目前，嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)控制和智能家電等眾多領域得到了廣泛的應用。但同時大量的嵌入式應用也對嵌入式設備的性能和功能提出了更高的要求。隨著國內(nèi)嵌入式應用領域的發(fā)展，ARM芯片以其高性能、低功耗、低成本的優(yōu)勢獲得了廣泛的重視和應用。嵌入式Linux是在標準Linux基礎上，經(jīng)過適當?shù)睾喕?裁剪)，然后加入一些特定的功能，形成的一個精巧的、高效的、滿足特定應用需求地專用(定制)操作系統(tǒng)，它具有用戶可裁剪、可配置的特點。在各種嵌入式操作系統(tǒng)中，嵌入式Linux憑借其內(nèi)核結構優(yōu)良、功能強大、高性能、穩(wěn)定性好以及源代碼開放等方面的優(yōu)勢，成為了嵌入式系統(tǒng)領域應用中的技術熱點。本論文設計了以嵌入式微處理器和嵌入式操作系統(tǒng)為核心的系統(tǒng)，并在這個平臺上實現(xiàn)了應用軟件，構建了一個嵌入式的數(shù)據(jù)采集和發(fā)布系統(tǒng)，可以對設備數(shù)據(jù)進行串口采集，并利用因特網(wǎng)進行發(fā)布和控制操作。 為了實現(xiàn)這些功能，本文選用了Cirrus Logic公司的EP9302(ARM920T)作為系統(tǒng)的核心，以源代碼開放的經(jīng)過裁剪配置的嵌入式Linux為軟件平臺，設計了應用軟件的設備數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)交換網(wǎng)關模塊，實現(xiàn)了網(wǎng)頁服務器GoAhead移植，并完成了GoAhead服務器支持的自己的ASP頁面以及后臺函數(shù)的編寫，并在此基礎上研究了系統(tǒng)為保證可靠性而采取的一些措施。在整個系統(tǒng)的設計過程中充分發(fā)揮了嵌入式Linux的可移植性好、源代碼公開、開發(fā)成本低的優(yōu)點，解決了軟件移植和設計編寫、提高系統(tǒng)可靠性等的一系列關鍵性問題。 本嵌入式系統(tǒng)采集平臺的用途是實時采集被監(jiān)控設備的當前運行狀況信息，使用戶能夠遠程通過網(wǎng)頁瀏覽器及時掌握被監(jiān)控設備的運行狀況，在必要時刻根據(jù)需要能夠對設備進行相關控制操作和設置相關運行參數(shù)，以便能夠控制被監(jiān)控設備的運行方式。本論文設計的嵌入式數(shù)據(jù)采集、發(fā)布系統(tǒng)可以在類似遠程數(shù)據(jù)控制的系統(tǒng)中得到廣泛應用。
上傳時間： 2013-05-27
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本文從總體方案、硬件電路、軟件程序、性能測試等幾個方面詳細地闡述了基于FPGA與USB2.0的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。采集系統(tǒng)選用高采樣率低噪聲的12位AD轉換芯片進行AD轉換電路設計；借助頻率高、內(nèi)部時延小的FPGA芯片實現(xiàn)USB固件并以此控制USB接口芯片，通過乒乓的方式對采樣數(shù)據(jù)進行緩存，提高了系統(tǒng)數(shù)據(jù)吞吐能力；運用USB2.0標準的接口芯片為整個采集系統(tǒng)提供USB的通信能力。采用集成度較高的FPGA芯片作為系統(tǒng)控制核心，降低了設計難度，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，同時還減小了設備體積。
標簽： FPGA 2.0 USB 數(shù)據(jù)采集
上傳時間： 2013-04-24
