嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)詳解--基于ARM(完整版) 詳細解讀~！
上傳時間： 2013-07-11
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隨著科學技術(shù)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(shù)、H．264壓縮編碼技術(shù)和網(wǎng)絡傳輸控制技術(shù)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(shù)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(guān)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(gòu)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(gòu)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(diào)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(jié)構(gòu)。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(jié)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(diào)試，構(gòu)建完整的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)， 實驗結(jié)果表明，本系統(tǒng)視頻壓縮率高，監(jiān)控圖像質(zhì)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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隨著電子技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，可編程邏輯器件的應用領(lǐng)域越來越寬?？删幊蘏oC設計已成為SoC設計的新方法。論文介紹了可編程邏輯器件的設計方法和開發(fā)技術(shù)，并用硬件描述語言和FPGA／CPLD設計技術(shù)，探索和研究了基于FPGA的RISCMCU的設計與實現(xiàn)過程。 論文參照Mircochip公司的PICl6C5X單片機的體系結(jié)構(gòu)，設計了8位RISCMCU。該嵌入式MCU設計采用了自頂向下的設計方法和模塊化設計思想。MCU總體結(jié)構(gòu)設計劃分控制模塊、ALU模塊、存儲模塊三大模塊。然后，對各模塊的具體技術(shù)實現(xiàn)細節(jié)分別進行了闡述。論文中設計的MCU能實現(xiàn)PICl6C5X單片機33條指令中除OPTION、CLRWDT、SLEEP和TRIS四條指令以外的其余29條指令的功能，但應用是基于FPGA的，能與其他外設IP方便的結(jié)合在一起使用，比ASIC的PICl6C57X的應用更具靈活性。 軟件仿真和硬件驗證表明：所設計的嵌入式MCU在各方面均達到了一定的性能指標，在Altera公司ACEX1K系列的EPlK30TCl44-3器件上的工作頻率達21.88MHz。這些為自主設計R／SCMCU的IP核提供了值得借鑒的探索成果和設計思路，在通用控制領(lǐng)域也有一定的實用價值。 此外，論文中還介紹了三相SPWM控制模塊的設計，該模塊具有死區(qū)時間和載波比任意可調(diào)的特點，可以單獨應用，也可以作為MCU的外設子模塊應用。
上傳時間： 2013-07-16
上傳用戶：熊少鋒
近年來LED顯示技術(shù)發(fā)展迅速,LED全彩顯示屏得到了廣泛的應用.LED顯示技術(shù)涵蓋了微機控制、視頻、光學、機械和數(shù)字圖像處理等多種技術(shù).針對現(xiàn)有LED顯示系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸和顯示存在的缺陷和開發(fā)難度,本文提出并實現(xiàn)了一種新型的LED顯示系統(tǒng)方案.該方案把ARM處理器應用到LED顯示屏中,采用FPGA技術(shù)開發(fā)了LED顯示屏系統(tǒng).本文主要討論了利用網(wǎng)絡傳輸LED顯示數(shù)據(jù)的實現(xiàn)方法,包括嵌入式系統(tǒng)的設計以及TCP/IP協(xié)議的實現(xiàn)等分析和設計工作.全文分為七章,首先提出現(xiàn)有LED顯示系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸和顯示存在的缺陷和開發(fā)難度,然后提出新的LED顯示系統(tǒng)方案,并論證該方案的可行性.接著闡述了作者采用的嵌入式系統(tǒng)的設計方法和過程.第三章和第四章是嵌入式系統(tǒng)的設計和TCP/IP協(xié)議的實現(xiàn),其中包括硬件和軟件的設計以及嵌入式操作系統(tǒng)μ C/OS-Ⅱ的移植.詳細地分析了基于LPC2214芯片的操作系統(tǒng)移植步驟和過程.本文使用的是1wIP網(wǎng)關(guān)協(xié)議,把其應用于μ C/OS-Ⅱ,實現(xiàn)了LED顯示屏的網(wǎng)絡通信,還分析了RTL8019芯片的工作過程,編寫了有關(guān)驅(qū)動代碼.在第五章和第六章中闡述了LED顯示屏顯示原理和利用FPGA實現(xiàn)LED顯示的驅(qū)動開發(fā)過程,利用占空比法實現(xiàn)LED顯示屏的灰度顯示,使用VHDL語言描述LED顯示屏的灰度實現(xiàn)邏輯.最后根據(jù)本文的方案實現(xiàn)了LED顯示屏的彩色顯示,通過分析比較,該方案可行并且達到了預定的要求.
