自上世紀(jì)90年代Linux首次應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，至今已過了近10年。10年間，隨著芯片技術(shù)、總線技術(shù)以及計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，嵌入式處理器也從8位單片機(jī)時代發(fā)展到了如今高低端處理器百花齊放的時代。32位、16位處理器的價格不再是那么高不可攀。在這種背景下，本課題擬研究一種適用于小規(guī)模現(xiàn)場的，低成本的，具有rs-232C和CAN總線通訊方式且可在線進(jìn)行軟件更新的監(jiān)控系統(tǒng)。 現(xiàn)今，很多監(jiān)控系統(tǒng)都以裝有微軟操作系統(tǒng)的IPC作為監(jiān)督平臺，以單片機(jī)、PLC、DSP等作為DDC控制器，通過串口等方式通訊。其開發(fā)周期短，但成本總體較高，通訊方式單一。 本課題首先對幾種嵌入式處理器和嵌入式操作系統(tǒng)進(jìn)行比較，確定了以ARM核的處理器和Linux作為本監(jiān)督平臺的處理器和操作系統(tǒng)；其次研究了Linux在ARM上的移植以及運行過程，包括引導(dǎo)加載程序vivi、Linux2.6內(nèi)核、根文件系統(tǒng)、各種外設(shè)(包括觸摸屏與以太網(wǎng)等)驅(qū)動程序的移植，以及基于Qt/E的串口通訊的圖形用戶界面的開發(fā)；最后對CAN總線以及rs-232C通訊方式在ARM7核的處理器及單片機(jī)上的應(yīng)用進(jìn)行研究。 基于以上研究開發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)督平臺以S3C2410處理器為核心，以Linux2.6內(nèi)核為操作系統(tǒng)，以觸摸屏為主要人機(jī)界面，具有rs-232C和以太網(wǎng)通訊方式，其成本較低，體積較小，功能較為靈活；其DDC控制器由基于STC5410AD和ARM7核的LPC2119的兩塊控制板以及一塊rs-232C與CAN總線轉(zhuǎn)換板組成，其控制功能更加強(qiáng)大，通訊方式也更加多樣化；另外，監(jiān)督平臺與DDC控制器均可在線更新程序，降低了系統(tǒng)維護(hù)難度。 經(jīng)過實踐調(diào)試，本監(jiān)控系統(tǒng)的軟硬件均工作正常，實現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)。本監(jiān)控系統(tǒng)可應(yīng)用于電力、化工、機(jī)電等多個領(lǐng)域的現(xiàn)場，具有較強(qiáng)的通用性。
標(biāo)簽： Linux ARM 監(jiān)控 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-07-08
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隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，各類建設(shè)工程越來越多，這導(dǎo)致了國家對工程機(jī)械的需求越來越大，要求也越來越高。在機(jī)械和液壓技術(shù)已發(fā)展成熟的今天，信息化和智能化成了工程機(jī)械進(jìn)行產(chǎn)品性能提升的新的突破口。而無線遙控技術(shù)是信息化的一個重要方面。 鑒于工程機(jī)械設(shè)備對無線遙控設(shè)備的需求，本文研制了用于工程機(jī)械的無線遙控器。因為工程機(jī)械對遙控通信的可靠性、抗干擾性和通信距離都有比較高的要求，所以本文沒有選擇紅外、藍(lán)牙等技術(shù)作為通信手段，而是選用高性能的射頻芯片ADF7020來搭建射頻模塊。在控制器方面，考慮到通信過程中需要進(jìn)行非常復(fù)雜的編解碼運算，所以本文選用了運算速率較快的32位ARM核微控制器LPC2119。 論文首先在對上述兩塊主芯片進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上介紹了它們的功能特點和參數(shù)性能，與此同時還介紹了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的相關(guān)知識。接著基于這兩塊芯片對遙控器的實施方案進(jìn)行了設(shè)計，包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩方面的內(nèi)容，這構(gòu)成了論文的主體內(nèi)容之一。然后論文詳細(xì)深入的研究和討論了對遙控器通信性能起關(guān)鍵作用的差錯控制系統(tǒng)。研究內(nèi)容包括循環(huán)碼、CRC碼、rs碼和交織技術(shù)等一系列的信道編碼理論，并且給出了各種編解碼的實現(xiàn)方法。基于這些理論，論文設(shè)計了一種CRC碼、rs碼以及交織技術(shù)相結(jié)合的差錯控制方法并將其應(yīng)用在遙控器中，實際測試證明該方法從很大程度上提升了遙控器的通信性能。此外，還實現(xiàn)了遙控器的跳頻功能，可以有效的抵抗同頻干擾。論文的最后簡要介紹了系統(tǒng)開發(fā)調(diào)試環(huán)境以及仿真工具，并總結(jié)了軟件實現(xiàn)過程中對一些關(guān)鍵問題的處理辦法。
