嵌入式系統(tǒng)是以應用為中心,以計算機技術為基礎,軟硬件可裁減,適應應用系統(tǒng),對功能,可靠性,成本,體積,功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)[1]。廣泛應用于軍事,信息家電,無線通信設備,消費類電子產(chǎn)品,移動計算平臺等諸多領域,是當今熱門的計算機開發(fā)技術。 隨著科學技術發(fā)展,人們生活水平提高,數(shù)字高清電視逐漸普及,在各大賣場,對銷售過程中展示設備也隨之提出了更高的要求。但據(jù)調(diào)查,在中國現(xiàn)有的高清播放系統(tǒng)普遍存在價格昂貴,損耗高,壽命短及外部接口少等缺陷,導致無法普及。 針對這一現(xiàn)狀,本課題設計了一種以嵌入式處理器ARM系列32位嵌入式EM8623芯片為硬件平臺,嵌入式實時操作系統(tǒng)uclinux為系統(tǒng)軟件平臺的高清播放系統(tǒng)。 ARM(Advanced RISC Machines)既是一種處理器架構(gòu),又是公司的名稱,該公司主要設計處理器架構(gòu),并將其技術授權給其他芯片廠商。該處理器架構(gòu)具有外型小,性能高等特點,多用于便攜式通訊工具,多媒體數(shù)字式消費類儀器和嵌入式系統(tǒng)解決方案等領域。本課題在充分考慮系統(tǒng)實用性和開發(fā)成本的基礎上,采用EM8623芯片為CPU,片外擴展FLASH和SDRAM存儲器。 uclinux系統(tǒng)從Linux2.0/2.4內(nèi)核派生而來,雖然是為了支持沒有MMU(虛擬內(nèi)存管理單元)的處理器而設計,但保留了操作系統(tǒng)的所有特性,為硬件平臺更好地運行提供了保證,也降低了軟件設計復雜度,提高了系統(tǒng)的實時性和靈活性,縮短了開發(fā)周期。 該高清播放系統(tǒng)具有工作時間長,性能穩(wěn)定等特點,采用面向?qū)ο蠛兔嫦蜻^程綜合編程方法,ASM,C,C++多種語言混合編程方式實現(xiàn),使系統(tǒng)具有很高的健壯性和可擴展性。 基于ARM的高清播放系統(tǒng)在現(xiàn)場運行穩(wěn)定可靠,達到了預期的效果和實際要求。而且由于該高清播放系統(tǒng)外接接口豐富(包括常見的HDMI,S-Video,VGA,YPbPr,YCbCr),連接使用方便,所以具有很好的市場價值,可廣泛應用于電視銷售柜臺,化妝品展示柜臺,聯(lián)網(wǎng)廣告機等領域。
標簽: ARM 播放 系統(tǒng)設計
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,隨著計算機技術、通信技術、集成電路技術和控制技術的發(fā)展,在線切割系統(tǒng)中實現(xiàn)加工的現(xiàn)代化、安全化,提高加工精度等要求,促使了線切割系統(tǒng)嵌入式化成為未來機床發(fā)展的趨勢。 將嵌入式技術引入機床控制,是當前嵌入式線切割系統(tǒng)研究開發(fā)的熱點。本文提出以32位嵌入式計算機為主控設備,討論了嵌入式計算機系統(tǒng)和步進電機模塊相結(jié)合在嵌入式線切割系統(tǒng)中的研究和應用情況。 在硬件方面選用S3C2410芯片用于主控制設備,連接用于存儲的64MBNandFlash、64MB SDRAM,以及一塊用于控制顯示240×320大小的TFT LCD顯示觸摸屏和步進電機模塊。 在軟件方面完成了Windows CE在嵌入式S3C2410處理器上BSP的定制與開發(fā),著重分析了系統(tǒng)啟動的過程,并成功實現(xiàn)了Windows CE在S3C2410上的移植。通過分析,在Windows CE上實現(xiàn)了嵌入式線切割系統(tǒng)的管理模塊,在控制模塊方面,完成了采用RS485串口通信模塊與步進電機控制模塊相結(jié)合,實現(xiàn)了對設備的控制。
標簽: ARM 嵌入式 線切割 系統(tǒng)設計
上傳時間: 2013-07-31
