隨著計算機和集成電路技術的不斷發(fā)展,基于EDA技術的芯片設計正在成為電子系統(tǒng)設計的主流.現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)作為一種可編程專用集成電路(ASIC)已經(jīng)廣泛應用于計算機、通信、航空航天等各個領域.一般來講,FPGA多用于高速通信和高速信號處理領域,以發(fā)揮其處理速度快的特點,本文將其應用于一低速低功耗系統(tǒng)——某水下遠程遙控接收系統(tǒng),主要用其在頻域來實現(xiàn)水下遠程遙控的解碼,取得了令人滿意的效果.該文主要做了以下幾方面的工作.首先,深入研究和分析了在頻域實現(xiàn)水下遠程遙控解碼的原理并進行了遙控指令編碼設計;其次,用ALTERA公司的CYCLONE系列FPGA芯片完成了水下遠程遙控FPGA解碼芯片的設計工作,包括硬件描述語言(VHDL)編碼、電路前后仿真、綜合和布局布線工作,并對設計的FPGA解碼芯片進行了初步的功耗估算:最后設計制作了一塊FPGA解碼芯片電路驗證測試板,并完成了電路調試和測試.實驗測試結果表明,用FPGA實現(xiàn)水下遠程遙控解碼電路的方案是可行的,可以有效地縮小系統(tǒng)體積、提高系統(tǒng)可靠性,在保證系統(tǒng)性能情況下做到更低的功耗,還可以實現(xiàn)在系統(tǒng)配置和編程,使得系統(tǒng)的調試、升級和維護更加靈活方便.
上傳時間： 2013-06-03
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本課題源于空中機器人大賽參賽項目。針對比賽要求，提出了一種基于ARM的低成本、高性能的嵌入式微小無人機飛行控制系統(tǒng)的整體方案，并由此展開了一系列的研究工作。 本文的重點是飛行控制系統(tǒng)的姿態(tài)確定系統(tǒng)設計和飛行控制系統(tǒng)的硬件設計及實現(xiàn)。 本文首先回顧了國內外微小無人機發(fā)展歷程，介紹了其研究現(xiàn)狀，并指出了微小無人機的發(fā)展趨勢。根據(jù)需求設計了低價位、高性能的嵌入式微小無人機飛行控制系統(tǒng)的整體方案。 設計了低成本、低功耗的微小無人機的姿態(tài)確定系統(tǒng)方案，利用姿態(tài)四元數(shù)、龍格庫塔法、高斯牛頓法和擴展卡爾曼濾波器估計出系統(tǒng)的姿態(tài)矩陣；對姿態(tài)確定方案進行了仿真。 設計了基于ARM的飛行控制系統(tǒng)的硬件部分，包括電源及復位電路，UART、SPI、JTAG等接口電路，PWM信號發(fā)生電路，A/D采樣電路及前置電路，光電耦合電路等；完成了整個飛控系統(tǒng)PCB板制作以及對所設計電路的調試工作，使得系統(tǒng)運轉正常。 最后針對本文設計的硬件平臺進行了啟動代碼等系統(tǒng)底層軟件的編寫和調試，建立了系統(tǒng)的啟動環(huán)境。
上傳時間： 2013-06-03
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嵌入式系統(tǒng)近年持續(xù)迅猛發(fā)展，已經(jīng)成為后PC技術時代信息化的中堅力量。由于嵌入式系統(tǒng)具有體積小、性能強、功耗低、可靠性高及面向行業(yè)應用的突出特點，目前已經(jīng)廣泛應用于網(wǎng)絡、消費電子、國防軍事及自動化控制等領域。 ARM(Advaneed RIS Cmachines)公司的32位RISC處理器，以其高速度、低功耗、低成本、功能強和特有的16/32位雙指令集等諸多優(yōu)異性能，已成為移動通信、手持計算、多媒體數(shù)字消費等嵌入式解決方案中的首選處理器。在眾多的ARM處理器中，Samsung公司的S3C44B0X處理器以其低價格、低功耗及強大的網(wǎng)絡支持等優(yōu)點在市場上占有重要份額。 uClinux是從Linux衍生出來的優(yōu)秀嵌入式操作系統(tǒng)，專門針對沒有MMU的處理器設計，支持眾多嵌入式處理器類型。