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隨著科學技術的發(fā)展與公共安全保障需求的提高，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)、日常生活、警備與軍事方面的應用越來越廣泛。采用基于 FPGA 的SOPC技術、H．264壓縮編碼技術和網(wǎng)絡傳輸控制技術實現(xiàn)網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在穩(wěn)定性、功能、成本與擴展性等方面都有著突出的優(yōu)勢，具有重要的學術意義與實用意義， 本課題所設計的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)由以Nios Ⅱ為核心的嵌入式圖像服務器、相關網(wǎng)絡設備與若干PC機客戶端組成。嵌入式圖像服務器實時采集圖像，采用H．264 編碼算法進行壓縮，并持續(xù)監(jiān)聽網(wǎng)絡。PC機客戶端可通過網(wǎng)絡對服務器進行遠程訪問，接收編碼數(shù)據(jù)，使用H．264解碼算法重建圖像并實時顯示，使監(jiān)控人員有效地掌握現(xiàn)場情況， 在嵌入式圖像服務器設計階段，本文首先進行了芯片選型與開發(fā)平臺選擇。然后構建圖像采集子系統(tǒng)，采用雙緩存乒乓交換的方法設計圖像采集用戶自定義模塊。接著設計雙Nios Ⅱ架構的SOPC系統(tǒng)，闡述了雙軟核設計中定制連接、內(nèi)存芯片共享、數(shù)據(jù)搬移、通信與互斥的解決方法。同時完成了網(wǎng)絡服務器的設計，采用μC/OS-Ⅱ進行多任務的管理與調度， H．264視頻壓縮編解碼算法設計與實現(xiàn)是本文的重點。文中首先分析H．264．標準，規(guī)劃編解碼器結構。接著設計了16×16幀內(nèi)預測算法，并設計宏塊掃描方式，采用兩次判決策略進行預測模式選擇。然后設計4×4子塊掃描方式，編寫整數(shù)變換與量化算法程序。熵編碼采用Exp-Golomb編碼與CAVLC相結合的方案，針對除拖尾系數(shù)之外的非零系數(shù)值編碼子算法，實現(xiàn)了一種基于表示范圍判別的編碼方法。最后設計了網(wǎng)絡傳輸?shù)拇a流組成格式，并針對編碼算法設計相應解碼算法。使用VC++完成算法驗證，并進行測試，觀察不同參數(shù)下壓縮率與失真度的變化。 算法驗證完成后，本文進行了PC機客戶端設計，使其具有遠程訪問、H．264解碼與實時顯示的功能。同時將H．264 編碼算法程序移植到NiosⅡ中，并將嵌入式圖像服務器與若干客戶端接入網(wǎng)絡進行聯(lián)合調試，構建完整的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)， 實驗結果表明，本系統(tǒng)視頻壓縮率高，監(jiān)控圖像質量良好，充分證明了系統(tǒng)軟硬件與圖像編解碼算法設計成功。本系統(tǒng)具有成本低、擴展性好及適用范圍廣等優(yōu)點，發(fā)展前景十分廣闊。
標簽： FPGA 264 網(wǎng)絡視頻監(jiān)控 實現(xiàn)研究
上傳時間： 2013-08-03
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本論文利用FPGA可編程邏輯器件和硬件描述語言Verilog，采用自頂向下的設計方法，開發(fā)了一款基于PCI總線的高速數(shù)據(jù)采集卡。本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，采用PLX公司生產(chǎn)的PLX9080作為PCI總線接口芯片。用4片每片容量為8MB的SDRAM作為數(shù)據(jù)采集的前端和PCI總線的數(shù)據(jù)緩沖。用ALTERA公司生產(chǎn)的Cyclone系列FPGA實現(xiàn)PCI接口芯片PLX9080的時序邏輯、對數(shù)據(jù)采集通道的前端控制以及對SDRAM的讀寫控制?！ ≡诒菊撐膶⒅攸c放在了用硬件描述語言Verilog進行FPGA硬件邏輯編程上。本論文按照自頂向下的設計方法，詳細論述了PCI接口轉化電路模塊、SDRAM存儲片子讀寫控制電路模塊、FPGA內(nèi)部寄存器讀寫控制電路模塊以及用于RF端的自動增益控制電路AGC模塊的設計?！ ?/p>
上傳時間： 2013-04-24