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隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,人們生活節(jié)奏的提高,照顧家庭的時間越來越少。人們越來越感覺時間的緊張,不但要周旋在繁雜的工作之中,同時也要兼顧自己的家。而現(xiàn)有的嵌入式硬盤錄像機雖然功能豐富,產(chǎn)品日益成熟,但在家用系統(tǒng)中應用成本太高。因此本文設計了一款高性能、低成本的實時圖像監(jiān)控系統(tǒng),能讓人們在繁忙的工作之余實時了解住所的安全情況。 本文首先提出了該圖像監(jiān)控系統(tǒng)的總體設計方案,并就系統(tǒng)硬件平臺的設計進行了詳細的論述。硬件部分主要包括主控芯片$3C2410與Flash、SDRAM存儲器接口電路,USB接口電路,以太網(wǎng)接口電路,UART串行接口電路,JTAG接口電路以及電源電路。 其次,本文研究了嵌入式IAnux移植的關鍵技術,包括交叉編譯環(huán)境的建立、Bootloader 的設計、內(nèi)核移植以及文件系統(tǒng)加載的方法,并通過裁剪Linux內(nèi)核將標準Linux 2.4.18移植到目標平臺。同時分析了現(xiàn)有文件系統(tǒng)的優(yōu)、缺點,在目標平臺上移植了快速、高效的YAFFS文件系統(tǒng),增強了系統(tǒng)的健壯性和高效性。 再者,本文修改并移植了LJSB攝像頭的驅(qū)動程序。研究了基于Vide041inux技術的圖像采集的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和原理,詳細地闡述了圖像采集實現(xiàn)的過程和關鍵步驟,利用Vide04Linux API函數(shù)完成了圖像采集程序的設計,使用內(nèi)存映射方式實現(xiàn)了圖像的快速采集,并對圖像數(shù)據(jù)進行了JPEG壓縮,提高了圖像采集的效率。研究了Web Server和Java Applet技術,實現(xiàn)了遠程圖像監(jiān)控。通過重新編譯移植Webcam Server應用程序?qū)崿F(xiàn)了網(wǎng)絡攝像機的功能。 最后,本文給出了系統(tǒng)的測試方法及運行結(jié)果,并總結(jié)了所做的工作和存在的問題,提出了系統(tǒng)改進的意見。 本文設計的圖像監(jiān)控系統(tǒng)具有高性能、低成本、小體積等特點,采用開源的Linux作為軟件平臺,保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性,具有較高的性價比和較強的適用性。
上傳時間: 2013-07-28
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汽車儀表總成是汽車和駕駛員進行信息交互的窗口。傳統(tǒng)的汽車儀表總成采用了大量機械器件、模擬電路和少量簡單數(shù)字電路的方式設計。它體積大,精確和穩(wěn)定性低,顯示信息少,控制按鈕繁復。本項目以當前主流的嵌入式技術為基礎,設計了一種以大尺寸LCD觸摸屏為主要顯示控制界面,以CAN總線和其他接口為信息采集渠道,以高速嵌入式ARM9微控制器為處理單元的車載信息顯控終端。 作者在該項目中負責車載信息顯控終端的樣機設計,用Prote199完成原理圖和PCB圖的設計,編寫測試程序?qū)χ饕布M行測試。軟件上移植Linux操作系統(tǒng)并編寫LCD驅(qū)動程序。 論文設計的車載信息顯控終端以SAMSUNG公司S3C2410ARM9微控制器為核心,以Microchip公司的MCP2515芯片為CAN總線控制器,以Sharp公司LQ080V3DG01型號的8英寸LCD屏為顯控接口。存儲器方面外擴了NOR FLASH、NAND FLASH、SDRAM。接口方面設計了CAN、USB、RS232、以太網(wǎng)等標準接口,和GPIO、AD等接口。軟件上本車載信息顯控終端采用自行剪裁移植的Linux操作系統(tǒng),并移植了相應的LCD驅(qū)動程序。 論文主要闡述了車載信息顯控終端的硬件設計,詳細分析了Linux在S3C2410微控制器系統(tǒng)上的移植,并將在軟硬件調(diào)試過程中總結(jié)的經(jīng)驗與大家分享。 本車載信息顯控終端是對汽車儀表總成數(shù)字化和虛擬化顯示控制的一個有益嘗試,離最后的實用化和產(chǎn)品化還待進一步研究。