uClinux繼承了Linux的許多優(yōu)秀性能，有良好的網(wǎng)絡支持，完善的驅動支持，高度的模塊化，開放的源碼。uClinux已成為許多嵌入式系統(tǒng)研究領域的首選操作系統(tǒng)之一。 本課題以嵌入式手持式電能質量分析儀前期實驗開發(fā)板為研究目標，根據(jù)嵌入式體系結構和嵌入式系統(tǒng)設計的原理，構建了基于Samsung公司S3C44B0X ARM7 TDMI處理器的硬件開發(fā)平臺，并根據(jù)該硬件平臺的結構特點移植了uClinux操作系統(tǒng)，同時針對uClinux實時性能不高和嵌入式平臺硬件資源有限的缺點，結合uClinux多進程和共享內存機制設計了數(shù)據(jù)采集程序，實現(xiàn)了對三路0～2.5V模擬信號的高性能采集，增強了系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的實時性，提高了工作效率，為后續(xù)開發(fā)奠定了基礎。 論文從嵌入式系統(tǒng)應用的角度出發(fā)，分析了嵌入式體系結構、uClinux運行機制和內核特點；闡述了Bootloader設計及操作系統(tǒng)移植的要點；介紹了接口驅動及上層應用程序的設計方法等問題。
上傳時間： 2013-07-23
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基于ARM的嵌入式網(wǎng)絡電能計量系統(tǒng)的研究電力電子與電力傳動專業(yè)隨著市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們生活水平的日益提高，用電量也持續(xù)上升。電能的計量是否公平、公正已成為人們十分關心的問題。作為電能量的計量工具電能表已成為各行各業(yè)用電不可缺少且非常重要的儀表。由于傳統(tǒng)的電能表有計量不精確、人工抄表費時費力、統(tǒng)計繁瑣等缺點，因此，研究開發(fā)高精度、低功耗、網(wǎng)絡化、智能化的電能表是明顯的趨勢。 嵌入式系統(tǒng)技術是近幾年電子產(chǎn)品設計領域最為熱門的技術之一，目前已廣泛應用于工業(yè)控制、智能交通、信息家電、公共服務等領域。嵌入式系統(tǒng)正對人類的后PC時代產(chǎn)生著深遠的影響。 本文針對傳統(tǒng)的機電式電能表的缺點和不足，結合當前的嵌入式系統(tǒng)技術和網(wǎng)絡技術，研究并設計了一套基于ARM處理器、CAN總線和以太網(wǎng)傳輸?shù)那度胧骄W(wǎng)絡電能表系統(tǒng)。此系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡中繼模塊和電能量采集終端兩部分組成。網(wǎng)絡中繼模塊硬件采用了PHILIPS的LPC2290作為中央處理器。LPC2290是一款16/32位RISC微處理器，采用ARM公司的ARM7TDMI-S內核，提供了兩路CAN總線和其它一些片上通用外設接口。采用L2C2290處理器，不但降低了整個系統(tǒng)的設計成本，而且也大大減少了額外的接口電路。網(wǎng)絡中繼模塊軟件是通過μCLinux操作系統(tǒng)內嵌的BOA實現(xiàn)嵌入式WEB服務器，并應用CGI接口程序完成了動態(tài)網(wǎng)頁程序的編制。電能量采集終端采用專用電能芯片、單片機和CAN控制器實現(xiàn)。網(wǎng)絡中繼模塊和電能量采集終端之間通過CAN總線進行通信，保證了信息的可靠性。當客戶端通過網(wǎng)絡瀏覽器訪問WEB服務器時，CGI程序就將電能量采集終端所采集的電能量數(shù)據(jù)上傳給客戶端，實現(xiàn)網(wǎng)絡自動抄表。
標簽： ARM 嵌入式網(wǎng)絡 電能計量
上傳時間： 2013-06-23
