隨著存儲技術的迅速發展,存儲業務需求的不斷增長,獨立的磁盤冗余陣列可利用多個磁盤并行存取提高存儲系統的性能。磁盤陣列技術采用硬件和軟件兩種方式實現,軟件RAID(Redundant Array of Independent Disks)主要利用操作系統提供的軟件實現磁盤冗余陣列功能,對系統資源利用率高,節省成本。硬件RAID將大部分RAID功能集成到一塊硬件控制器中,系統資源占用率低,可移植性好。 分析了軟件RAID的性能瓶頸,使用硬件直接完成部分計算提高軟件RAID性能。針對RAID5采用FPGA(Field Programmable Gate Array)技術實現RAID控制器硬件設計,完成磁盤陣列啟動、數據緩存(Cache)以及數據XOR校驗等功能。基于硬件RAID的理論,提出一種基于Virtex-4的硬件RAID控制器的系統設計方案:獨立微處理器和較大容量的內存;實現RAID級別遷移,在線容量擴展,在線數據熱備份等高效、用戶可定制的高級RAID功能;利用Virtex-4內置硬PowerPC完成RAID服務器部分配置和管理工作,運行Linux操作系統、RAID管理軟件等。控制器既可以作為RAID控制卡在服務器上使用,也可作為一個獨立的系統,成為磁盤陣列的調試平臺。 隨著集成電路的發展,芯片的體積越來越小,電路的布局布線密度越來越大,信號的工作頻率也越來越高,高速電路的傳輸線效應和信號完整性問題越來越明顯。RAID控制器屬于高速電路的范疇,在印刷電路板(Printed Circuit Block, PCB)實現時分別從疊層設計、布局、電源完整性、阻抗匹配和串擾等方面考慮了信號完整性問題,并基于IBIS(I/O Buffer Information Specification)模型進行了信號完整性分析及仿真。
上傳時間: 2013-04-24
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當前,在系統級互連設計中高速串行I/O技術迅速取代傳統的并行I/O技術正成為業界趨勢。人們已經意識到串行I/O“潮流”是不可避免的,因為在高于1Gbps的速度下,并行I/O方案已經達到了物理極限,不能再提供可靠和經濟的信號同步方法。基于串行I/O的設計帶來許多傳統并行方法所無法提供的優點,包括:更少的器件引腳、更低的電路板空間要求、減少印刷電路板(PCB)層數、PCB布局布線更容易、接頭更小、EMI更少,而且抵抗噪聲的能力也更好。高速串行I/O技術正被越來越廣泛地應用于各種系統設計中,包括PC、消費電子、海量存儲、服務器、通信網絡、工業計算和控制、測試設備等。迄今業界已經發展出了多種串行系統接口標準,如PCI Express、串行RapidIO、InfiniBand、千兆以太網、10G以太網XAUI、串行ATA等等。 Aurora協議是為私有上層協議或標準上層協議提供透明接口的串行互連協議,它允許任何數據分組通過Aurora協議封裝并在芯片間、電路板間甚至機箱間傳輸。Aurora鏈路層協議在物理層采用千兆位串行技術,每物理通道的傳輸波特率可從622Mbps擴展到3.125Gbps。Aurora還可將1至16個物理通道綁定在一起形成一個虛擬鏈路。16個通道綁定而成的虛擬鏈路可提供50Gbps的傳輸波特率和最大40Gbps的全雙工數據傳輸速率。Aurora可優化支持范圍廣泛的應用,如太位級路由器和交換機、遠程接入交換機、HDTV廣播系統、分布式服務器和存儲子系統等需要極高數據傳輸速率的應用。 傳統的標準背板如VME總線和CompactPCI總線都是采用并行總線方式。然而對帶寬需求的不斷增加使新興的高速串行總線背板正在逐漸取代傳統的并行總線背板。現在,高速串行背板速率普遍從622Mbps到3.125Gbps,甚至超過10Gbps。AdvancedTCA(先進電信計算架構)正是在這種背景下作為新一代的標準背板平臺被提出并得到快速的發展。它由PCI工業計算機制造商協會(PICMG)開發,其主要目的是定義一種開放的通信和計算架構,使它們能被方便而迅速地集成,滿足高性能系統業務的要求。