隨著國內工業化、數字化的迅速發展,嵌入式開發在IT行業中的重要性越來越顯著。嵌入式開發領域對產品的功能性、穩定性、實時性等方面的要求也越來越高。 采用嵌入式實時操作系統作為開發平臺,以高性能的嵌入式處理器為工業控制等領域的主控制器可以有效地提高系統的可靠性、實時性、和軟件編程的靈活性。在嵌入式處理器方面,ARM構架已經在高性能、低功耗、低成本的嵌入式領域里占領先地位。而在嵌入式操作系統方面,適合國內發展方向的解決方案以及系統基礎結構方面并不理想。首先,國外成熟的嵌入式實時操作系統大都成本高、結構復雜,不適合強實時應用;其次,因大部分實時操作系統不公開源碼,使開發的產品存在安全隱患。而類似μC/OS-II的小型強實時嵌入式操作系統內核雖然具有低成本、易控制、小規模、高性能等特性,但這類系統的基礎較為薄弱,面臨產品化和商業化還有一定的距離。 本文針對這種情況,結合現有的操作系統內核理論及嵌入式強實時系統的特殊需求,特別是對μC/OS-Ⅱ的研究分析基礎上,面向強實時應用,設計、構造了一種適合在32位ARM處理器環境下使用的內核。這樣做的目的是為了提供一個基礎牢固、值得信賴的基本平臺。 本文研究工作主要集中在以下幾個方面: 針對嵌入式環境中高效、簡潔、易擴展、易剪裁的要求,對內核體系結構框架進行了設計。內核整體上采用分層結構,在各層中采用功能相對獨立的模塊:在最底層借鑒微核的原理,只提供最基本的功能模塊。 針對系統快速和穩定的實時響應能力需求,為IRQ中斷建立了統一的中斷入口,采用合理的半嵌套工作方式;保留FIQ為不可屏蔽中斷,在快速反應場合使用;引入中斷分段處理機制解決中斷和任務的ITC機制共享,需要硬保護機制相互協調所引起的硬保護機制被隱性地泛濫使用問題。 針對應用提出的系統行為的可預測性需求,在調度算法方面采用基于優先級位圖的搶占閾值調度算法,提高了處理器的利用率和任務集合的可調度性,減少了內核存儲開銷;在共享資源訪問控制方面,以優先級天花板協議為依據,使用互斥事件解決優先級反轉和死鎖問題的發生。 為了保障系統的強實時性能,本文還對內核的時鐘管理、內存管理等方面進行了設計。最后,通過實時性能測試,結果表明該實時內核有很好的強實時特性。
上傳時間: 2013-04-24
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視頻監控以其直觀方便、準確、信息內容豐富而廣泛應用于許多場合,已經滲透到交通、城市治安、國防等多種領域,甚至家庭安防,在人們的日常生活中扮演著越來越重要的作用。 由于傳統的視頻監控系統存在著結構復雜、穩定性可靠性不高、價格昂貴而且傳輸距離明顯受限的缺點。近年來,隨著計算機、網絡、電子與通信、圖像處理等技術的飛速發展,嵌入式網絡視頻監控技術應用而生。 本文針對視頻監控系統的實際需求,結合嵌入式技術、圖像處理技術和網絡技術,設計并實現了一種實時性好、可靠性高、成本低的嵌入式網絡視頻監控系統。該系統以ARM9微處理器作為硬件平臺,以具有開發資源豐富、免費等優勢的Linux操作系統作為軟件開發平臺。該系統采用以太網作為網絡傳輸介質,并使用TCP/IP網絡協議。視頻數據的傳輸協議選擇了支持組播技術的RTP/RTCP傳輸協議,客戶端在Linux下實現了基于SDL庫視頻顯示。 論文首先描述了嵌入式系統與視頻監控技術的發展及相關技術,分析了國內外視頻監控系統的現狀和發展趨勢,對視頻監控系統研究的背景和意義進行了闡述,并討論了幾種常見的視頻監控解決方案,對幾種目前流行的視頻壓縮算法進行了對比;然后,提出了嵌入式視頻監控系統的軟、硬件總體架構,并逐步對硬件平臺和軟件模塊設計進行了選擇和細化。其中,硬件平臺根據視頻數據采集以及處理需要選擇了攝像頭和存儲器;軟件設計中,首先完成了嵌入式系統的交叉開發環境搭建,針對ARM-Linux特性,完成了在開發板上操作系統和文件系統等移植,最后完成了Linux下V4L視頻采集、JPEG圖像壓縮、RTP/RTCP網絡傳輸、SDL庫視頻顯示以及avi格式視頻文件保存等。 此外,對系統構建過程中所用到的某些關鍵技木進行了較為詳盡的探討和研究,這對于從事相關科研工作的同仁們具有一定的參考價值。
上傳時間: 2013-04-24