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在圖像處理、航空航天、遙感測量、現(xiàn)代電子測試等很多領域，要求測試儀器設備能及時保存原始測試數(shù)據(jù)，用于事后數(shù)據(jù)分析和處理。同時前端探測器性能的提高，對于各種系統(tǒng)存儲容量、體積、造價、穩(wěn)定性等都提出了更高的要求。因此研制性能可靠、體積小、低成本的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)是十分必要的。 本文提出基于ARM嵌入式處理器+FPGA結構的高速信號采集與存儲系統(tǒng)解決方案。進行了信號采集與存儲系統(tǒng)設計。其特點是高性能、低成本、體積小。 文中利用了ARM處理器和FPGA可編程邏輯器件的特點，進行了基于本方案的硬件設計，：FPGA軟件設計。敘述了PCB設計以及調試過程中需注意的問題。 系統(tǒng)的硬件設計以ARM和FPGA為平臺，ARM處理器采用了Samsung公司的S3C2410，F(xiàn)PGA采用Altera公司的EP2C8。硬件設計圍繞著核心芯片，進行了電源設計和ARM和FPGA外圍電路設計。 ARM處理器實現(xiàn)了系統(tǒng)的控制；FPGA作為協(xié)處理器實現(xiàn)了FIFO，一些接口、時序控制等，協(xié)助ARM采集數(shù)據(jù)。在FPGA中實現(xiàn)硬件電路簡化了外圍電路，使得設計靈活，開發(fā)調試方便，也提高了系統(tǒng)的可靠性。 系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)采用的是Linux，基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)的特點，分析了系統(tǒng)的實時性。接著進行了Linux平臺上基于Qt的用戶界面應用程序設計。 最后分析了系統(tǒng)測試結果，并指出存在的問題和改進方法。
上傳時間： 2013-07-10
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本文研究基于ARM與FPGA的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)技術。論文完成了ARM+FPGA結構的共享存儲器結構設計，實現(xiàn)了ARMLinux系統(tǒng)的軟件設計，包括觸摸屏控制、LCD顯示、正弦插值算法設計以及各種顯示算法設計等。同時進行了信號的高速采集和處理的實際測試，對實驗測試數(shù)據(jù)進行了分析。 論文分別從軟件和硬件兩方面入手，闡述了基于ARM處理器和FPGA芯片的高速數(shù)據(jù)采集的硬件系統(tǒng)設計方法，以及基于ARMLinux操作系統(tǒng)的設備驅動程序設計和應用程序設計。 硬件方面，在FPGA平臺上，我們首先利用乒乓操作的方式將一路高速數(shù)據(jù)信號轉換成頻率為原來頻率1/4的4路低速數(shù)據(jù)信號，再將這四路數(shù)據(jù)分別存儲到4個FIFO中，然后再對這4個FIFO中的數(shù)據(jù)拼接并存儲在FPGA片上的雙端口雙時鐘RAM中，最后將FPGA的雙端口雙時鐘RAM掛載到ARM系統(tǒng)的總線上，實現(xiàn)了ARM和FPGA共享存儲器的系統(tǒng)結構，使ARM處理器可以直接讀取這個雙端口雙時鐘的RAM中的數(shù)據(jù)，從而大大提高了數(shù)據(jù)采集與處理的效率。在采樣頻率控制電路設計方面，我們通過使FIFO的數(shù)據(jù)存儲時鐘降低為標準狀態(tài)下的1/n實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集頻率降為標準狀態(tài)的1/n，從而實現(xiàn)了由FPGA控制的可變頻率的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 軟件方面，為了更有效地管理和拓展系統(tǒng)功能，我們移植了ARMLinux操作系統(tǒng)，并在S3C2410平臺上設計實現(xiàn)了基于Linux操作系統(tǒng)的觸摸屏驅動程序設計、LCD驅動程序移植、自定義的FPGA模塊驅動程序設計、LCD顯示程序設計、多線程的應用程序設計。