在特定的工業(yè)測控應用中對處理器的功耗有嚴格的要求，類似X86處理器芯片系列由于繼承了原有8086的構架，功耗很大，不能滿足要求。當前應用廣泛的ARM系列處理器有低功耗、高處理器能力的優(yōu)點，非常適合于此類應用。由于ARM處理器并沒有對PC/104總線有支持，所以本設計使用CPLD可編程邏輯完成ARM本地總線與PC/104總線的轉換。文章完成了以下工作： 1.介紹了工業(yè)控制計算機的發(fā)展情況和當前使用廣泛的PC/104計算機，描述了嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史和軟硬件組成，分析了X86與ARM處理器構架的特點與優(yōu)缺點； 2.從PC/104總線規(guī)范出發(fā)，對基于ARM處理器的PC/104工業(yè)控制嵌入式工控機進行了總體設計，軟硬件選型部分對當前流行的軟硬件系統(tǒng)進行了詳細地描寫，硬件處理器選用SAMSUNG公司的S3C2410，軟件系統(tǒng)采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)； 3.對系統(tǒng)硬件各個部分實現(xiàn)細節(jié)進行了描寫，包括最小系統(tǒng)、CAN網(wǎng)絡、以太網(wǎng)絡和PC/104總線控制器；其中著重對PC/104總線控制器的實現(xiàn)方案進行了討論，分析了ARM本地總線時序和PC/104總線時序，最后使用VHDL語言實現(xiàn)了了總線控制器邏輯； 4.移植了嵌入式Linux操作系統(tǒng)，Linux操作系統(tǒng)移植分為配置、編譯和下載運行調試三個步驟；基于Linux操作系統(tǒng)編寫了PC/104總線驅動，驅動完成映射PC/104地址到系統(tǒng)虛擬地址和中斷綁定；編寫了基于PC/104的CAN總線驅動，分析了驅動初始化、中斷處理流程、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)管理和文件操作接口，描寫了驅動的編譯和下載過程；最后給出了應用程序接口； 5.根據(jù)機車工業(yè)控制領域的具體要求，開發(fā)了實際系統(tǒng)，給出了系統(tǒng)主要參數(shù)指標；對系統(tǒng)的運算性能進行了測試，測試表明定點運算能力與X86相當，符合設計要求：系統(tǒng)通過鐵標高低溫測試和射頻干擾測試，并進行了為期3個月的裝車試運行，試運行過程中系統(tǒng)工作正常，完全能夠滿足設計要求。
上傳時間： 2013-07-10
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作為世界上最優(yōu)秀的操作系統(tǒng)之一，Linux不僅在服務器領域有著不可撼動的地位，而且正在嵌入式領域發(fā)揮著越來越重要的作用。有專家預測，Linux將是未來最主要的嵌入式操作系統(tǒng)之一，將廣泛應用在各種消費電子和通信設備中。因此，產(chǎn)生并逐漸形成了嵌入式Linux這項技術。然而，面對嵌入式系統(tǒng)多樣化的硬件平臺以及多樣化的應用，如何更快更好地建立基于Linux的軟件平臺成為一個必須解決的問題。 本文正是針對這個問題，以Linux相關的基礎軟件為主要研究對象，在深入分析引導加載程序、Linux與處理器相關的代碼、文件系統(tǒng)以及設備驅動的基礎上，對基于ARM的Linux軟件平臺進行了創(chuàng)新性和探索性的研究。主要內容為：在理解ARM體系結構的基礎上，通過分析uboot源碼，詳細研究ARM處理器在上電后的啟動過程和加載引導Iinux的過程；分析并總結Linux與處理器相關的接口，以中斷控制器、定時器以及串口為主，提出了移植Linux到新型處理器的思路和方法；研究Iinux文件系統(tǒng)的內容、制作和使用；分析Linux的設備驅動體系結構以及設備驅動的調用方式；在學習和研究的基礎之上，針對STMP36xx這款處理器，設計并實現(xiàn)引導加載程序，完成Linux的移植、配置、編譯，解決Linux啟動過程遇到的問題，然后通過制作根文件系統(tǒng)和實現(xiàn)NandFlash、LCD的驅動，完整地搭建起以Linux為核心的軟件平臺，并進行了應用驗證。 在實際應用中，嵌入式系統(tǒng)會使用很多不同類型的處理器，因此迫切希望能夠找到一個準則解決移植帶來的問題。本文最重要的成果就是為Linux在新型處理器上的移植提出了一個準則，根據(jù)該準則可以更加快速、更加準確地將Linux應用到不同的處理器上，因此具有重要的現(xiàn)實意義。同時，本文將項目實踐貫穿于理論研究之中，涉及到Linux平臺關鍵技術的分析、相關工具的使用以及開發(fā)經(jīng)驗的分享，對學習嵌入式Linux和設計嵌入式Linux系統(tǒng)具有較高的參考和指導價值。此外，成功移植的STMP36xx已經(jīng)初具規(guī)模，可以通過二次開發(fā)以形成完善的嵌入式產(chǎn)品。
