隨著國內汽車工業的發展,國內的車輛導航系統的市場需求也越來越大。目前國內推出的一些車載導航定位系統還沒有在車載系統中得到廣泛的應用,還須在改進技術、提高精度的同時降低開發成本。 車載導航終端結合了導航定位技術、地理信息系統(GIS)、通訊技術以及嵌入式計算機技術,為用戶提供導航定位、地理信息等服務。車載導航終端由GPS定位系統、電子地圖、嵌入式系統組成。導航終端接收GPS所傳送的衛星信號,得到車輛的即時位置,通過GPS信號處理系統傳送給主機,再配合嵌入式系統上的空間數據庫,將車輛經過的軌跡顯示在顯示屏上。 本論文首先討論了車載導航系統的原理和硬件結構,然后分析設計了軟件系統的工作流程及實現方案;介紹了Boot Loader和Linux內核的定制、移植;重點介紹了在ARM處理器和Linux操作系統實現車載導航終端各功能模塊的詳細過程,以及地圖匹配和路徑規劃算法及實現。 為了縮短開發周期、降低開發成本,本設計采用了基于開源軟件二次開發的方式。
上傳時間: 2013-06-01
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指令集仿真器是目前嵌入式系統研究中一個極其重要的領域,一個靈活高效且準確度高的仿真器不僅可以實現對嵌入式系統硬件環境的仿真,而且是現代微處理器結構設計過程中性能評估的重要工具. 仿真器的性能已經成為影響整個設計效率的重要因素,在現有的指令集仿真技術中,編譯型仿真技術雖然可以獲得高的仿真速度,但其對應用的假設過于嚴格,限制了其在商業領域中的應用;解釋型仿真器雖被普遍使用,但其缺點也很明顯,由于模擬過程中需要耗費大量時間用于指令譯碼,解釋型模擬器速度往往很有限,使用性能較低。由此可見,如何減少仿真過程中的指令譯碼時間,是提高仿真器的性能的關鍵。 本文旨在提出一個指令集仿真器的原型,重點解決指令解碼過程中的速度瓶頸,在其基礎可以進行擴充和改進,以適應不同硬件平臺的需要。文章首先從ARM指令集的指令功能和編碼格式入手,通過分析和比較找出了一般常用指令的編碼和實現規律,并在此基礎上進行了高級語言的描述,其后提出了改進版解釋型指令集仿真器的設計方案,包括為提高仿真器性能,減少譯碼時間,創新性的在流程設計中加入了預解碼的步驟,同時用自己設計的壓縮算法解決了因預解碼產生大量譯碼信息而帶來的內存過度消耗難題。接下來,描述了仿真器的實現,包括指令的取指、譯碼、執行等基本功能,并著重描述了如何通過劃分存儲域和存儲塊的方式模擬真實存儲器的讀寫訪問實現。 另外,需要特別指出的是,針對仿真器中普遍存在的調試難問題,本文從一線程序開發人員的角度,在調試模塊的設計中除了斷點設置、程序暫停、恢復等基本功能外,還添加了各類監視設備和程序跟蹤的功能,以期能提高本仿真器的實用性。 在文章的結尾,提出了仿真器的驗證方案,并按照該方案對仿真器進行了功能和性能上的驗證,最后對進一步的工作進行了展望。
上傳時間: 2013-08-02
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近年來,隨著現代社會對軍用和民用設備需求的不斷擴大及要求的不斷提高,運動目標的識別和跟蹤技術已經迅速發展成為現代信息處理領域中一項非常重要的技術,并在許多領域內發揮著不可替代的作用,但是在面向應用的目標跟蹤系統卻不盡如人意,不能很好的滿足應用的要求。 本文簡述了傳統的基于桌面PC機的目標跟蹤系統實現方法。目標跟蹤具有兩個突出的特點,一是計算數據量大,一是對處理速度要求高。傳統上,運動目標跟蹤系統的實現是基于桌面PC機,但工業應用的快速發展使傳統的目標跟蹤系統越來越不能滿足應用的需要。 本文提出了一種基于ARM嵌入式平臺的目標跟蹤解決方案。研究了如何將嵌入式平臺和目標跟蹤結合起來,并對系統的設計思想和設計方法進行了詳述。首先進行了功能分析和總體設計,分析了將嵌入式平臺作為目標跟蹤解決方案的關鍵性問題,包括采用ARM嵌入式平臺的必要性,系統框架的設計,對于嵌入式處理器和操作系統的選擇:然后在總體設計的基礎上完成了系統的設計,包括軟硬件平臺的設計,完成了BootLoader的設計,Linux內核的定制,USB攝像頭驅動程序的設計和OpenCV視覺庫的建立;最后分析了目標跟蹤的過程,利用背景差法實現了運動的檢測,提取了行人的特征,利用Mean-Shift算法實現了對運動目標的跟蹤。 本文提出的基于嵌入式平臺的目標跟蹤系統的應用潛力巨大,有待進一步的研究和探索。在論文最后對研究進行了總結和展望,提出了未來的研究方向。