ATCA作為標準串行總線結構,支持高速互聯、不同背板拓撲、高信號密度、標準機械與電氣特性、足夠步線長度等特性,滿足當前和未來高系統帶寬的要求。 采用FPGA設計高速串行接口將為設計帶來巨大的靈活性和可擴展能力。Xilinx Virtex-IIPro系列FPGA芯片內置了最多24個RocketIO收發器,提供從622Mbps到3.125Gbps的數據速率并支持所有新興的高速串行I/O接口標準。結合其強大的邏輯處理能力、豐富的IP核心支持和內置PowerPC處理器,為企業從并行連接向串行連接的過渡提供了一個理想的連接平臺。 本文論述了采用Xilinx Virtex-IIPro FPGA設計傳輸速率為2.5Gbps的高速串行背板接口,該背板接口完全符合PICMG3.0規范。本文對串行高速通道技術的發展背景、現狀及應用進行了簡要的介紹和分析,詳細分析了所涉及到的主要技術包括線路編解碼、控制字符、逗點檢測、擾碼、時鐘校正、通道綁定、預加重等。同時對AdvancedTCA規范以及Aurora鏈路層協議進行了分析, 并在此基礎上給出了FPGA的設計方法。最后介紹了基于Virtex-IIPro FPGA的ATCA接口板和MultiBERT設計工具,可在標準ATCA機框內完成單通道速率為2.5Gbps的全網格互聯。
上傳時間: 2013-05-29
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印刷線路板制作技術大全-RF產品設計過程中降低信號耦合的PCB布線技巧
上傳時間: 2013-07-08
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隨著計算機技術和互聯網技術的發展,嵌入式系統已成為近年來新興的研究熱點。嵌入式系統的硬件核心是嵌入式微處理器,ARM處理器以其高性能、低功耗、低成本等優點占領了嵌入式系統處理器的大部分市場,基于ARM的嵌入式系統的應用已深入到工業控制、網絡通訊設備等領域。Linux作為功能強大、源碼公開的操作系統,在嵌入式領域中被廣泛應用。 本文針對自動售貨機控制系統在校園一卡通系統中的應用要求,以開發具有射頻卡結帳功能的新型自動售貨機控制系統,并與校園一卡通信息管理系統相連為目標,提出了基于ARM-Linux的自動售貨機控制器總體設計方案。根據方案對自動售貨機控制系統進行總體設計,在分析嵌入式軟硬件可實現模塊化設計的基礎上,采用數據處理能力強和能夠實現數據網絡傳輸的HMS30C7202微處理器,對ARM處理器最小系統和關鍵的接口電路進行了硬件結構設計,系統擴展有FLASH、EPROM、以太網接口、RS232接口、GPIO接口、USB接口等外圍電路。利用Protel軟件完成了開發板的原理圖設計、繪制以及印刷電路板布局布線工作,PCB設計以高速電路設計為準則,集成了多種接口電路,完成了硬件系統的設計。研究了嵌入式Linux操作系統下的自動售貨機控制系統軟件環境建立方法,論述了移植Linux到ARM控制板的過程,分析了嵌入式軟件的應用程序架構與各部分設備驅動程序的設計方法,設計了硬件驅動程序。在嵌入式軟、硬件開發的基礎上,對基于ARM的嵌入式自動售貨機控制系統進行實例研究和系統功能調試,完成了自動售貨機控制系統的基本功能,并使系統能夠基于以太網進行數據通信,為進一步的開發和應用提供了良好的基礎。
上傳時間: 2013-07-05
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X射線衍射儀目前被廣泛應用于冶金、石油、化工、科研、航空航天、教學、材料生產等諸多領域。而X射線管是X衍射儀的關鍵部件之一,X射線被激發時會產生兩種譜線:特征譜線和連續譜線。X射線管的工作狀態決定能否產生符合實驗要求的X射線特征譜線和連續譜線,這就要求我們對X射線管的工作狀態進行精確控制。 本文根據X射線管工作狀態和衍射儀相關功能的要求,提出了基于ARM和uCOS-Ⅱ的衍射儀高壓控制系統的設計方案,并在分析和研究的基礎上,實現并驗證了該方案。該系統以ARM為主控制芯片,結合CPLD芯片,完成對X射線管工作狀態的控制和其它相關功能的控制。由于多任務的需要,在ARM的基礎上引入了嵌入式操作系統uCOS-Ⅱ。具體的,本文完成了相應原理圖和印刷電路板的設計。在ARM7芯片LPC2378上,完成了嵌入式操作系統uCOS-II的移植;在uCOS-II操作系統上,通過對ARM芯片編程,實現了對X射線管的工作狀態進行精確控制,以及光閘、水循環等相關功能的控制。 上述系統已通過實際的安裝調試。測試結果表明,該系統能夠滿足設計要求,實現全部的預期功能,可完成對X射線管的工作狀態的精確控制,和衍射儀相關功能的控制。
