本文介紹了基于軟PLC(Programmable Logic Controller，可編程控制器)的嵌入式技術(shù)起源和背景，綜述了基于軟PLC的嵌入式系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和優(yōu)點，最后介紹了其設(shè)計和實現(xiàn)的方法。 基于軟PLC的嵌入式系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)分為開發(fā)系統(tǒng)和運行系統(tǒng)(又稱為虛擬機系統(tǒng))。本文概述了開發(fā)系統(tǒng)，其運行于PC機的操作系統(tǒng)如Windows或者Linux等，為用戶提供一個大眾化的編程環(huán)境，它包含編輯器、編譯器、連接器、調(diào)試器和通信接口幾個部分。編輯界面友好，可以讓用戶方便的使用LD、ST和FBD三種語言編寫程序，編譯器和連接器將源程序文件編譯和連接成虛擬機系統(tǒng)可執(zhí)行的目標代碼文件；分析了開發(fā)系統(tǒng)，其中詳細描述了編譯模塊的編制過程，實現(xiàn)了將指令表語言轉(zhuǎn)換為運行系統(tǒng)能夠識別的C/C++指令的功能；詳細地研究了梯形圖轉(zhuǎn)換為指令表語言，以及由指令表語言向梯形圖語言的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。調(diào)試器借助于虛擬機運行系統(tǒng)提供的服務(wù)可完成對應用程序的調(diào)試糾錯；討論了uCLinux操作系統(tǒng)和編譯調(diào)試技術(shù)，以及采用ModBus/TCP工業(yè)通信協(xié)議的通信接口用于開發(fā)系統(tǒng)和運行系統(tǒng)之間的通信。 另一方面，本文分析了虛擬機運行系統(tǒng)，它運行于安裝了uCLinux的ARM7平臺上，包括運行內(nèi)核模塊、系統(tǒng)管理模塊和通信接口模塊。由于uCLinux沒有MMU和本身對實時性沒有什么要求，而針對基于軟PLC的嵌入式系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)要求，本文在對其進行了uCLinux小型化研究的同時探討了雙內(nèi)核實時性方案，解決了uCLinux實時性不足的問題。運行內(nèi)核模塊調(diào)度和執(zhí)行應用程序并管理時鐘。系統(tǒng)管理模塊管理系統(tǒng)狀態(tài)和內(nèi)存。通信模塊用于開發(fā)系統(tǒng)及I/O設(shè)備通信。在此基礎(chǔ)上，對基于軟PLC的嵌入式系統(tǒng)的進行了設(shè)計與實現(xiàn)，并通過試驗將編譯的目標代碼傳遞到基于軟PLC的嵌入式運行系統(tǒng)中，實現(xiàn)了控制功能，驗證了生成目標代碼的正確性和開發(fā)系統(tǒng)的可行性，實現(xiàn)了編輯界面友好，系統(tǒng)開放，性價比較高的軟PLC嵌入式系統(tǒng)，達到了預期的目標，具有一定理論和應用價值。
標簽： PLC 軟 嵌入式系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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嵌入式系統(tǒng)是將先進的計算機技術(shù)、半導體技術(shù)和電子技術(shù)與各個行業(yè)的具體應用相結(jié)合的產(chǎn)物。目前，嵌入式系統(tǒng)己經(jīng)廣泛應用到工業(yè)、交通、能源、通信、科研、醫(yī)療衛(wèi)生、國防以及日常生活等領(lǐng)域，并不斷朝著體積小，功能強的方向發(fā)展。嵌入式系統(tǒng)不同于原來的單片機系統(tǒng)，它不僅有自己的操作系統(tǒng)，上層應用程序，而且還具備網(wǎng)絡(luò)通信和信息管理的功能。 ARM體系的處理器是目前嵌入式系統(tǒng)中使用最廣泛的處理器。它采用了RISC技術(shù)，具有尋址方式簡單，寄存器多，指令長度固定等的特點使得它的處理速度快，執(zhí)行效率高。由于Linux對于ARM技術(shù)的支持，具有內(nèi)核可裁減，網(wǎng)絡(luò)功能強大，代碼開放的特點，把Linux應用到嵌入式系統(tǒng)中，能充分發(fā)揮ARM和Linux的優(yōu)勢。 論文以“掌上中文語言學習系統(tǒng)”項目為依托，以ARM體系處理器和Ljnux操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)為基礎(chǔ)，構(gòu)建一個掌上語言學習設(shè)備。 論文首先進行了開發(fā)環(huán)境的設(shè)計與搭建，對開發(fā)主機進行TFTP服務(wù)器、NFS服務(wù)器、minicom串口通信和GNU交叉工具鏈進行配置。實現(xiàn)了針對NAND閃存的U-Boot啟動程序的建立，并對Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核進行了移植工作。最后利用圖形界面系統(tǒng)MiniGUI和遠程調(diào)試技術(shù)實現(xiàn)了掌上語言學習的軟件功能。
