隨著計算機、通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)廣泛地滲透到各行各業(yè)及人們?nèi)粘I畹姆椒矫婷嬷?。由于嵌入式系統(tǒng)的復(fù)雜性不斷增加,嵌入式操作系統(tǒng)成為了嵌入式系統(tǒng)中最重要的組成部分。在各種嵌入式操作系統(tǒng)中,Linux憑借其性能優(yōu)異、結(jié)構(gòu)清晰、平臺支持廣泛、網(wǎng)絡(luò)支持強勁及開放源代碼等多方面的優(yōu)勢,被嵌入式系統(tǒng)開發(fā)者廣泛的采用。同時隨著近幾年來國內(nèi)嵌入式領(lǐng)域發(fā)展非常迅速,其中32位ARM處理器結(jié)構(gòu)體系的嵌入式CPU在商用領(lǐng)域、工控領(lǐng)域和軍用領(lǐng)域都得到了廣泛使用。 近幾年隨著無線通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、信息采集和處理技術(shù)的飛速發(fā)展,出現(xiàn)了低成本、低功耗、多功能的微型無線傳感器節(jié)點。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是隨著傳感器節(jié)點的發(fā)展而興起的計算機科學(xué)技術(shù)的一個新的研究領(lǐng)域,它是由一組無線傳感器節(jié)點通過ad-hoc方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò),綜合傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和無線通信技術(shù),能夠協(xié)作地實時監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息,并對其進行處理,并傳送到需要這些信息的用戶處。這種無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)被廣泛地用于國防軍事、國家安全、環(huán)境監(jiān)測、交通管理、醫(yī)療衛(wèi)生、制造業(yè)、反恐救災(zāi)等領(lǐng)域,具有十分巨大的發(fā)展?jié)摿?,引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視。 目前,手持終端的應(yīng)用范圍主要是在商業(yè)領(lǐng)域,開發(fā)一款適合在工業(yè)現(xiàn)場等無線傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控領(lǐng)域的手持終端是本文的初衷。本文從嵌入式系統(tǒng)的角度,采用目前比較流行的ARM9處理器和嵌入式Linux的操作系統(tǒng),闡述手持終端硬件平臺的設(shè)計和軟件的移植方案;接著研究了系統(tǒng)引導(dǎo)程序的原理、設(shè)備驅(qū)動開發(fā)的關(guān)鍵點、根文件系統(tǒng)的制作方法。在此基礎(chǔ)上,分析和移植引導(dǎo)程序U-Boot 1.1.4的實現(xiàn)、無線收發(fā)芯片CC2420的驅(qū)動開發(fā)和幀緩沖驅(qū)動的開發(fā),并針對目標平臺的特點完成了文件系統(tǒng)的構(gòu)建;然后介紹了基于Qt/Embedded的圖形界面開發(fā)的基礎(chǔ),最后對本文研究工作進行總結(jié)。
標簽: ARM 架構(gòu) 無線 數(shù)據(jù)采集與處理
上傳時間: 2013-06-26
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目前,嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)控制和智能家電等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但同時大量的嵌入式應(yīng)用也對嵌入式設(shè)備的性能和功能提出了更高的要求。隨著國內(nèi)嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展,ARM芯片以其高性能、低功耗、低成本的優(yōu)勢獲得了廣泛的重視和應(yīng)用。嵌入式Linux是在標準Linux基礎(chǔ)上,經(jīng)過適當?shù)睾喕?裁剪),然后加入一些特定的功能,形成的一個精巧的、高效的、滿足特定應(yīng)用需求地專用(定制)操作系統(tǒng),它具有用戶可裁剪、可配置的特點。