應用程序能夠控制FPGA數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)工作。 在前端采樣頻率為125MHz情況下，系統(tǒng)可以正常工作。能夠實現(xiàn)對頻率在5MHz以下的信號波形的直接顯示；對5MHz至40MHz的信號，使用正弦插值算法進行處理，顯示效果良好。同時這種硬件結構可擴展性強，可以在此基礎上實現(xiàn)8路甚至16路緩沖的系統(tǒng)結構，可以使系統(tǒng)支持更高的采樣頻率。
標簽： FPGA ARM 高速數(shù)據(jù) 采集
上傳時間： 2013-07-04
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基于單片機的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計畢業(yè)論文 本文介紹了基于單片機的數(shù)據(jù)采集的硬件設計和軟件設計，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是模擬域與數(shù)字域之間必不可少的紐帶，它的存在具有著非常重要的作用。
標簽： 多路數(shù)據(jù)采集
上傳時間： 2013-04-24
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傳感器是測控系統(tǒng)的重要組成部分，但有些傳感器，如增量式或絕對式旋轉編碼器，因無配套的二次儀表，給使用帶來不便。有些傳感器雖然可以買到配套的儀表，但價格昂貴，功能單一且功能無法擴展。為此，本課題以設計一種通用性強，功能擴展方便的測量儀表為目的，將計算機技術與嵌入式微處理器技術用于測量儀表當中，設計一種基于ARM的嵌入式智能儀表。課題主要研究工作包括： 1.在分析比較各種二次儀表功能的基礎上，提出了基于ARM的嵌入式智能儀表設計方案。搭建了儀表的硬件平臺。 2.軟件設計實現(xiàn)了μC/OS-Ⅱ嵌入式系統(tǒng)在ARM7微控制器上的移植。在此基礎上，對嵌入式系統(tǒng)進行了一定的擴展，編寫了LCD驅動程序，調用了串口通信，A/D轉換等模塊的API函數(shù)，建立了多任務環(huán)境，使儀表兼具PWM脈寬調制功能、數(shù)據(jù)采集、顯示和傳輸功能。 3.通過增量式、絕對式旋轉編碼器實驗、轉矩轉速傳感器實驗、輸出模擬信號的角度傳感器實驗和PWM輸出實驗驗證儀表的功能。 RTOS平臺的構建，降低了軟件設計的復雜度，提高了系統(tǒng)的實時性和靈活性，縮短了開發(fā)周期。經(jīng)過實驗驗證，該儀表能夠準確測定頻率信號、模擬信號及數(shù)字信號。
上傳時間： 2013-04-24
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近年來，隨著計算機和通信技術的飛速發(fā)展，特別是網(wǎng)絡的迅速普及和3C(計算機、通信、消費電子)合一的加速，微型化和專業(yè)化成為發(fā)展的新趨勢，嵌入式產(chǎn)品已經(jīng)成為了信息產(chǎn)業(yè)的主流，嵌入式系統(tǒng)技術也成為目前電子產(chǎn)品設計領域最為熱門的技術之一，目前已經(jīng)廣泛地應用于軍事國防、消費電子、網(wǎng)絡通信、工業(yè)控制等各個領域。本文在研究視頻采集發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢的基礎上，設計了一種基于32位處理器的嵌入式圖像采集和傳輸系統(tǒng)。此套硬件系統(tǒng)可應用于LCD顯示屏、桌面視頻、多媒體、數(shù)字電視機、圖像處理、可視電話和遠程戶外圖像采集等領域。 