上傳時間: 2013-05-30
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嵌入式系統(tǒng)應用于智能設備、工業(yè)控制領域?qū)崿F(xiàn)各種信號的處理與控制,是近年來技術研究和產(chǎn)品開發(fā)的熱點。同時,隨著以太網(wǎng)技術的迅速發(fā)展,工業(yè)控制中過程監(jiān)控層和現(xiàn)場設備層信號傳輸網(wǎng)絡開始逐步采用以太網(wǎng),基于網(wǎng)絡的遠程監(jiān)控使整個企業(yè)網(wǎng)絡呈現(xiàn)高度統(tǒng)一性、開放性和透明性。將嵌入式技術和基于網(wǎng)絡的遠程監(jiān)控技術應用于電梯,可以有效地提高產(chǎn)品和服務的質(zhì)量。 本文旨在研制和開發(fā)一套應用于電梯的智能多媒體顯示與遠程監(jiān)控系統(tǒng),硬件設計中,在以嵌入式微處理器S3C2410X、Flash、SDRAM構(gòu)成的最小系統(tǒng)核心板外,擴展了串行口、網(wǎng)口、LCD接口等外圍硬件資源,設計了RS-232轉(zhuǎn)換成RS-422接口界面的硬件電路板,針對核心板RTC時鐘問題,采用PCF8563芯片設計了時鐘/日歷小板。 軟件平臺方面,首先分析了系統(tǒng)啟動引導程序Bootloader,參照嵌入式Linux內(nèi)核源代碼以及對S3C2410X的支持代碼,根據(jù)本系統(tǒng)的硬件配置對Linux內(nèi)核進行裁剪移植,修改了音頻驅(qū)動和LCD驅(qū)動,在內(nèi)核中添加了對Yaffs文件系統(tǒng)類型的支持。然后準備了根文件系統(tǒng)內(nèi)容,在其中添加了交叉編譯過的Qt/Embedded3.1的庫,使用Cramfs、RAMdisk和Yaffs相結(jié)合的根文件系統(tǒng)格式。在此基礎上,向嵌入式平臺移植了Linux下開源的多媒體播放器Mplayer和嵌入式數(shù)據(jù)庫SQLite。 設計編寫Qt GUI界面和串口數(shù)據(jù)采集模塊,構(gòu)建了電梯間多媒體顯示系統(tǒng),顯示界面劃分為串口數(shù)據(jù)采集顯示、動畫播放、系統(tǒng)時間、文本信息、滾動字幕、商標圖片六個顯示區(qū)域。使用Boa在ARM平臺上構(gòu)建了嵌入式Web服務器,Web服務器通過HTTP協(xié)議與監(jiān)控端瀏覽器軟件進行信息交互,提供服務器應用程序模塊的訪問界面和現(xiàn)場設備的信息訪問和控制界面,并借助SQLite數(shù)據(jù)庫的支持,實現(xiàn)了基于網(wǎng)絡的電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)的功能。監(jiān)控端通過Web頁面激活服務器的相應應用程序模塊,傳遞信息服務請求和控制命令。將本系統(tǒng)應用與電梯設備,取得了用戶的好評。
標簽: ARM 電梯多媒體 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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作為一種全數(shù)字化的現(xiàn)場通信網(wǎng)絡,現(xiàn)場總線以其可控性強、可靠性高、開放性好等優(yōu)點。在實際應用中常常需要在不同種類的現(xiàn)場總線間進行數(shù)據(jù)通信以及用戶需要對不同種類的現(xiàn)場總線設備進行操作和控制。同時,工業(yè)測控系統(tǒng)在控制層采用現(xiàn)場總線技術,而在管理層采用以太網(wǎng)構(gòu)成的企業(yè)信息網(wǎng)
標簽: ARMVxWorks BSP 現(xiàn)場總線 網(wǎng)關
上傳時間: 2013-05-25