標簽： Linux ARM 嵌入式 學習系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-24
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近年來，隨著計算機、微電子、通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)的發(fā)展、數(shù)字化產(chǎn)品的普及，嵌入式系統(tǒng)滲透到了各個領(lǐng)域，已經(jīng)成為計算機領(lǐng)域的一個重要組成部分，成為新興的研究熱點，嵌入式軟件也在整個軟件產(chǎn)業(yè)中占據(jù)了重要地位。一個好的調(diào)試工具對軟件產(chǎn)品質(zhì)量和開發(fā)周期的促進作用是不言而喻的，使得嵌入式調(diào)試工具成為了人們關(guān)注的重點。目前使用集成開發(fā)環(huán)境配合JTAG調(diào)試器進行開發(fā)是目前采用最多的一種嵌入式軟件開發(fā)調(diào)試方式。國內(nèi)在JTAG調(diào)試器開發(fā)領(lǐng)域中相對落后，普遍采用的是國外的工具產(chǎn)品。因此開發(fā)功能強大的嵌入式調(diào)試系統(tǒng)具有重要的實際意義。 當前嵌入式系統(tǒng)中尤其流行和值得關(guān)注的是ARM系列的嵌入式處理器。為此本課題的目標就是設(shè)計并實現(xiàn)一個應用于ARM平臺的JTAG調(diào)試系統(tǒng)。GDB是一個源碼開放的功能強大的調(diào)試器，可以調(diào)試各種程序，包括 C、C++、JAvA、PASCAL、FORAN和一些其它的語言，還包括GNU所支持的所有微處理器的匯編語言。此外GDB同目標板交換信息的能力相當強，勝過絕大多數(shù)的商業(yè)調(diào)試內(nèi)核，因此使用GDB不僅能夠保證強大的調(diào)試功能，同時可以降低調(diào)試系統(tǒng)的開發(fā)成本。為此本課題在對邊界掃描協(xié)議、ARM7TDMI片上仿真器Embedded-ICE和GDB遠程調(diào)試協(xié)議RSP做了深入研究的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了GDB調(diào)試器對嵌入式JTAG調(diào)試的支持。此外設(shè)計中還把可重夠計算技術(shù)引入到硬件JTAG協(xié)議轉(zhuǎn)換器的開發(fā)設(shè)計中，使調(diào)試器硬件資源可復用、易于升級，并大大提高了數(shù)據(jù)的傳輸速度。從而實現(xiàn)了一個低成本的、高效的、支持源代碼級調(diào)試的JTAG調(diào)試系統(tǒng)。
標簽： 嵌入式 調(diào)試系統(tǒng)
上傳時間： 2013-08-04
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激光測距是隨著激光技術(shù)的出現(xiàn)而發(fā)展起來的一種精密測量技術(shù)，因其良好的精確度特性廣泛地應用在軍事和民用領(lǐng)域。但傳統(tǒng)的激光測距系統(tǒng)大多采用分立的單元電路搭建而成，不僅造成了開發(fā)成本較高，電路較復雜，調(diào)試困難等諸多問題，而且這種系統(tǒng)體積和重量較大，嚴重阻礙了激光測距系統(tǒng)的普及應用，因此近年來激光測距技術(shù)向著小型化和集成化的方向發(fā)展。本文就旨在找出一種激光測距的集成化方案，將激光接收電路部分集成為一個專用集成電路，使傳統(tǒng)的激光測距系統(tǒng)簡化成三個部分，激光器LD、接收PD和一片集成電路芯片。 本文設(shè)計的激光測距系統(tǒng)基于相位差式激光測距原理，綜合當前所有的測相技術(shù)，提出了一種基于FPGA的芯片運用DCM的動態(tài)移相功能實現(xiàn)相位差測量的方法。該方法實現(xiàn)起來方便快捷，無需復雜的過程計算，不僅能夠達到較高的測距精度，同時可以大大簡化外圍電路的設(shè)計，使測距系統(tǒng)達到最大程度的集成化，滿足了近年來激光測距系統(tǒng)向小型化和集成化方向發(fā)展的要求，除此，該方法還可以減少環(huán)境因素對測距誤差的影響，降低測距系統(tǒng)對測試環(huán)境的要求。本論文的創(chuàng)新點有： 1.基于方波實現(xiàn)激光的調(diào)制和發(fā)射，簡化了復雜的外圍電路設(shè)計； 2.