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ZigBee是近年來出現(xiàn)的一種新型無線通信技術，其具有近距離、低復雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的特點，在家用系統(tǒng)控制、樓宇自動化、工業(yè)監(jiān)控領域具有廣闊的市場空間。ZigBee的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層由IEEE802.15.4工作組制定，高層(網(wǎng)絡層、數(shù)據(jù)安全性及互邊互通應用)由ZigBee聯(lián)盟負責。 隨著ZigBee技術在工業(yè)現(xiàn)場應用，越來越多的ZigBee設備終端將出現(xiàn)在工業(yè)現(xiàn)場，這就提出了將這些ZigBee設備與傳統(tǒng)的以太網(wǎng)連接起來要求，為此需要設計一個無線的ZigBee網(wǎng)關來進行數(shù)據(jù)轉發(fā)，因此對ZigBee網(wǎng)關的研究和設計具有重要的意義。 本系統(tǒng)選用基于ARM 920T內核的S3C2410作為ZigBee網(wǎng)關的主處理器，并且選用符合802.15.4標準的CC2420作為ZigBee網(wǎng)關的無線收發(fā)器。為了降低開發(fā)成本以及方便程序升級，網(wǎng)關選用開源嵌入式Linux操作系統(tǒng)，基于2.6.內核進行開發(fā)。本文主要對網(wǎng)關軟件部分進行了深入研究。軟件部分主要由2個程序組成：無線收發(fā)器的驅動程序和網(wǎng)關程序。其中網(wǎng)關程序主要包含Zigbee協(xié)議棧模塊和網(wǎng)關通信模塊。開發(fā)和測試主要語言采用標準C語言，驅動部分測試部分采用Bash腳本。 本文首先介紹了無線通信的背景知識和ZigBee協(xié)議棧，然后詳細闡述了采用Linux來進行無線收發(fā)器驅動程序設計的關鍵點，同時對基于Linux的嵌入式ZigBee網(wǎng)關協(xié)議棧進行了移植，并且給出了ZigBee網(wǎng)關通信程序的設計方法以及程序的編譯、調試和測試方法，實現(xiàn)了將ZigBee設備的數(shù)據(jù)及其狀態(tài)轉發(fā)給上位數(shù)據(jù)服務器的過程，最后還提出了作者對未來工作方向的一些改進思路和方法。
上傳時間： 2013-07-17
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生物識別技術代表了未來身份驗證技術的發(fā)展方向，而指紋識別技術又是最可靠、最有效的生物識別技術之一。目前，指紋識別技術是優(yōu)于其它生物識別技術的身份鑒別方法。這是因為人的指紋各不相同、終生基本不變的特點已經(jīng)得到公認，特別是現(xiàn)有的指紋識別算法已達到識別迅速、準確可靠的水平，是完全可以商業(yè)化的生物識別技術。 傳統(tǒng)的指紋識別系統(tǒng)多是基于PC平臺，這種系統(tǒng)將指紋圖像處理和指紋匹配甚至指紋采集控制都放在PC平臺上，在獲得了較高速度和開發(fā)效率的同時，缺點也是顯而易見的，其體積龐大，成本較高。而已有的嵌入式指紋識別系統(tǒng)多是基于單片機和DSP的，不是在運算速度上受到硬件限制，就是在系統(tǒng)的擴展性、可維護性及用戶交互上有諸多不足。 近年來指紋識別應用的普及對自動指紋識別系統(tǒng)的便攜性和易用性提出了更高的要求，指紋識別技術正向著小型化和嵌入式的方向發(fā)展。在微電子領域，以ARM、DSP、FPGA為代表的嵌入式微處理器的性能飛速提高，為構建嵌入式系統(tǒng)提供了硬件保證。 ARM是當前最為流行的32位RISC處理器架構，目前ARM占RISC處理器市場的七成左右。三星公司的S3C2410是基于ARM920T內核的通用32位微處理器，它具有高性能和低功耗的特性，被設計用于手持設備和通用嵌入式系統(tǒng)。 嵌入式系統(tǒng)對操作系統(tǒng)和其上運行的軟件有特別的要求。針對本課題所采用的ARM硬件平臺，詳細介紹了嵌入式操作系統(tǒng)Arm-Linux的移植。