在各種嵌入式操作系統(tǒng)中,嵌入式Linux憑借其內(nèi)核結(jié)構(gòu)優(yōu)良、功能強大、高性能、穩(wěn)定性好以及源代碼開放等方面的優(yōu)勢,成為了嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域應(yīng)用中的技術(shù)熱點。本論文設(shè)計了以嵌入式微處理器和嵌入式操作系統(tǒng)為核心的系統(tǒng),并在這個平臺上實現(xiàn)了應(yīng)用軟件,構(gòu)建了一個嵌入式的數(shù)據(jù)采集和發(fā)布系統(tǒng),可以對設(shè)備數(shù)據(jù)進行串口采集,并利用因特網(wǎng)進行發(fā)布和控制操作。 為了實現(xiàn)這些功能,本文選用了Cirrus Logic公司的EP9302(ARM920T)作為系統(tǒng)的核心,以源代碼開放的經(jīng)過裁剪配置的嵌入式Linux為軟件平臺,設(shè)計了應(yīng)用軟件的設(shè)備數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)交換網(wǎng)關(guān)模塊,實現(xiàn)了網(wǎng)頁服務(wù)器GoAhead移植,并完成了GoAhead服務(wù)器支持的自己的ASP頁面以及后臺函數(shù)的編寫,并在此基礎(chǔ)上研究了系統(tǒng)為保證可靠性而采取的一些措施。在整個系統(tǒng)的設(shè)計過程中充分發(fā)揮了嵌入式Linux的可移植性好、源代碼公開、開發(fā)成本低的優(yōu)點,解決了軟件移植和設(shè)計編寫、提高系統(tǒng)可靠性等的一系列關(guān)鍵性問題。 本嵌入式系統(tǒng)采集平臺的用途是實時采集被監(jiān)控設(shè)備的當前運行狀況信息,使用戶能夠遠程通過網(wǎng)頁瀏覽器及時掌握被監(jiān)控設(shè)備的運行狀況,在必要時刻根據(jù)需要能夠?qū)υO(shè)備進行相關(guān)控制操作和設(shè)置相關(guān)運行參數(shù),以便能夠控制被監(jiān)控設(shè)備的運行方式。本論文設(shè)計的嵌入式數(shù)據(jù)采集、發(fā)布系統(tǒng)可以在類似遠程數(shù)據(jù)控制的系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。
標簽: Linux ARM 嵌入式 網(wǎng)絡(luò)
上傳時間: 2013-05-27
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本文從總體方案、硬件電路、軟件程序、性能測試等幾個方面詳細地闡述了基于FPGA與USB2.0的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。采集系統(tǒng)選用高采樣率低噪聲的12位AD轉(zhuǎn)換芯片進行AD轉(zhuǎn)換電路設(shè)計;借助頻率高、內(nèi)部時延小的FPGA芯片實現(xiàn)USB固件并以此控制USB接口芯片,通過乒乓的方式對采樣數(shù)據(jù)進行緩存,提高了系統(tǒng)數(shù)據(jù)吞吐能力;運用USB2.0標準的接口芯片為整個采集系統(tǒng)提供USB的通信能力。采用集成度較高的FPGA芯片作為系統(tǒng)控制核心,降低了設(shè)計難度,提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性,同時還減小了設(shè)備體積。
標簽: FPGA 2.0 USB 數(shù)據(jù)采集
上傳時間: 2013-04-24
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本論文利用FPGA可編程邏輯器件和硬件描述語言Verilog,采用自頂向下的設(shè)計方法,開發(fā)了一款基于PCI總線的高速數(shù)據(jù)采集卡。本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中,采用PLX公司生產(chǎn)的PLX9080作為PCI總線接口芯片。用4片每片容量為8MB的SDRAM作為數(shù)據(jù)采集的前端和PCI總線的數(shù)據(jù)緩沖。用ALTERA公司生產(chǎn)的Cyclone系列FPGA實現(xiàn)PCI接口芯片PLX9080的時序邏輯、對數(shù)據(jù)采集通道的前端控制以及對SDRAM的讀寫控制?! ≡诒菊撐膶⒅攸c放在了用硬件描述語言Verilog進行FPGA硬件邏輯編程上。本論文按照自頂向下的設(shè)計方法,詳細論述了PCI接口轉(zhuǎn)化電路模塊、SDRAM存儲片子讀寫控制電路模塊、FPGA內(nèi)部寄存器讀寫控制電路模塊以及用于RF端的自動增益控制電路AGC模塊的設(shè)計。