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上傳時間: 2013-07-06
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隨著信息化、智能化、網絡化的發展,嵌入式系統目前己經成為通訊和消費產品的共同發展方向,嵌入式系統是當今最熱門的概念之一,各種各樣的嵌入式系統設備在應用數量上己經大大超過了通用計算機。同時數字音頻技術在我們社會生活中的應用也己經非常廣泛,WAV、MPEG、MP3和WMA等相繼出現。結合嵌入式系統的數字音頻技術研究有著廣闊的前景,基于嵌入式的數字音頻設備以其高性價比、日新月異的發展速度等優點受到世界各國的廣泛關注。本文結合市場發展需要,提出了一個比較優化的解決方案,并從理論和實踐兩方面對該方案進行了分析和設計。 本論文的主要工作是在研究了基于ARM9 體系結構的Samsung S3C2410 處理器的基礎上,以該處理器為核心,加上外部存儲器和音頻編碼解碼芯片等器件,完成了一個嵌入式音頻系統的設計,設計的系統中包括硬件設計、音頻編碼解碼芯片的設備驅動程序及應用程序。 論文中首先對嵌入式系統進行了比較詳細的介紹,并對S3C2410 處理器的體系結構和特性進行了仔細的分析,其次介紹了嵌入式數字音頻系統的相關技術,然后從硬件和軟件兩個部分,分多個模塊來安排設計所要求的系統,其中包括μC/OS-II 嵌入式操作系統在ARM 微處理器上的移植,與上位機(PC機)上USB 接口的通訊,以及人機界面和數字音頻解碼的程序設計等。整個嵌入式音頻系統是一個可以獨立工作的可擴展系統,該系統能完成音頻采集和處理功能。
上傳時間: 2013-06-02
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上傳時間: 2013-04-24
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隨著社會經濟的發展,人們防火、防盜意識的提高,人們對遠程現場狀況的了解提出了更高的需求。如何有效解決由于各監控點分布范圍散、數量多、距離遠,甚至地處偏僻,有效管理多個監控點等難題,僅依靠架設光纜、鋪設電纜難度大、且不切合實際(并且即使架設了通訊線路其速度慢、運營成本也高)。本文在分析研究了當前國內、外視頻監控系統研究現狀,并結合嵌入式系統、嵌入式處理器ARM、GPRS等相關領域的研究進展的基礎上,提出了一套基于ARM和GPRS的遠程監空系統。它是利用GPRS網絡覆蓋范圍廣、傳輸特性好與嵌入式系統低功耗方便實用相結合的系統解決方案。系統通過溫度傳感器的檢測信息,實現溫度異常監測,并將采集的圖像信息數據發送到數據監控中心。 本系統硬件系統主要了采用三星公司的ARM920T S3C2410芯片作為系統處理器、USB攝像頭和DSl8B20溫度傳感器。S3C241O處理器通過外部溫度傳感器采集的溫度數據,并與最近采集的溫度數據比較、判斷,發出圖像采集命令,最后將溫度和圖像數據通過其串口利用GPRSDTU將數據通過無線網絡傳送到有靜態IP地址或域名的遠程監控中心服務器。監控中心接受各個監控終端的數據,并實現對終端的集中管理。 本課題軟件方面分為系統軟件和應用軟件開發兩方面。系統軟件方面主要是ARM的BootLoader和嵌入式Linux的分析及移植;應用軟件方面包含終端ARM平臺嵌入式溫度采集和視頻采集軟件設計,數據發送程序,監控中心程序設計三個部分。
上傳時間: 2013-04-24
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高精度電壓表、電流表和電阻表的制作:一、研究目的1.學習和掌握萬用表電路設計的思路。2.學習掌握電壓表、電流表和電阻表測量中不同量程的構成方式。3.學習和掌握采用含運算放大器的
上傳時間: 2013-07-22