標(biāo)簽： ARM 射頻技術(shù) 工程機(jī)械 遙控器
上傳時間： 2013-05-18
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ARM微處理器的應(yīng)用已經(jīng)遍及工業(yè)控制、消費類電子產(chǎn)品、通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、無線系統(tǒng)等各類產(chǎn)品市場，占領(lǐng)了32位RISC微處理器75％以上的市場份額。 本文設(shè)計的基于JTAG接口的ARM編程器，以ARM微處理器作為CPU，利用其JTAG接口對Flash在線編程的技術(shù)，給以ARM為內(nèi)核的應(yīng)用板(數(shù)控系統(tǒng)硬件平臺)進(jìn)行快速軟件升級。在分析相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上，給出了系統(tǒng)的總體設(shè)計方案，設(shè)計了系統(tǒng)的硬件和軟件。 首先詳細(xì)分析了JTAG技術(shù)、USB技術(shù)和Modem通信原理。編程器以USB口和rs-232口作為通信接口，以JTAG接口作為調(diào)試接口和編程接口。 其次，在分析編程器需求的基礎(chǔ)上，給出了系統(tǒng)的總體設(shè)計方案，選擇了主要的部件。系統(tǒng)硬件的核心部件采用了Philips LPC2144ARM芯片，擴(kuò)展了JTAG接口、USB接口、Modem接口，同時又構(gòu)造出了一個JTAG接口。該芯片具有SPI總線，采用與SPI兼容的外部Flash作為存儲器。編程器軟件在ADS集成開發(fā)環(huán)境下開發(fā)調(diào)試。 最后，對編程器技術(shù)實現(xiàn)上的不足作了分析和編程器設(shè)計的不完善之處作了總結(jié)，并對編程器的發(fā)展趨勢作了探討和展望。
上傳時間： 2013-06-16
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本文內(nèi)容來源于實際工程項目，屬于FPGA技術(shù)在航空電子系統(tǒng)中的應(yīng)用范疇。該項目的主要任務(wù)是通過設(shè)計—總線適配器將嵌入式航路控制器接入航電總線，使之成為航空電子系統(tǒng)的一部分。本文主要介紹航電總線適配器的設(shè)計，包括總線適配器接口協(xié)議分析、系統(tǒng)總體規(guī)劃、主控制器的FPGA實現(xiàn)、硬件設(shè)計和軟件設(shè)計等內(nèi)容。 首先，本立在對項目背景、項目需求和總線適配器接口協(xié)議進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，規(guī)劃了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。并且根據(jù)此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)制定了相應(yīng)的轉(zhuǎn)換協(xié)議，以規(guī)范數(shù)據(jù)傳輸。其次，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求選擇主控制器和外圍器件，并以此搭建硬件平臺，完成系統(tǒng)硬件設(shè)計。本部分內(nèi)容包括主控制器的FPGA實現(xiàn)分析以及系統(tǒng)硬件各功能模塊如MIL-STD-1553B協(xié)議控制器模塊、rs-422電平轉(zhuǎn)換模塊、FPGA配置模塊和電源模塊等的設(shè)計。最后介紹了系統(tǒng)的軟件開發(fā)，此部分主要完成了軟件的總體設(shè)計、功能模塊的劃分以及各功能模塊的軟件實現(xiàn)，包括BU-61580接口模塊、異步串口模塊和協(xié)議控制模塊等的具體設(shè)計。
上傳時間： 2013-05-22