激光測距的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在一片F(xiàn)PGA芯片上實現(xiàn)，便于系統(tǒng)的集成。 在基于DCM的激光測距方案中，本文詳細的敘述了利用DCM測相的基本原理，并給出了由相位信息得到距離信息的計算過程，然后將利用不同測尺測得的結(jié)果進行合成，并最終將距離的二進制信息轉(zhuǎn)換成十進制顯示出來。本文以Xilinx公司Virtex-II Pro開發(fā)板做為開發(fā)平臺，通過編程和仿真驗證了該測距方案的可行性。在采用多次測量求平均值的情況下，該測距方案的測距精度可以達到3mm，測距量程可達100m。該方案設(shè)計新穎，可將整個的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在FPGA芯片中實現(xiàn)，為最終的專用集成芯片的設(shè)計打下了基礎(chǔ)，有利于測距系統(tǒng)的集成單片化。
標簽： FPGA 激光測距 數(shù)據(jù)處理
上傳時間： 2013-06-20
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激光測距是一種非接觸式的測量技術(shù)，已被廣泛使用于遙感、精密測量、工程建設(shè)、安全監(jiān)測以及智能控制等領(lǐng)域。早期的激光測距系統(tǒng)在激光接收機中通過分立的單元電路處理激光發(fā)、收信號以測量光脈沖往返時間，使得開發(fā)成本高、電路復雜，調(diào)試困難，精度以及可靠性相對較差，體積和重量也較大，且沒有與其他儀器相匹配的標準接口，上述缺陷阻礙了激光測距系統(tǒng)的普及應用。 本文針對激光測距信號處理系統(tǒng)設(shè)計了一套全數(shù)字集成方案，除激光發(fā)射、接收電路以外，將信號發(fā)生、信號采集、綜合控制、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳輸五個部分集成為一塊專用集成電路。這樣就不再需要DA轉(zhuǎn)換和AD轉(zhuǎn)換電路和濾波處理等模塊，可以直接對信號進行數(shù)字信號處理。與分立的單元電路構(gòu)成的激光測距信號處琿相比，可以大大降低激光測距系統(tǒng)的成本，縮短激光測距的研制周期。并且由于專用集成電路帶有標準的RS232接口，可以直接與通信模塊連接，構(gòu)成激光遙測實時監(jiān)控系統(tǒng)，通過LED實時顯示測距結(jié)果。這樣使得激光測距系統(tǒng)只需由激光器LD、接收PD和一片集成電路組成即可，提出了橋梁的位移監(jiān)測技術(shù)方法，并設(shè)計出一種針對橋梁的位移監(jiān)測的具有既便攜、有效又經(jīng)濟實用的監(jiān)測樣機。 本文基于xil inx公司提供的開發(fā)環(huán)境(ise8.2)、和Virtex2P系列XC2VP30的開發(fā)版來設(shè)計的，提出一種基于方波的利用DCM(數(shù)字時鐘管理器)檢相的相位式測距方法；采用三把側(cè)尺頻率分別是30MHz、3MHz、lOkHz，對應的測尺長度分別為5米、50米和15000米，對應的精度分別為±0.02米、±0.5米和±5米。設(shè)計了一套激光測距全數(shù)字信號處理系統(tǒng)。為了證明本系統(tǒng)的準確性，另外設(shè)計了一套利用延時的方法來模擬激光光路，經(jīng)過測試，證明利用DCM檢相的相位式測距方法對于橋梁的位移監(jiān)測是可行的，測量精度和測量結(jié)果也滿足設(shè)計方案要求。
上傳時間： 2013-06-12
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本論文來自于863項目基于光互連自組織內(nèi)存服務(wù)體系(簡稱MemoryBox)。本文主要研究Memory Box系統(tǒng)中基于可重配置計算架構(gòu)，軟硬件攜同設(shè)計方法，在XILINX VIRTEX 2 Pro FPGA上設(shè)計實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)。由于嵌入式系統(tǒng)是Memory Box工作的平臺，所以硬件應具有良好的擴展性、靈活性，軟件應具有優(yōu)良的穩(wěn)定性。在硬件平臺選型時，我們選擇的是基于高性能Xilinx VIRTEX2 Pro的自制開發(fā)板。嵌入式系統(tǒng)軟硬件開發(fā)平臺選用的是Xilinx EDK、ISE。內(nèi)核移植所用的交叉開發(fā)工具鏈為powerpc-405-linux-gnu。該交叉開發(fā)工具鏈工作在Red Hat Enterprise LINUX．AS 4平臺下。 本論文主要包括三部分工作：首先是硬件設(shè)計，其核心是EDK和ISE設(shè)計的SOPC工程；然后是嵌入式LINUX內(nèi)核移植與調(diào)試；最后完成存儲管理軟件的設(shè)計。完全用硬件實現(xiàn)系統(tǒng)要求的各種存儲管理功能極其困難。而通過移植內(nèi)核，存儲管理軟件以運行在Linux內(nèi)核上的應用軟件的形式實現(xiàn)了其功能。存儲管理軟件要解決共享沖突，負載均衡，遠程內(nèi)存與本地內(nèi)存的地址一致性以及對海量內(nèi)存陣列的重新編址等問題，設(shè)計出較完善的Memory Box的存儲管理模型。