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數字通信系統中,在實際信道上傳輸數字信號時,由于信道傳輸特性不理想及噪聲的影響,接收端所收到的數字信號不可避免地會發生錯誤。為了減小誤碼率,提高接收質量,必須采用差錯控制編碼。對于數字視頻通信系統這類高碼率,高要求的系統,為了提供優良的圖象質量,采用差錯控制編碼尤為重要。 本文采用的DVB-T系統差錯控制技術是針對于數字視頻通信而設計的,提出了糾錯編碼結合交織技術的實現方案,即RS(204,188,8)截短碼、卷積交織、卷積碼三種技術的級聯。各技術中的參數設計為輸入的MPEG-2傳輸流(TS流)提供了便利,在編碼后可以保持傳輸流的幀結構和同步字節不改變,使接收端的同步捕獲和同步跟蹤成為可能。 本文首先簡要介紹了差錯控制技術,DVB-T系統,以及硬件實現所用到的FPGA實現方法。然后分別研究RS碼、卷積交織、卷積碼的編解碼原理,并提出了三類技術的硬件實現方案。其中,重點論述了RS碼解碼的硬件實現。將RS碼解碼分為四個模塊:伴隨式計算,BM迭代,錢搜索和錯誤值計算,分別講述每個模塊的電路設計方案并給出仿真結果。最后,將該差錯控制系統應用于一個輸出速率恒定的實際數字視頻通信系統中,按系統需要,加入了接口電路和速率控制的設計。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著人們對于數字視頻和數字圖像的需求越來越大,數字電視廣播和手機電視迅速發展起來,但是人們對于數字圖像質量的要求也越來越高。對于觀眾來講,畫面的質量幾乎是最為重要的,然而由于信道傳輸特性不理想和加性噪聲的影響,不可避免地會產生誤碼,導致圖像質量的下降,甚至無法正常收看。因此,為了保障圖像質量就需要采用糾錯編碼(又稱信道編碼)的方式來實現通信。在數字視頻廣播系統(DVB)中,無論是衛星傳輸,電纜傳輸還是地面傳輸都采用了信道編碼。 本文首先深入研究DVB標準中的信道編碼部分的關鍵技術;然后依照DVB-T標準技術要求,設計并硬件實現了數字視頻傳輸的信道編解碼系統。在該系統中,編解碼器與信源端的接口利用了MPEG-2的視頻傳輸接口同步并行接口(SPI),這種接口的應用讓系統具有很強的通用性;與信道端接口采用了G.703接口,具有G.703接口功能和特性的數據通信設備可以直接與數字通信設備連接,這使得應用時對于信道的選擇具有較大的靈活性。 在深入理解RS編解碼算法,卷積交織/解交織原理,卷積編碼/VITERBI譯碼算法原理的基礎上,本文給出了解碼部分的設計方案,并利用Xilinx公司的SpartanⅢ系列XC3S2000芯片完成方案的硬件實現。在RS解碼過程中引入了流水線機制,從而很大程度上提高了解碼效率。解交織器部分采用了RAM分區循環法,利用對RAM讀寫地址的控制實現解卷積交織,這種方法控制電路簡單,實現速度比較快,代價小。VITERBI譯碼器采用截尾譯碼,在幾乎不影響譯碼準確度的基礎上大大提高了解碼效率。
上傳時間: 2013-07-16
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現場可編程門陣列(FPGA)是一種新型器件,它將門陣列的通用結構與現場可編程的特性結合于一體.如今,FPGA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,它在數字系統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.隨著集成電路規模的迅速膨脹,電路結構變得復雜,使大量的故障不可測.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(BST)是其中一個重要的技術.本文闡述了FPGA系列器件的結構特點,邊界掃描測試相關的基本概念與基本理論,給出利用布爾矩陣理論建立的邊界掃描測試過程的數學描述和數學模型.論文中主要討論了邊界掃描測試中的測試優化問題,給出解決兩類優化問題的現有算法,對它們的優缺點進行了對比,并且提出對兩種現有算法的改進,比較了改進前后優化算法的性能.最后總結了利用邊界掃描測試FPGA的具體過程.
上傳時間: 2013-08-06
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