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DVB-S(Digital Video Broadcasting bv Satellite)調(diào)制器是符合DVB-S協(xié)議的數(shù)字電視前端設(shè)備之一，也滿足我國數(shù)字電視衛(wèi)星廣播標(biāo)準(zhǔn)，該設(shè)備可以廣泛應(yīng)用于數(shù)字電視衛(wèi)星業(yè)務(wù)和相關(guān)數(shù)字電視業(yè)務(wù)。本文主要闡述了基于FPGA實現(xiàn)DVB-S調(diào)制器的信道編碼和調(diào)制，按功能對DVB-S信道編碼過程進(jìn)行模塊分解、模塊接口定義，針對每個模塊進(jìn)行工作原理分析、算法分析、HDL描述、時序仿真及FPGA實現(xiàn)；DVB-S調(diào)制器的核心是信道編碼和調(diào)制部分，利用FPGA在數(shù)字信號處理方面的優(yōu)勢，本文重點對其中的幾個關(guān)鍵模塊，包括rs編碼、卷積交織器和卷積穿孔編碼等的實現(xiàn)算法進(jìn)行了比較詳細(xì)的分析，并通過HDL描述和時序仿真來驗證算法正確性；對FPGA各模塊的資源進(jìn)行了估計、利用Altera公司的Cyclone器件的內(nèi)部鎖相環(huán)實現(xiàn)ASI信號的接收；最后對整機(jī)進(jìn)行了測試，測試結(jié)果表明，本文設(shè)計的DVB-S調(diào)制器技術(shù)指標(biāo)滿足設(shè)計要求。
標(biāo)簽： FPGA DVBS 信道編碼 調(diào)制
上傳時間： 2013-04-24
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本文對OFDM基帶調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的：FPGA設(shè)計進(jìn)行了研究和論述，重點實現(xiàn)其中的rs碼編、譯碼模塊和基帶成形濾波器模塊。本文首先介紹了OFDM調(diào)制的原理和OFDM基帶調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的總體設(shè)計，以及FPGA設(shè)計的基本原則。接著介紹了rs碼的編碼原理和時域迭代譯碼算法，在此基礎(chǔ)上設(shè)計實現(xiàn)rs碼編碼器和譯碼器。然后介紹了成形濾波的原理和多種實現(xiàn)成形濾波器的結(jié)構(gòu)，采用多相結(jié)構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)了平方根升余弦滾降濾波器。
標(biāo)簽： FPGA OFDM 基帶 調(diào)制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-11
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可靠通信要求消息從信源到信宿盡量無誤傳輸，這就要求通信系統(tǒng)具有很好的糾錯能力，如使用差錯控制編碼。自仙農(nóng)定理提出以來，先后有許多糾錯編碼被相繼提出，例如漢明碼，BCH碼和rs碼等，而C。Berrou等人于1993年提出的Turbo碼以其優(yōu)異的糾錯性能成為通信界的一個里程碑。 然而，Turbo碼迭代譯碼復(fù)雜度大，導(dǎo)致其譯碼延時大，故而在工程中的應(yīng)用受到一定限制，而并行Turbo譯碼可以很好地解決上述問題。本論文的主要工作是通過硬件實現(xiàn)一種基于幀分裂和歸零處理的新型并行Turbo編譯碼算法。論文提出了一種基于多端口存儲器的并行子交織器解決方法，很好地解決了并行訪問存儲器沖突的問題。 本論文在現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)平臺上實現(xiàn)了一種基于幀分裂和籬笆圖歸零處理的并行Turbo編譯碼器。所實現(xiàn)的并行Turbo編譯碼器在時鐘頻率為33MHz，幀長為1024比特，并行子譯碼器數(shù)和最大迭代次數(shù)均為4時，可支持8.2Mbps的編譯碼數(shù)掘吞吐量，而譯碼時延小于124us。本文還使用EP2C35FPGA芯片設(shè)計了系統(tǒng)開發(fā)板。該開發(fā)板可提供高速以太網(wǎng)MAC／PHY和PCI接口，很好地滿足了通信系統(tǒng)需求。系統(tǒng)測試結(jié)果表明，本文所實現(xiàn)的并行Turbo編譯碼器及其開發(fā)板運行正確、有效且可靠。 本論文主要分為五章，第一章為緒論，介紹Turbo碼背景和硬件實現(xiàn)相關(guān)技術(shù)。第二章為基于幀分裂和歸零的并行Turbo編碼的設(shè)計與實現(xiàn)，分別介紹了編碼器和譯碼器的RTL設(shè)計，還提出了一種基于多端口存儲器的并行子交織器和解交織器設(shè)計。第三章討論了使用NIOS處理器的SOC架構(gòu)，使用SOC架構(gòu)處理系統(tǒng)和基于NIOSII處理器和uC／0S一2操作系統(tǒng)的架構(gòu)。第四章介紹了FPGA系統(tǒng)開發(fā)板設(shè)計與調(diào)試的一些工作。最后一章為本文總結(jié)及其展望。
上傳時間： 2013-04-24