該圖像采集系統(tǒng)在硬件系統(tǒng)上以ARM芯片S3C44BOX為核心，利用CMOS圖像傳感器采集圖像；以FIFO幀存儲器暫存圖像數(shù)據(jù)，解決了ARM芯片與圖像傳感器之間速率的不同步問題；并充分利用了FPGA/CPLD高性能、低功耗、低成本的優(yōu)點，用CPID器件控制整個圖像采集的時序邏輯。在軟件平臺移植了嵌入式操作系統(tǒng)’uClinux,并在此基礎上開發(fā)了底層的驅動程序和應用程序。體積小巧，具備圖像采集、顯示和遠程傳輸功能和良好的可擴展性。 全文共分為五個章節(jié)，第一章主要介紹了論文的課題背景和圖像采集技術的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了論文的研究目標和研究內(nèi)容。第二章從硬件和軟件兩方面闡述了嵌入式圖像采集系統(tǒng)的總體設計方案，詳細介紹了硬件開發(fā)平臺嵌入式系統(tǒng)和軟件開發(fā)平臺嵌入式操作系統(tǒng)各自的定義和特點。第三章主要介紹基于ARM的圖像采集系統(tǒng)硬件設計方面的內(nèi)容，包括各個模塊的具體實現(xiàn)方案、系統(tǒng)硬件性能分析和硬件電路的抗干擾設計等。第四章研究了基于uClinux平臺的幾個主要模塊的軟件設計，主要包括圖像傳感芯片的初始化和采集程序的實現(xiàn)、LCD控制器的初始化和圖像顯示程序的實現(xiàn)、以太網(wǎng)控制器的初始化和圖像數(shù)據(jù)傳輸程序的實現(xiàn)。第五章是對全文的一個總結，概括了作者所做的工作，提出所存在的不足并對后續(xù)的研究工作做了進一步的展望。
標簽： ARM 圖像采集系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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隨著信息技術的不斷發(fā)展，安全、可靠的身份識別技術成為許多系統(tǒng)首先考慮的問題。指紋具有唯一性和穩(wěn)定性，因此指紋采集技術是指紋識別技術中的最為重要的一個環(huán)節(jié)，伴隨著生物識別技術的不斷提高，以及指紋傳感器的性能不斷提升，指紋識別技術的應用越來越廣泛。因此，高質量的采集指紋圖像技術已經(jīng)成為一個重要的研究課題。 本文的內(nèi)容是基于ARM的指紋采集系統(tǒng)的設計。按照設計思想，系統(tǒng)主要包括兩個大的模塊：指紋圖像采集模塊、指紋圖像傳輸模塊。在設計工作中，根據(jù)系統(tǒng)的實現(xiàn)要求和本專業(yè)領域內(nèi)最新技術的發(fā)展狀況，確定了以Samsung公司的ARM7處理器S3C44BOX和ALTERA公司的復雜可邏輯編程器件EPM240為核心的系統(tǒng)組成方案。 本文主要做的工作有：首先介紹了指紋識別技術的基本原理和方法，通過對不同類型指紋傳感器的比較選擇了性價比較高的電容式指紋傳感器。設計了以Samsung ARM和MBF200電容式指紋傳感器為主要組成部分的電容式指紋采集系統(tǒng)。在ADS1.2編譯環(huán)境下對ARM進行基于C語言和匯編語言混合編程的初始化程序，指紋采集程序以及數(shù)據(jù)傳輸程序；采用了USB技術實現(xiàn)系統(tǒng)與計算機之間的通訊，大大提高了指紋圖像數(shù)據(jù)的傳輸速度；采用CPLD對系統(tǒng)各個芯片之間的信號進行邏輯控制；采用SST公司的閃爍存儲器SST39VF160存放系統(tǒng)啟動程序Boot loader。 本文首先描述了整個系統(tǒng)的總體方案，然后主要從硬件電路設計和軟件編程兩個方面對系統(tǒng)進行了詳細的描述，硬件設計包括芯片的選型、核心芯片接口電路設計以及處理器的外圍電路設計，軟件設計包括系統(tǒng)主程序、指紋采集程序以及指紋數(shù)據(jù)通訊的流程圖。最后列舉了一些在調試過程中碰到的一些問題以及解決辦法，并為系統(tǒng)進一步優(yōu)化提出了建議。
標簽： ARM 指紋采集 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-07-23
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