標簽： FPGA 嵌入式系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-11
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該方案通過采用恒流源、有源區(qū)溫度控制以及波長鎖定等技術(shù)方法來實現(xiàn)DFB LD 的穩(wěn)頻驅(qū)動及控制。試驗表明，該方案可使得激光器的注入電流控制精度優(yōu)于0.05%，溫度控制精度達0.01 ℃，輸出光譜線寬度< 0.2 nm. 此方案可廣泛應用于光纖傳感及通信等相關(guān)場合。
上傳時間： 2013-10-24
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SBC2440-III是深圳市天漠科技有限公司推出的采用Samsung公司S3C2440為CPU，采用核心板與母板結(jié)構(gòu)設(shè)計的一款嵌入式單板計算機。預裝Linux2.6.24或Microsoft Windows CE5.0實時多任務(wù)操作系統(tǒng)，并且提供了免費的交叉編譯工具鏈，此工具鏈由著名的GNU社區(qū)維護。用戶可以在此基本上按照自己的需求作相應的快速開發(fā)，實現(xiàn)產(chǎn)品快速上市。 天漠科技為SBC2440-III的所有接口提供了標準API接口，客戶可直接調(diào)用來操作板上的接口與資源。同時我們也提供了相關(guān)的源代碼，增大了用戶對產(chǎn)品的可操作性，以及后續(xù)的產(chǎn)品維護。
上傳時間： 2013-10-09
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第一章 序論……………………………………………………………6 1- 1 研究動機…………………………………………………………..7 1- 2 專題目標…………………………………………………………..8 1- 3 工作流程…………………………………………………………..9 1- 4 開發(fā)環(huán)境與設(shè)備…………………………………………………10 第二章 德州儀器OMAP 開發(fā)套件…………………………………10 2- 1 OMAP介紹………………………………………………………10 2-1.1 OMAP是什麼?…….………………………………….…10 2-1.2 DSP的優(yōu)點……………………………………………....11 2- 2 OMAP Architecture介紹………………………………………...12 2-2-1 OMAP1510 硬體架構(gòu)………………………………….…12 2-2.2 OMAP1510軟體架構(gòu)……………………………………...12 2-2.3 DSP / BIOS Bridge簡述…………………………………...13 2- 3 TI Innovator套件 -- OMAP1510 ……………………………..14 2-2.1 General Purpose processor -- ARM925T………………...14 2-2.2 DSP processor -- TMS320C55x …………………………15 2-2.3 IDE Tool – CCS …………………………………………15 2-2.4 Peripheral ………………………………………………..16 第三章 在OMAP1510上建構(gòu)Embedded Linux System…………….17 3- 1 嵌入式工具………………………………………………………17 3-1.1 嵌入式程式開發(fā)與一般程式開發(fā)之不同………….….17 3-1.2 Cross Compiling的GNU工具程式……………………18 3-1.3 建立ARM-Linux Cross-Compiling 工具程式………...19 3-1.4 Serial Communication Program………………………...20 3- 2 Porting kernel………………………………………………….…21 3-2.1 Setup CCS ………………………………………….…..21 3-2.2 編譯及上傳Loader…………………………………..…23 3-2.3 編譯及上傳Kernel…………………………………..