本文設計的井下網(wǎng)絡分站作為“煤礦安全自動檢測、監(jiān)控及管理系統(tǒng)”的一個重要的組成部分,以ARM微控制器為核心,以操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ為操作平臺,采用TCP/IP協(xié)議棧實現(xiàn)了分站的網(wǎng)絡通信功能,很好的解決了當前煤礦企業(yè)安全監(jiān)控系統(tǒng)通信協(xié)議不一致的問題。 在硬件方面,嚴格按照《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術要求》完成了監(jiān)控分站的總體硬件設計,并通過驅動網(wǎng)卡芯片RTL8019AS實現(xiàn)了以太網(wǎng)連接。選用PHILIPS的32位ARM芯片LPC2214作為分站的控制芯片,它帶有16KB的靜態(tài)RAM和256KB的高速FLASH,包含8路10位A/D,還有多個串行接口,可使用的GPIO高達76個(使用了外部存儲器),很好了滿足了分站外接傳感器的多樣化要求。在人機對話方面,系統(tǒng)擴展了128×64的液晶和1×4的鍵盤。在通信方面,采用TCP/IP協(xié)議與地面主機進行通信,將各種參數(shù)傳送到地面主機進行復雜的運算處理。 在軟件方面,介紹了嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的移植過程,并在此基礎上分析了TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn);制定了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換格式;通信過程中采用了標準的TCP/IP協(xié)議;詳細介紹了幾個主要程序模塊的編程思路,如LCD顯示、外部輸入頻率信號的計數(shù)及數(shù)據(jù)存儲,并給出了在實際編程過程中遇到的問題及解決方法。 本監(jiān)控分站根據(jù)《本質安全型“i”》標準將外部接入設備和分站作了電氣隔離,該分站具有2路A/D數(shù)據(jù)采集;6路光電隔離數(shù)字量輸入;2路光電隔離數(shù)字量輸出對外部設備進行遠程管理和控制;人機接口提供人機交互界面,提供按鍵操作和數(shù)據(jù)顯示;RS485通信接口負責與外界設備進行通信;網(wǎng)絡通信接口負責為各種監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)提供兼容的接入接口;非易失性鐵電存儲器作為數(shù)據(jù)存儲區(qū)以保證掉電后存儲數(shù)據(jù)不丟失。
上傳時間: 2013-04-24
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最新的研究進展是OFDM的出現(xiàn),并且在2000年出現(xiàn)了第一個采用此技術的無線標準(HYPERLAN-Ⅱ)。由于它與TDMA及CDMA相比能處理更高數(shù)據(jù)速率,因此可以預想在第四代系統(tǒng)中也將使用此技術。 寬帶應用和高速率數(shù)據(jù)傳輸是OFDM調制/多址技術通信系統(tǒng)的重要特征之一。作者通過參與國家863計劃項目“OFDM通信系統(tǒng)”一年以來的研發(fā)工作,對OFDM通信系統(tǒng)及相關技術有了深入的理解,積累了大量實際經(jīng)驗,并在相關工作中取得了部分研究成果。 另一方面,關于寬帶自適應均衡技術的研究在近年來也引起了廣泛的關注。它是補償信道畸變的重要的技術之一。作者通過參與該項目FPGA部分的開發(fā)與調試工作,基于單片F(xiàn)PGA實現(xiàn)了均衡部分;此外,作者在頻域自適應均衡算法方面也取得了一些理論成果。 本文的主體部分就是根據(jù)上述工作的內容展開的。 首先介紹了本課題相關技術的發(fā)展情況,主要包括:OFDM系統(tǒng)的技術原理、技術優(yōu)勢、歷史和現(xiàn)狀,均衡技術的特點和發(fā)展等。末尾敘述了本課題的來源和研究意義,并簡介了作者的主要工作和貢獻。確定將WSSUS分布和瑞利衰落作為本文研究的信道模型。主要分析了常用的時域均衡器,均是單載波非擴頻數(shù)字調制中常用到的均衡器和均衡算法,為接下來的進一步研究作理論參考。 接著,論述了均衡必須用到的信道估計技術。