)、特點和工作原理,提出了在ARM芯片上實現(xiàn)HDLC規(guī)程的兩種方法,同時給出其設(shè)計方案、關(guān)鍵代碼和調(diào)試方法。其中,重點對無操作系統(tǒng)時中斷模式下,以及基于操作系統(tǒng)時ARM芯片上實現(xiàn)HDLC規(guī)程的方法進(jìn)行了探討設(shè)計。
標(biāo)簽: ARM 高級數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程
上傳時間: 2013-08-04
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SAE J1939協(xié)議是由汽車工程協(xié)會(SAE)定義的,SAE J1939協(xié)議在商用車輛、艦船、軌道機(jī)車、農(nóng)業(yè)機(jī)械和大型發(fā)動機(jī)中是應(yīng)用最廣泛的應(yīng)用層協(xié)議,基于傳輸可靠性能優(yōu)越的CAN-bus總線,可達(dá)
標(biāo)簽: SAEJ 1939 2008 71
上傳時間: 2013-07-11
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隨著生活水平的提高,人們對環(huán)境的要求越來越高,如何獲取實時、可靠的環(huán)境數(shù)據(jù)已經(jīng)成為一個迫在眉睫的問題,特別是在人跡罕至的地方或者危險區(qū)域,傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測手段已經(jīng)無法滿足需要。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有低功耗、自組織、可靠性高等優(yōu)點,非常適合野外環(huán)境監(jiān)測。 本文介紹了環(huán)境監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)關(guān)設(shè)計。從低功耗和可靠性出發(fā),網(wǎng)關(guān)的ZigBee通信模塊采用CC2430,負(fù)責(zé)組建管理無線環(huán)境監(jiān)測網(wǎng);GPRS模塊采用TC35,實現(xiàn)了環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)傳輸;主控制器采用嵌入式處理器LPC2210,通過與ZigBee模塊和GPRS模塊的通信,實現(xiàn)兩種網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議轉(zhuǎn)換。在硬件設(shè)計方面,介紹了主控制器模塊的電源電路、串口電路、存儲器電路、人機(jī)交互電路、與ZigBee通信模塊的接口設(shè)計、與GPRS模塊接口設(shè)計;在軟件設(shè)計方面,提出了基于需時中斷的軟件設(shè)計方法,移植了μC/OS-II操作系統(tǒng),設(shè)計了串口驅(qū)動、ARM與ZigBee通信、ARM發(fā)送短消息、人機(jī)交互以及監(jiān)控中心軟件等;對ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的組網(wǎng)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)冗M(jìn)行了研究,設(shè)計了星型無線傳感器網(wǎng)絡(luò),介紹了系統(tǒng)的測試情況。結(jié)果表明,星型ZigBee環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)能通過GPRS網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對ZigBee網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測,整個系統(tǒng)具有實時、可靠、低功耗、監(jiān)測范圍廣等優(yōu)點。
標(biāo)簽: ARM 無線 環(huán)境監(jiān)測 網(wǎng)關(guān)設(shè)計
上傳時間: 2013-06-13
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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,特別在電子消費類領(lǐng)域。包含USB2,0接口的ARM系統(tǒng)則更是市場的需求。本文介紹一種基于ARM核的USB2,0接口IP(AHB_USB2.0)的設(shè)計,主要對其中的串行接口引擎(SIE)的設(shè)計進(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AHB總線與ARM相連。 AHB_USB2.0 IP核在硬件上分為三個大模塊: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IP核的核心部分,進(jìn)一步分為四個子模塊——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(端點緩沖模塊)。