上傳時間: 2013-04-24
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在圖像處理、航空航天、遙感測量、現(xiàn)代電子測試等很多領(lǐng)域,要求測試儀器設(shè)備能及時保存原始測試數(shù)據(jù),用于事后數(shù)據(jù)分析和處理。同時前端探測器性能的提高,對于各種系統(tǒng)存儲容量、體積、造價、穩(wěn)定性等都提出了更高的要求。因此研制性能可靠、體積小、低成本的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)是十分必要的。 本文提出基于ARM嵌入式處理器+FPGA結(jié)構(gòu)的高速信號采集與存儲系統(tǒng)解決方案。進行了信號采集與存儲系統(tǒng)設(shè)計。其特點是高性能、低成本、體積小。 文中利用了ARM處理器和FPGA可編程邏輯器件的特點,進行了基于本方案的硬件設(shè)計,:FPGA軟件設(shè)計。敘述了PCB設(shè)計以及調(diào)試過程中需注意的問題。 系統(tǒng)的硬件設(shè)計以ARM和FPGA為平臺,ARM處理器采用了Samsung公司的S3C2410,F(xiàn)PGA采用Altera公司的EP2C8。硬件設(shè)計圍繞著核心芯片,進行了電源設(shè)計和ARM和FPGA外圍電路設(shè)計。 ARM處理器實現(xiàn)了系統(tǒng)的控制;FPGA作為協(xié)處理器實現(xiàn)了FIFO,一些接口、時序控制等,協(xié)助ARM采集數(shù)據(jù)。在FPGA中實現(xiàn)硬件電路簡化了外圍電路,使得設(shè)計靈活,開發(fā)調(diào)試方便,也提高了系統(tǒng)的可靠性。 系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)采用的是Linux,基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)的特點,分析了系統(tǒng)的實時性。接著進行了Linux平臺上基于Qt的用戶界面應(yīng)用程序設(shè)計。 最后分析了系統(tǒng)測試結(jié)果,并指出存在的問題和改進方法。
上傳時間: 2013-07-10
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本文研究基于ARM與FPGA的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)技術(shù)。論文完成了ARM+FPGA結(jié)構(gòu)的共享存儲器結(jié)構(gòu)設(shè)計,實現(xiàn)了ARMLinux系統(tǒng)的軟件設(shè)計,包括觸摸屏控制、LCD顯示、正弦插值算法設(shè)計以及各種顯示算法設(shè)計等。同時進行了信號的高速采集和處理的實際測試,對實驗測試數(shù)據(jù)進行了分析。 論文分別從軟件和硬件兩方面入手,闡述了基于ARM處理器和FPGA芯片的高速數(shù)據(jù)采集的硬件系統(tǒng)設(shè)計方法,以及基于ARMLinux操作系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)計和應(yīng)用程序設(shè)計。 硬件方面,在FPGA平臺上,我們首先利用乒乓操作的方式將一路高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成頻率為原來頻率1/4的4路低速數(shù)據(jù)信號,再將這四路數(shù)據(jù)分別存儲到4個FIFO中,然后再對這4個FIFO中的數(shù)據(jù)拼接并存儲在FPGA片上的雙端口雙時鐘RAM中,最后將FPGA的雙端口雙時鐘RAM掛載到ARM系統(tǒng)的總線上,實現(xiàn)了ARM和FPGA共享存儲器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),使ARM處理器可以直接讀取這個雙端口雙時鐘的RAM中的數(shù)據(jù),從而大大提高了數(shù)據(jù)采集與處理的效率。在采樣頻率控制電路設(shè)計方面,我們通過使FIFO的數(shù)據(jù)存儲時鐘降低為標準狀態(tài)下的1/n實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集頻率降為標準狀態(tài)的1/n,從而實現(xiàn)了由FPGA控制的可變頻率的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 軟件方面,為了更有效地管理和拓展系統(tǒng)功能,我們移植了ARMLinux操作系統(tǒng),并在S3C2410平臺上設(shè)計實現(xiàn)了基于Linux操作系統(tǒng)的觸摸屏驅(qū)動程序設(shè)計、LCD驅(qū)動程序移植、自定義的FPGA模塊驅(qū)動程序設(shè)計、LCD顯示程序設(shè)計、多線程的應(yīng)用程序設(shè)計。