標簽： FPGA LED 嵌入式系統(tǒng) 中的應用
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：yoleeson
隨著現(xiàn)代控制理論在機電技術(shù)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，多電動機協(xié)調(diào)控制技術(shù)在機電控制系統(tǒng)中得到廣泛的應用，給嵌入式系統(tǒng)的數(shù)控應用提供了巨大機遇。傳統(tǒng)的伺服運動控制很難在處理大數(shù)據(jù)量、復雜算法時保證系統(tǒng)的靈活性和實時性。嵌入式系統(tǒng)是近年來發(fā)展起來的以應用為中心并且軟硬件可裁剪的實時系統(tǒng)，它的特點是高度自動化，響應速度快等，非常適合于要求實時的和多任務的場合。 本文以嵌入式數(shù)控系統(tǒng)為項目背景，研究設計了一種基于ARM和FPGA的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的方案。設計中，通過QuartusⅡ、ModelSim和Protel 99等電子設計自動化開發(fā)工具完成了一個高性能嵌入式軟硬件系統(tǒng)的設計及仿真驗證；采用了實用小巧的嵌入式實時操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ，為應用系統(tǒng)的實時性提供了保證。該嵌入式數(shù)控系統(tǒng)滿足了用戶對應用系統(tǒng)實時性和快速處理的要求，具有較廣泛的應用前景。 通過本課題實踐表明，基于ARM和FPGA構(gòu)建嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的應用方案完全可行、合理，同傳統(tǒng)的人機交互系統(tǒng)設計相比，能大量地減輕研發(fā)任務，提高研發(fā)速度，能夠在短時間內(nèi)得到控制性能優(yōu)秀的數(shù)控系統(tǒng)。而μC／OS-Ⅱ?qū)崟r操作系統(tǒng)的加入，使得系統(tǒng)很好地進行多任務處理，并保證了系統(tǒng)的實時性。
上傳時間： 2013-07-22
上傳用戶：huangzchytems
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，構(gòu)建一個掌上語言學習設備。 論文首先進行了開發(fā)環(huán)境的設計與搭建，對開發(fā)主機進行TFTP服務器、NFS服務器、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
上傳用戶：jiangfire
當前，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)廣泛地應用到人們生活的各個領(lǐng)域。同時，隨著嵌入式處理器性能的不斷增強，特別是32位高性能嵌入式微處理器的廣泛使用，嵌入式操作系統(tǒng)逐漸成為嵌入式系統(tǒng)中最重要的組成部分。而在各種嵌入式操作系統(tǒng)中，IAnux憑借其代碼公開，性能穩(wěn)定，網(wǎng)絡功能強大等多方面的優(yōu)勢，在嵌入式系統(tǒng)中被廣泛地采用，得到了嵌入式系統(tǒng)設計者的普遍認可。研究Linux操作系統(tǒng)理論，進行嵌入式Linux系統(tǒng)的移植和應用程序的開發(fā)，具有重要的理論意義和現(xiàn)實意義。 研究課題以32位ARM架構(gòu)的嵌入式處理器$3C2410A為硬件平臺核心，系統(tǒng)地介紹了S3C2410A處理器和系統(tǒng)的硬件組成。在此基礎上重點研究了嵌入式Linux系統(tǒng)的構(gòu)建和移植，其中首先研究了基于Linux的嵌入式交叉開發(fā)環(huán)境的構(gòu)建。之后詳細地研究了系統(tǒng)引導程序的原理，分析了系統(tǒng)引導程序VIVI的結(jié)構(gòu)并在此基礎上實現(xiàn)了VIVI的移植。接下來論文研究了ARM Linux內(nèi)核結(jié)構(gòu)和啟動引導過程，討論了ARM Linux內(nèi)核移植及配置編譯的具體方法和過程。作為嵌入式Linux移植的另外一個重點，課題還詳細地研究了嵌入式Linux根文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、根文件系統(tǒng)內(nèi)容的構(gòu)建以及如何為嵌入式系統(tǒng)進行多文件系統(tǒng)的選擇。在完成Linux內(nèi)核與文件系統(tǒng)的移植后研究了嵌入式Linux驅(qū)動程序的原理，設計了S3C2410A微處理器擴展CAN總線接口，給出了ARM Linux上CAN設備驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)方法。課題最后還研究了嵌入式Linux系統(tǒng)下的圖形用戶界面，在分析國內(nèi)外嵌入式GUI的特點和MiniGUI的技術(shù)優(yōu)勢基礎上，介紹了為嵌入式Linux系統(tǒng)配置、編譯和安裝MiniGUI的方法，而且以一個狀態(tài)顯示界面程序為實例介紹了MiniGUI程序的設計方法。
