嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合的產(chǎn)物。目前,嵌入式系統(tǒng)己經(jīng)廣泛應(yīng)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(qiáng)的方向發(fā)展。嵌入式系統(tǒng)不同于原來的單片機(jī)系統(tǒng),它不僅有自己的操作系統(tǒng),上層應(yīng)用程序,而且還具備網(wǎng)絡(luò)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(diǎn)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(luò)功能強(qiáng)大,代碼開放的特點(diǎn),把Linux應(yīng)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(xué)習(xí)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(chǔ),構(gòu)建一個掌上語言學(xué)習(xí)設(shè)備。 論文首先進(jìn)行了開發(fā)環(huán)境的設(shè)計與搭建,對開發(fā)主機(jī)進(jìn)行TFTP服務(wù)器、NFS服務(wù)器、minicom串口通信和GNU交叉工具鏈進(jìn)行配置。實(shí)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(jìn)行了移植工作。最后利用圖形界面系統(tǒng)MiniGUI和遠(yuǎn)程調(diào)試技術(shù)實(shí)現(xiàn)了掌上語言學(xué)習(xí)的軟件功能。
標(biāo)簽: Linux ARM 嵌入式 學(xué)習(xí)系統(tǒng)
上傳時間: 2013-07-24
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隨著電子設(shè)備的迅猛發(fā)展,“讓全部設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)”已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢。通過嵌入式串口服務(wù)器,可以讓現(xiàn)有的串行設(shè)備擁有聯(lián)網(wǎng)功能,避免了投資大量人力、物力,有利于對傳統(tǒng)串行設(shè)備進(jìn)行更換或者升級。 本文設(shè)計的串口服務(wù)器采用嵌入式處理器和Linux操作系統(tǒng),把現(xiàn)有的基于串行接口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成以太網(wǎng)數(shù)據(jù),然后進(jìn)行數(shù)據(jù)存取,將傳統(tǒng)的串行數(shù)據(jù)送往網(wǎng)絡(luò)。 論文主要研究了以下內(nèi)容: 第一,在研究串口服務(wù)器網(wǎng)關(guān)工作機(jī)理的基礎(chǔ)上,分析高性能串口網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的功能需求。 第二,基于AT91ARM9200微處理器及LXT971ALE網(wǎng)絡(luò)接口芯片等構(gòu)建嵌入式系統(tǒng),完成RS232-TCP/IP轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的軟硬件設(shè)計,實(shí)現(xiàn)最多32路串行終端同時接入以太網(wǎng)的高性能串口服務(wù)器。 第三,在RH Linux 9.0為ARM處理器提供的交叉開發(fā)工具下移植Linux,為嵌入式串口服務(wù)器設(shè)計服務(wù)器端與客戶端工作模式,同時設(shè)計實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)的在線配置功能。 第四,在客戶端和服務(wù)器端分別設(shè)計串口服務(wù)器的基本API函數(shù),為系統(tǒng)二次開發(fā)打下良好的基礎(chǔ)。
標(biāo)簽: ARM 嵌入式 多串口 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器
上傳時間: 2013-04-24
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在以單片機(jī)為核心的多級分布式系統(tǒng)中,常常需要擴(kuò)展單片機(jī)的串行通信口,本文分別介紹了基于SP2538 專用串行口擴(kuò)展芯片及Intel8251 的兩種串行口擴(kuò)展方法,并給出了實(shí)際的硬件電路原理及相應(yīng)的通信
標(biāo)簽: 51單片機(jī) 串行口 擴(kuò)展方法
上傳時間: 2013-08-01