上傳時間: 2013-05-27
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信息技術的發展,數字化產品的普及,導致了對嵌入式開發的巨大需求。以Linux為宿主機系統,搭配一個交叉編譯環境,為嵌入式設備生成可執行程序己成為現在日益流行的編譯嵌入式軟件的解決方案。而開放源代碼的GNUT具鏈是一套開源的開發環境,是嵌入式軟件開發中理想的交叉編譯器。但現有GNUI具鏈支持的平臺并不能滿足層出不窮的嵌入式產品的開發需要,仍有許多平臺得不到支持,例如我們進行的minix向ARM-MINIX平臺的移植。 本文以在linux環境下構建MINIX嵌入式系統的交叉編譯工具鏈為背景,首先介紹了交叉編譯系統的基本組成和結構,以及利用GCC構建交叉編譯環境的優越性。然后對目標平臺作了介紹。分析了GCC編譯器,說明了GCC的設計思想,系統結構,介紹了GNU Binutils的功能,使用方法;接著分析了GNU工具鏈中的GAS和GLD的實現機制及源代碼結構,由于BFD是GNUBinutils的基礎,GAS和GLD都是使用BFD庫來操作目標文件,因此在這一部分本文對BFD庫的工作機制,數據結構也作了重點分析。緊接著說明了GCC交叉編譯系統的移植思路和方法,實現難點,以及一些相關技術細節,這涉及到了若干重要的C源文件,Makefile,配置文件的修改,重點給出了BFD庫,GAS和GLD的分析及其重定向(通常GCC生成的目標程序是針對GNU/Linux系統的)的實現;然后本文給出了在GNU/Linux宿主機上構建針對ARM-MINIX的參數設置及過程:最后對本文所做的工作進行了總結。
上傳時間: 2013-05-31
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隨著21世紀的到來,計算機技術,信息處理技術,半導體技術和網絡技術不斷發展,人類社會進入了信息化時代。與此同時,無線視頻傳感器網絡也得到了突飛猛進的發展,成為當今國際上備受關注的熱點研究領域。無線視頻傳感器網絡有著很多的優點和十分廣泛的應用前景。在軍事,工業,城市管理和監控系統等重要領域都有潛在的使用價值。 無線視頻傳感器網絡有著顯著的特征,例如:網絡節點能源有限;網絡帶寬有限;對處理速度要求較高等。由此可見,傳統的視頻編碼標準無法應用于無線視頻傳感器網絡。MPEG-4,H.263,H.264等視頻編碼標準,全是基于運動估計補償實現的,計算量十分巨大,在能量,存儲空間和處理能力均有限的節點難以實現這類高復雜度的編碼算法。 本文針對無線視頻傳感器網絡對視頻編碼算法的具體需求,提出一種基于運動檢測的低復雜度視頻編碼算法。該算法只對當前編碼幀中的運動對象進行編碼,并且以面向對象的結構輸出碼流。實驗結果表明,與H.264全I幀編碼相比,本文提出的算法編碼速度提高了約3倍,編碼性能提高了約2dB。與H.264基本檔次相比,雖然編碼性能略有下降,但是編碼速度平均提高了8倍左右。因此,本文提出的算法可以在編碼效率和編碼速度之間獲得很好的折衷,在一定程度上可以滿足無線視頻傳感器網絡的需求。 本文選用ALDVK_270作為硬件實驗平臺。在分析算法結構的同時,結合嵌入式系統的特點,從算法,內存,高級語言和匯編語言等幾個方面提出優化方案,最終在ARM嵌入式平臺下實現了面向無線視頻傳感器網絡的低復雜度視頻編碼算法。測試結果表明,與優化前相比,優化后的編碼速度有了很大的提高,對于CIF格式的監控視頻序列能夠滿足實時處理的要求。
上傳時間: 2013-07-26