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二維條碼的識別和RFID技術是當今最主要的自動識別技術,分別適用于不同場合,具有保密性強、無接觸式信息傳遞等特點,目前廣泛應用于物流、公共交通、倉儲、車輛識別等領域。 本文以RFID和條碼技術為基礎,設計出了一種新的應用模式:將RFID技術和條碼技術與可移動的智能終端相結(jié)合,移動智能終端設備作為RFID模塊和二維條碼掃描模塊的載體,RFID模塊和二維條碼掃描模塊作為數(shù)據(jù)的采集主體,將采集到的數(shù)據(jù)傳送給后臺數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)對RFID標簽和二維條碼信息的采集、處理與傳輸。物流終端以WinCE5.0操作系統(tǒng)為平臺,具有可擴展功能的特性,支持基于WinCE開發(fā)的第三方軟件的使用,縮短了開發(fā)周期。 本文針對手持式設備的特點和實際要求,對終端軟硬件系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)進行了規(guī)劃,在研究了基于ARM9體系結(jié)構(gòu)的Samsung S3C2440A處理器的基礎上,完成了時鐘電路、包括Nand Flash和SDRAM的存儲器電路、RFID讀寫模塊接口電路、條碼掃描模塊接口電路、串口電路、ⅡS音頻電路、LCD/觸摸屏接口電路的設計,并利用Platform Builder工具定制了適用于終端的WinCE操作系統(tǒng)。最后提出了設計的不足和改進之處。
上傳時間: 2013-06-08
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近年來提出的光突發(fā)交換OBS(Optical.Burst Switching)技術,結(jié)合了光路交換(OCS)與光分組交換(OPS)的優(yōu)點,有效支持高突發(fā)、高速率的多種業(yè)務,成為目前研究的熱點和前沿。 本論文圍繞國家“863”計劃資助課題“光突發(fā)交換關鍵技術和試驗系統(tǒng)”,主要涉及兩個方面:LOBS邊緣節(jié)點核心板和光板FPGA的實現(xiàn)方案,重點關注于邊緣節(jié)點核心板突發(fā)包組裝算法。 本文第一章首先介紹LOBS網(wǎng)絡的背景、架構(gòu),分析了LOBS網(wǎng)絡的關鍵技術,然后介紹了本論文后續(xù)章節(jié)研究的主要內(nèi)容。 第二章介紹了LOBS邊緣節(jié)點的總體結(jié)構(gòu),主要由核心板和光板組成。核心板包括千兆以太網(wǎng)物理層接入芯片,突發(fā)包組裝FPGA,突發(fā)包調(diào)度FPGA,SDRAM以及背板驅(qū)動芯片($2064)等硬件模塊。光板包括$2064,發(fā)射FPGA,接收FPGA,光發(fā)射機,光接收機,CDR等硬件模塊。論文對這些軟硬件資源進行了詳細介紹,重點關注于各FPGA與其余硬件資源的接口。 第三章闡明了LOBS邊緣節(jié)點FPGA的具體實現(xiàn)方法,分為核心板突發(fā)包組裝FPGA和光板FPGA兩部分。核心板FPGA對數(shù)據(jù)和描述信息分別存儲,僅對描述信息進行處理,提高了組裝效率。在維護突發(fā)包信息時,實時查詢和更新FEC配置表,保證了對FEE狀態(tài)表維護的靈活性。在讀寫SDRAM時都采用整頁突發(fā)讀寫模式,對MAC幀整幀一次性寫入,讀取時采用超前預讀模式,對SDRAM內(nèi)存的使用采取即時申請方式,十分靈活高效。光板FPGA分為發(fā)射和接收兩個方向,主要是將進入FPGA的數(shù)據(jù)進行同步后按照指定的格式發(fā)送。 第四章總結(jié)了論文的主要內(nèi)容,并對LOBS技術進行展望。本論文組幀算法采用動態(tài)組裝參數(shù)表的方法,可以充分支持各種擴展,包括自適應動態(tài)組裝算法。
上傳時間: 2013-05-26