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基于ARM的嵌入式運(yùn)動控制器是集計算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)、ARM技術(shù)、運(yùn)動控制技術(shù)以及嵌入式操作系統(tǒng)技術(shù)等技術(shù)為一體的技術(shù)含量高的運(yùn)動控制器;是對低成本、高性能運(yùn)動控制器研究的一個新的嘗試。本論文的研究重是點(diǎn)基于雙端口RAM上下位機(jī)通訊的數(shù)控系統(tǒng)總體軟件架構(gòu)設(shè)計、嵌入式運(yùn)動控制器軌跡規(guī)劃算法的研究、嵌入式系統(tǒng)軟件的構(gòu)建以及運(yùn)動控制器外設(shè)驅(qū)動程序的開發(fā),其主要工作及成果如下: 1.針對數(shù)控系統(tǒng)上下位機(jī)信息交互頻繁,提出了一種基于雙端口RAM通訊結(jié)構(gòu)的上下位機(jī)交互方式,實(shí)現(xiàn)了上下位機(jī)信息的高速、穩(wěn)定通訊;且完成了基于雙端口RAM上下位機(jī)通訊結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)總體軟件架構(gòu)設(shè)計。 2. 針對目前高速數(shù)控加工軌跡規(guī)劃中存在的一些關(guān)鍵問題進(jìn)行深入的探討。提出一種軌跡拐角的速度平滑方法,當(dāng)高速加工不在同一直線方向而形成拐角的加工段時,在拐角過渡時能獲得很好的速度響應(yīng)和較小的輪廓誤差;還提出了一種高速數(shù)控加工小線段的前瞻平滑算法,當(dāng)高速加工多段微小直線段時,能夠優(yōu)化規(guī)劃多段微小線段的加工速度,有效避免了頻繁的加減速給系統(tǒng)帶來較大沖擊以及加工效率低的問題。 3. 構(gòu)建了適合本運(yùn)動控制器系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件;研究了嵌入式運(yùn)動控制器引導(dǎo)程序的移植、嵌入式Linux內(nèi)核的優(yōu)化配置以及根文件系統(tǒng)的構(gòu)建。 4.探討了Linux驅(qū)動程序開發(fā)的原理以及流程;并以雙端口RAM為例介紹了運(yùn)動控制外設(shè)驅(qū)動程序開發(fā)的方法。
標(biāo)簽: ARM 嵌入式 運(yùn)動控制器
上傳時間: 2013-07-02
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現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)是近年來迅速發(fā)展起來的新型可編程器件。隨著它的不斷應(yīng)用和發(fā)展,也使電子設(shè)計的規(guī)模和集成度不斷提高。同時也帶來了電子系統(tǒng)設(shè)計方法和設(shè)計思想的不斷推陳出新。 隨著數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字信號處理的理論和技術(shù)廣泛的應(yīng)用于通訊、語音處理、計算機(jī)和多媒體等領(lǐng)域。快速傅里葉變換(FFT)作為數(shù)字信號處理的核心技術(shù)之一,是離散傅里葉變換的運(yùn)算時間縮短了幾個數(shù)量級。FFT已經(jīng)成為現(xiàn)代信號處理的重要理論之一。 該文的目的就是研究如何應(yīng)用FPGA實(shí)現(xiàn)FFT算法,研制具有自己知識產(chǎn)權(quán)的FFT信號處理器具有重要的理論意義和實(shí)用意義。 設(shè)計采用基4算法設(shè)計了一個具有實(shí)用價值的FFT實(shí)時硬件處理器。其中使用了改進(jìn)的CORDIC流水線結(jié)構(gòu)設(shè)計了FFT的蝶型運(yùn)算單元,將硬件不易于實(shí)現(xiàn)、運(yùn)算緩慢的乘法單元轉(zhuǎn)換成硬件易于實(shí)現(xiàn)、運(yùn)算快捷的加法單元。并根據(jù)基4算法的尋址特點(diǎn)設(shè)計了簡單快速的地址發(fā)生器。整體采用流水線的工作方式,并將雙端口RAM、只讀ROM全部內(nèi)置在FPGA芯片內(nèi)部,使整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和處理速度得以提高。 整個設(shè)計利用ALTERA公司提供的QUARTUSⅡ4.0開發(fā)軟件,采用先進(jìn)的層次化設(shè)計思想,使用一片F(xiàn)PGA芯片完成了整個FFT處理器的電路設(shè)計。整體設(shè)計經(jīng)過時序仿真和硬件仿真,運(yùn)行速度達(dá)到100MHz以上。
上傳時間: 2013-07-01