應(yīng)用程序能夠控制FPGA數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)工作。 在前端采樣頻率為125MHz情況下,系統(tǒng)可以正常工作。能夠?qū)崿F(xiàn)對頻率在5MHz以下的信號波形的直接顯示;對5MHz至40MHz的信號,使用正弦插值算法進行處理,顯示效果良好。同時這種硬件結(jié)構(gòu)可擴展性強,可以在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)8路甚至16路緩沖的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),可以使系統(tǒng)支持更高的采樣頻率。
標簽: FPGA ARM 高速數(shù)據(jù) 采集
上傳時間: 2013-07-04
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基于單片機的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文 本文介紹了基于單片機的數(shù)據(jù)采集的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是模擬域與數(shù)字域之間必不可少的紐帶,它的存在具有著非常重要的作用。
標簽: 多路數(shù)據(jù)采集
上傳時間: 2013-04-24
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傳感器是測控系統(tǒng)的重要組成部分,但有些傳感器,如增量式或絕對式旋轉(zhuǎn)編碼器,因無配套的二次儀表,給使用帶來不便。有些傳感器雖然可以買到配套的儀表,但價格昂貴,功能單一且功能無法擴展。為此,本課題以設(shè)計一種通用性強,功能擴展方便的測量儀表為目的,將計算機技術(shù)與嵌入式微處理器技術(shù)用于測量儀表當中,設(shè)計一種基于ARM的嵌入式智能儀表。課題主要研究工作包括: 1.在分析比較各種二次儀表功能的基礎(chǔ)上,提出了基于ARM的嵌入式智能儀表設(shè)計方案。搭建了儀表的硬件平臺。 2.軟件設(shè)計實現(xiàn)了μC/OS-Ⅱ嵌入式系統(tǒng)在ARM7微控制器上的移植。在此基礎(chǔ)上,對嵌入式系統(tǒng)進行了一定的擴展,編寫了LCD驅(qū)動程序,調(diào)用了串口通信,A/D轉(zhuǎn)換等模塊的API函數(shù),建立了多任務(wù)環(huán)境,使儀表兼具PWM脈寬調(diào)制功能、數(shù)據(jù)采集、顯示和傳輸功能。 3.通過增量式、絕對式旋轉(zhuǎn)編碼器實驗、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器實驗、輸出模擬信號的角度傳感器實驗和PWM輸出實驗驗證儀表的功能。 RTOS平臺的構(gòu)建,降低了軟件設(shè)計的復(fù)雜度,提高了系統(tǒng)的實時性和靈活性,縮短了開發(fā)周期。經(jīng)過實驗驗證,該儀表能夠準確測定頻率信號、模擬信號及數(shù)字信號。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,隨著計算機和通信技術(shù)的飛速發(fā)展,特別是網(wǎng)絡(luò)的迅速普及和3C(計算機、通信、消費電子)合一的加速,微型化和專業(yè)化成為發(fā)展的新趨勢,嵌入式產(chǎn)品已經(jīng)成為了信息產(chǎn)業(yè)的主流,嵌入式系統(tǒng)技術(shù)也成為目前電子產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域最為熱門的技術(shù)之一,目前已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于軍事國防、消費電子、網(wǎng)絡(luò)通信、工業(yè)控制等各個領(lǐng)域。本文在研究視頻采集發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢的基礎(chǔ)上,設(shè)計了一種基于32位處理器的嵌入式圖像采集和傳輸系統(tǒng)。此套硬件系統(tǒng)可應(yīng)用于LCD顯示屏、桌面視頻、多媒體、數(shù)字電視機、圖像處理、可視電話和遠程戶外圖像采集等領(lǐng)域。 