語音通信是人類通信的重要組成部分,伴隨著數字通信技術和計算機技術的發展,特別是Internet的出現,基于因特網的數字語音通信技術得了到迅速的發展。由于設備、環境、人為操作等因素的影響,網絡上傳輸的語音信號可能出現忽大忽小的情況,為了得到較好的語音信號輸出效果,需要在接收端對語音信號進行處理。針對以上情況,本文研究并實現了基于ARM的網絡語音AGC系統。 本文結合嵌入式系統和AGC技術的發展,設計實現了一個基于ARM的網絡語音AGC系統。本文首先對AGC算法進行了深入研究,在對LMS算法進行研究的基礎上提出了一種基于LMS的數字語音AGC算法,通過Matlab軟件對算法進行了仿真;設計了一個由AT91RM9200微處理器、網絡控制器、音頻芯片構成的嵌入式AGC處理終端硬件平臺,構建了嵌入式Linux操作系統,并在此基礎上設計實現了網絡語音AGC系統的下位機終端。該終端主要實現了用基于LMS的數字語音AGC算法實時地處理從網絡上傳過來的忽大忽小的數字語音信號,取得良好的語音信號輸出,并且穩定性可靠;設計實現了上位PC機程序,上位機實現了通過網絡將數字語音信號實時地傳送到嵌入式終端的功能。 本設計采用高性能微處理器,配合嵌入式Linux強大支持功能的實現方案,具有高性能、低成本、小型化、實時性強等諸多優點。相比傳統的實現架構,該設計具有更好的靈活性和操作性,性價比更高,功能更強大,同時可擴展性和可移植性也更好,具有一定的技術先進性和廣泛的應用前景。
上傳時間: 2013-06-11
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信息技術的發展,數字化產品的普及,導致了對嵌入式開發的巨大需求。以Linux為宿主機系統,搭配一個交叉編譯環境,為嵌入式設備生成可執行程序己成為現在日益流行的編譯嵌入式軟件的解決方案。而開放源代碼的GNUT具鏈是一套開源的開發環境,是嵌入式軟件開發中理想的交叉編譯器。但現有GNUI具鏈支持的平臺并不能滿足層出不窮的嵌入式產品的開發需要,仍有許多平臺得不到支持,例如我們進行的minix向ARM-MINIX平臺的移植。 本文以在linux環境下構建MINIX嵌入式系統的交叉編譯工具鏈為背景,首先介紹了交叉編譯系統的基本組成和結構,以及利用GCC構建交叉編譯環境的優越性。然后對目標平臺作了介紹。分析了GCC編譯器,說明了GCC的設計思想,系統結構,介紹了GNU Binutils的功能,使用方法;接著分析了GNU工具鏈中的GAS和GLD的實現機制及源代碼結構,由于BFD是GNUBinutils的基礎,GAS和GLD都是使用BFD庫來操作目標文件,因此在這一部分本文對BFD庫的工作機制,數據結構也作了重點分析。緊接著說明了GCC交叉編譯系統的移植思路和方法,實現難點,以及一些相關技術細節,這涉及到了若干重要的C源文件,Makefile,配置文件的修改,重點給出了BFD庫,GAS和GLD的分析及其重定向(通常GCC生成的目標程序是針對GNU/Linux系統的)的實現;然后本文給出了在GNU/Linux宿主機上構建針對ARM-MINIX的參數設置及過程:最后對本文所做的工作進行了總結。
上傳時間: 2013-05-31
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隨著Internet和計算機技術的飛速發展,嵌入式系統呈現巨大的市場需求,成為當今IT產業的焦點之一,其應用領域涉及通信、自動化、信息家電、軍事等各個方面。但同時大量的嵌入式應用也對嵌入式設備的性能提出了更高的要求。基于32位RISC處理器的嵌入式技術更能滿足嵌入式設備的網絡功能需求。 網絡的不斷發展給人們的生活和工作提供了越來越多的便利,家庭網絡、辦公網絡、實驗室等小型局域網越來越多,而且隨著信息社會的不斷發展,各種智能設備都有接入網絡的需求。本文就是基于設計一種具有較高性價比的小型路由器來滿足小型辦公場所或家庭中多臺設備上網這樣一個思路而提出的。 