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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生物電阻抗法測量脂肪是目前廣泛使用的方法。但現有的人體脂肪儀所使用的測量模型都是把人體軀干部看成整體,不能反映軀干部脂肪的分布情況。而且大部分脂肪儀基于單片機,系統軟硬件功能的可擴展性、數據存儲能力受到很大的限制,數據分析功能較弱。 針對上述問題,本文建立了一種人體阻抗模型,該模型把人體軀干部劃分成四部分,并對分段阻抗的計算公式進行推導,在此基礎上設計并實現了一種基于ARM處理器和嵌入式LINUX操作系統的人體脂肪測量儀。最后通過實驗驗證該模型的正確性和儀器測量的準確性。 本文的主要工作有: (1)在現有理論的基礎上建立了人體阻抗模型,并利用八電極技術測量人體的分段阻抗。通過測量人體阻抗及體重、身高等參數,在理論分析和實驗檢驗修正的基礎上得出了計算人體各部位脂肪含量的公式。 (2)研究基于ARM-LINUX的人體脂肪儀的軟硬件設計與實現。硬件部分包括阻抗測量電路、體重測量電路和身高測量電路以及嵌入式開發板與硬件電路之間的接口設計;軟件部分包括嵌入式LINUX操作系統、Qt/Embedded 環境的移植、驅動開發以及圖形用戶接口應用程序編程。 (3)利用本儀器、歐姆龍人體脂肪儀、水下稱重法對多名志愿者進行測量,給出了比較數據,并對測量數據進行統計分析。
標簽: ARMLINUX
上傳時間: 2013-08-05
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動態稱重技術具有稱重精度高、速度快的優點,在許多生產部門有廣泛的應用。本文所涉課題對實驗室現有的動態稱重系統的儀表進行了改造和升級,為其增加了條碼識別和以太網接入兩個主要功能,開發出了一款新型智能儀表,在郵政部門的業務結算中用來快速稽核大宗郵件的名義重量。 本文以嵌入式技術為平臺,根據智能儀表不同功能模塊的處理特點,有針對性地利用ARM微處理器提供的多種硬件資源,uClinux操作系統提供的多種BH和鎖機制,解決了實際出現的問題。 本文以郵件稱重和條碼識別兩個功能模塊作為重點,兼顧其他模塊,介紹了新型智能智能儀表的軟件和硬件設計。并展示了課題最終的成果,達到了預期的設計要求。
標簽: ARMuClinux 電子 動態 智能儀表
上傳時間: 2013-07-29
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本論文以建材行業為背景,以當前我國水泥生產新工藝——預分解窯生產線推廣普及階段在關鍵技術與裝備的迫切需求為論文的研究目標,針對水泥配料生產環節中的計量精度和操作性能上的問題與不足,引進新技術,致力研究開發新型高性能動態計量控制系統。 論文在對提高動態計量系統性能的理論和技術進行深入研究的基礎上,提出有特色的高精度稱重與測速的方法和實現技術。在采取動、靜態雙秤動態計量結構等改進性能的有效技術措施的基礎上,對新型動態計量控制系統的總體方案進行設計。 論文完成了基于嵌入式ARM微處理器的新型動態計量控制系統的硬件和軟件設計工作,重點對稱重與測速的穩定性和準確性進行改進;整個系統采用自組織現場總線組網,以加強整個系統的信息交換能力;采用組態軟件建立上位機監控管理軟件,方便組態,易于監控,以便明顯的提高操作性能。 論文研究開發的新型動態計量控制系統已經應用到學校教學實踐基地,特別是學生的工程能力訓練中,而且作為新裝備也可以應用到實際生產中,同時,作為應用基礎理論技術,在將來可以更進一步改善研究。
上傳時間: 2013-06-03
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隨著國有銀行向商業銀行的轉變,銀行的設備采購標準會越來越高,與此同時,銀行柜臺業務量的增加,使得老一代的銀行專用打印機無論在速度上還是在使用的方便性上都顯得力不從心,為了占領市場,公司有必要開發新型的、使用更加方便的打印機。 老一代打印機在打印存折時,柜臺工作人員要把存折放準位置,要不然打印會偏離預定位置,在打印信函時,有的冷僻字無法打印出來,軟件無法下載升級。為了加快柜臺處理速度,減小柜臺工作人員的工作量,需要開發能自動糾偏定位,字符完善的打印機。 本文在分析需求的基礎上,比較當前流行的處理器,選用Atmel公司的ARM芯片AT91M42800A作為處理核心,使用Xilin公司的20萬門的FPGA XC2S200做硬件邏輯控制,通過光電傳感器和相關的控制電路來實現自動糾偏定位。