該圖像采集系統(tǒng)在硬件系統(tǒng)上以ARM芯片S3C44BOX為核心,利用CMOS圖像傳感器采集圖像;以FIFO幀存儲器暫存圖像數(shù)據(jù),解決了ARM芯片與圖像傳感器之間速率的不同步問題;并充分利用了FPGA/CPLD高性能、低功耗、低成本的優(yōu)點,用CPID器件控制整個圖像采集的時序邏輯。在軟件平臺移植了嵌入式操作系統(tǒng)’uClinux,并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了底層的驅(qū)動程序和應(yīng)用程序。體積小巧,具備圖像采集、顯示和遠程傳輸功能和良好的可擴展性。 全文共分為五個章節(jié),第一章主要介紹了論文的課題背景和圖像采集技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,介紹了論文的研究目標和研究內(nèi)容。第二章從硬件和軟件兩方面闡述了嵌入式圖像采集系統(tǒng)的總體設(shè)計方案,詳細介紹了硬件開發(fā)平臺嵌入式系統(tǒng)和軟件開發(fā)平臺嵌入式操作系統(tǒng)各自的定義和特點。第三章主要介紹基于ARM的圖像采集系統(tǒng)硬件設(shè)計方面的內(nèi)容,包括各個模塊的具體實現(xiàn)方案、系統(tǒng)硬件性能分析和硬件電路的抗干擾設(shè)計等。第四章研究了基于uClinux平臺的幾個主要模塊的軟件設(shè)計,主要包括圖像傳感芯片的初始化和采集程序的實現(xiàn)、LCD控制器的初始化和圖像顯示程序的實現(xiàn)、以太網(wǎng)控制器的初始化和圖像數(shù)據(jù)傳輸程序的實現(xiàn)。第五章是對全文的一個總結(jié),概括了作者所做的工作,提出所存在的不足并對后續(xù)的研究工作做了進一步的展望。
標簽: ARM 圖像采集系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,安全、可靠的身份識別技術(shù)成為許多系統(tǒng)首先考慮的問題。指紋具有唯一性和穩(wěn)定性,因此指紋采集技術(shù)是指紋識別技術(shù)中的最為重要的一個環(huán)節(jié),伴隨著生物識別技術(shù)的不斷提高,以及指紋傳感器的性能不斷提升,指紋識別技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。因此,高質(zhì)量的采集指紋圖像技術(shù)已經(jīng)成為一個重要的研究課題。 本文的內(nèi)容是基于ARM的指紋采集系統(tǒng)的設(shè)計。按照設(shè)計思想,系統(tǒng)主要包括兩個大的模塊:指紋圖像采集模塊、指紋圖像傳輸模塊。在設(shè)計工作中,根據(jù)系統(tǒng)的實現(xiàn)要求和本專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)最新技術(shù)的發(fā)展狀況,確定了以Samsung公司的ARM7處理器S3C44BOX和ALTERA公司的復(fù)雜可邏輯編程器件EPM240為核心的系統(tǒng)組成方案。 本文主要做的工作有:首先介紹了指紋識別技術(shù)的基本原理和方法,通過對不同類型指紋傳感器的比較選擇了性價比較高的電容式指紋傳感器。設(shè)計了以Samsung ARM和MBF200電容式指紋傳感器為主要組成部分的電容式指紋采集系統(tǒng)。在ADS1.2編譯環(huán)境下對ARM進行基于C語言和匯編語言混合編程的初始化程序,指紋采集程序以及數(shù)據(jù)傳輸程序;采用了USB技術(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)與計算機之間的通訊,大大提高了指紋圖像數(shù)據(jù)的傳輸速度;采用CPLD對系統(tǒng)各個芯片之間的信號進行邏輯控制;采用SST公司的閃爍存儲器SST39VF160存放系統(tǒng)啟動程序Boot loader。 本文首先描述了整個系統(tǒng)的總體方案,然后主要從硬件電路設(shè)計和軟件編程兩個方面對系統(tǒng)進行了詳細的描述,硬件設(shè)計包括芯片的選型、核心芯片接口電路設(shè)計以及處理器的外圍電路設(shè)計,軟件設(shè)計包括系統(tǒng)主程序、指紋采集程序以及指紋數(shù)據(jù)通訊的流程圖。最后列舉了一些在調(diào)試過程中碰到的一些問題以及解決辦法,并為系統(tǒng)進一步優(yōu)化提出了建議。
標簽: ARM 指紋采集 系統(tǒng)研究
上傳時間: 2013-07-23
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