在特定的工業測控應用中對處理器的功耗有嚴格的要求,類似X86處理器芯片系列由于繼承了原有8086的構架,功耗很大,不能滿足要求。當前應用廣泛的ARM系列處理器有低功耗、高處理器能力的優點,非常適合于此類應用。由于ARM處理器并沒有對PC/104總線有支持,所以本設計使用CPLD可編程邏輯完成ARM本地總線與PC/104總線的轉換。文章完成了以下工作: 1.介紹了工業控制計算機的發展情況和當前使用廣泛的PC/104計算機,描述了嵌入式系統的發展歷史和軟硬件組成,分析了X86與ARM處理器構架的特點與優缺點; 2.從PC/104總線規范出發,對基于ARM處理器的PC/104工業控制嵌入式工控機進行了總體設計,軟硬件選型部分對當前流行的軟硬件系統進行了詳細地描寫,硬件處理器選用SAMSUNG公司的S3C2410,軟件系統采用嵌入式Linux操作系統; 3.對系統硬件各個部分實現細節進行了描寫,包括最小系統、CAN網絡、以太網絡和PC/104總線控制器;其中著重對PC/104總線控制器的實現方案進行了討論,分析了ARM本地總線時序和PC/104總線時序,最后使用VHDL語言實現了了總線控制器邏輯; 4.移植了嵌入式Linux操作系統,Linux操作系統移植分為配置、編譯和下載運行調試三個步驟;基于Linux操作系統編寫了PC/104總線驅動,驅動完成映射PC/104地址到系統虛擬地址和中斷綁定;編寫了基于PC/104的CAN總線驅動,分析了驅動初始化、中斷處理流程、數據緩沖區管理和文件操作接口,描寫了驅動的編譯和下載過程;最后給出了應用程序接口; 5.根據機車工業控制領域的具體要求,開發了實際系統,給出了系統主要參數指標;對系統的運算性能進行了測試,測試表明定點運算能力與X86相當,符合設計要求:系統通過鐵標高低溫測試和射頻干擾測試,并進行了為期3個月的裝車試運行,試運行過程中系統工作正常,完全能夠滿足設計要求。
上傳時間: 2013-07-10
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隨著信息化、網絡化和智能化的發展,嵌入式系統和加密技術成為當今熱門的技術。本文將兩方面的技術結合起來,在對ARM嵌入式系統和高級數據加密標準算法Rijndael作全面分析的基礎上,對其應用做了研究。 文中首先分析了嵌入式系統和數據加密算法的發展狀況,介紹了 ARM微處理器體系結構和 Rijndael 算法原理的相關知識。然后,結合課題研究,詳細介紹了開發板 SHX-ARM7 的硬件配置和嵌入式軟件開發環境的建立,包括 ADS1.2和超級終端的設置。 文中深入研究了嵌入式操作系統的移植和 Rijndael 算法在開發板上的編程實現,給出了仿真實驗結果。選擇移植的μC/OS-Ⅱ操作系統具有良好的實時性、可擴展性和可移植性,為進一步的嵌入式應用打下基礎。Rijndael 算法的實現分為三大模塊:密鑰擴展、加密和解密模塊,其結果可作為API函數,在嵌入式加密應用軟件編程中直接調用。 本文對基于 ARM 的 Rijndael 算法的應用進行了探討,給出了基于ARM微處理器與Rijndael算法的IC卡數據加密系統的設計方案,并提出了三種密鑰安全管理方案,經比較重點描述了“一卡一密、一次一密”的密碼管理思想。該方法能夠保證每張 IC 卡每次用來存儲重要數據時的初始密鑰都是隨機的,在一定程度上增加了破譯難度,提高了安全性。 在結論中闡述了尚需進一步解決的問題以及下一步的工作內容。
上傳時間: 2013-07-06