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隨著數字信息技術和網絡技術的高速發展,智能信息化家電已成為現代社會和家庭的新時尚,也是嵌入式系統的最大應用領域。 本文基于ARM-Linux嵌入式系統開發彰顯冰箱智能信息化的顯示單元。 通過對嵌入式微處理器進行分析,設計了基于AT91SAM9261系統架構的硬件電路,主要包括核心控制板的外部總線接口EBI電路、作為內存的SDRAM模塊電路和存儲數據的Nand_DataFlash模塊電路,外圍電路板的液晶顯示屏TFT-LCD接口電路、觸摸按鍵電路、LCD的CCFL背光電路和SP3232通信電路及電源電路等,對各個模塊進行了分析,給出了硬件原理圖。 對四種嵌入式操作系統Linux、VxWorks、μC/OS-Ⅱ和Windows CE進行了比較,完成了操作系統的選型,搭建了交叉編譯環境ARM—Linux的開發平臺。 在完成了GAL和IAL,移植的基礎上,利用MiniGUI開發應用軟件程序,給出MiniGUI應用程序的設計流程圖,編寫設置主窗口風格的入口函數MiniGUIMain、處理按鍵和定時器消息的主窗口處理函數LoadBmpProc、實現窗口顯示的程序文件display和loadbmp以及參照通訊協議和網絡家電協議實現通信功能的程序文件nand。 通過系統調試和整機實驗,實現了冰箱顯示單元的智能信息化??梢杂捎|摸按鍵或是遠程電腦來控制冰箱,液晶顯示器上播放動畫、圖片和文本信息;冰箱還可將工作狀態和報警信息上傳到網絡,利于冰箱的遠程監控和升級維護。目前此項研究成果已用于產品的生產。
上傳時間: 2013-07-18
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現代信息技術的迅猛發展和人們生活質量的提高,使得視頻處理方面的研究與應用,尤其是實時圖像處理受到了廣泛關注。近年來,DSP技術的不斷發展,將數字信號處理領域的理論研究成果應用到實際系統中,并推動了新理論和應用的發展,對視頻處理等領域的技術發展起到了十分重要的作用。同時,隨著網絡、移動通訊和多媒體技術的飛速發展,嵌入式系統也得到更加廣泛的應用。 本文分析了嵌入式系統、DSP技術、以及視頻處理系統等領域的最近發展現狀,結合本實驗室在嵌入式開發、H.264.圖像編解碼、DSP技術三個方面的研究成果和實際開發經驗,提出了采用TIC6000系列的TMS320DM642和ARM(S3C2410)為主體的硬件系統架構,設計了一種基于ARM+DSP的嵌入式視頻處理系統。該系統將專門用于視頻圖像處理的DSP與在通訊和實時控制方面具有獨特優勢的ARM處理器結合起來,為嵌入式實時環境下一些復雜算法的實現問題開辟了新的途徑。 文中首先介紹了系統的相關技術及標準,包括控制端用到的ARM技術和處理端的DSP技術及核心處理算法H.264編碼原理,給出了系統的整體架構及設計思路。整個系統分控制端和處理端以及兩者之間的通信三個部分,控制端主要由一個最小系統、LCD及觸摸屏和矩陣鍵盤構成,在ARM上移植了Linux操作系統,并在其上編寫了外設驅動。處理端包括視頻輸入、輸出模塊、存儲模塊、網絡傳輸模塊,移植了基于基本檔次的T264代碼到DM642中,并進行了優化,完成了視頻信號的采集和回顯程序的編寫,并將采集、處理、回顯三個進程加入到BIOS中,實現了處理端的功能。兩者通信采用HPI16模式的通信方式。最后,就系統的性能進行了測試,給出了測試效果圖,并對結果進行了詳細分析。 在文章的最后,總結了課題研究所取得的成果及其不足之處;給出了系統進一步研究和改進的思路。嵌入式是未來發展的主流,隨著本系統的進一步完善,必將具有更加廣闊的應用前景。
上傳時間: 2013-04-24