…24 3- 3 建構(gòu)Root File System………………………………………..…..26 3-3.1 Flash ROM……………………………………………...26 3-3.2 NFS mounting…………………………………………..27 3-3.3 支援NFS Mounting 的kernel…………………………..27 3-3.4 提供NFS Mounting Service……………………………29 3-3.5 DHCP Server……………………………………………31 3-3.6 Linux root 檔案系統(tǒng)……………………………….…..32 3- 4 啟動及測試Innovator音效裝置…………………………..…….33 3- 5 建構(gòu)支援DSP processor的環(huán)境…………………………...……34 3-5.1 Solution -- DSP Gateway簡介……………………..…34 3-5.2 DSP Gateway運作架構(gòu)…………………………..…..35 3- 6 架設(shè)DSP Gateway………………………………………….…36 3-6.1 重編kernel……………………………………………...36 3-6.2 DEVFS driver…………………………………….……..36 3-6.3 編譯DSP tool和API……………………………..…….37 3-6.4 測試……………………………………………….…….37 第四章 MP3 Player……………………………………………….…..38 4- 1 MP3 介紹………………………………………………….…….38 4- 2 MP3 壓縮原理……………………………………………….….39 4- 3 Linux MP3 player – splay………………………………….…….41 4.3-1 splay介紹…………………………………………….…..41 4.3-2 splay 編譯………………………………………….…….41 4.3-3 splay 的使用說明………………………………….……41 第五章 程式改寫………………………………………………...…...42 5-1 程式評估與改寫………………………………………………...…42 5-1.1 Inter-Processor Communication Scheme…………….....42 5-1.2 ARM part programming……………………………..…42 5-1.3 DSP part programming………………………………....42 5-2 程式碼………………………………………………………..……43 5-3 雙處理器程式開發(fā)注意事項…………………………………...…47 第六章 效能評估與討論……………………………………………48 6-1 速度……………………………………………………………...48 6-2 CPU負載………………………………………………………..49 6-3 討論……………………………………………………………...49 6-3.1分工處理的經(jīng)濟效益………………………………...49 6-3.2音質(zhì)v.s 浮點與定點運算………………………..…..49 6-3.3 DSP Gateway架構(gòu)的限制………………………….…50 6-3.4減少IO溝通……………….………………………….50 6-3.5網(wǎng)路掛載File System的Delay…………………..……51 第七章 結(jié)論心得…
上傳時間： 2013-10-14
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所學的指令LD、LDI、OUT AND、ANI OR、 ORI LDP、 LDF、ANDP、ANDF、 ORP、 ORF ORB、 ANB MPS、 MRD、 MPP MC、 MCRSET RSTNOP END 自鎖電路觸點的動作發(fā)光二極管的工作原理。八段碼顯示是利用發(fā)光二極管的不同段碼組合來實現(xiàn)的，它可以實現(xiàn)0到F的顯示。搶答器的顯示就是利用八段碼顯示的特性，來完成幾個不同組別的顯示。用PLC實現(xiàn)八段碼顯示0～9組的3組以上搶答器的程序編寫，并完成以下要求：1）設(shè)計由PLC實現(xiàn)的八段碼顯示0～9組的3組以上搶答器的程序編寫，并完成以下要求： ①列出PLC的輸入輸出地址分配表 ②畫出PLC的輸入輸出接線圖（即I/O接線圖） ③設(shè)計PLC的梯形圖 ④根據(jù)梯形圖列寫指令表 2）按PLC控制I/O口（輸入/輸出）接線圖在模擬實驗設(shè)備上正確接線。
上傳時間： 2013-11-22
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