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LU因子分解

  • 基于ARMCPLD的高速運動控制器的開發和應用

    目前運動控制主要有兩種實現方式,一是使用PLC加運動控制模塊來實現:二是使用PC加運動控制卡來實現。兩者各有優缺點,但兩者有以下共同的缺點:一是由于它們兒乎都是采用通用微控制器(MCU和DSP)來實現電機控制,由于受CPU速度的限制,以及CPU的多個進程同時處理,故無法在控制精度和控制速度比較高的場合中應用。二是它們的設計只是把運動控制部件當作系統的一個部分,如果要完成一個機械設備的完整控制,還需要輔助有其他的數字量/模擬量控制設備。這樣在提高了系統成本的同時,也降低了系統的可靠性。 論文設計了一種基于ARM+CPLD的高速運動控制器,該控制器采用高速的CPLD處理器來完成電機的閉環控制,輔助以NXP的32位ARM7TDMI處理器LPC231X來實現復雜的運動規劃,使得運動控制精度更高、速度更快、運動更加平穩;同時為系統擴展了常規運動控制卡不具備的通用I/O接口,除開4軸運動控制所需要的8點高速脈沖輸入和8點高速脈沖輸出外,系統具有24點數字量輸入(可選共陰或共陽),25點繼電器輸出,僅一臺這樣的專用設備就可以完成4軸運動控制和設備上其它開關量控制。 系統采用可移植的軟、硬件設計。硬件上以運動控制部件為核心,可以方便的在ARM處理器預留的資源上擴展出數字輸入,數字輸出,AD輸入,DA輸出等常用功能模塊。系統軟件構架如下:在最上層,系統采用μC/OS-Ⅱ操作系統來完成系統任務調度;在底層,將底層設備的操作打包編寫成底層驅動的形式,可直接供用戶程序調用;在中間層,可根據不同的用戶要求編寫用戶程序,再將其傳遞給μC/OS-Ⅱ來調度該用戶程序。 將該運動控制器應用于工業應用中的套標機,在對套標機進行運動分解之后,結合套標機的電氣特性,很好的實現了運動控制器在套標機上的二次開發,滿足了套標機在現場中的應用。

    標簽: ARMCPLD 運動控制器

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:牛津鞋

  • 基于ARM的PDF417二維條碼識別

    條碼技術是隨通信技術,計算機技術的發展應運而生的自動識別技術的一種。根據二進制編碼規則對應形成的由對光反映率不同的條、空組成的圖形,經光電掃描識讀器掃描,將采集的信息經處理器進行處理,從而達到自動識別的目的。條碼技術自出現以來,得到了人們的普遍關注,發展十分迅速,已廣泛用于交通運輸、商業、醫療衛生、制造業、倉儲業、郵電業等領域,極大的提高了數據采集和信息處理的速度,提高了工作效率,并為管理的科學化、信息化和現代化作出了貢獻。目前常用的是一維條碼,但一維條碼最大的弱點就是表征的信息量是有限的,需要依賴外部數據庫支持,離開這個數據庫條碼本身就沒有意義了。二維條碼克服了這一弱點,它是在一維條碼基礎上形成的高密度、高信息量的條碼,可以將大量信息在小區域內編碼,它本身就是一個完整的數據文件,是實現證件、卡片等信息存儲、攜帶并可以通過機器自動識讀的理想方法。 本課題采用流行的嵌入式技術,采用S3C44BOX作為二維條碼PDF417識別器的數據采集終端,該終端內嵌μC/OS-Ⅱ操作系統,將應用分解成多任務,簡化了應用系統軟件設計;使控制系統的實時性得到了保證,提高了系統的可靠性和穩定性;同時也增強了系統的可擴展性和產品開發的可延續性。 本課題的主要任務是PDF417(Portable Data File)二維條碼圖像的識別。先由掃描儀或照相機獲取二維條碼的原始圖像,再由PC(Personal Computer)計算機中的圖象處理程序對圖象數據進行處理,然后在條碼中定位單個碼字符號的圖像,利用算法識別出單個碼字符號。本文在條碼圖像的預處理方面進行了算法改進,取得了較好的成果,能夠有效的去掉干擾噪聲和圖像定位。通過實驗結果表明:本課題研究的二維條碼識別系統是比較令人滿意的。