ARM(Advanced RISC Machines)系列32位RISC微處理器,具有許多優異性能,已成為移動通信、手持設備等嵌入式應用領域市場占有率最高的嵌入式CPU。Linux是一種開放源碼的操作系統,可應用十多種硬件平臺,具有對網絡的良好支持、高度模塊化和微內核等優點非常適合做嵌入式操作系統。 本文具體工作歸納如下:介紹了嵌入式系統的概念和課題背景,包括嵌入式系統組成、特點及其發展;闡述了嵌入式Linux的開發優勢和ARM922T內核開發板的架構及其特點;在構建的ARM硬件平臺上成功進行了boot loader和嵌入式Linux操作系統的移植;在嵌入式系統開發平臺上,構建了路由器,初步實現了IP地址共享、防火墻、web服務器,代理服務等基本功能。
上傳時間: 2013-06-24
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嵌入式系統在眾多工業領域扮演著越來越重要的角色,但是因嵌入式系統的資源受限緣故,導致在嵌入式系統上很難實現復雜計算算法。此外,當前嵌入式系統設計階段和實現階段的分離現狀,致使嵌入式系統開發耗時且昂貴。為解決這些問題,本書提出了一種低成本、可重復使用且可重構的嵌入式系統設計與實現集成開發環境。為了減少成本,該集成環境全部是采用自由和開放源代碼軟件,如Linux操作系統和Scilab計算平臺等。 本文主要包括以下內容: 1、構建嵌入式Linux開發環境及移植相關軟件包到嵌入式ARM平臺,首先詳細的描述了如何使用Buildroot工具包制作交叉編譯器,并描述Minicom、TFTP和NFS等嵌入式開發相關工具,最后詳細的描述了如何移植嵌入式圖形用戶界面TinyX和嵌入式窗口管理器JWM。 2、構建Scilab-EMB嵌入式計算平臺,首先介紹了數值計算軟件Scilab,然后詳細的描述了如何在ARM系統上實現Scilab-EMB嵌入式計算平臺。 3、開發Scilab數據采集工具包,實現Scilab與底層設備通訊,該工具包PC版和ARM版均支持串口和以太網接口,且均支持Modbus現場總線。PC版額外支持OPC協議。 4、基于Scilab構建虛擬控制實驗室,驗證該平臺的可行性及性能。 本文創新點: 1、國內外率先提出了一種新的以Scilab為核心的嵌入式計算平臺方案,并在國內外首次實現了Scilab到ARM平臺的移植; 2、開發了Scilab-DAQ數據采集工具包,有效的實現了Scilab與底層設備的通訊。 通過虛擬實驗室的建立,驗證了該嵌入式控制平臺能夠勝任多種復雜算法。 該嵌入式計算平臺解決方案和Scilab-DAQ數據采集工具包已經受到國內外同行的關注,并被多家科研機構、學校和公司所采納和使用。
標簽: Scilab-EMB ARM-Linux 嵌入式 計算
上傳時間: 2013-05-30
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發動機的燃油系統是發動機的關鍵部分,直接影響著發動機的動力性能、經濟性能和使用性能,其中噴油泵是該系統中至關重要的部件,是燃油系統的核心,而噴油泵試驗臺是檢測和調整發動機噴油泵所必需的關鍵設備。 噴油泵實驗系統被廣泛應用在教學、科研及生產部門,成為我國噴油泵研究與制造水平的關鍵。傳統的實驗系統多屬于簡單機電式的,效率和自動化程度較低。近年來出現的一些實驗系統結合了現代計算機技術,在性能和功能上有所增強,但在硬件和軟件方面還存在著結構復雜,可靠性、穩定性差等問題,且此類系統通常只能在實驗室進行研究,難以實時的在現場進行檢測,難以方便的應用于工業生產、維修的廠況,也不能滿足科學研究及生產制造等方面的要求。 本論文將噴油泵實驗系統與計算機及嵌入式技術有機結合起來,充分發揮嵌入式系統實時性強、功能專一的特點,研制了一種基于ARM-Linux的噴油泵實驗系統。