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隨著集成電路頻率的提高和多核時代的到來,傳統(tǒng)的高速電互連技術(shù)面臨著越來越嚴(yán)重的瓶頸問題,而高速下的光互連具有電互連無法比擬的優(yōu)勢,成為未來電互連的理想替代者,也成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)問題。目前,由OIF(Optical Intemetworking Forum,光網(wǎng)絡(luò)論壇)論壇提出的甚短距離光互連協(xié)議,主要面向主干網(wǎng),其延遲、功耗、兼容性等都不能滿足板間、芯片間光互連的需要,因此,研究定制一種適用于板級、芯片級的光互連協(xié)議具有非常重要的研究意義。 本論文將協(xié)議功能分為數(shù)據(jù)鏈路層和物理層來設(shè)計,鏈路層功能包括了協(xié)議原語設(shè)計,數(shù)據(jù)幀格式和數(shù)據(jù)傳輸流程設(shè)計,流量控制機(jī)制設(shè)計,協(xié)議通道初始化設(shè)計,錯誤檢測機(jī)制設(shè)計和空閑字符產(chǎn)生、時鐘補(bǔ)償方式設(shè)計;物理層功能包含了數(shù)據(jù)的串化和解串功能,多通道情況下的綁定功能,數(shù)據(jù)編解碼功能等。 然后,文章采用FPGA(Field Programmable Gate Array,現(xiàn)場可編程門陣列)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了定制協(xié)議的單通道模式。重點(diǎn)是數(shù)據(jù)鏈路層的實(shí)現(xiàn),物理層采用定制具備其功能的IP(Intellectual Property,知識產(chǎn)權(quán))——RocketIO來實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)的過程中,采用了Xilinx公司的ISE(Integrated System Environment,集成開發(fā)環(huán)境)開發(fā)流程,使用的設(shè)計工具包括:ISE,ModelSim,Synplify Pro,ChipScope等。 最后,本文對實(shí)現(xiàn)的協(xié)議進(jìn)行了軟件仿真和上扳測試,訪真和測試結(jié)果表明,實(shí)現(xiàn)的單通道模式,支持的最高串行頻率達(dá)到3.5GHz,完全滿足了光互連驗證系統(tǒng)初期的要求,同時由RocketIO的高速串行差分口得到的眼圖質(zhì)量良好,表明對物理層IP的定制是成功的。
標(biāo)簽: FPGA 板級 光互連 協(xié)議研究
上傳時間: 2013-06-28
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本文對基于FPGA的CCSDS圖像壓縮和AES加密算法的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究。主要完成的工作有: (1)深入研究CCSDS圖像壓縮算法,并根據(jù)其編碼方案,設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的編解碼器。從算法性能和硬件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度兩個方面,將該算法與具有類似算法結(jié)構(gòu)的JPEG2000和SPIHT圖像壓縮算法作比較分析; (2)利用硬件描述語言VerilogHDL實(shí)現(xiàn)CCSDS圖像壓縮算法和AES加密算法; (3)優(yōu)化算法復(fù)雜度較大的功能模塊,如小波變換模塊等。使用雙端口內(nèi)存模塊增加數(shù)據(jù)讀寫速度,利用DSP塊處理核心運(yùn)算單元,從而很大程度上提高了模塊的運(yùn)行速度,并降低了芯片的使用面積; (4)設(shè)計并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的模塊級流水線,在幾乎不增加占用芯片面積的情況下,提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量; (5)在QuartusⅡ和ModelSim仿真環(huán)境下對該系統(tǒng)進(jìn)行模塊級和系統(tǒng)級的功能仿真、時序仿真和驗證。在硬件系統(tǒng)測試階段,設(shè)計并實(shí)現(xiàn)FPGA與PC機(jī)的串口通信模塊,提高了系統(tǒng)驗證的工作效率。
上傳時間: 2013-05-19