上傳時間: 2013-04-24
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現代信息技術的迅猛發展,使得圖像處理方面的研究與應用,尤其是實時圖像處理引起了更廣泛的關注。近年來,隨著嵌入式和DSP技術的不斷發展,數字信號處理領域的理論研究成果被逐漸應用到實際系統中,從而推動了新理論的產生和應用,對圖像處理等領域的技術發展起到了十分重要的作用。可見,研究如何將ARM和DSP雙處理器結構應用于實時圖像處理系統的新方法有著非常重要的理論價值和應用價值。本文主要研究內容如下: 1.分析了實時圖像處理領域的最新發展,得出了以ARM和DSP分別作為實時圖像處理系統核心的優勢和劣勢,結合本課題實時性,高效性和便攜性的特點,設計一個以ARM+DSP雙處理器為核心的通用實時圖像處理系統,并通過增加或裁剪可以廣泛應用于圖像處理和圖像識別領域。 2.掌紋識別技術是繼指紋識別和虹膜識別后人體生物特征識別領域中最新的研究方向,正處在不斷的研究和探索階段。在論文中,介紹了以ARM+DSP雙處理器為核心的通用實時圖像處理系統和掌紋識別技術相融合的實例,構成最基本的脫機掌紋識別系統,給出了系統的組成和運行的基本流程,實現最基本的識別功能,降低成本,提升實時掌紋識別系統的性能。 3.具體設計中,在對兩種系統組成方案經過比較后,選擇了基于TI公司的TMS320VC5470雙核處理器為核心,根據TMS320VC5470芯片的特點,對系統平臺的硬件原理進行設計,擴充了進行研究所需的片外RAM,ROM(Flash),人機接口電路,外圍接口電路,仿真接口JTAG等。隨后根據原理圖所需器件,選擇相對應的封裝形式,設計8層印刷電路板,對BGA封裝形式芯片的扇出方式,布線規則以及高速數字電路與高速PCB設計中涉及的信號完整性問題予以重點研究,較好解決了高密度BGA封裝集成電路的布線及其電磁兼容性問題。除此之外,在軟件設計方面,討論了針對TMS320VC5470系統脫離主機開發環境成為獨立系統時雙核Bootload的實現、雙核間通訊及程序固化到FLASH中的方法。 本文所做的創新工作是將ARM和DSP有效的相結合,使他們在實時圖像處理系統中發揮各自的優勢,克服自身的劣勢,提升了實時圖像處理系統的性能,縮小了體積,節約了成本;并基于上述研究成果,將該ARM+DSP實時圖像處理系統和最新的掌紋識別的原理相結合,構成了手持式掌紋識別系統,對于實時掌紋識別技術的研究有著非常重要意義。
上傳時間: 2013-07-31
上傳用戶:muyehuli
射頻和無線技術入門,絕對的從零開始,Caribbean j. Weisman 著
上傳時間: 2013-04-24
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早期的噴墨打印機由于其設計開發成本相對較高,僅僅用于一些專業印刷系統或者廣告設計行業。近年來,噴墨打印技術的成本大幅度下降,打印效果顯著改善。從最初的效果粗糙、輸出緩慢、耗時較長,發展到現在的照片級效果、輸出快速、操作簡便,特別是最新的噴墨打印機整合了數碼功能,這種類型的打印機具有很強的趣味性,它能根據打印用戶的不同要求,打印出各種非常有趣的家庭數碼影像效果出來。 本文首先研究了目前市場上幾個主流廠商的噴墨打印技術的特點,最新進展以及相關技術。這些信息可以作為自身產品設計的一個重要參考,從而可以根據市場需求和產品自身定位,設計好噴墨打印機產品的規格要求,提高其在市場上的競爭力。 噴墨打印機的性價比是產品能否被用戶接受的關鍵因素,本文對噴墨打印機軟硬件平臺的構建進行了研究,并基于對性能和價格的綜合考慮,提出了本文的噴墨打印機軟硬件平臺。 