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多媒體正在使我們的生活變得越來越豐富多彩。報紙,相片,CD機,電視,電影已經被PC機很好地整合到了一起,而互聯網又使得多媒體資源的交流成為可能。跨越網絡時代、信息時代、多媒體時代,后PC時代的到來,呼喚新一代的多媒體系統,它體積更小,功能更全,界面更友好。本系統就是面向這一需求而設計的。 嵌入式多媒體系統除了具有播放音樂,視頻,瀏覽圖片,電子書的基本功能外,一些方案還集成了視頻錄制、數碼相機、數碼攝像機、FM收音機、衛星定位導航系統、掌上游戲機和移動電視等等各種附加功能以滿足不同的市場需求。本課題開發一套具有音頻、視頻、圖片和電子書等功能的嵌入式多媒體系統解決方案,硬件部分以ARM處理器S3C241O為核心,軟件部分以Linux操作系統為核心進行開發,系統具有體積小,成本低等特點。 本論文按照硬件、固件、軟件三個層面分析了基于ARM Linux的嵌入式多媒體系統的設計和實現。硬件部分分處理器和外圍電路兩部分進行介紹。固件部分包括引導加載程序vivi的移植,Linux 2.6內核的移植,配置Cramfs根文件系統,Linux設備驅動程序開發。軟件部分對Linux應用開發作出了討論,包括系統的功能模塊和軟件構架,重點是基于MiniGUI的圖形界面設計。在論文的最后,分析了系統的優缺點,以及單片解決方案和多處理器方案的比較,并展望了嵌入式多媒體系統的發展方向。
上傳時間: 2013-06-03
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船載航行數據記錄儀(VDR)是一種記錄船舶航行狀態及操作信息的裝置,對加強船舶的海上航行安全以及事故分析起到了極為重要的作用。VDR的大量數據需要進行快速可靠的最終存儲,這些數據是分析事故的關鍵依據。因此,研發功能可靠的VDR數據存儲終端——數據保護容器PDC(ProtectiveData Containor),成為航行數據記錄儀研究的重要組成部分。 嵌入式Linux操作系統的內核高效穩定,易于定制,尤其是其源代碼的開放性及資料的豐富性,使其成為目前嵌入式系統開發者的首選。而同樣開源的Samba軟件遵守與Microsoft和IBM的操作系統相同的SMB協議,可將類UNIX主機偽裝成Windows服務器,提供共享共享服務。將PDC作為Samba服務器,能提供穩定的數據存儲和共享服務,以太網上的VDR主機不需要任何附加的軟件就可以訪問PDC中保存的數據。 本文致力于構建基于嵌入式Linux的網絡存儲與共享平臺,為開發接口統一的多用途保護容器提供技術。首先介紹了課題研究的背景和意義,接著深入的剖析了PDC系統的軟硬件需求。并根據系統需求設置系統硬件系統,為之后的Samba服務器的構建提供平臺。接著深入的分析了嵌入式Linux操作系統原理和優勢,構建Linux系統開發平臺,為Samba服務器配置搭建平臺。然后以PDC為需求背景,給出了詳細的Samba服務器的實現方案。最后簡要介紹了Linux驅動程序設計開發。
上傳時間: 2013-04-24
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以電子計算機為中心,以最佳統計理論為方法,將載體上的某些或全部的導航設備綜合在一起,形成一個有機的統一整體,提高導航信息精度,擴大單一導航設備或系統的功能,這樣的系統通稱為組合導航系統。 本文以某校研制的綜導顯控臺為工程背景,在對綜導顯控臺進行需求分析的基礎上提出了基于ARM-Linux平臺的綜導顯控臺的設計方案。在對系統軟硬件平臺給出了詳細分析的基礎上闡述了系統應用軟件設計的思想和基本原則,然后對應用軟件的任務進行了詳細的劃分并完成了系統的相關軟件設計。研究了基于ARM-Linux平臺的綜合導航顯控臺的CAN總線、串口通信、以太網接口通信技術并完成了相應的軟件。 本文對嵌入式系統軟硬件開發技術作了詳細而深入的研究,介紹了嵌入式系統的組成原理及特點。深入研究了嵌入式實時操作系統Linux及linux環境下應用程序的開發,包括linux下設備驅動程序的開發、符合硬件環境的系統引導程序Bootloader和文件系統的、Linux內核的裁剪和移植、嵌入式GUI的開發。依照軟件工程學的一般流程對綜導顯控臺從分析、設計、實現進行完整的論述。最后從系統運行的情況來看本論文所設計的基于ARM-Linux的綜導顯控臺基本上滿足了用戶系統的要求,提高了組合導航系統的實時性。
上傳時間: 2013-07-05
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