本文首先介紹了主流8位MCU(微控制器)的通用架構(gòu),通過比較分析主流國際MCU半導(dǎo)體供應(yīng)商的MCU產(chǎn)品,結(jié)合作者在德國英飛凌公司的項目實踐,分析了英飛凌XC866系列8位MCU的架構(gòu)特點和功能特性。在此基礎(chǔ)上,介紹了該MCU芯片的系統(tǒng)集成方法,以及組成模塊的架構(gòu)和功能。 LlN協(xié)議是當(dāng)前廣泛應(yīng)用的車載局部互連協(xié)議,作為英飛凌XC866MCU上很關(guān)鍵的一個外圍IP,本論文在介紹了MCU架構(gòu)基礎(chǔ)上,設(shè)計實現(xiàn)了LlN控制器。LIN協(xié)議是UART在數(shù)據(jù)鏈路層上的擴展,其關(guān)鍵是LlN協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層的檢測實現(xiàn)。本文給出了一種可靠,高效的協(xié)議檢測機制,從而使軟件和硬件更好配合工作完成協(xié)議檢測。在完成LlN控制器設(shè)計后,本文結(jié)合了XC866ADC的架構(gòu),介紹了ADC模擬和系統(tǒng)的數(shù)字接口概念和實現(xiàn)要點,介紹了如何考慮分析選擇合理的數(shù)字接口方案。論文最后以XC866的系統(tǒng)架構(gòu)為基礎(chǔ),提出了一種高效的基于FPGA的IP原型驗證平臺方案,并以LlN控制器作為驗證這一平臺的IP,在FPGA上成功的實現(xiàn)了驗證方案。論文同時介紹了從SOC設(shè)計向FPGA原型驗證轉(zhuǎn)換時的處理方法及工程經(jīng)驗,介紹了MCU及驗證平臺的測試平臺思想,以及基于FPGA原型和邏輯分析儀實時測試的MCU固件代碼覆蓋率測試方法。 目前8位MCU在中低端的應(yīng)用越來越廣泛,特別是目前發(fā)展迅速的汽車電子和消費電子領(lǐng)域。因此對MCU架構(gòu)的不斷研究和提高,對更多面向應(yīng)用領(lǐng)域的IP的研究和設(shè)計,以及如何更快速的實現(xiàn)芯片驗證將極大的推動MCU在各個領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣,將產(chǎn)生極大的經(jīng)濟和應(yīng)用價值。
上傳時間: 2013-07-14
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遙感圖像是深空探測和近地觀測所得數(shù)據(jù)的重要載體,在軍事和社會經(jīng)濟生活領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。由于遙感圖像數(shù)據(jù)量巨大,它的存儲和傳輸已成為遙感信息應(yīng)用中的關(guān)鍵問題。圖像壓縮編碼技術(shù)能降低圖像冗余度,從而減小圖像的存儲容量和傳輸帶寬,它的研究對于遙感圖像應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實意義。CCSDS圖像壓縮算法是空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會(CCSDS)提出的圖像數(shù)據(jù)壓縮算法。該算法復(fù)雜度較低,并行性好,適合于硬件實現(xiàn),能實現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)的實時處理,從而廣泛應(yīng)用于深空探測和近地觀測。對于直接關(guān)系到軍事戰(zhàn)略、經(jīng)濟建設(shè)等方面的遙感圖像的傳輸,必須對它進行加密處理。AES加密算法是由美國國家標準和技術(shù)研究所(NIST)于2000年發(fā)布的數(shù)據(jù)加密標準,它不但能抵抗各種攻擊,保證加密數(shù)據(jù)的安全性,而且易于軟件和硬件實現(xiàn)。本論文對CCSDS圖像壓縮算法和AES加密算法進行了研究,完成的主要工作包括: (1)研究了CCSDS圖像壓縮算法的原理和結(jié)構(gòu),用C語言實現(xiàn)了算法的編解碼器,并與SPIHT算法和JPEG2000算法的性能進行了比較。 (2)研究了AES加密算法的原理和結(jié)構(gòu),用C語言實現(xiàn)了算法的加解密器。 (3)介紹了實現(xiàn)CCSDS圖像壓縮算法和AES加密算法的FPGA設(shè)計所選擇的軟件開發(fā)工具、開發(fā)語言和硬件開發(fā)平臺。 (4)給出了CCSDS編碼器的FPGA實現(xiàn)方法和實現(xiàn)性能。 (5)給出了AES加密器的FPGA實現(xiàn)方法和實現(xiàn)性能。 本文設(shè)計的CCSDS圖像壓縮和AES加密FPGA系統(tǒng)運用了流水線設(shè)計、高速內(nèi)存設(shè)計、模塊并行化設(shè)計和模塊串行化設(shè)計等技術(shù),在系統(tǒng)速度和資源面積上取得了較好的平衡,達到了預(yù)期的設(shè)計目的。
上傳時間: 2013-07-15
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本文介紹了通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換器研究的背景意義和目前國內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀,并詳細敘述了所選方案的設(shè)計過程。本協(xié)議轉(zhuǎn)換器的豐控制芯片采用了基于ARM7內(nèi)核的32位微控制芯片LPC2212,提供了高速穩(wěn)定的硬件平臺。操作系統(tǒng)采用實時嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ,工作穩(wěn)定,實時性強,移植方便。 本文的豐要內(nèi)容如下:整體的設(shè)計思路,結(jié)構(gòu)組成;系統(tǒng)硬件的設(shè)計,豐要包括網(wǎng)絡(luò)接口電路,USB接口電路,以及串口擴展電路;TCP/IP協(xié)議,豐要包括TCP協(xié)議,IP協(xié)議,ARP協(xié)議等;USB協(xié)議,豐要包括USB設(shè)備構(gòu)架,USB數(shù)據(jù)流模型;串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)和 USB 數(shù)據(jù)以及太網(wǎng)數(shù)據(jù)和 USB 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)串口數(shù)據(jù);嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ,豐要包括信號量,消息郵箱,消息隊列等;操作系統(tǒng)的移植,豐要包括與處理器相關(guān)的文件的改寫。整個系統(tǒng)的硬件和底層軟件部分已經(jīng)完成,經(jīng)串口調(diào)試軟件、USB總線監(jiān)測軟件以及以太網(wǎng)數(shù)據(jù)監(jiān)測軟件進行實際的收發(fā)數(shù)據(jù)實驗,驗證了方案的合理性。 在USB和以太網(wǎng)驅(qū)動程序的編寫中,查閱了大量的相關(guān)資料。對于USB協(xié)議,重點分析了USB協(xié)議的架構(gòu)和數(shù)據(jù)流模型。對于TCP/IP協(xié)議,仔細分析了其封裝和分用,分析了TCP協(xié)議、IP協(xié)議、ARP協(xié)議的原理及程序的實現(xiàn)。對于操作系統(tǒng)的移植,給出了具體的實現(xiàn)步驟,并給出了豐要的代碼。
標簽: ARM 環(huán)境 通訊協(xié)議 轉(zhuǎn)換器
上傳時間: 2013-06-10
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嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心,以計算機技術(shù)為基礎(chǔ),軟件硬件均可裁剪,能滿足應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。隨著信息技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,嵌入式技術(shù)得到了廣闊的發(fā)展空間。