GLC模塊負(fù)責(zé)整個IP的復(fù)位控制,IP時鐘的開關(guān)提示等;PIE模塊負(fù)責(zé)處理USB的事務(wù)級傳輸,包括組包解包等;SIF模塊負(fù)責(zé)協(xié)議相關(guān)寄存器組和端點緩沖區(qū)的讀寫,跨時鐘域信號的處理和PIE所需的控制信號的產(chǎn)生;AHB模塊負(fù)責(zé)IP核與ARM通信和DMA功能的實現(xiàn)。 該IP核的軟件設(shè)計遵循USB協(xié)議,Bulk Only協(xié)議和UFI協(xié)議,由外掛ARM實現(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)計了IP核與ARM之間的多種數(shù)據(jù)傳輸方法,通過軟件實現(xiàn)常規(guī)數(shù)據(jù)讀寫訪問、內(nèi)部DMA或外部DMA等多種方式的切換。 本IP已經(jīng)通過EDA驗證和FPGA測試,并且已經(jīng)在內(nèi)嵌ARM核的FPGA系統(tǒng)上實現(xiàn)了多個U盤。這個FPGA系統(tǒng)的正確工作,證明了AHB_USB2.01P核設(shè)計是正確的。
標(biāo)簽: AHBUSB ASIC ARM 20
上傳時間: 2013-05-17
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基于彩色路徑識別的視覺導(dǎo)航方法是當(dāng)前自動導(dǎo)航小車領(lǐng)域的研究熱點和方向。視覺導(dǎo)航是指根據(jù)地面路徑和被控對象之間的位置偏差控制其運行的方向,因此,地面彩色路徑圖像的攝取及其識別處理就成為視覺導(dǎo)航系統(tǒng)中的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。在當(dāng)前的視覺導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計中,圖像處理的硬件平臺都是基于通用微處理器,嵌入式微處理器或者DSP進(jìn)行設(shè)計的。這些處理器一個共同的特點就是數(shù)據(jù)串行處理,而圖像處理過程涉及大量的并行處理操作,因此傳統(tǒng)的串行處理方式滿足不了圖像處理的實時性要求。 鑒于微處理器這方面的不足,作者提出一種使用FPGA實現(xiàn)圖像識別的并行處理方案,并據(jù)此設(shè)計一個智能圖像傳感器。該傳感器采用先進(jìn)的FPGA技術(shù),將圖像采集及其顯示,路徑的識別處理以及通信控制等模塊集成在一個芯片上,形成一個片上系統(tǒng)(SOC)。其主要功能是對所采集的彩色路徑圖像進(jìn)行識別處理,獲得彩色路徑的坐標(biāo)及其方向角,并將處理結(jié)果發(fā)送給上位機(jī),為自動導(dǎo)航提供控制依據(jù)。 本文將彩色路徑的識別處理過程劃分為三個階段,第一階段為顏色聚類識別,以獲得二值路徑圖像,第二階段為數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)運算,用于對第一階段中獲得的二值圖像進(jìn)行去斑處理,第三階段為路徑中心線的定位及其方向角的測量。圖像傳感器與上位機(jī)的通信采用異步串行方式,由于上位機(jī)需要控制該傳感器執(zhí)行多種任務(wù),作者定義一種基于異步串行通信的應(yīng)用層協(xié)議,用于上位機(jī)對傳感器的控制。在圖像的顯示中,為了彌補(bǔ)圖像采集的速率和VGA顯示速率的不匹配,作者提出一種基于單端口存儲器的圖像幀緩沖機(jī)制,通過VGA接口將采集的圖像實時地顯示出來。 根據(jù)上述思想,作者完成了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計,并對整個系統(tǒng)進(jìn)行了現(xiàn)場調(diào)試。調(diào)試結(jié)果表明,傳感器系統(tǒng)的各個模塊都能正常工作,F(xiàn)PGA中的數(shù)字邏輯電路能夠?qū)崟r地將路徑從圖像中準(zhǔn)確地識別出來,.充分體現(xiàn)了FPGA對路徑圖像的高速處理優(yōu)勢,達(dá)到了設(shè)計預(yù)期目標(biāo),在一定程度上豐富了路徑圖像識別處理的技術(shù)和方法。
標(biāo)簽: FPGA 路徑識別 圖像傳感器
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基于人工電視監(jiān)視的交通檢測方法存在檢測效率低、實時性差的缺點,提出了基于視頻序列的交通參數(shù)和交通事件檢測系統(tǒng)。將采集和預(yù)處理后的視頻信號通過DSP處理,檢測視頻交通參數(shù)和交通事件,提取的交通參數(shù)和交通事件等分析結(jié)果通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議傳給視頻分析識別終端,在視頻分析識別終端上存儲、顯示交通參數(shù)與交通事件和視頻信息,設(shè)置系統(tǒng)參數(shù),同時可以進(jìn)行查詢、檢索以及管理交通參數(shù)與交通事件。該系統(tǒng)實現(xiàn)了對車流量、車速、拋落物、行人和停車等交通參數(shù)與事件的實時性檢測。
標(biāo)簽: 視頻序列 交通檢測
上傳時間: 2013-11-12
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