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利用ARM處理器開發處理音頻信號的設備很多,如移動電話、MD(MiniDisc),DVD播放器、MP3音頻譯碼器等;同樣,基于ARM處理器的網絡設備也很多,如網絡調制解調器、網絡電腦、因特網設備等。但利用ARM處理器把語音處理和網絡通信功能結合起來無疑是一種新的嘗試,它的設計成功會給網絡留言技術的開發提供一種新的思路。 本文通過一個ARM9芯片S3C2410作為處理器的嵌入式語音采集系統,詳細闡述了嵌入式系統的設計與開發過程,其中包括: 交叉編譯環境的搭建:交叉編譯環境是嵌入式開發工具的集合,搭建該環境就是在系統中編譯安裝開發工具鏈。 操作系統內核的移植:這是嵌入式開發的主要單元之一,移植內核主要是對內核進行重新配置,使它符合特定系統的需要,然后重新編譯生成可執行的內核鏡像文件。 文件系統的移植:文件系統是操作系統對數據進行管理的有效和必要的助手。移植文件系統包括制作文件系統鏡像、在Flash上為文件系統分配存儲空間以及文件系統與嵌入式操作系統的有效配合。 驅動程序的設計:驅動是操作系統與硬件溝通的橋梁,驅動設計就是編寫具體硬件的讀寫控制函數并向操作系統提供統一的接口。 本文更著重于介紹實際開發中使用的技術以及遇到的問題和解決方法。在第4章中結合語音芯片UDA1341TS闡述了語音數據的采集與處理;結合網卡控制芯片CS8900A闡述了網絡通信和網卡的驅動,以及網絡開發中遇到的問題和解決方法。
上傳時間: 2013-07-11
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國內電力市場的開放給電力公司帶來了新的挑戰。各家電力公司都在尋求提高公司效率,增加客戶、改善服務的方案。在此競爭的舞臺上,采用先進技術的自動抄表和負荷管理系統就成為一個強有力的工具。它可以加強企業內部管理,加強對電網負載能力的控制。集軟硬件于一體的一整套電力負荷控制系統就成為滿足當前市場需求、順應國家電力改革的解決方案。 論文是基于ARM和GPRS電力負荷管理系統的研究與設計,主要工作是研制應用于電力負荷管理系統的GPRS終端,包括終端的軟硬件系統的設計和調試。自主開發了PPP協議,成功地將PPP協議應用于GPRS終端,所以此終端具有很強的后續擴展性和移植性。 論文首先介紹了電力負荷管理系統的研究背景、目的及意義,結合國內外發展情況,指出了現有系統的不足,伴隨GPRS、CDMA等新一代無線通信技術的發展對其進行改進。 其次對GPRS無線通信技術進行研究,了解GPRS終端數據傳輸協議——TCP/IP、PPP協議的基本原理。并對電力負荷系統的整體架構和通信方式進行了研究分析。 再次是對GPRS終端硬件的設計,主要包括ARM微處理器硬件系統的設計、串行擴展電路以及GPRS模塊的電路的設計。 最后本文著重對PPP協議做重點研究和設計。按照自身狀態機機制,從PPP的協議結構、運行機制、協商分析過程來展開,對PPP協議的實現進行詳細設計說明。同樣也對GPRS終端撥號上網程序進行了設計與實現。 經測試,GPRS終端能夠順利地進行撥號,并發送數據。證明了GPRS終端運行穩定可靠,達到了預期的效果和設計要求,有利于配電網絡運行的安全性和經濟性管理,對加強用電管理和提高電網供電質量起到了積極的作用。
上傳時間: 2013-04-24
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UHF(Ultra High Frequency,超高頻)RFID(Radio Frequency Identification,射頻身份識別)技術是近幾年剛剛開始興起并得到迅速推廣應用的一門新技術。該技術已被廣泛應用于工業自動化、商業自動化、交通運輸控制管理等眾多領域。但是,基于超高頻頻段讀寫器的研制在我國尚處于起步階段,傳統的超高頻讀寫器都是在單片機的基礎上實現的,這類讀寫器很難實現復雜的多任務功能;隨著經濟的飛速發展,能夠與網絡互聯并且帶有操作系統的超高頻讀寫器越來越受人們的青睞與追求。針對這些問題,本文設計并實現了一種基于ARMS3C2410微處理器和Linux操作系統的超高頻讀寫器,主要內容有: (1)分析了射頻識別技術的發展歷程和前景,以嵌入式技術為研究背景,結合軟硬件開發平臺,給出了一種基于ARM和Linux的超高頻讀寫器設計思路,指出了選題研究的目的和意義。 (2)闡述了超高頻讀寫器的原理及其應用,分析了讀寫器和標簽之間進行數據傳輸時所用到的相關技術;在給出超高頻讀寫器主要技術性能指標及功能要求的基礎上給出了基于ARMS3C2410和Linux超高頻讀寫器系統的總體設計,同時對系統構建過程中所用到的軟硬件進行了器件選型。 (3)實現了超高頻讀寫器系統硬件電路的模塊設計,主要包括主控電路模塊、存儲電路模塊、電源模塊、以太網模塊、液晶顯示模塊以及射頻收發模塊;闡述了各模塊的組成原理與實現方法,完成了硬件電路的原理圖繪制及PCB制板。 (4)根據系統的軟件需求,構建了一個進行嵌入式開發所需的軟件平臺。建立了交叉編譯環境以及NFS開發調試環境;移植了系統啟動所需的引導程序bootloader;實現了嵌入式Linux操作系統內核、文件系統的配置與移植;給出了Linux系統下典型設備(觸摸屏、網絡接口、LCD)驅動程序的移植方法。 (5)結合實驗測試環境,對超高頻讀寫器輸出功率,讀寫器發送命令以及標簽應答波形進行了測試與分析;對讀寫器的整機性能進行了聯機測試,給出了讀寫器系統的實際運行效果圖,同時對測試結果進行了總結。 實際應用結果表明,基于ARMS3C2410微處理器和Linux操作系統的超高頻讀寫器能夠實現接入網絡的功能,其讀寫速度、識別率以及識別距離等技術性能指標均達到或優于設計標準要求,該讀寫器在與PC機連接的情況下能進行數據處理,樣機系統運行穩定可靠,達到了預期的設計目標。
上傳時間: 2013-07-25
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遠程監控系統是許多重要場所諸如電力、郵電、銀行、交通、商場等需要信息廣泛交流企業的生產與管理的必備系統。傳統遠程監控系統的實現方式一般都需要自己建設并維護有線或無線網絡,維護費用高,通信距離有限。隨著通信技術的發展,原有的遠程監控系統已經日益不能滿足多方面的要求,我們需要實時性更高,通信距離更遠,成本更低的通信方式,本文就此提出了一種基于GPRS的遠程數據監控系統。 本文的創新點是采用了GPRS技術中的TCP傳輸方式來傳輸監控系統采集的圖像數據,相比傳統有線網絡,在維護成本,通信距離上有了很大的提高,相比傳統無線網絡在實時性,傳輸速率,可靠性上有了明顯的改善。 本論文分幾個部分詳細介紹了課題的研究內容。第一部分主要介紹了課題背景和監控系統的發展歷史及各類監控系統的比較。第二部分描述了本監控系統中遠程終端硬件系統搭建工作,包括各部分器件的選取以及在S3C4480為核心的開發板上擴展出LM9617接口。第三部分描述了以uC/OS操作系統為核心的遠程終端軟件設計流程,包括uC/OS操作系統和FAT16文件系統的移植,LCD顯示驅動, Nand-flash底層驅動的編寫等工作。第四部分詳細說明了本系統圖像采集的具體軟件實現,包括根據實際情況配置CMOS圖像傳感器LM9617的寄存器以及從LM9617中讀取圖像數據然后將數據寫入Nand-flash存儲器的具體過程。第五部分詳細說明了本系統圖像數據傳輸的具體軟件實現,采用的是GPRS企業公網組網方式,包括遠程終端程序設計和監控中心服務器搭建兩部分工作。遠程終端程序設計包括初始化串口通信,將Nand-flash中的圖像數據讀出并通過GPRS模塊GM862發送到監控中心服務器上;監控中心服務器程序設計包括啟動建立并啟動Socket監聽,以及收到連接請求后GPRS通信鏈路的建立。最后分別用TCP和UDP兩種傳輸方式對監控系統進行了測試,證明了GPRS的TCP傳輸方式確實更適合于監控系統。
上傳時間: 2013-07-19
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音頻管理組件(Audio Management Unit,AMU)是先進客艙娛樂與服務系統(Advanced Cabin Entertainment Service System,ACESS)的組成部分,應用于飛機上音頻資源的管理與控制。飛機運營對航空機載電子系統準確性、復雜性和安全性的高要求,使得其維修維護工作極大地依賴于自動測試設備(Automatic Testing Equipment,ATE)。