其中ARM微處理器憑借體積小、功耗低、成本低而性能高等優(yōu)點,己被成功應(yīng)用于移動通信、手持設(shè)備、多媒體數(shù)字消費等諸多嵌入式領(lǐng)域。ARM也逐步成為了嵌入式的代名詞。另外,嵌入式操作系統(tǒng)經(jīng)過多年的發(fā)展目前也已十分豐富,特別是自由免費軟件Linux的出現(xiàn)。Linux憑借源碼開放、內(nèi)核可裁減、功能豐富、運行穩(wěn)定等優(yōu)勢,被移植到了多種不同結(jié)構(gòu)的CPU和硬件平臺上,且得到了大量優(yōu)秀開發(fā)工具軟件的支持。 本論文的目的是建立一個以ARM為基礎(chǔ)的嵌入式linux系統(tǒng)控制平臺.本文詳細介紹了整個系統(tǒng)平臺的研究開發(fā)和設(shè)計實現(xiàn)過程。論文首先介紹ARM和嵌入式Linux操作系統(tǒng)的特點和當(dāng)前的發(fā)展概況。再闡述了以AT91RM19200為核心的開發(fā)平臺的硬件組成,詳細研究了硬件平臺設(shè)計過程,平臺的外圍配置包括存儲模塊、串口模塊、 CAN總線模塊、以太網(wǎng)模塊、USB模塊及JTAG調(diào)試模塊、實時模塊等多種功能模塊,包括各個功能模塊的芯片選擇和原理圖,還對硬件電路設(shè)計的注意事項進行了探討。再以此硬件平臺為基礎(chǔ),詳細的論述了嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)流程以及移植到具體硬件平臺需要完成的工作,如U-BOOT的移植、Linux內(nèi)核的編譯與裁減、文件系統(tǒng)的制作、驅(qū)動程序的編寫等。最后對系統(tǒng)性能進行了測試,通過測試表明平臺達到設(shè)計要求,性能穩(wěn)定。
上傳時間: 2013-04-24
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遠程監(jiān)控系統(tǒng)是許多重要場所諸如電力、郵電、銀行、交通、商場等需要信息廣泛交流企業(yè)的生產(chǎn)與管理的必備系統(tǒng)。傳統(tǒng)遠程監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)方式一般都需要自己建設(shè)并維護有線或無線網(wǎng)絡(luò),維護費用高,通信距離有限。隨著通信技術(shù)的發(fā)展,原有的遠程監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)日益不能滿足多方面的要求,我們需要實時性更高,通信距離更遠,成本更低的通信方式,本文就此提出了一種基于GPRS的遠程數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)。 本文的創(chuàng)新點是采用了GPRS技術(shù)中的TCP傳輸方式來傳輸監(jiān)控系統(tǒng)采集的圖像數(shù)據(jù),相比傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò),在維護成本,通信距離上有了很大的提高,相比傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)在實時性,傳輸速率,可靠性上有了明顯的改善。 本論文分幾個部分詳細介紹了課題的研究內(nèi)容。第一部分主要介紹了課題背景和監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷史及各類監(jiān)控系統(tǒng)的比較。第二部分描述了本監(jiān)控系統(tǒng)中遠程終端硬件系統(tǒng)搭建工作,包括各部分器件的選取以及在S3C4480為核心的開發(fā)板上擴展出LM9617接口。第三部分描述了以uC/OS操作系統(tǒng)為核心的遠程終端軟件設(shè)計流程,包括uC/OS操作系統(tǒng)和FAT16文件系統(tǒng)的移植,LCD顯示驅(qū)動, Nand-flash底層驅(qū)動的編寫等工作。第四部分詳細說明了本系統(tǒng)圖像采集的具體軟件實現(xiàn),包括根據(jù)實際情況配置CMOS圖像傳感器LM9617的寄存器以及從LM9617中讀取圖像數(shù)據(jù)然后將數(shù)據(jù)寫入Nand-flash存儲器的具體過程。