上傳時間： 2013-06-01
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嵌入式操作系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)應用的核心。完成簡單功能的嵌入式系統(tǒng)一般不需要操作系統(tǒng)，但是隨著所謂后PC時代的來臨，嵌入式系統(tǒng)設計日趨復雜，嵌入式操作系統(tǒng)就必不可少了。一般而言，嵌入式操作系統(tǒng)不同于一般意義的計算機操作系統(tǒng)，它有占用空間小、執(zhí)行效率高、方便進行個性化定制和軟件要求固化存儲等特點。 本文在討論了嵌入式操作系統(tǒng)的基本理論之后，論述了MINIX 3操作系統(tǒng)的特點，指出了MINIX 3向嵌入式操作系統(tǒng)方面發(fā)展的意義和可行性。建立可移植代碼是操作系統(tǒng)移植的首要步驟和重要途徑，本文又論述了建立可移植代碼的一般方法和過程。而后深入分析了MINIX 3操作系統(tǒng)的內核結構及組成部分，重組了內核目錄樹，列出了移植MINIX 3內核需要重新編寫的內核接口。在MINIX 3已有代碼的基礎上，分離了一部分機器相關代碼和體系結構不相關代碼，建立了相應的可移植代碼。 提到嵌入式，就不能不提ARM，ARM體系結構是目前最流行的嵌入式微處理器體系結構。本文就是針對ARM處理器體系結構來展開的，文中簡單介紹了ARM處理器的情況，并且對應ARM體系結構修改了MINIX 3內核的部分代碼。最后在深入分析了MINIX3操作系統(tǒng)進程調度算法和代碼之后，結合軟實時操作系統(tǒng)進程調度特點和要求，改進了MINIX 3進程調度策略，使之適合軟實時操作系統(tǒng)的要求，并給出了修改后的相關源代碼。
標簽： MINIX3 ARM 嵌入式 操作系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-24
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研究如何將當前流行的嵌入式技術應用于工業(yè)領域中的數(shù)據(jù)采集與記錄方面，是當今工業(yè)過程測量控制領域發(fā)展的一個必然方向。 本論文所設計完成的嵌入式工業(yè)過程數(shù)據(jù)采集與記錄系統(tǒng)，是以32位ARM7微處理器S3C44B0X為核心，取代了傳統(tǒng)的單片機，并且引入了μClinux多任務實時操作系統(tǒng)。采集到的工業(yè)現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)，經(jīng)A/D轉換等步驟處理后，顯示在高分辨率的彩色LCD上。在MiniGUI的支持下，通過豐富的圖形界面功能，以曲線或表格的形式顯示工業(yè)現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)的變化趨勢，具有良好的人機界面。輸入功能通過點擊觸摸屏來實現(xiàn)，可以像使用Windows操作系統(tǒng)一樣，點擊菜單、滾動條、列表框、按鈕等控件以完成相應的操作。數(shù)據(jù)的記錄完全脫離PC機，顯示在LCD上的數(shù)據(jù)，可以實時的以文件的形式存儲在Nand Flash中，必要的時候通過USB接口用U盤導出。μClinux操作系統(tǒng)中移植了BOA網(wǎng)絡服務器和CGI腳本程序，因此具有動態(tài)Web監(jiān)控功能，用戶可以在PC機上的瀏覽器中通過網(wǎng)絡隨時監(jiān)測工業(yè)現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)。 經(jīng)過測試，該系統(tǒng)可以穩(wěn)定可靠的運行，完全實現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時采集、人性化顯示、規(guī)范化操作、脫機化記錄和網(wǎng)絡化監(jiān)測等一系列功能，取代了傳統(tǒng)的底層智能儀表搭配PC機的構架，將其功能合二為一，對工業(yè)企業(yè)的技術進步和生產(chǎn)過程的現(xiàn)代化有著重要的作用。
