十多年來(lái),隨著信息技術(shù)、電子技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)獲得了空前的應(yīng)用和發(fā)展。隨著嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)功能復(fù)雜度的提高、對(duì)軟件產(chǎn)品的非功能約束的特別關(guān)注以及由于市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致嵌入式軟件推出周期的縮短,都使得嵌入式軟件開(kāi)發(fā)人員面臨著嚴(yán)峻的危機(jī)和挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化開(kāi)發(fā)方法已經(jīng)顯得力不從心,于是嵌入式軟件開(kāi)發(fā)人員在軟件開(kāi)發(fā)中引入了目前較為流行的“面向?qū)ο蠓椒?OO)”,.但是目前對(duì)該方法的應(yīng)用還只是停留在傳統(tǒng)的以編程為中心的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)方法上,不能很好地保證軟件復(fù)用和代碼的重用,因此難以滿(mǎn)足市場(chǎng)對(duì)嵌入式軟件開(kāi)發(fā)效率和開(kāi)發(fā)質(zhì)量的要求。 本課題的研究?jī)?nèi)容是應(yīng)用面向?qū)ο蠓椒ǖ目蚣芗夹g(shù),對(duì)嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域的專(zhuān)有結(jié)構(gòu)組件進(jìn)行封裝,創(chuàng)新性地提出了面向嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域的通用實(shí)時(shí)框架ARTIC(Abstract real-time contrO1)。ARTIC框架除了具有框架的共有優(yōu)點(diǎn)一最大限度實(shí)現(xiàn)軟件重用外,最突出的是具備以下兩個(gè)特點(diǎn): 1、功能和非功能的分離 在應(yīng)用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)時(shí),傳統(tǒng)的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)方法關(guān)注的重點(diǎn)是軟件結(jié)構(gòu)和功能分解,、忽略了嵌入式環(huán)境下特殊的非功能性要求。為了在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能需求的同時(shí),保證軟件系統(tǒng)的非功能性需求的實(shí)現(xiàn),ARTIC框架引入了面向方面的思想,、把系統(tǒng)的非功能性需求從功能模塊中分離出來(lái),為它們單獨(dú)設(shè)計(jì)組件。開(kāi)發(fā)人員在應(yīng)用該框架進(jìn)行嵌入式軟件設(shè)計(jì)時(shí),只需要關(guān)注功能需求的實(shí)現(xiàn),對(duì)于實(shí)時(shí)性、調(diào)度等非功能需求的實(shí)現(xiàn)可以通過(guò)調(diào)用ARTIC提供的時(shí)間管理模型和任務(wù)調(diào)度模型直接實(shí)現(xiàn)。 2、基于狀態(tài)機(jī)的主動(dòng)對(duì)象設(shè)計(jì)模式 根據(jù)嵌入式系統(tǒng)通常由多個(gè)控制線程組成的特點(diǎn),應(yīng)用基于狀態(tài)機(jī)的主動(dòng)對(duì)象設(shè)計(jì)模式,把嵌入式軟件系統(tǒng)構(gòu)建成多個(gè)主動(dòng)對(duì)象的緝合。相對(duì)于傳統(tǒng)的面向?qū)ο蠓椒ǎ疚奶岢龅闹鲃?dòng)對(duì)象的最大特點(diǎn)在于:它提供對(duì)事件隊(duì)列、控制線程和表示主動(dòng)對(duì)象動(dòng)態(tài)行為狀態(tài)機(jī)等的封裝,并且該模式可以直接支持嵌入式系統(tǒng)的并行性。 ARTIC框架的應(yīng)用能夠幫助嵌入式軟件的開(kāi)發(fā)人員快速地開(kāi)發(fā)出高質(zhì)量的嵌入式軟件,除此之外,因?yàn)樗艘粋€(gè)微小的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS) 報(bào)包裝,在某些場(chǎng)合可以作為一個(gè)簡(jiǎn)易的RTOS使用。為了驗(yàn)證ARTIC的性能,本文將該框架應(yīng)用于硬幣搬送實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì),從該系統(tǒng)的應(yīng)用中充分體現(xiàn)了ARTIC框架的優(yōu)點(diǎn)。
標(biāo)簽: 嵌入式系統(tǒng) 軟件開(kāi)發(fā)
上傳時(shí)間: 2013-06-21