    標簽: ARM 417 二維條碼

    上傳時間: 2013-08-01

    上傳用戶:caiiicc

  • 基于ARM的T波交替檢測技術

    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。

    標簽: ARM 檢測技術

    上傳時間: 2013-07-27

    上傳用戶:familiarsmile

  • 數字系統設計基礎教程

    本書以層次設計概念為基礎,據此,我們可根據系統在某一時間重要的細節來確定在不 同層次上來對系統進行觀察。由于每個復雜的系統是從單個的二進制位開始而產生的,所以 將系統分析分解成多個層次是有意義的。層次方法使我們可以“放大”系統以研究其細節, 并可“縮小”整個系統來檢查整個系統的行為。需要記住的重要一點是,層次的每個級別僅 僅是對同一網絡的不同觀察方法。我們可以從底層開始,并從簡單到復雜,逐步向上完成設 計,或者也可以從頂層入手,逐步向下完成設計。每個頂層都可能與其他的所有層次相聯系。 有時這種聯系很明顯;而其他時候這種聯系可能因細節問題而變得模糊。

    標簽: 數字系統設計 基礎教程

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:bruce

  • 基于ARM的高性能動態計量控制系統研究與開發

    本論文以建材行業為背景,以當前我國水泥生產新工藝——預分解窯生產線推廣普及階段在關鍵技術與裝備的迫切需求為論文的研究目標,針對水泥配料生產環節中的計量精度和操作性能上的問題與不足,引進新技術,致力研究開發新型高性能動態計量控制系統。 論文在對提高動態計量系統性能的理論和技術進行深入研究的基礎上,提出有特色的高精度稱重與測速的方法和實現技術。在采取動、靜態雙秤動態計量結構等改進性能的有效技術措施的基礎上,對新型動態計量控制系統的總體方案進行設計。 論文完成了基于嵌入式ARM微處理器的新型動態計量控制系統的硬件和軟件設計工作,重點對稱重與測速的穩定性和準確性進行改進;整個系統采用自組織現場總線組網,以加強整個系統的信息交換能力;采用組態軟件建立上位機監控管理軟件,方便組態,易于監控,以便明顯的提高操作性能。 論文研究開發的新型動態計量控制系統已經應用到學校教學實踐基地,特別是學生的工程能力訓練中,而且作為新裝備也可以應用到實際生產中,同時,作為應用基礎理論技術,在將來可以更進一步改善研究。

    標簽: ARM 性能 動態 計量

    上傳時間: 2013-06-03

    上傳用戶:集美慧

  • 基于ARM的無線傳感網節點的設計

    隨著嵌入式系統技術的迅猛發展,無線數據傳輸的嵌入式系統的發展成為新的趨勢,嵌入式系統以其小型、專用、易攜帶、可靠性高的特點,已經在這個領域到了廣泛的應用。 現在隨著嵌入式系統的功能增強,程序代碼變得越來越復雜,傳統的軟件設計方式很難保證系統的可靠性和穩定性,使用嵌入式操作系統作為軟件開發平臺是解決這個問題的有效途徑。在本系統中,系統硬件平臺采用AMR微處理器,軟件平臺采用μClinux操作系統,μClinux是一種專門為微控制器設計的多進程處理任務操作系統,具有對多種文件系統的支持能力,可以將應用程序分解成多個任務,簡化應用系統軟件的設計。 本論文以設計基于32位AMR微處理器LPC2210和移植嵌入式操作系統μClinux的通用通信平臺為主要內容,研究了所涉及的關鍵技術并提出了實現方案。系統設計分為三個部分:選用高性價比的PHLIPIS公司生產的16/32位ARM7TDMI微處理器LPC2210作為核心處理器,并在處理器上移植μClinux操作系統;系統的無線傳輸模塊選用CC1020無線串口模塊,以實現數據的可靠透明傳輸。整個設計完成了相關硬件電路的設計連接和軟件的代碼編寫調試,最后實現了整個系統的測試。