標簽： ARM 嵌入式 工業(yè)過程 數(shù)據(jù)采集
上傳時間： 2013-07-18
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數(shù)控機床是現(xiàn)代制造系統(tǒng)的基礎和核心，而先進的數(shù)控技術是解決機床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的關鍵。隨著嵌入式系統(tǒng)、微計算機技術和集成電路的迅速發(fā)展，高性能的32位CUP開始普及。它執(zhí)行速度快、功能強大，在中、低檔數(shù)控系統(tǒng)中已經(jīng)完全可以替代PC機及8位單片機，獲得更大的價格和技術優(yōu)勢。本文旨在打破傳統(tǒng)基于PC機及8位單片機的數(shù)控系統(tǒng)，研究并設計一種基于ARM的32位嵌入式機床數(shù)控系統(tǒng)。 本文設計了基于ARM內核的嵌入式機床數(shù)控系統(tǒng)，并給出了硬件設計方案、軟件程序設計思想及相應設計。硬件部分選用是日本NOVA電子有限公司研制的DSP運動控制專用芯片MCX314AL，作為數(shù)控裝置電機的驅動芯片，其性能優(yōu)良、接口簡單、編程方便、工作可靠，給運動控制帶來極大方便。采用ARM微處理器STR710負責控制MCX314AL、外圍邏輯電路的管理及后臺任務的實現(xiàn)。系統(tǒng)軟件平臺采用源代碼公開的嵌入式實時操作系統(tǒng)uC/OS-Ⅱ，對數(shù)控系統(tǒng)軟件模塊的任務進行劃分，并根據(jù)其實時性要求賦予不同優(yōu)先級，采用基于優(yōu)先級的搶占式調度算法，設計了任務間的通信方式及中斷事件的響應，使該數(shù)控系統(tǒng)具有良好的實時性和穩(wěn)定性，可以滿足高精度加工的要求，同時也具有良好的人機界面和網(wǎng)絡支持。
標簽： ARM 嵌入式 機床 數(shù)控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-25
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本文所研究的是基于微處理器ARM和操作系統(tǒng)Linux的嵌入式繼電保護應用的設計與實現(xiàn)。 主要內容包括以下幾個方面： 1.介紹了研究的背景、意義及國內外研究的現(xiàn)狀等內容。 2.介紹了嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。 3.介紹了嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)的硬件核心一嵌入式處理器以及軟件環(huán)境。本系統(tǒng)的硬件核心是Samsung公司推出的基于ARM的嵌入式處理器S3C2410X，軟件平臺則采用嵌入式操作系統(tǒng)Linux。 4.詳細分析了裝置的功能需求，并在此基礎上提出了裝置的總體設計方案及設計原則。 5.敘述了系統(tǒng)的硬件模塊及功能配置。 6.敘述了裝置軟件的設計以及具體實現(xiàn)過程。 通過硬件模塊的配置和軟件的設計，提高了裝置的精度和動作的可靠性以及軟件的可擴展性，不僅可以完成傳統(tǒng)繼電器的所有保護功能，還具有對電網(wǎng)參數(shù)的實時測量、事件記錄功能，各種信號的測量值和保護動作值都可通過LCD顯示，并且同時通過RS—485通訊接口可進行遠方通訊。
標簽： ARM 嵌入式 繼電保護 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-06-10