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隨著圖像處理技術(shù)的不斷發(fā)展,圖像處理技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活的各個(gè)方面都得到了廣泛的運(yùn)用。與此同時(shí),人們對(duì)圖像處理的要求也越來(lái)越高。傳統(tǒng)的數(shù)字圖像處理器件主要有專(zhuān)用集成芯片(Application Specific Integrated Circuit)和數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Signal Process)。進(jìn)入20世紀(jì)以來(lái),伴隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA以其應(yīng)用靈活、集成度高、功能強(qiáng)大、設(shè)計(jì)周期短、開(kāi)發(fā)成本低的特點(diǎn),越來(lái)越多地被應(yīng)用在圖像處理領(lǐng)域。大量實(shí)踐證明,F(xiàn)PGA的并行處理能力與流水線作業(yè)能顯著地提高圖像處理的速度,因此基于FPGA的圖像處理系統(tǒng)有著廣闊的發(fā)展前景。 本文研究的是一個(gè)在嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)下的圖像預(yù)處理子系統(tǒng)。首先實(shí)現(xiàn)了一個(gè)通用可重復(fù)配置的圖像處理算法研究硬件平臺(tái),完成圖像的采集、接收、處理、存儲(chǔ)、輸出等功能。由于FPGA本身具有完全的可重復(fù)配置性,所以該架構(gòu)的硬件平臺(tái)可以很方便的升級(jí)和重復(fù)配置。其次在該平臺(tái)上,本文使用Verilog HDL硬件語(yǔ)言在FPGA芯片上實(shí)現(xiàn)了多種圖像預(yù)處理算法。在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中,為了充分發(fā)揮FPGA在并行處理方面的強(qiáng)大功能,本文對(duì)算法做了一定的改進(jìn),使其盡量能使用并行處理的方式來(lái)完成。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本圖像預(yù)處理系統(tǒng)能在毫秒級(jí)高速地完成多種圖像算法,完全能夠滿(mǎn)足視頻監(jiān)控系統(tǒng)50幀/秒的輸出要求。 最后根據(jù)視頻監(jiān)控系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)用中出現(xiàn)的噪聲類(lèi)型多樣化的情況,我們?cè)O(shè)計(jì)了一種基于反饋理論的圖像處理效果控制模塊。該模塊能通過(guò)對(duì)處理后圖像峰值信噪比(PSNR)的分析,控制FPGA對(duì)下一幅圖像的噪聲采用更有針對(duì)性的圖像處理方法。
上傳時(shí)間: 2013-05-20
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隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,嵌入式系統(tǒng)也越來(lái)越廣泛的滲入到人類(lèi)生活的方方面面。我們生活中常用的手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、掌上電腦、便攜式掃描儀等等都應(yīng)用到了嵌入式系統(tǒng)。 論文首先介紹了嵌入式系統(tǒng),包括嵌入式系統(tǒng)的構(gòu)成、特點(diǎn)、發(fā)展趨勢(shì)以及FPGA在嵌入式中的應(yīng)用等,指明嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般可分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分。 硬件設(shè)計(jì)部分,首先介紹了FPGA的相關(guān)知識(shí),包括FPGA構(gòu)成、特性、開(kāi)發(fā)工具、開(kāi)發(fā)流程等,并對(duì)論文中選用的Altera公司的CyclonⅡ器件做了詳細(xì)的介紹。利用SOPC Builder、NiosⅡ等工具設(shè)計(jì)創(chuàng)建了NiosⅡ CPU內(nèi)核,添加以太網(wǎng)、Flash、PIO以及VGA接口等模塊,生成了一個(gè)Nios CPU內(nèi)核,完成硬件設(shè)計(jì)。 軟件設(shè)計(jì)部分,研究了嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展、種類(lèi)、特點(diǎn)等,簡(jiǎn)單介紹了幾種代表性的嵌入式操作系統(tǒng)。選擇嵌入式操作系統(tǒng)時(shí),綜合考慮了內(nèi)核、可移植性、可裁剪性、外掛模塊、成本、服務(wù)等各種因素,最終選用μCLinux操作系統(tǒng)。詳細(xì)介紹了μCLinux的特點(diǎn)、基本架構(gòu)、代碼結(jié)構(gòu)等。利用NiosⅡIDE為宿主機(jī)建立Linux開(kāi)發(fā)環(huán)境。在IDE里配置Linux內(nèi)核和文件系統(tǒng),編譯后上載到做好的硬件平臺(tái)上。啟動(dòng)μCLinux后將一個(gè)C語(yǔ)言編寫(xiě)的九宮格求解程序下載到開(kāi)發(fā)板中運(yùn)行,檢驗(yàn)運(yùn)行結(jié)果,驗(yàn)證嵌入式系統(tǒng)的正確性。 論文所做的只是嵌入式系統(tǒng)的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,用戶(hù)可以根據(jù)自己的實(shí)際需要對(duì)軟硬件進(jìn)行修改,以實(shí)現(xiàn)不同的功能。
標(biāo)簽: FPGA 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-07-19
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ARM嵌入式系統(tǒng)C語(yǔ)言編程資料,歡迎各位朋友 下載
標(biāo)簽: ARM 嵌入式系統(tǒng) C語(yǔ)言編程
上傳時(shí)間: 2013-06-06