第五部分詳細說明了本系統(tǒng)圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)木唧w軟件實現(xiàn),采用的是GPRS企業(yè)公網(wǎng)組網(wǎng)方式,包括遠程終端程序設(shè)計和監(jiān)控中心服務(wù)器搭建兩部分工作。遠程終端程序設(shè)計包括初始化串口通信,將Nand-flash中的圖像數(shù)據(jù)讀出并通過GPRS模塊GM862發(fā)送到監(jiān)控中心服務(wù)器上;監(jiān)控中心服務(wù)器程序設(shè)計包括啟動建立并啟動Socket監(jiān)聽,以及收到連接請求后GPRS通信鏈路的建立。最后分別用TCP和UDP兩種傳輸方式對監(jiān)控系統(tǒng)進行了測試,證明了GPRS的TCP傳輸方式確實更適合于監(jiān)控系統(tǒng)。
標簽: GPRS ARM 無線數(shù)據(jù)傳輸 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間: 2013-07-19
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RS-485 是一種平衡傳送的串行接口標準,比最早的采用非平衡方式傳送的RS-232串行接口標準在電氣指標上有了大幅度的提高。由于RS-485 總線通訊距離遠,抗干擾能力強,結(jié)構(gòu)簡單,可靠性高,廣泛應(yīng)
上傳時間: 2013-08-04
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雷達顯示與控制終端是雷達系統(tǒng)的重要組成部分,它必須能夠?qū)走_進行精確的控制,同時對從雷達獲取的數(shù)據(jù)進行有效的處理,將獲取的目標信息以直觀、有效、準確的方式呈現(xiàn)給雷達控制者。本文開展基于ARM的便攜式戰(zhàn)場偵察雷達終端的研究與設(shè)計,采用目前先進的嵌入式系統(tǒng)技術(shù),設(shè)計能夠完成顯示與控制的智能終端,這對提高便攜式戰(zhàn)場偵察雷達的性能具有重要的意義。 便攜式雷達終端的設(shè)計主要包括硬件平臺的構(gòu)建、軟件開發(fā)平臺的搭建和終端應(yīng)用軟件的開發(fā)。硬件平臺的構(gòu)建是整個設(shè)計的基礎(chǔ),硬件平臺采用基于ARM920T的多接口高性能CPU S3C2410X處理器。軟件開發(fā)平臺的構(gòu)建基于宿主機——目標機模式。雷達顯示控制終端應(yīng)用軟件的開發(fā)包括:根據(jù)顯控終端軟件功能需求,進行軟件模塊劃分;GUI界面程序的設(shè)計;電子地圖的顯示處理程序設(shè)計;雷達目標信息顯示程序的設(shè)計;基于Qt/Embedded的串口通信程序的編寫。考慮到雷達顯示控制終端軟件的穩(wěn)定性、可靠性和實用性,軟件設(shè)計基于嵌入式Linux操作系統(tǒng),利用C++語言、Qt等相關(guān)軟件工具包進行軟件開發(fā)。 本文研究了嵌入式Linux與嵌入式GUI技術(shù),在此基礎(chǔ)上完成了便攜式雷達終端硬件平臺的構(gòu)建和終端系統(tǒng)應(yīng)用軟件的編寫與調(diào)試等工作,設(shè)計實現(xiàn)的便攜式雷達終端符合現(xiàn)代雷達終端的各項要求。
上傳時間: 2013-06-18
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該論文討論如何采用一種串行無逆的Berlekamp-Massey(BM)算法,設(shè)計應(yīng)用于DVB系統(tǒng)中的RS(204,188)信道編碼/解碼電路,并通過FPGA的驗證.RS解碼器的設(shè)計采用無逆BM算法,并利用串行方式來實現(xiàn),不僅避免了求逆運算,而且只需用3個有限域乘法器就可以實現(xiàn),大大的降低了硬件實現(xiàn)的復(fù)雜度,并且因為在硬件實現(xiàn)上,采用了3級流水線(pipe-line)的處理結(jié)構(gòu).RS編碼器的設(shè)計中,利用有限域常數(shù)乘法器的特性對編碼電路進行優(yōu)化.這些技術(shù)的采用大大的提高了RS編/解碼器的效率,節(jié)省了RS編/解碼器所占用資源.