分別說明了交叉編譯工具鏈的安裝、引導裝載器的移植和Linux內核的裁減和交叉編譯過程。為了運行應用程序，還介紹了文件系統(tǒng)的構建。 指紋識別系統(tǒng)需要指紋采集設備。FPS200是Veridicom公司推出的第三代半導體指紋傳感器，是一款專為嵌入式系統(tǒng)設計的高性能、低成本、低功耗的電容式固態(tài)指紋傳感器。本文詳細闡述了基于FPS200的USB接口指紋采集卡的設計與實現(xiàn)。 指紋圖像處理與匹配是整個系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，論文介紹了圖像處理與匹配的一般概念，并提出了新的指紋匹配方法。指紋匹配是自動指紋識別中的一個難點。現(xiàn)有的指紋匹配方法大致可以歸結為圖形匹配和人工神經(jīng)網(wǎng)絡匹配兩大類，本文提出的基于線段的特征點匹配算法屬于圖形匹配。 嵌入式系統(tǒng)需要完善的軟件支持。隨著嵌入式技術的飛速發(fā)展，用戶交互界面也由傳統(tǒng)的字符界面向圖形界面轉變，圖形用戶界面系統(tǒng)得到了長足的發(fā)展。MiniGUI 是一個非常適合于工業(yè)控制實時系統(tǒng)以及嵌入式系統(tǒng)的可定制的、小巧的圖形用戶界面支持系統(tǒng)。本文介紹了基于MiniGUI的可視化指紋識別軟件設計。 綜上所述，本文針對特定硬件條件，構建了定制的嵌入式操作系統(tǒng)；設計了支持USB數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹讣y采集卡；指紋圖像的濾波、提取特征和指紋特征匹配均針對嵌入式系統(tǒng)的實際情況進行了優(yōu)化；利用MiniGUI圖形支持庫完成了界面美觀友好的可視化指紋識別程序。系統(tǒng)具有安全可靠、易于擴展、性價比高等優(yōu)點。
標簽： ARM 嵌入式 指紋識別系統(tǒng)
上傳時間： 2013-08-02
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本課題是江蘇省“十一五”工業(yè)攻關項目“總線化智能多參數(shù)高精度檢測及控制儀表開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化(BE2006090)”。本項目要求多環(huán)境參數(shù)測控、多總線接口，選擇具有豐富接口的高速處理器作為本項目的核心。為滿足多參數(shù)測控精度和多網(wǎng)絡接口通訊可靠性，嵌入式設計是應用系統(tǒng)的理想選擇。本文所研究的多參數(shù)測控裝置是以三星公司生產(chǎn)的32位ARM微處理器S3C2410為核心的嵌入式系統(tǒng)，該系統(tǒng)能實時地獲取水環(huán)境參數(shù)，為水環(huán)境和多總線接口提供基本的數(shù)據(jù)和控制信息。 本文詳細地介紹了MODBUS和CAN-BUS總線協(xié)議和通訊原理，闡述了水產(chǎn)養(yǎng)殖幾個重要環(huán)境參數(shù)一溶解氧、溫度、PH值的檢測算法原理、以及傳感器調理電路和溫度、溶解氧的控制策略，進行了測控系統(tǒng)的硬件架構和各個模塊的原理設計，實現(xiàn)了操作系統(tǒng)的移植，編寫了驅動程序。在基于QT/E環(huán)境下實現(xiàn)了系統(tǒng)的測控和總線通訊部分上層軟件設計。提出并實施了系統(tǒng)測試方案，成功地完成了測控系統(tǒng)的硬件、軟件測試、以及通信功能測試和現(xiàn)場在線測試。 本論文的研究開發(fā)工作是在實踐的基礎上完成的，實驗結果證明該系統(tǒng)充分利用了S3C2410芯片提供的資源，具有高性能、低功耗、低成本的優(yōu)點，在各個方面的性能比傳統(tǒng)的水環(huán)境參數(shù)測控系統(tǒng)有很大提高，通過測試實現(xiàn)了預期的各種功能，完全達到預期要求。
標簽： ARM 網(wǎng)絡 環(huán)境 參數(shù)