重點就該方案的核心算法(頻域均衡算法)進行了數(shù)學上進行了較深入的研究,建立系統(tǒng)模型,并據(jù)此推導了三種頻域均衡的算法:頻域消除HICI,Gauss-Seidel迭代算法,頻域線性內插。采用WSSUS信道模型進行了計算機仿真,得出了采用這些均衡算法在不同條件下的性能曲線。并且系統(tǒng)地、有重點地對該方案的原理和實質進行了較深入的討論。歸納比較了各種算法的算法復雜度和能達到的性能,并且結合信道糾錯編解碼進行了細致的分析。進一步嘗試設計了無線局域網(wǎng)OFDM系統(tǒng)的設計,采用典型的歐洲Hyperlan2系統(tǒng)為例,把研究成果引入到實際的整個系統(tǒng)中來看。結合具體的系統(tǒng)指出了該均衡算法在抗衰落和相位偏移方面的應用。 最后,描述了利用Xilinx的xc2v3000-4FG676型號芯片針對OFDM系統(tǒng)實現(xiàn)頻域自適應均衡的方法,主要給出了設計方法、時序仿真結果和處理速度估值等;并結合最新的FPGA發(fā)展動態(tài)和特點,對基于FPGA實現(xiàn)其他均衡算法的升級空間進行了討論。 本文的結束語中,對作者在本文中所作貢獻進行了總結,并指出了仍有待深入研究的幾個問題。
上傳時間: 2013-04-24
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加密算法一直在信息安全領域起著無可替代的作用,它直接影響著國家的未來和發(fā)展.隨著密碼分析水平、芯片處理能力和計算技術的不斷進步,原有的數(shù)據(jù)加密標準(DES)算法及其變形的安全強度已經(jīng)難以適應新的安全需要,其實現(xiàn)速度、代碼大小和跨平臺性均難以繼續(xù)滿足新的應用需求.在未來的20年內,高級加密標準(AES)將替代DES成為新的數(shù)據(jù)加密標準.高級加密標準算法是采用對稱密鑰密碼實現(xiàn)的分組密碼,支持128比特分組長度及128比特、192比特與256比特可變密鑰長度.無論在反饋模式還是在非反饋模式中使用AES算法,其軟件和硬件對計算環(huán)境的適應性強,性能穩(wěn)定,密鑰建立時間優(yōu)良,密鑰靈活性強.存儲需求量低,即使在空間有限的環(huán)境使用也具備良好的性能.在分析高級加密標準算法原理的基礎上,描述了圈變換及密鑰擴展的詳細編制原理,用硬件描述語言(VHDL)描述了該算法的整體結構和算法流程.詳細論述了分組密碼的兩種運算模式(反饋模式和非反饋模式)下算法多種體系結構的實現(xiàn)原理,重點論述了基本體系結構、循環(huán)展開結構、內部流水線結構、外部流水線結構、混合流水線結構及資源共享結構等.最后在XILINX公司XC2S300E芯片的基礎上,采用自頂向下設計思想,論述了高級加密標準算法的FPGA設計方法,提出了具體模塊劃分方法并對各個模塊的實現(xiàn)進行了詳細論述.圈變換采用內部流水線結構,多個圈變換采用資源共享結構,密鑰調度與加密運算并行執(zhí)行.占用芯片面積及引腳資源較少,在芯片選型方面具有很好的適應性.
上傳時間: 2013-06-20
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語音識別技術是信息技術領域的重要發(fā)展方向之一,小詞匯量非特定人孤立詞語音識別是語音識別領域中一個具有廣泛應用背景的分支,在家電遙控、智能玩具、人機交互等領域有著重要的應用價值.語音識別芯片從20世紀90年代開始出現(xiàn),目前的語音識別芯片都是以DSP為核心集成的語音識別系統(tǒng),算法主要通過軟件實現(xiàn),為了提高速度和降低成本,下一代語音識別芯片將設計成軟硬件協(xié)同實現(xiàn),本文的目的是使用全硬件方法實現(xiàn)語音識別算法,為軟硬件協(xié)同實現(xiàn)的方案提供參考.本論文主要完成了以下工作:(1)在選定的FPGA平臺上,完成了整個系統(tǒng)的硬件設計.(2)對于硬件中難于實現(xiàn)而且占用較多資源的乘法器、求對數(shù)、求平方根以及快速傅立葉變換等關鍵模塊,本文都根據(jù)電路的具體特點,給出了巧妙的實現(xiàn)方案,完成了算法需要的功能.(3)設計中使用了模塊復用和流水線技術.(4)根據(jù)設計結果,給出了各個模塊占用的硬件資源和運行速度.實驗結果表明,本文所設計的硬件系統(tǒng)能夠正常工作,在速度和面積方面都達到了設計要求.