上傳時間: 2013-08-05
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發(fā)電機互感器是電力系統(tǒng)行業(yè)進行電能計量和繼電保護的重要設(shè)備之一,其伏安特性與發(fā)電機安全、可靠、經(jīng)濟的運行密切相關(guān)。針對目前傳統(tǒng)基于8位單片機所開發(fā)的伏安特性測試系統(tǒng)的不足,利用流行的嵌入式處理技術(shù),選取性價比高的ARM內(nèi)核處理器LPC2214和性能穩(wěn)定的實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ作為開發(fā)平臺,設(shè)計并實現(xiàn)了發(fā)電機伏安特性測試系統(tǒng)。 該系統(tǒng)主要包括在線測試、設(shè)置參數(shù)、查詢數(shù)據(jù)、串口通訊等功能。本文完成了上述功能的軟件設(shè)計和開發(fā),尤其是在線測試功能中對于伏案特性曲線顯示方案的設(shè)計,本文在深入研究顯示模塊的工作原理的基礎(chǔ)上,結(jié)合系統(tǒng)的顯示要求,改進了伏案特性顯示方法,從而使得本系統(tǒng)不僅能夠?qū)崟r顯示伏安特性曲線,并且能夠動態(tài)顯示測量曲線,為系統(tǒng)的進一步開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。此外,基于系統(tǒng)與上位機之間的串口通訊功能,利用LabWindow/CVI7.0開發(fā)平臺實現(xiàn)了系統(tǒng)虛擬環(huán)境,以滿足用戶對測量數(shù)據(jù)進一步分析的需求。 經(jīng)過長時間的現(xiàn)場測試證明,該系統(tǒng)不僅減少了傳統(tǒng)測試中所用的儀器數(shù)量,特別在簡化發(fā)電機互感器的測試流程,增加現(xiàn)場操作的自動化程度,提高互感器測試的精度等方面表現(xiàn)突出,從而為提升發(fā)電機繼電保護裝置的正確動作率創(chuàng)造了有利條件。
上傳時間: 2013-06-26
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光纖布拉格光柵(Fiber Bragg Grating)傳感器是近幾年光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點,光纖光柵傳感器可以工作在強電磁場、高溫有腐蝕性的以及有爆炸危險性的惡劣環(huán)境中,且易于將多個光纖光柵串聯(lián)在一起構(gòu)成光纖光柵陣列,實現(xiàn)分布式傳感,這是其他傳感元件所不及的。 本文設(shè)計了光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)可調(diào)諧法布里-珀羅(Fabry-Perot)腔解調(diào)測試系統(tǒng)。系統(tǒng)主要分光路和電路兩部分,在光路部分,研究了光纖光柵解調(diào)技術(shù),分析和比較了幾種常見的波長解調(diào)方法,由于F-P腔調(diào)諧范圍寬,可以實現(xiàn)多點測量,因此決定采用可調(diào)諧F.P腔法進行信號解調(diào)。對可調(diào)諧 F-P腔解調(diào)法做了理論分析和研究,并通過Matlab仿真對影響F-P濾波效果的腔長和反射率兩個參數(shù)進行了優(yōu)化設(shè)計。在電路部分,首先設(shè)計整形電路將光電探測器的輸出信號整形成矩形脈沖信號,設(shè)計了計算中心波長的方法,最后搭建了硬件電路來驗證中心波長的計算方法。硬件電路以 Philips公司的 LPC2214 為核心處理器。該硬件電路包括電源電路,復(fù)位電路,串口電路,JTAG 調(diào)試接口,數(shù)碼管顯示等。軟件方面,設(shè)計了相關(guān)的軟件程序和模擬信號源,最后利用模擬信號源作為該解調(diào)測試系統(tǒng)的信號進行實驗驗證,得出實驗數(shù)據(jù),經(jīng)過分析驗證了該解調(diào)測試系統(tǒng)的可行性。
標簽: ARM 光纖光柵 傳感網(wǎng)絡(luò) 解調(diào)器
上傳時間: 2013-05-26
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