噴墨打印機的相關技術很多,在知識產權方面,幾個主要的打印機廠商在許多國家和地區均有成千上萬篇專利對他們的產品進行保護。 本文主要研究其中的Boot loader的實現,Printhead溫度的控制以及Printhead的打印控制這三個關鍵技術,并針對這些關鍵技術的基本原理及其實現方法進行了深入的研究。 本文對噴墨打印機的相關核心技術做了比較深入的研究,這些研究工作對于有志于噴墨打印機開發的相關技術人員有較好的參考意義,同時,基于ARM的噴墨打印機系統,又是一個典型的嵌入式系統,這對其它嵌入式系統的設計也有較好的借鑒意義。
上傳時間: 2013-07-13
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隨著電子信息技術的發展和國際國內成品油零售市場的激烈競爭,中國石油的成品油零售必須實行IC卡加油和信息化管理,從而實現“一卡在手、全國加油”。 本項目在原有基于ARM處理器的加油POS機基礎上進行非接觸CP[J卡讀卡改造,深入研究了非接觸卡的原理以及卡片操作系統(COS),尤其是非接觸卡相對于接觸卡的先進性和可靠性;在加油POS機上進行非接觸CPU卡讀卡模塊改造,成功的實現了接觸卡接口協議和非接觸卡接口協議的軟硬件轉換,一定程度上降低了新設備研發的成本并符合中石油的項目進度要求。該項目的試點成功為中石油在全國范圍內實現所有的加油設備進行非接觸卡改造積累了技術基礎及工程實施的經驗。通過非接觸卡讀卡的可靠性研究,為非接觸CPU卡在石油行業的廣泛應用奠定了很好的基礎,同時為公司爭取更多的設備改造項目贏得了諸多的積累和支持。
上傳時間: 2013-07-03
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人臉識別技術繼指紋識別、虹膜識別以及聲音識別等生物識別技術之后,以其獨特的方便、經濟及準確性而越來越受到世人的矚目。作為人臉識別系統的重要環節—人臉檢測,隨著研究的深入和應用的擴大,在視頻會議、圖像檢索、出入口控制以及智能人機交互等領域有著重要的應用前景,發展速度異常迅猛。 FPGA的制造技術不斷發展,它的功能、應用和可靠性逐漸增加,在各個行業也顯現出自身的優勢。FPGA允許用戶根據自己的需要來建立自己的模塊,為用戶的升級和改進留下廣闊的空間。并且速度更高,密度也更大,其設計方法的靈活性降低了整個系統的開發成本,FPGA 設計成為電子自動化設計行業不可缺少的方法。 本文從人臉檢測算法入手,總結基于FPGA上的嵌入式系統設計方法,使用IBM的Coreconnect掛接自定義模塊技術。經過訓練分類器、定點化、以及硬件加速等方法后,能夠使人臉檢測系統在基于Xilinx的Virtex II Pro開發板上平臺上,達到實時的檢測效果。本文工作和成果可以具體描述如下: 1. 算法分析:對于人臉檢測算法,首先確保的是檢測率的準確性程度。本文所采用的是基于Paul Viola和Michael J.Jones提出的一種基于Adaboost算法的人臉檢測方法。算法中較多的是積分圖的特征值計算,這便于進一步的硬件設計。同時對檢測算法進行耗時分析確定運行速度的瓶頸。 2. 軟硬件功能劃分:這一步考慮市場可以提供的資源狀況,又要考慮系統成本、開發時間等諸多因素。Xilinx公司提供的Virtex II Pro開發板,在上面有可以供利用的Power PC處理器、可擴展的存儲器、I/O接口、總線及數據通道等,通過分析可以對算法進行細致的劃分,實現需要加速的模塊。 3. 定點化:在Adaboost算法中,需要進行大量的浮點計算。這里采用的方法是直接對數據位進行操作它提取指數和尾數,然后對尾數執行移位操作。 4. 改進檢測用的級聯分類器的訓練,提出可以迅速提高分類能力、特征數量大大減小的一種訓練方法。 5. 最后對系統的整體進行了驗證。實驗表明,在視頻輸入輸出接入的同時,人臉檢測能夠達到17fps的檢測速度,并且獲得了很好的檢測率以及較低的誤檢率。
上傳時間: 2013-04-24
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