在嵌入式操作系統上選用Nucleus Plus,約95%的Nucleus Plus代碼用C語言編寫,因此它能很方便移植,同時它還提供全部源代碼,這樣便于開發。另外,它還只要一次性付費,這使得它有很好的成本優勢。 文中詳細說明了本系統的硬件、固件的實現。在硬件上闡述了一些單元電路,包括存儲器電路,接口電路,傳感器電路等的設計思路和實現方法。通過光電傳感電路,步進電機控制和軟件結合,形成閉環控制,從而實現了快速自動糾偏定位;通過大屏幕的LCD顯示實現了操作界面的簡單化;采用大容量的存儲器以及大字庫解決了冷僻字無法打印的問題;固件部分詳細闡述了系統上電啟動過程,包括Bootstrap模塊和loader模塊,Bootstrap模塊主要功能是重定位存儲器,初始化基本硬件以及Loader模塊的自動在線下載升級。Loader模塊的主要功能是下載FPGA的配置代碼,初始化鍵盤和顯示器,然后調用Nucleus Plus初始化代碼,從而建立和調用任務。 本文通過總結測試結果,與老一代打印機相比,新打印機在智能化上實現了自動糾偏定位,使得打印機操作人員不需要準確放置存折,就能正確打印,提高了工作效率;在打印速度上比原系統提高30%,還可方便地實現軟件升級。 當然,新的打印機在存折偏移很大時,要耗費長時間才能把存折推到正確位置。這要在糾偏算法上做進一步的改進。
上傳時間: 2013-04-24
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在信道編碼的發展進程中,編碼研究人員一直致力于追尋性能盡可能的接近Shannon極限,且譯碼復雜度較低的信道編碼方案。1993年Berrou等提出了Turbo碼,這種碼在接近香農極限的低信噪比下仍能夠獲得較低的誤碼率,它的出現在編碼界引起了廣泛的關注,并成為編碼研究領域最新的發展方向之一。但Turbo碼也有其缺點,由于交織器的存在,致使譯碼復雜度高,譯碼時延長且因為低碼重碼字,存在錯誤平臺現象。在Turbo碼的基礎上,1994年,Pyndiah等提出了Turbo乘積碼,Turbo乘積碼繼承了Turbo碼的優點,又因為Turbo乘積碼的構造采用了線性分組碼,所以譯碼方法比Turbo碼簡單。Turbo乘積碼近年來開始被廣泛到應用到各種通信場合,大有取代傳統的卷積碼之勢。 本文首先圍繞Turbo乘積碼的編譯碼原理,闡述了涉及到的基礎知識;又據Turbo乘積碼目前的應用狀況,回顧了Turbo碼的發展歷史;其次,根據Turbo乘積碼的構造原理,探討了構造的方法,交織類型,子碼的選擇及子碼的性能;再次,研究了Turbo乘積碼的概率譯碼,基于外信息的迭代算法,研究了Chase的譯碼算法;最后通過軟件仿真實現了該迭代譯碼算法,得到的結果達到了通信接收的要求。 本文還初步的闡述了Turbo乘積碼硬件實現系統的設計方案。據實際工作中碰到的非標準信號,給出了整體模塊設計圖,及相應模塊的功能和模塊問連接的各種參數。并實現了模態下的同步搜索和去除相位模糊功能。最后根據研究中碰到的各種問題,提出了下一步工作建議和研究方向。
上傳時間: 2013-07-02
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隨著技術的飛速發展,電力電子裝置如變頻設備、變流設備等容量日益擴大,數量日益增多,使得電網中的諧波污染日益嚴重,給電力系統和各類用電設備帶來危害,輕則增加能耗,縮短設備使用壽命,重則造成用電事故,影響安全生產.電力系統中的諧波問題早在20世紀20年代就引起了人們的注意.近年來,產生諧波的設備類型及數量均已劇增,并將繼續增長,諧波造成的危害也日趨嚴重.該論文分析比較了傳統測量諧波裝置和基于FPGA的新型諧波測量儀器的特性.分析了基于FFT的諧波測量方法,綜述了可編程元器件的發展過程、主要工藝發展及目前的應用情況,并介紹了一種主流硬件描述語言Verilog HDL的語法及其具體應用.分析了高速數字信號系統的信號完整性問題,提出了使用FPGA實現的整合處理器解決高速數字系統信號完整性問題的方法,并比較分析了各種主流的整合處理器解決方案的優缺點.分析了使用實時操作系統進行復雜嵌入式系統軟件開發的優缺點,并在該系統軟件開發中成功移植應用了實時操作系統UCOSII,改造了該操作系統中內存管理方式.研究了使用FPGA實現FFT算法的優缺點,對比分析了主要硬件實現架構的性能和優缺點,提出了一種基于浮點數的FFT算法FPGA實現架構,詳細設計了基于浮點數的硬件乘法器和加法器.該設計架構運行穩定,計算速度快捷.并通過實際仿真驗證了該設計的正確性和優越性.最終通過以上工作設計實現了一種新型的基于FPGA的諧波測量儀,該儀器的變送單元和采樣單元通過實際型式試驗檢驗,符合設計要求.該儀器的FPGA單元通過系統仿真,符合設計要求.