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視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一種先進的、防范能力強的綜合系統(tǒng)。它通過遙控攝像機及其輔助設備(鏡頭、云臺等)直接觀看被監(jiān)控場所的一切情況，同時可以把監(jiān)控場所的圖像內容傳送到監(jiān)控中心，進行實時遠程監(jiān)控。隨著計算機、網(wǎng)絡以及圖像處理、傳輸技術的迅猛發(fā)展，視頻監(jiān)控技術也得到飛速發(fā)展，視頻監(jiān)控進入了全數(shù)字化的網(wǎng)絡時代，傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)和基于PC機的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)已不能滿足現(xiàn)代社會發(fā)展的需要，基于嵌入式技術的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)成為視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢，具有廣闊的應用前景和實用價值。 本文在總結分析前人研究成果的基礎上，深入系統(tǒng)地研究了基于ARM和Linux的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術，給出了基于ARM的嵌入式視頻服務器的總體設計方案和功能規(guī)劃，包括硬件結構和軟件結構，基于B/S(Browser/Server)服務機制的客戶端軟件設計大大降低了客戶端的軟硬件要求。然后，介紹了嵌入式Linux交叉編譯環(huán)境的搭建和嵌入式軟件的開發(fā)過程，通過BootLoader的配置燒寫和Linux內核的移植編譯，搭建了嵌入式視頻服務器運行開發(fā)的軟件平臺。最后詳細分析了嵌入式視頻服務器軟件部分各個功能模塊的設計思路及其關鍵代碼實現(xiàn)，用Liflux vide04linux APIs實現(xiàn)了視頻圖像的采集，視頻數(shù)據(jù)網(wǎng)絡傳輸采用了基于UDP協(xié)議的IP組播方式，而視頻圖像顯示模塊則采用了自行設計實現(xiàn)的基于IPicture COM接口的ActiveX控件，便于維護、更新和升級。 本文設計的基于ARM的嵌入式視頻服務器安裝設置方便，遠程客戶端用戶通過IE瀏覽器可直接訪問服務器，實時視頻圖像傳輸流暢，無明顯抖動，具有良好的穩(wěn)定性、較高的性價比和一定的實用價值。
上傳時間： 2013-05-19
上傳用戶：彭玖華
隨著工業(yè)技術的不斷發(fā)展，以及人對安全防范意識的逐漸加強，視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為人們在生產(chǎn)、生活中必不可少的一個部分。特別是近年來，隨著計算機技術的發(fā)展、寬帶的普及、圖像處理技術的提高，視頻監(jiān)控在越來越廣泛地滲透到教育、娛樂、醫(yī)療、運動等各個領域。視頻監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)成為當今可視化領域的一個新的開發(fā)熱點。許多應用領域對于視頻監(jiān)控系統(tǒng)提出了更高更新的要求，如何經(jīng)濟有效地實現(xiàn)特定環(huán)境所需的監(jiān)控功能，給我們提出了新的課題。 本文設計和實現(xiàn)了基于ARM9和Linux操作系統(tǒng)的嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)視頻圖像的采集、壓縮和傳輸。文章結合嵌入式技術、圖像壓縮技術和網(wǎng)絡技術，設計了一種基于嵌入式的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)。 本文首先研究了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及今后發(fā)展趨勢，詳細分析了嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)的基本原理和性能要求，提出了系統(tǒng)的設計的總體方案。在硬件設計方面，系統(tǒng)采用三星公司的S3C2410A作為嵌入式處理器，配合外圍硬件電路構成嵌入式核心板。系統(tǒng)采用模塊化設計方案，將硬件劃分為三大模塊：主控器與儲存器模塊；電源時鐘復位電路模塊；外圍接口電路模塊。在論文中對各個部分進行了詳細的介紹。完成了核心板的硬件設計后，接下來介紹如何構建嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)的軟件平臺，包括成功的移植Linux操作系統(tǒng)；嵌入式Linux下USB接口攝像頭驅動的接口和實現(xiàn)。最后在基于嵌入式Linux系統(tǒng)的平臺上完成應用程序的設計，完成視頻圖像的采集、壓縮、傳輸，這部分主要完成的工作有：如何使用Video4Linux API庫函數(shù)實現(xiàn)圖像采集；如何實現(xiàn)視頻流的軟件壓縮；如何保證視頻流數(shù)據(jù)的實時傳輸。 本文實現(xiàn)了一種體積小、成本低廉、數(shù)字化的監(jiān)控解決方案。該系統(tǒng)可滿足監(jiān)控系統(tǒng)對數(shù)據(jù)傳輸可靠性和實時性的要求，具有廣泛的應用價值。