標簽： Linux ARM 嵌入式 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：wangyi39
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(nèi)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(diào)試工作，使得系統(tǒng)運轉(zhuǎn)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(diào)試，建立了系統(tǒng)的啟動環(huán)境。
上傳時間： 2013-06-03
上傳用戶：kgylah
近年來，隨著嵌入式系統(tǒng)的快速發(fā)展，越來越多的嵌入式設備被用于工業(yè)控制、智能家居等領(lǐng)域。同時伴隨著網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，嵌入式設備通過網(wǎng)絡接入局域網(wǎng)或者Internet已經(jīng)逐步成為發(fā)展的趨勢。通過在嵌入式設備中內(nèi)置Web服務器，用戶可以在任何一臺聯(lián)網(wǎng)的計算機上通過瀏覽器來獲取設備的信息，用戶還可以通過網(wǎng)絡對設備進行配置和管理。因此研究和開發(fā)嵌入式Web服務器具有重要的實際意義和應用價值。 本文在S3C44BOX開發(fā)板上使用μClinux操作系統(tǒng)作為開發(fā)平臺，開發(fā)并實現(xiàn)了嵌入式Web服務器。文中提出了2種實現(xiàn)方案，一種是基于boa的嵌入式Web服務器，所做的主要工作是boa在gClinux中的移植和CGI的編寫，在此基礎上實現(xiàn)了動、靜態(tài)頁面的生成和簡單的控制功能。另一種方案是基于HTTP協(xié)議和socket編程所開發(fā)的嵌入式Web服務器，在此方案中實現(xiàn)了HTTP協(xié)議的GET和POST請求方式，能夠生成簡單的動態(tài)頁面，實現(xiàn)了歷史數(shù)據(jù)的保存功能，還能夠根據(jù)用戶在瀏覽器端的請求進行相應的控制和管理。 論文首先對嵌入式Web服務器的體系結(jié)構(gòu)進行了分析，然后介紹了S3C44BOX硬件開發(fā)平臺，并分析了bootloader的基本原理和實現(xiàn)過程。隨后對μClinux操作系統(tǒng)的特點和網(wǎng)卡驅(qū)動程序進行了分析，并著重介紹了μClinux的移植過程。在第五章，論文詳細分析了TCP/IP和HTTP的原理和工作機制，并介紹了Web服務器中CGI的工作原理，最后分析了boa服務器的移植和CGI程序的編寫以及Web服務器的測試等。在第六章，在HTTP協(xié)議分析和網(wǎng)絡編程的基礎上，提出了嵌入式Web服務器的設計思想、程序流程圖，重點分析了Web服務器主程序流程、動態(tài)頁面的生成、歷史數(shù)據(jù)查詢的實現(xiàn)等，也分析了Web服務器中各種控制功能的實現(xiàn)流程，最后給出了Web服務器的測試結(jié)果。
上傳時間： 2013-05-17
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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(shù)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(lǐng)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(qū)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(lǐng)域的首選操作系統(tǒng)之一。 本課題以嵌入式手持式電能質(zhì)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(jié)構(gòu)和嵌入式系統(tǒng)設計的原理，構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)合uClinux多進程和共享內(nèi)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(jié)構(gòu)、uClinux運行機制和內(nèi)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(qū)動及上層應用程序的設計方法等問題。
上傳時間： 2013-07-23
上傳用戶：cjf0304
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