    標簽: ARM 無線傳感網 節點

    上傳時間: 2013-06-04

    上傳用戶:小儒尼尼奧

  • FPGA在數字信號處理中的應用與研究

    數字信號處理是信息科學中近幾十年來發展最為迅速的學科之一.目前,數字信號處理廣泛應用于通信、雷達、聲納、語音與圖像處理等領域.而數字信號處理算法的硬件實現一般來講有三種方式:用于通用目的的可編程DSP芯片;用于特定目的的固定功能DSP芯片組和ASIC;可以由用戶編程的FPGA芯片.隨著微電子技術的發展,采用現場可編程門陣列FPGA進行數字信號處理得到了飛速發展,FPGA正在越來越多地代替ASIC和PDSP用作前端數字信號處理的運算.該文主要探討了基于FPGA數字信號處理的實現.首先詳細闡述了數字信號處理的理論基礎,重點討論了離散傅立葉變換算法原理,由于快速傅立葉變換算法在實際中得到了廣泛的應用,該文給出了基-2FFT算法原理、討論了按時間抽取FFT算法的特點.該論文對硬件描述語言的描述方法和風格做了一定的探討,介紹了硬件描述語言的開發環境MAXPLUSII.在此基礎上,該論文詳細闡述了數字集成系統的高層次設計方法,討論了數字系統設計層次的劃分和數字系統的自頂向下的設計方法,探討了數字集成系統的系統級設計和寄存器傳輸級設計,描述了數字集成系統的高層次綜合方法.最后該文描述了數字信號處理系統結構的實現方法,指出常見的高速、實時信號處理系統的四種結構;由于FFT算法在數字信號處理中占有重要的地位,所以該文提出了用FPGA實現FFT的一種設計思想,給出了總體實現框圖;重點設計實現了FFT算法中的蝶形處理單元,采用了一種高效乘法器算法設計實現了蝶形處理單元中的旋轉因子乘法器,從而提高了蝶形處理器的運算速度,降低了運算復雜度.

    標簽: FPGA 數字信號處理 中的應用

    上傳時間: 2013-07-19

    上傳用戶:woshiayin

  • 保密通信中RS編解碼的FPGA實現

    由于信道中存在干擾,數字信號在信道中傳輸的過程中會產生誤碼.為了提高通信質量,保證通信的正確性和可靠性,通常采用差錯控制的方法來糾正傳輸過程中的錯誤.本文的目的就是研究如何通過差錯控制的方法以提高通信質量,保證傳輸的正確性和可靠性.重點研究一種信道編解碼的算法和邏輯電路的實現方法,并在硬件上驗證,利用碼流傳輸的測試方法,對設計進行測試.在以上的研究基礎之上,橫向擴展和課題相關問題的研究,包括FPGA實現和高速硬件電路設計等方面的研究. 糾錯碼技術是一種通過增加一定的冗余信息來提高信息傳輸可靠性的有效方法.RS碼是一種典型的糾錯碼,在線性分組碼中,它具有最強的糾錯能力,既能糾正隨機錯誤,也能糾正突發錯誤.在深空通信,移動通信以及數字視頻廣播等系統中具有廣泛的應用,隨著RS編碼和解碼算法的改進和相關的硬件實現技術的發展,RS碼在實際中的應用也將更加廣泛. 在研究中,對所研究的問題進行分解,集中精力研究課題中的重點和難點,在各個模塊成功實現的基礎上,成功的進行系統組合,協調各個模塊穩定的工作. 在本文中的EDA設計中,使用了自頂向下的設計方法,編解碼算法每一個子模塊分開進行設計,最后在頂層進行元件例化,正確實現了編碼和解碼的功能. 本文首先介紹相關的數字通信背景;接著提出糾錯碼的設計方案,介紹RS(31,15)碼的編譯碼算法和邏輯電路的實現方法,RTL代碼編寫和邏輯仿真以及時序仿真,并討論了FPGA設計的一般性準則以及高速數字電路設計的一些常用方法和注意事項;最后設計基于FPGA的硬件電路平臺,并利用靜態和動態的方法對編解碼算法進行測試. 通過對編碼和解碼算法的充分理解,本人使用Verilog HDL語言對算法進行了RTL描述,在Altera公司Cyclone系列FPGA平臺上面實現了編碼和解碼算法. 其中,編碼的最高工作頻率達到158MHz,解碼的最高工作頻率達到91MHz.在進行硬件調試的時候,整個系統工作在30MHz的時鐘頻率下,通過了硬件上的靜態測試和動態測試,并能夠正確實現預期的糾錯功能.