上傳時間: 2013-06-12
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隨著電子信息技術的發(fā)展和國際國內成品油零售市場的激烈競爭,中國石油的成品油零售必須實行IC卡加油和信息化管理,從而實現(xiàn)“一卡在手、全國加油”。 本項目在原有基于ARM處理器的加油POS機基礎上進行非接觸CP[J卡讀卡改造,深入研究了非接觸卡的原理以及卡片操作系統(tǒng)(COS),尤其是非接觸卡相對于接觸卡的先進性和可靠性;在加油POS機上進行非接觸CPU卡讀卡模塊改造,成功的實現(xiàn)了接觸卡接口協(xié)議和非接觸卡接口協(xié)議的軟硬件轉換,一定程度上降低了新設備研發(fā)的成本并符合中石油的項目進度要求。該項目的試點成功為中石油在全國范圍內實現(xiàn)所有的加油設備進行非接觸卡改造積累了技術基礎及工程實施的經(jīng)驗。通過非接觸卡讀卡的可靠性研究,為非接觸CPU卡在石油行業(yè)的廣泛應用奠定了很好的基礎,同時為公司爭取更多的設備改造項目贏得了諸多的積累和支持。
標簽: 智能讀寫 設備 系統(tǒng)設計 軟硬件
上傳時間: 2013-07-03
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現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)是一種現(xiàn)場可編程專用集成電路,它將門陣列的通用結構與現(xiàn)場可編程的特性結合于一體,如今,F(xiàn)PGA系列器件已成為最受歡迎的器件之一。隨著FPGA器件的廣泛應用,它在數(shù)字系統(tǒng)中的作用日益變得重要,它所要求的準確性也變得更高。因此,對FPGA器件的故障測試和故障診斷方法進行更全面的研究具有重要意義。隨著FPGA器件的迅速發(fā)展,F(xiàn)PGA的密度和復雜程度也越來越高,使大量的故障難以使用傳統(tǒng)方法進行測試,所以人們把視線轉向了可測性設計(DFT)問題。可測性設計的提出為解決測試問題開辟了新的有效途徑,而邊界掃描測試方法是其中一個重要的技術。 本文對FPGA的故障模型及其測試技術和邊界掃描測試的相關理論與方法進行了詳細的探討,給出了利用布爾矩陣理論建立的邊界掃描測試過程的數(shù)學描述和數(shù)學模型。論文中首先討論邊界掃描測試中的測試優(yōu)化問題,總結解決兩類優(yōu)化問題的現(xiàn)有算法,分別對它們的優(yōu)缺點進行了對比,進而提出對兩種現(xiàn)有算法的改進思想,并且比較了改進前后優(yōu)化算法的性能。另外,本文還對FPGA連線資源中基于邊界掃描測試技術的自適應完備診斷算法進行了深入研究。在研究過程中,本文基于自適應完備診斷的思想對原有自適應診斷算法的性能進行了分析,并將獨立測試集和測試矩陣的概念引入原有自適應診斷算法中,使改進后的優(yōu)化算法能夠簡化原算法的實現(xiàn)過程,并實現(xiàn)完備診斷的目標。最后利用測試仿真模型證明了優(yōu)化算法能夠更有效地實現(xiàn)完備診斷的目標,在緊湊性指標與測試復雜性方面比現(xiàn)在算法均有所改進,實現(xiàn)了算法的優(yōu)化。
上傳時間: 2013-06-30