本課題來源于實際工程項目, FPGA技術具備多種優點,將其與民航測試設備結合研制一個用于檢測AMU故障的自動測試系統,該系統將對AMU自動完成部件維修手冊(Comvonent Maintenance Manual,CMM)所規定的全部功能、性能方面的綜合測試。 本文首先概述音頻管理組件、自動測試系統及其在民航領域的應用,并闡述了課題的背景、研究目標和相關技術要求;文章對可編程邏輯器件CPLD/FPGA的結構原理、硬件描述語言VHDL的特點以及MAXL+plusⅡ軟件的設計流程進行了說明,重點闡述了基于FPGA的DDS信號發生器以及數據采集卡的設計實現、并著重闡述了ARINC429總線的傳輸規范,和基于FPGA的ARINC429總線接口的設計與實現。在ARINC429接口設計中采用自頂向下,多層次系統設計的方法,用VHDL語言進行描述。在發送器中利用了FPGA內部的分布式RAM創建異步FIFO,節約了FPGA的內部資源和提高了數據傳輸速度;在接收器中采用了提高抗干擾性的優化設計。測試結果表明基于FPGA的設計實現ARINC429總線數據通信的要求,使用方便,可靠性好,能夠克服HS-3282芯片中的數據格式固定,使用不夠靈活方便,價格昂貴的缺點。
上傳時間: 2013-08-06
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為污染源遠程監測系統設計開發了Client/Server模式的管理信息系統軟件,整套管理軟件采用Delphi開發,后臺支持數據庫采用SQL Server 2000。可完成系統管理、排污企業信息管理、實
上傳時間: 2013-07-27
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作為嵌入式系統核心的微處理器,是SOC不可或缺的“心臟”,微處理器的性能直接影響著整個SOC的性能。 與國際先進技術相比,我國在這一領域的研究和開發工作還相當落后,這直接影響到我國信息產業的發展。本著趕超國外先進技術,填補我國在該領域的空白以擺脫受制于國外的目的,我國很多科研單位和公司進行了自己的努力和嘗試。經過幾年的探索,已經有多種自主知識產權的處理器芯片完成了設計驗證并逐漸進入市場化階段。我國已結束無“芯”的歷史,并向設計出更高性能處理器的目標邁進。 艾科創新微電子公司的VEGA處理器,是公司憑借自己的技術力量和科研水平設計出的一款64位高性能RSIC微處理器。該處理器基于MIPSISA構架,采用五級流水線的設計,并且使用了高性能處理器所廣泛采用的虛擬內存管理技術。設計過程中采用自上而下的方法,根據其功能將其劃分為取指、譯碼、算術邏輯運算、內存管理、流水線控制和cache控制等幾個功能塊,使得我們在設計中能夠按照其功能和時序要求進行。 本文的首先介紹了MIPS微處理器的特點,通過對MIPS指令集和其五級流水線結構的介紹使得對VEGA的設計有了一個直觀的認識。在此基礎上提出了VEGA的結構劃分以及主要模塊的功能。作為采用虛擬內存管理技術的處理器,文章的主要部分介紹了VEGA的虛擬內存管理技術,將VEGA的內存管理單元(MMU)尤其是內部兩個翻譯后援緩沖(TLB)的設計作為重點給出了流水線處理器設計的方法。結束總體設計并完成仿真后,并不能代表設計的正確性,它還需要我們在實際的硬件平臺上進行驗證。作為論文的又一重點內容,介紹了我們在VEGA驗證過程中使用到的FPGA的主要配置單元,FPGA的設計流程。VEGA的FPGA平臺是一完整的計算機系統,我們利用在線調試軟件XilinxChipscope對其進行了在線調試,修正其錯誤。 經過模塊設計到最后的FPGA驗證,VEGA完成了其邏輯設計,經過綜合和布局布線等后端流程,VEGA采用0.18工藝流片后達到120MHz的工作頻率,可在其平臺上運行Windows-CE和Linux嵌入式操作系統,達到了預計的設計要求。
上傳時間: 2013-07-07
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上傳時間: 2013-06-30
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