    標簽: FPGA 保密通信 RS編解碼

    上傳時間: 2013-07-01

    上傳用戶:liaofamous

  • 基于FPGA的數字濾波器實現技術研究

    隨著數字信號處理技術應用的不斷深入,數字信號處理系統的實現面臨著很多挑戰,其中面臨的四個主要問題是:速度、設計規模、功耗和開發周期。因此許多數字信號處理的實現方法被提出,其中基于FPGA的實現技術就是其中的重要技術之一。 本文以數字信號處理系統的實現為應用背景,著重研究了基于FPGA的數字濾波器實現技術。本文分為兩個主要部分: 第一部分以Xilinx公司的FPGA為例,總結了FPGA設計的基本方法及設計流程,并在此基礎上介紹了一種用于產品快速開發的設計方式—基于SystemGenerator的設計方式,這種設計方式向數字信號處理系統的設計者提供了自上而下的FPGA解決方案。 第二部分系統地研究了基于FPGA的數字濾波器實現技術。該部分首先研究了三種適合于FPGA的FIR濾波器實現方法,直接結構、轉置結構及分布式算法。其次,討論了針對直接結構FIR濾波器的乘法器優化技術,CSD編碼和系數分解,以及針對轉置結構FIR濾波器的乘法器優化技術,簡化加法器圖,并結合實例給出了它們的優化效果。再次,介紹了直接結構FIR濾波器中常用多操作數加法實現方法,二叉樹和Wallace樹,并在Wallace樹的基礎上提出了一種適合于FPGA的1比特多操作數加法結構,這種實現結構在實現采樣字長與系數字長均為l比特的FIR濾波器時,使FPGA的資源利用率得到明顯提高。最后還給出了三種FIR濾波器實現方法在FPGA中應用的優缺點及其適用性,并給出了一個帶通濾波器的設計實例。 論文的研究成果已應用于“北斗一號”導航定位接收機中。

    標簽: FPGA 數字濾波器 實現技術

    上傳時間: 2013-08-01

    上傳用戶:Andy123456

  • 基于FPGA的數字相位計的研究與實現

    本文結合工程需要詳細論述了一種數字相位計的實現方法,該方法是基于FPGA(現場可編程門陣列)芯片運用FFT(快速傅立葉變換)算法完成的。首先,從相位測量的原理出發,分析了傳統相位計的缺點,給出了一種高可靠性的相位檢測實用算法,其算法核心是對采集信號進行FFT變換,通過頻譜分析,實現對參考信號和測量信號初相位的檢測,并同時闡述了FPGA在實現數字相位計核心FFT算法中的優勢。在優化的硬件結構中,利用多個乘法器并行運算的方式加快了蝶形運算單元的運算速度;內置雙端口RAM、旋轉因子ROM使數據存儲的速度得到提高;采用了流水線的工作方式使數據的存儲、運算在時間上達到匹配。整個設計采用VHDL(超高速硬件描述語言)語言作為系統內部硬件結構的描述手段,在Altera的QuartusⅡ軟件支持下完成。仿真結果表明,基于FPGA實現的FFT算法無論在速度和精度上都滿足了相位測量的需要,其運算64點數據僅需27.5us,最大誤差在1%之內。

    標簽: FPGA 數字 相位計

    上傳時間: 2013-05-16

    上傳用戶:lgs12321

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