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軟件無線電已成為無線通信非常關鍵的技術之一。其基本思想是將寬帶A/D、D/A盡可能靠近天線,在一個開放式、模塊化的通用硬件平臺上用盡可能多的軟件來實現(xiàn)無線電臺的各種功能。 本文所討論的多相濾波器組信道化接收機(PPCR)及信道非均勻劃分,即是應用了軟件無線電理念的一種新技術。該技術針對傳統(tǒng)無線電接收機存在的結構不靈活、系統(tǒng)升級困難、同時處理多信號能力弱及系統(tǒng)規(guī)模過大等問題,應用現(xiàn)代多速率信號處理理論對之進行了改進。改進后的軟件無線電PPCR.具有全概率接收能力,能對信號進行下變頻并降低其采樣率處理,實現(xiàn)后資源耗費較低,而且依托現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)建立的平臺是開放式的,在需要時可在不改變硬件系統(tǒng)的情況下通過軟件更改系統(tǒng)的功能,極大地提高了系統(tǒng)的靈活性。諸多的優(yōu)點使其具有十分廣泛的應用前景,也成為當前研究熱點之一。 本文首先介紹了課題的應用背景,并深入討論了軟件無線電的基本理論:信號采樣理論及多速率信號處理理論,介紹了應用PPCR的采樣處理過程,給出了推導PPCR的數(shù)學模型,并在此基礎上分析闡述了信道非均勻劃分的原理。 在本文的系統(tǒng)仿真及實現(xiàn)部分,首先介紹了應用現(xiàn)代DSP開發(fā)工具DSPBuilder進行開發(fā)的設計流程,然后對應用DSP Builder來設計PPCR中的主要模塊一多相濾波器組及快速傅立葉變換模塊做了詳細闡述,最后對系統(tǒng)仿真及實現(xiàn)過程的實驗結果圖進行了分析。 本文主要是在實驗室階段對算法在硬件實現(xiàn)上進行研究。成果可以作為后續(xù)應用研究的基礎,對各種應用軟件無線電理念的通信系統(tǒng)都具有一定的參考價值。
上傳時間: 2013-06-17
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自適應濾波器是智能天線技術中核心部分-自適應波束成形器的關鍵技術,算法的高效穩(wěn)定性及硬件時鐘速率的快慢是判斷波束成形器性能優(yōu)劣的主要標準。 首先選取工程領域最常用的自適應橫向LMS濾波算法作為研究對象,提出了利用最小均方誤差意義下自適應濾波器的輸出信號與主通道噪聲信號的等效關系,得到濾波器最佳自適應參數(shù)的方法。并分析了在平穩(wěn)和非平穩(wěn)環(huán)境噪聲下,濾波器的收斂速度、權系數(shù)穩(wěn)定性、跟蹤輸入信號的能力和信噪比的改善等特性。 在分析梯度自適應格型算法的基礎上,提出利用最佳反射系數(shù)的收斂性和穩(wěn)定性,得到了梯度自適應格型濾波器的定步長改進方法;并以改進的梯度自適應格型和線性組合器組成梯度自適應格型聯(lián)合處理算法,在同樣環(huán)境噪聲下,相比自適應橫向LMS算法,其各項性能指標都得到了極大地改善,而且有利于節(jié)省硬件資源。 設計了自適應橫向LMS濾波器和梯度自適應格型聯(lián)合處理濾波器的電路模型,并用馳豫超前技術對兩類濾波器進行了流水線優(yōu)化。利用Altera公司的CycloneⅡ系列EP2C5T144C6芯片和多種EDA工具,完成了濾波器的FPGA硬件設計與仿真實現(xiàn)。并以FPGA實現(xiàn)的3節(jié)梯度自適應格型聯(lián)合處理器為核心,設計了一種TD-SCDMA系統(tǒng)的自適應波束成形器,分析表明可以很好地利用系統(tǒng)提供的參考信號對下行波束進行自適應成形。
上傳時間: 2013-07-16
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J-Link用戶手冊(中文),是學習ARM開發(fā)的好東知。
上傳時間: 2013-04-24
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·非接觸式IC卡讀寫器設計
上傳時間: 2013-04-24
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