標簽： ARM 嵌入式視頻 監(jiān)控終端
上傳時間： 2013-07-10
上傳用戶：TRIFCT
隨著現(xiàn)代電子信息技術和我國汽車制造業(yè)的強勁增長，汽車已不再是簡單的交通工具，而是成為現(xiàn)代科技的載體。汽車的快速增長雖然使我們的出門更加便利，但同時也帶來了諸多社會問題。如：交通事故率上升、交通事故判別和車輛的規(guī)范化管理難度加大等。論文針對以上問題提出了使用視頻記錄的解決方法。 論文設計了一種基于ARM的嵌入式數(shù)字視頻記錄系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠將安裝在汽車中的攝像頭拍攝到的汽車前視景和儀表顯示畫面進行壓縮并以文件的形式存儲，事后通過回放系統(tǒng)將記錄的文件進行播放，可以以此來規(guī)范車輛管理、判斷交通事故原因和保障乘客安全。系統(tǒng)采用嵌入式技術并選用32位的ARM微控制器，使用先進的視頻解碼、編碼芯片，成功實現(xiàn)對實時視頻的采集、壓縮及儲存記錄。介紹目前數(shù)字視頻技術的發(fā)展及應用狀況、闡述視頻記錄系統(tǒng)所涉及的視頻壓縮和嵌入式系統(tǒng)設計基本理論，提出視頻記錄系統(tǒng)的設計方案。重點對基于ARM的嵌入式數(shù)字視頻記錄系統(tǒng)的系統(tǒng)硬件、軟件設計做了詳細的論述。硬件部分以ARM芯片LPC2210為核心控制器，以SAA7113H和Z1510為視頻壓縮核心硬件，完成ARM最小系統(tǒng)、視頻圖像信號的解碼和編碼壓縮電路、IDE儲存接口等電路設計；軟件部分采用穩(wěn)定可靠的μC/OS-Ⅱ嵌入式實時操作系統(tǒng)，實現(xiàn)μC/OS-Ⅱ在LPC2210上的移植，完成系統(tǒng)的硬件初始化和IDE驅動的編寫調試，使整個系統(tǒng)的各個部分能夠協(xié)調的工作。 試驗表明，基于ARM的嵌入式數(shù)字視頻記錄系統(tǒng)能夠實現(xiàn)對數(shù)字視頻信號的長時間實時采集、壓縮記錄。壓縮后的數(shù)據(jù)符合MPEG-1標準。
上傳時間： 2013-07-07
上傳用戶：萬有引力
飛機飛行的高度、馬赫數(shù)和升降速度等參數(shù)是飛機的自動控制、導航、火控、空中管制、和告警等系統(tǒng)必不可少的信息。隨著飛機性能的不斷增強，飛機上各系統(tǒng)對飛行參數(shù)測試的要求也越來越高，舊有的測試系統(tǒng)已逐漸不能適應現(xiàn)代高速飛機飛行參數(shù)的測試需求，本文針對項目委托方提出的技術要求，經(jīng)過對飛行參數(shù)測試技術及其發(fā)展趨勢的研究分析，最終確定采用嵌入式技術，設計一款基于32位微處理器ARM的集數(shù)據(jù)采集、處理、顯示為一體的測試飛機飛行高度、馬赫數(shù)和升降速度的系統(tǒng)。 基于課題的研究內容，本文在分析研究飛機飛行參數(shù)測試原理的基礎上，圍繞著設計目標，從整體方案的選擇、系統(tǒng)各部分元件的選取及測試系統(tǒng)的軟硬件設計等方面闡述了主要開展的設計研究工作。重點對系統(tǒng)硬件電路設計、軟件設計和氣壓傳感器的溫度補償方法進行了深入論述。 應當指出，本文介紹的大氣數(shù)據(jù)參數(shù)測試專用機，選用小型化高采樣速率的硅壓阻式氣壓傳感器、高性能的32位ARM微處理器、高精度A/D轉換器、專用接口芯片等優(yōu)化組合，集成度高，體積小，重量輕。實驗結果表明了所設計的系統(tǒng)方案合理有效，具有較好的實時性和可靠性，基本上滿足了系統(tǒng)的設計需要。
標簽： ARM 嵌入式 飛行參數(shù) 測試系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-23
上傳用戶：kr770906