上傳時間: 2013-04-24
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溫度的測量和控制在工業生產中有廣泛的應用,尤其在石油、化工、電力、冶金等工業領域中,對溫度的測量和監控是非常重要的一個環節,溫度參數是工業控制中的一項重要的指標。 本文主要研究了基于ARM9架構的嵌入式Linux系統在工業領域中各種爐溫控制場合中的應用。目前控制方案主要是采用傳統的PLC和單片機進行控制。PLC主要是針對單項工程或者重復數極少的項目,靈活性相對不足,并且體積大,成本相對較高;而單片機主要用于小型設備的控制,具有成本低,功耗低,效率高的特點,但可移植性較差。為了適應信息產業的發展,新技術革新以及產業的專業化現代化的發展,本文針對PLC和單片機控制的優缺點和應用場合提出了采用ARM9嵌入式微控制器AT91RM9200和Linux操作系統相結合的嵌入式溫度控制系統,具有系統擴展性強、可靠性高、響應速度快、體積小等特點,為用戶提供了一種新型的控制方案。 本文首先論述了嵌入式操作系統的組成,接著設計了溫度控制系統的硬件系統,主要包括CPU模塊、模擬電路模塊、存儲模塊和通信模塊四個部分:在對溫度控制系統的軟件部分的設計中,主要是針對Boot-Loader的移植、Linux內核移植、根文件系統的定制、驅動程序的編寫和應用程序的編寫五部分進行設計。 系統功能主要是循環采集AD通道數據,上傳AD數據到服務器,接收服務器下發的控制數據包,記錄日志等。通過在線運行測試,該系統穩定可靠,采集和控制效果良好,可有效降低了生產成本和工人的勞動強度,為安全生產提供保證。
上傳時間: 2013-04-24
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基于ARM的嵌入式運動控制器是集計算機數字控制技術、ARM技術、運動控制技術以及嵌入式操作系統技術等技術為一體的技術含量高的運動控制器;是對低成本、高性能運動控制器研究的一個新的嘗試。本論文的研究重是點基于雙端口RAM上下位機通訊的數控系統總體軟件架構設計、嵌入式運動控制器軌跡規劃算法的研究、嵌入式系統軟件的構建以及運動控制器外設驅動程序的開發,其主要工作及成果如下: 1.針對數控系統上下位機信息交互頻繁,提出了一種基于雙端口RAM通訊結構的上下位機交互方式,實現了上下位機信息的高速、穩定通訊;且完成了基于雙端口RAM上下位機通訊結構的數控系統總體軟件架構設計。 2. 針對目前高速數控加工軌跡規劃中存在的一些關鍵問題進行深入的探討。提出一種軌跡拐角的速度平滑方法,當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和較小的輪廓誤差;還提出了一種高速數控加工小線段的前瞻平滑算法,當高速加工多段微小直線段時,能夠優化規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帶來較大沖擊以及加工效率低的問題。 3. 構建了適合本運動控制器系統的系統軟件;研究了嵌入式運動控制器引導程序的移植、嵌入式Linux內核的優化配置以及根文件系統的構建。 4.探討了Linux驅動程序開發的原理以及流程;并以雙端口RAM為例介紹了運動控制外設驅動程序開發的方法。
上傳時間: 2013-07-02
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近年來,隨著計算機、微電子、通信及網絡技術、信息技術的發展、數字化產品的普及,嵌入式系統滲透到了各個領域,已經成為計算機領域的一個重要組成部分,成為新興的研究熱點,嵌入式軟件也在整個軟件產業中占據了重要地位。一個好的調試工具對軟件產品質量和開發周期的促進作用是不言而喻的,使得嵌入式調試工具成為了人們關注的重點。目前使用集成開發環境配合JTAG調試器進行開發是目前采用最多的一種嵌入式軟件開發調試方式。國內在JTAG調試器開發領域中相對落后,普遍采用的是國外的工具產品。因此開發功能強大的嵌入式調試系統具有重要的實際意義。 當前嵌入式系統中尤其流行和值得關注的是ARM系列的嵌入式處理器。為此本課題的目標就是設計并實現一個應用于ARM平臺的JTAG調試系統。GDB是一個源碼開放的功能強大的調試器,可以調試各種程序,包括 C、C++、JAvA、PASCAL、FORAN和一些其它的語言,還包括GNU所支持的所有微處理器的匯編語言。此外GDB同目標板交換信息的能力相當強,勝過絕大多數的商業調試內核,因此使用GDB不僅能夠保證強大的調試功能,同時可以降低調試系統的開發成本。為此本課題在對邊界掃描協議、ARM7TDMI片上仿真器Embedded-ICE和GDB遠程調試協議RSP做了深入研究的基礎上,實現了GDB調試器對嵌入式JTAG調試的支持。此外設計中還把可重夠計算技術引入到硬件JTAG協議轉換器的開發設計中,使調試器硬件資源可復用、易于升級,并大大提高了數據的傳輸速度。從而實現了一個低成本的、高效的、支持源代碼級調試的JTAG調試系統。
上傳時間: 2013-08-04
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