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隨著電信數(shù)據(jù)傳輸對速率和帶寬的要求變得越來越迫切,原有建成的網(wǎng)絡是基于話音傳輸業(yè)務的網(wǎng)絡,已不能適應當前的需求.而建設新的寬帶網(wǎng)絡需要相當大的投資且建設工期長,無法滿足特定客戶對高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕谛枨?反向復用技術是把一個單一的高速數(shù)據(jù)流在發(fā)送端拆散并放在兩個或者多個低速數(shù)據(jù)鏈路上進行傳輸,在接收端再還原為高速數(shù)據(jù)流.該文提出一種基于FPGA的多路E1反向復用傳輸芯片的設計方案,使用四個E1構(gòu)成高速數(shù)據(jù)的透明傳輸通道,支持E1線路間最大相對延遲64ms,通過鏈路容量調(diào)整機制,可以動態(tài)添加或刪除某條E1鏈路,實現(xiàn)靈活、高效的利用現(xiàn)有網(wǎng)絡實現(xiàn)視頻、數(shù)據(jù)等高速數(shù)據(jù)的傳輸,能夠節(jié)省帶寬資源,降低成本,滿足客戶的需求.系統(tǒng)分為發(fā)送和接收兩部分.發(fā)送電路實現(xiàn)四路E1的成幀操作,數(shù)據(jù)拆分采用線路循環(huán)與幀間插相結(jié)合的方法,A路插滿一幀(30時隙)后,轉(zhuǎn)入B路E1間插數(shù)據(jù),依此類推,循環(huán)間插所有的數(shù)據(jù).接收電路進行HDB3解碼,幀同步定位(子幀同步和復幀同步),線路延遲判斷,FIFO和SDRAM實現(xiàn)多路數(shù)據(jù)的對齊,最后按照約定的高速數(shù)據(jù)流的幀格式輸出數(shù)據(jù).整個數(shù)字電路采用Verilog硬件描述語言設計,通過前仿真和后仿真的驗證.以30萬門的FPGA器件作為硬件實現(xiàn),經(jīng)過綜合和布線,特別是寫約束和增量布線手動調(diào)整電路的布局,降低關鍵路徑延時,最終滿足設計要求.
上傳時間: 2013-07-16
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隨著信息社會的發(fā)展,人們要處理的各種信息總量變得越來越大,尤其在處理大數(shù)據(jù)量與實時處理數(shù)據(jù)方面,對處理設備的要求是非常高的。為滿足這些要求,實時快速的各種CPU、處理板應運而生。這類CPU與板卡處理數(shù)據(jù)速度快,效率高,并且不斷的完善與發(fā)展。此類板卡要求與外部設備通訊,同時也要進行內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換,于是板卡的接口設備調(diào)試與內(nèi)部數(shù)據(jù)交換也成為必須要完成的工作。本文所作的工作正是基于一種高速通用信號處理板的外部接口和內(nèi)部數(shù)據(jù)通道的設計。 本文首先介紹了通用信號處理板的應用開發(fā)背景,包括此類板卡使用的處理芯片、板上設備、發(fā)展概況以及和外部相連的各種總線概況,同時說明了本人所作的主要工作。 其次,介紹了PCI接口的有關規(guī)范,給出了通用信號處理板與CPCI的J1口的設計時序;介紹了DDR存儲器的概況、電平標準以及功能寄存器,并給出了與DDR.存儲器接口的設計時序;介紹了片上主要數(shù)據(jù)處理器件TS-202的有關概況,設計了板卡與DSP的接口時序。 再次,介紹了Altera公司FPGA的程序設計流程,并使用VHDL語言編程完成各個模塊之間的數(shù)據(jù)傳遞,并重點介紹了DDR控制核的編寫。 再次,介紹了WDM驅(qū)動程序的結(jié)構(gòu),程序設計方法等。 最后,通過從工控機向通用信號處理板寫連續(xù)遞增的數(shù)據(jù)驗證了整個系統(tǒng)已經(jīng)正常工作。實現(xiàn)了信號處理板內(nèi)部數(shù)據(jù)通道設計以及與外部接口的通訊;并且還提到了對此設計以后地完善與發(fā)展。 本文所作的工作如下: 1、設計完成了處理板各接口時序,使處理板可以從接口接受/發(fā)送數(shù)據(jù)。 2、完成了FPGA內(nèi)部的數(shù)據(jù)通道的設計,使數(shù)據(jù)可以從CPCI準確的傳送到DSP進行處理,并編寫了DSP的測試程序。 3、完成了DDR SDRAM控制核的VHDL程序編寫。 4、完成了PCI驅(qū)動程序的編寫。
標簽: FPGA 高速并行 信號處理板 數(shù)據(jù)接口
上傳時間: 2013-06-30
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