上傳時間： 2013-06-28
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隨著生活水平的提高，人們對環(huán)境的要求越來越高，如何獲取實時、可靠的環(huán)境數(shù)據(jù)已經(jīng)成為一個迫在眉睫的問題，特別是在人跡罕至的地方或者危險區(qū)域，傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測手段已經(jīng)無法滿足需要。無線傳感器網(wǎng)絡具有低功耗、自組織、可靠性高等優(yōu)點，非常適合野外環(huán)境監(jiān)測。 本文介紹了環(huán)境監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡中的網(wǎng)關設計。從低功耗和可靠性出發(fā)，網(wǎng)關的ZigBee通信模塊采用CC2430，負責組建管理無線環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)；GPRS模塊采用TC35，實現(xiàn)了環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡與監(jiān)控系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)傳輸；主控制器采用嵌入式處理器LPC2210，通過與ZigBee模塊和GPRS模塊的通信，實現(xiàn)兩種網(wǎng)絡的協(xié)議轉換。在硬件設計方面，介紹了主控制器模塊的電源電路、串口電路、存儲器電路、人機交互電路、與ZigBee通信模塊的接口設計、與GPRS模塊接口設計；在軟件設計方面，提出了基于需時中斷的軟件設計方法，移植了μC/OS-II操作系統(tǒng)，設計了串口驅動、ARM與ZigBee通信、ARM發(fā)送短消息、人機交互以及監(jiān)控中心軟件等；對ZigBee網(wǎng)絡中的組網(wǎng)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)冗M行了研究，設計了星型無線傳感器網(wǎng)絡，介紹了系統(tǒng)的測試情況。結果表明，星型ZigBee環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡能通過GPRS網(wǎng)絡實現(xiàn)對ZigBee網(wǎng)絡的監(jiān)測，整個系統(tǒng)具有實時、可靠、低功耗、監(jiān)測范圍廣等優(yōu)點。
標簽： ARM 無線 環(huán)境監(jiān)測 網(wǎng)關設計
上傳時間： 2013-06-13
上傳用戶：yuzsu
隨著科學技術的進步和人民群眾生活水平的提高，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)、國家安防、日常生活中得到了廣泛的應用。實時的遠程視頻監(jiān)控，能夠及時、直觀地為人們提供動態(tài)現(xiàn)場信息。遠程視頻監(jiān)控已經(jīng)逐步成為現(xiàn)代社會管理的重要手段之一。與傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比，嵌入式遠程無線監(jiān)控系統(tǒng)具有體積小、攜帶方便、可以進行遠距離監(jiān)控等優(yōu)點，從而有著良好的應用前景。 本文在總結分析即有的研究成果的基礎上，將先進的嵌入式技術、視頻技術、無線網(wǎng)絡技術有效的結合在一起，力圖設計出一款便攜式、低功耗、高電池使用壽命、硬件與軟件資源管理高效合理、人機交互性能良好的手持式無線視頻監(jiān)控終端。通過對Windows CE．NET嵌入式操作系統(tǒng)下進行USB相關設備驅動程序開發(fā)的研究與分析，在本手持終端中實現(xiàn)了USB host端功能，以滿足對USB設備的即插即用操作。