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PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)是當(dāng)今控制領(lǐng)域的一個熱點。目前國內(nèi)對于PROFIBUS-DP的應(yīng)用和研究主要以西門子等國外大公司的成套設(shè)備為主，用單片機(jī)+固態(tài)程序的方法做PROFIBUS-DP接口控制器的技術(shù)比較成熟，而自主開發(fā)PROFIBUS-DP通用接口的研究卻比較少。針對這一現(xiàn)狀，本論文采用FPGA做控制器，提出了基于FPGA技術(shù)的從站接口通信模塊的設(shè)計方案，使具有rs-232接口的從站可以通過該接口通信模塊與PROFIBUS-DP主站進(jìn)行通訊連接。 論文首先對PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)進(jìn)行概述，主要從現(xiàn)場總線的技術(shù)特點、協(xié)議結(jié)構(gòu)、傳輸技術(shù)、存取協(xié)議等方面進(jìn)行介紹。對PROFIBUS-DP系統(tǒng)組成和配置、工作方式及數(shù)據(jù)傳遞、DP的功能和從站狀態(tài)機(jī)制等進(jìn)行研究和分析。然后詳細(xì)論述了基于PROFIBUS-DP的通信接口的硬件及軟件實現(xiàn)。 在硬件設(shè)計中，本文從PROFIBUS協(xié)議芯片SPC3實現(xiàn)的具體功能出發(fā)，結(jié)合EDA(Electronic Design Amomation)設(shè)計自項向下的設(shè)計思想，給出了總線接口的總體設(shè)計方案。同時給出其設(shè)計邏輯框圖、算法流程圖、引腳說明以及部分模塊的仿真結(jié)果。并充分考慮了硬件的通用性及將來的擴(kuò)展。 本設(shè)計使用VHDL描述，在此基礎(chǔ)之上采用專門的綜合軟件對設(shè)計進(jìn)行了綜合優(yōu)化，最后在FPGA(Field Programmable Gate Array)芯片EP1C6上得以實現(xiàn)。在軟件設(shè)計中，詳細(xì)介紹了通信接口的軟件設(shè)計實現(xiàn)，包括狀態(tài)機(jī)的實現(xiàn)、各種通信報文的實現(xiàn)、GSD文件的編寫等。 再通過Siemens公司的CP5611網(wǎng)絡(luò)接口卡和PC機(jī)做主站，使用COMPROFIBUS組態(tài)軟件，組建系統(tǒng)進(jìn)行通訊測試，得到良好結(jié)果。
標(biāo)簽： PROFIBUSDP FPGA 接口
上傳時間： 2013-05-25
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本論文介紹了幾種編碼和調(diào)制技術(shù)的基本原理和課題的總體實現(xiàn)結(jié)構(gòu)，重點分析和討論了滾降系數(shù)可調(diào)的成形濾波、內(nèi)插技術(shù)以及濾波器中乘法器、加法器的實現(xiàn)方法。通過外部控制器可對FPGA內(nèi)部設(shè)計的多項參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，可支持32.000kbps～4.096Mbps范圍內(nèi)的多速率數(shù)據(jù)傳輸，適用于各種信道限帶性能要求的傳輸系統(tǒng)。本論文使用一片F(xiàn)PGA芯片實現(xiàn)了信道編碼(包括數(shù)據(jù)加擾、差分編碼、卷積碼、rs碼、交織等)、多種調(diào)制方式(BPSK、QPSK、π/4-QPSK、TC8PSK、16QAM)、成形濾波器、多級內(nèi)插、上變頻器、具有連續(xù)/突發(fā)信號模式的數(shù)據(jù)源。將本論文的成果移植到某單位的信號源研制平臺，基本上可以滿足現(xiàn)階段研制和維修解調(diào)設(shè)備對信號源的需求，因此具有較高的使用價值。
標(biāo)簽： 編碼 調(diào)制技術(shù)
上傳時間： 2013-07-27
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筆者在火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)設(shè)計中，經(jīng)大量試驗，發(fā)現(xiàn)在使用rs-485總線時，如果簡單地按常規(guī)方式設(shè)計電路，那么在實際工程中可能存在以下兩個問題：一是通信數(shù)據(jù)收發(fā)不可靠；二是在多機(jī)通信方式下，一個節(jié)點的故障(如死機(jī))往往會使得整個系統(tǒng)的通信框架崩潰，而且給故障的排查帶來困難。針對上述問題，對485總線接口的軟硬件設(shè)計采取了有效的改進(jìn)措施，大大提高了聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
上傳時間： 2013-05-28
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