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基于彩色路徑識別的視覺導(dǎo)航方法是當(dāng)前自動導(dǎo)航小車領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和方向。視覺導(dǎo)航是指根據(jù)地面路徑和被控對象之間的位置偏差控制其運(yùn)行的方向,因此,地面彩色路徑圖像的攝取及其識別處理就成為視覺導(dǎo)航系統(tǒng)中的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。在當(dāng)前的視覺導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計中,圖像處理的硬件平臺都是基于通用微處理器,嵌入式微處理器或者DSP進(jìn)行設(shè)計的。這些處理器一個共同的特點(diǎn)就是數(shù)據(jù)串行處理,而圖像處理過程涉及大量的并行處理操作,因此傳統(tǒng)的串行處理方式滿足不了圖像處理的實(shí)時性要求。 鑒于微處理器這方面的不足,作者提出一種使用FPGA實(shí)現(xiàn)圖像識別的并行處理方案,并據(jù)此設(shè)計一個智能圖像傳感器。該傳感器采用先進(jìn)的FPGA技術(shù),將圖像采集及其顯示,路徑的識別處理以及通信控制等模塊集成在一個芯片上,形成一個片上系統(tǒng)(SOC)。其主要功能是對所采集的彩色路徑圖像進(jìn)行識別處理,獲得彩色路徑的坐標(biāo)及其方向角,并將處理結(jié)果發(fā)送給上位機(jī),為自動導(dǎo)航提供控制依據(jù)。 本文將彩色路徑的識別處理過程劃分為三個階段,第一階段為顏色聚類識別,以獲得二值路徑圖像,第二階段為數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)運(yùn)算,用于對第一階段中獲得的二值圖像進(jìn)行去斑處理,第三階段為路徑中心線的定位及其方向角的測量。圖像傳感器與上位機(jī)的通信采用異步串行方式,由于上位機(jī)需要控制該傳感器執(zhí)行多種任務(wù),作者定義一種基于異步串行通信的應(yīng)用層協(xié)議,用于上位機(jī)對傳感器的控制。在圖像的顯示中,為了彌補(bǔ)圖像采集的速率和VGA顯示速率的不匹配,作者提出一種基于單端口存儲器的圖像幀緩沖機(jī)制,通過VGA接口將采集的圖像實(shí)時地顯示出來。 根據(jù)上述思想,作者完成了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計,并對整個系統(tǒng)進(jìn)行了現(xiàn)場調(diào)試。調(diào)試結(jié)果表明,傳感器系統(tǒng)的各個模塊都能正常工作,F(xiàn)PGA中的數(shù)字邏輯電路能夠?qū)崟r地將路徑從圖像中準(zhǔn)確地識別出來,.充分體現(xiàn)了FPGA對路徑圖像的高速處理優(yōu)勢,達(dá)到了設(shè)計預(yù)期目標(biāo),在一定程度上豐富了路徑圖像識別處理的技術(shù)和方法。
上傳時間: 2013-04-24
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LED顯示屏作為一項高新科技產(chǎn)品正引起人們的高度重視,它以其動態(tài)范圍廣,亮度高,壽命長,工作性能穩(wěn)定而日漸成為顯示媒體中的佼佼者,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于廣告、證券、交通、信息發(fā)布等各方面,且隨著全彩屏顯示技術(shù)的日益完善,LED顯示屏有著廣闊的市場前景。 本文主要研究的對象為全彩色LED同步顯示屏控制系統(tǒng),提出了一個系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案,整個系統(tǒng)分三部分組成:DVI解碼電路、發(fā)送系統(tǒng)以及接收系統(tǒng)。DVI解碼模塊用于從顯卡的DVI口獲取視頻源數(shù)據(jù),經(jīng)過T.D.M.S.解碼恢復(fù)出可供LED屏顯示的紅、綠、藍(lán)共24位像素數(shù)據(jù)和一些控制信號。發(fā)送系統(tǒng)用于將收到的數(shù)據(jù)流進(jìn)行緩存,經(jīng)處理后發(fā)送至以太網(wǎng)芯片進(jìn)行以太網(wǎng)傳輸。接收系統(tǒng)接收以太網(wǎng)上傳來的視頻數(shù)據(jù)流,經(jīng)過位分離操作后存入SRAM進(jìn)行緩存,再串行輸入至LED顯示屏進(jìn)行掃描顯示。然后,從多方面論述了該方案的可行性,仔細(xì)推導(dǎo)了LED顯示屏各技術(shù)參數(shù)之間的聯(lián)系及約束關(guān)系。 本課題采用可編程邏輯器件來完成系統(tǒng)功能,可編程邏輯器件具有高集成度、高速度、在線可編程等特點(diǎn),不僅可以滿足高速圖像數(shù)據(jù)處理對速度的要求,而且增加了設(shè)計的靈活性,不需修改電路硬件設(shè)計,縮短了設(shè)計周期,還可以進(jìn)行在線升級。
上傳時間: 2013-06-22
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使用VB2008制作的串口收發(fā)工具,可以收發(fā)16進(jìn)制數(shù)據(jù),文本(支持ASCII或UNICODE編碼);具備定時自動發(fā)送功能.系統(tǒng)需要.NET FRAMWORK3.5支持.
上傳時間: 2013-04-24
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