本手持終端將會極大程度上方便監(jiān)控保安人員，使得他們不必隨時守候在傳統(tǒng)的基于PC的視頻監(jiān)控機旁，實現(xiàn)企業(yè)樓宇及智能小區(qū)中電子巡更的任務。 本文首先對無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀進行分析與研究，主要包括：無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的定義、特點、分類、應用以及發(fā)展趨勢；之后介紹ARM處理器并對無線網(wǎng)絡的發(fā)展狀況進行研究分析，重點對無線網(wǎng)絡中無線局域網(wǎng)技術進行闡述；然后筆者利用一款基于ARM920T核的微處理器S3C2410來構建Windows CE.NET操作系統(tǒng)下的無線視頻監(jiān)控手持終端，在此詳細闡述了該手持終端硬件、軟件平臺的研究與設計；最后為了使該終端支持不同類型的非標準USB存儲設備以及從、USB接口可擴展性方面的考慮，通過對Windows CE．NET下的USB系統(tǒng)結構和設備驅動程序開發(fā)包的分析，研究了在Windows CE.NET嵌入式操作系統(tǒng)下進行USB相關設備驅動程序開發(fā)的過程。
標簽： ARM 無線視頻監(jiān)控 手持終端
上傳時間： 2013-06-26
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隨著計算機技術的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已成為計算機領域的一個重要組成部分，并成為近年來新興的研究熱點。ARM9TDMI是一種高效、低功耗的RISK處理器，以該內核為核心的S3C2410X是一款基于以太網(wǎng)應用的高性價比16/32位微控制器，非常適合嵌入式產(chǎn)品。文本提出并研究了基于ARM-Linux的嵌入式產(chǎn)品平臺，完成了系統(tǒng)的硬件和軟件設計、實現(xiàn)了操作系統(tǒng)的裁減和移植。并且系統(tǒng)充分利用ARM處理器高性能、低功耗、低成本的優(yōu)點，擴展平臺通用接口，為今后開發(fā)基于該平臺的應用系統(tǒng)提供了捷徑。 Linux由于其代碼開放性以及強大的網(wǎng)絡功能等特點，在許多的嵌入式網(wǎng)絡設備中有著廣泛應用，與其他的嵌入式操作系統(tǒng)相比，具有著更多的優(yōu)勢。因此本課題將其作為硬件平臺的操作系統(tǒng)，并在這個系統(tǒng)中實現(xiàn)Linux的一些基本操作。論文中介紹的硬件和軟件平臺也可以為實際應用提供很好的開發(fā)起點。 USB作為一種總線技術，已經(jīng)得到快速的普及和應用，本文實現(xiàn)了Linux操作系統(tǒng)下USB驅動程序的編程設計；此外，本文將嵌入式技術與無線通信技術結合起來，實現(xiàn)了基于ARM-9處理器的無線通信平臺的開發(fā)。 歸納起來本課題具體工作如下： 1)調研了國內外嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。并且詳細論述了基于ARM-9處理器的硬件結構、嵌入式操作系統(tǒng)以及開發(fā)流程。 2)詳細研究了Linux在ARM-9硬件平臺上的移植。包括移植環(huán)境的建立、BootLoader的制作、Linux的裁減和移植、根文件的制作等。 3)詳細分析并開發(fā)了Linux下USB驅動，包括主機控制器驅動以及設備驅動等內容。 4)基于ARM-9嵌入式微處理器，利用其性價比高，功能豐富，接口完善，可擴展性強等優(yōu)點將移動通信技術與嵌入式系統(tǒng)融合在一起。實現(xiàn)基于ARM-9處理器的無線通信平臺的開發(fā)。
上傳時間： 2013-04-24
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