系統采用Samsung公司性價比較高的ARM9芯片S3C2410A為硬件核心,移植嵌入式Linux作為操作系統,編寫應用程序,開發了友好的人機交互界面,具有體積小、重量輕、功耗低、操作簡單、可靠性高等特點,對于我國的教學、科研及工業生產具有重大意義。 文中首先簡要介紹了噴油泵實驗系統的發展現狀、嵌入式系統的基本定義以及本課題所要研究的內容和意義,然后在對系統的需求進行分析的基礎上,給出了系統的總體方案設計,并進一步分塊探討了:系統的硬件設計;系統軟件設計(詳細闡述了將嵌入式Linux操作系統移植到ARM微處理器S3C2410A上的過程);應用程序設計。最后對本文所開發的實驗系統進行了調試并對后續工作做了展望。結果證明,此噴油泵實驗系統運行穩定,性能可靠,能夠方便快速的應用于教學實驗、科學研究以及生產實踐中,是性能優良的噴油泵實驗系統。
上傳時間: 2013-06-08
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隨著汽車工業的飛速發展,中國汽車數量的持續增加,汽車的功能也越來越強,隨之而來的是日趨復雜的故障診斷。 本文對國內外汽車故障診斷系統的市場現狀進行了分析,指出傳統的診斷設備已經不能滿足社會發展的需要,提出了一種新穎、手持便攜、操作簡單、通用性強、基于診斷口檢測的嵌入式汽車ECU(電控單元)故障診斷與檢測設備。該掌上設備采用Samsung公司推出的16/32位RISC處理器S3C2410,結合擁有多線程、多任務的開源操作系統Linux,添加完全支持CAN V2.0B 技術規范的SJA1000獨立CAN總線控制器,完成了基于CAN總線的汽車故障診斷系統手持設備的硬件設計,和部分軟件設計。 論文對CAN總線的技術規范、協議標準及幀結構進行了比較詳細地論述,提出了以CAN協議為核心的汽車故障診斷系統手持式設備的總體設計方案;實現了基于S3C2410的汽車故障診斷儀硬件設計;同時對硬件中的各功能單元的設計原理、硬件接口、驅動及協議進行了分析和闡述。 該系統無論從理論上還是實際應用中都有著較強的先進性和實用性。在嵌入式系統與汽車電子緊密結合及汽車日益普及的趨勢下,由于覆蓋車型面廣、診斷準確、修復便捷、功耗低和便攜等優點,該汽車故障診斷系統具有比較普遍的應用和研究價值。
上傳時間: 2013-07-13
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船載航行數據記錄儀(VDR)是一種記錄船舶航行狀態及操作信息的裝置,對加強船舶的海上航行安全以及事故分析起到了極為重要的作用。VDR的大量數據需要進行快速可靠的最終存儲,這些數據是分析事故的關鍵依據。因此,研發功能可靠的VDR數據存儲終端——數據保護容器PDC(ProtectiveData Containor),成為航行數據記錄儀研究的重要組成部分。 嵌入式Linux操作系統的內核高效穩定,易于定制,尤其是其源代碼的開放性及資料的豐富性,使其成為目前嵌入式系統開發者的首選。而同樣開源的Samba軟件遵守與Microsoft和IBM的操作系統相同的SMB協議,可將類UNIX主機偽裝成Windows服務器,提供共享共享服務。將PDC作為Samba服務器,能提供穩定的數據存儲和共享服務,以太網上的VDR主機不需要任何附加的軟件就可以訪問PDC中保存的數據。 本文致力于構建基于嵌入式Linux的網絡存儲與共享平臺,為開發接口統一的多用途保護容器提供技術。首先介紹了課題研究的背景和意義,接著深入的剖析了PDC系統的軟硬件需求。并根據系統需求設置系統硬件系統,為之后的Samba服務器的構建提供平臺。接著深入的分析了嵌入式Linux操作系統原理和優勢,構建Linux系統開發平臺,為Samba服務器配置搭建平臺。然后以PDC為需求背景,給出了詳細的Samba服務器的實現方案。最后簡要介紹了Linux驅動程序設計開發。
上傳時間: 2013-04-24
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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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心血管系統疾病是現今世界上發病率和死亡率最高的疾病之一。T波交替(T-wavealtemans,TWA)作為一種非穩態的心電變異性現象,是指心電T波段振幅、形態甚至極性逐拍交替變化。大量研究表明,TWA與室性心律失常、心臟性猝死等有直接密切的關系,已成為一種無創獨立性預測指標。隨著數字信號處理技術和計算機技術的迅速發展,微伏級的TWA已經可以被檢出,并且精度越來越高。本文以T波交替檢測為中心,基于ARM給出了T波交替檢測技術原理性樣機的硬件及軟件,實現實時監護的目的。 在TWA檢測研究中,需要對心電信號進行預處理,即信號去噪和特征點檢測。小波分析以其多分辨率的特性和表征時頻兩域信號局部特征的能力成為我們選取的心電信號自動分析手段。文中采用小波變換將原始心電信號分解為不同頻段的細節信號,根據三種主要噪聲的不同能量分布,采用自適應閾值和軟硬閾值折衷處理策略用閾值濾波方法對原始信號進行去噪處理:同時基于心電信號的特征點R峰對應于Mexican-hat小波變換的極值點,因此我們使用Mexican-hat小波檢測R峰,通過附加檢測方案確保了位置的準確性,并根據需要提出了T波矩陣提取方法。 隨后文章介紹了T波交替的產生機理及研究進展,分別從臨床應用和檢測方法上展現了目前TWA的發展進程,并利用了譜分析法、相關分析法和移動平均修正算法分別從時域和頻域對一些樣本數據進行T波交替檢測。在檢測中譜分析法抗噪能力較強,但作為一種頻域檢測方法,無法檢測非穩態TWA信號,而相關分析法受呼吸、噪聲影響較大,數據要求較高,因此可以在譜分析檢測為陽性TWA基礎上,再對信號進行相關分析,從而克服自身算法缺陷,確定交替幅度和時間段。最后對影響檢測結果的因素進行討論研究,從而降低檢測誤差。 文章還設計了T波交替檢測技術原理性樣機的關鍵部分電路和軟件框架。硬件部分圍繞ARM核的Samsung S3C44BOX為核心,設計了該樣機的關鍵電路,包括采集模塊、數據處理模塊(外部存儲電路、通信接口電路等)。其中在采集模塊中針對心電信號是微弱信號并且干擾大的特點,采用了具有高共模抑制比和高輸入阻抗的分級放大電路,有效的提取了信號分量:A/D轉換電路保證了信號量化的高精度。利用USB接口芯片和刪內部異步串行通訊實現系統與外界聯系。系統軟件中首先介紹了系統的軟件開發環境,然后給出了心電信號分析及處理程序設計流程圖及實現,使它們共同完成系統的軟件監護功能。
上傳時間: 2013-07-27
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針對城市交通中的停車難問題,課題組研制了有效的泊車管理系統,泊車手持機是泊車管理系統的重要組成部分之一,完成車輛的信息輸入任務及對車輛實現有效監管。泊車手持機主要實現與泊車咪表的無線通信,讀寫會員車主IC卡,車牌圖像的采集和提供友好的交互操作界面,并實時處理車輛的進出信息,完成泊車費用的結算。 提出了泊車手持機的硬件設計方案,詳細描述了系統軟件模塊的設計及實現過程。系統硬件平臺采用了基于ARM體系架構的S3C2440作為核心處理器,外圍擴展了nRF24E1無線收發芯片、ZLG500AGT讀卡模塊、CMOS7620攝像頭。在此硬件平臺的基礎上,探討并解決了嵌入式linux系統軟件平臺的搭建,包括以下方面:交叉編譯工具鏈的建立、QT的移植、Linux內核移植、文件系統制作、嵌入式數據庫SQLite3的移植和GDB遠程調試環境的建立。完成了處理器與無線芯片的串口程序設計,讀卡設備的驅動編寫,攝像模塊的驅動編寫以及用戶界面軟件的設計,實現了泊車手持機的功能。通過調試表明,系統達到了設計要求,設計方案可行并具有良好的應用前景。
上傳時間: 2013-06-28
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