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隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)不斷的進(jìn)步,SOC(System On a Chip)是未來(lái)IC產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究關(guān)注的重點(diǎn)。由于SOC設(shè)計(jì)的日趨復(fù)雜化,芯片的面積增大,芯片功能復(fù)雜程度增大,其設(shè)計(jì)驗(yàn)證工作也愈加繁瑣。復(fù)雜ASIC設(shè)計(jì)功能驗(yàn)證已經(jīng)成為整個(gè)設(shè)計(jì)中最大的瓶頸。 使用FPGA系統(tǒng)對(duì)ASIC設(shè)計(jì)進(jìn)行功能驗(yàn)證,就是利用FPGA器件實(shí)現(xiàn)用戶(hù)待驗(yàn)證的IC設(shè)計(jì)。利用測(cè)試向量或通過(guò)真實(shí)目標(biāo)系統(tǒng)產(chǎn)生激勵(lì),驗(yàn)證和測(cè)試芯片的邏輯功能。通過(guò)使用FPGA系統(tǒng),可在ASIC設(shè)計(jì)的早期,驗(yàn)證芯片設(shè)計(jì)功能,支持硬件、軟件及整個(gè)系統(tǒng)的并行開(kāi)發(fā),并能檢查硬件和軟件兼容性,同時(shí)還可在目標(biāo)系統(tǒng)中同時(shí)測(cè)試系統(tǒng)中運(yùn)行的實(shí)際軟件。FPGA仿真的突出優(yōu)點(diǎn)是速度快,能夠?qū)崟r(shí)仿真用戶(hù)設(shè)計(jì)所需的對(duì)各種輸入激勵(lì)。由于一些SOC驗(yàn)證需要處理大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),而FPGA作為硬件系統(tǒng),突出優(yōu)點(diǎn)是速度快,實(shí)時(shí)性好。可以將SOC軟件調(diào)試系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和ASIC的開(kāi)發(fā)同時(shí)進(jìn)行。 此設(shè)計(jì)以ALTERA公司的FPGA為主體來(lái)構(gòu)建驗(yàn)證系統(tǒng)硬件平臺(tái),在FPGA中通過(guò)加入嵌入式軟核處理器NIOS II和定制的JTAG(Joint Test ActionGroup)邏輯來(lái)構(gòu)建與PC的調(diào)試驗(yàn)證數(shù)據(jù)鏈路,并采用定制的JTAG邏輯產(chǎn)生測(cè)試向量,通過(guò)JTAG控制SOC目標(biāo)系統(tǒng),達(dá)到對(duì)SOC內(nèi)部和其他IP(IntellectualProperty)的在線測(cè)試與驗(yàn)證。同時(shí),該驗(yàn)證平臺(tái)還可以支持SOC目標(biāo)系統(tǒng)后續(xù)軟件的開(kāi)發(fā)和調(diào)試。 本文介紹了芯片驗(yàn)證系統(tǒng),包括系統(tǒng)的性能、組成、功能以及系統(tǒng)的工作原理;搭建了基于JTAG和FPGA的嵌入式SOC驗(yàn)證系統(tǒng)的硬件平臺(tái),提出了驗(yàn)證系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案,重點(diǎn)對(duì)驗(yàn)證系統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈路的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了闡述;詳細(xì)研究了嵌入式軟核處理器NIOS II系統(tǒng),并將定制的JTAG邏輯與處理器NIOS II相結(jié)合,構(gòu)建出調(diào)試與驗(yàn)證數(shù)據(jù)鏈路;根據(jù)芯片驗(yàn)證的要求,設(shè)計(jì)出軟核處理器NIOS II系統(tǒng)與PC建立數(shù)據(jù)鏈路的軟件系統(tǒng),并完成芯片在線測(cè)試與驗(yàn)證。 本課題的整體任務(wù)主要是利用FPGA和定制的JTAG掃描鏈技術(shù),完成對(duì)國(guó)產(chǎn)某型DSP芯片的驗(yàn)證與測(cè)試,研究如何構(gòu)建一種通用的SOC芯片驗(yàn)證平臺(tái),解決SOC驗(yàn)證系統(tǒng)的可重用性和驗(yàn)證數(shù)據(jù)發(fā)送、傳輸、采集的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、可測(cè)性問(wèn)題。本文在SOC驗(yàn)證系統(tǒng)在芯片驗(yàn)證與測(cè)試應(yīng)用研究領(lǐng)域,有較高的理論和實(shí)踐研究?jī)r(jià)值。
上傳時(shí)間: 2013-05-25
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本文論述了嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn),介紹了TCP/IP協(xié)議棧的原理,以及硬線實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧的意義和應(yīng)用。 第一章為緒論,介紹論文研究的目的、內(nèi)容、意義和國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展的現(xiàn)狀。 第二章介紹FPGA設(shè)計(jì)的流程和Verilog HDL設(shè)計(jì)語(yǔ)言。著重介紹了FPGA的代碼輸入、編譯、綜合、仿真和下載等等步驟,并且介紹了FPGA設(shè)計(jì)中使用到的EDA軟件。介紹了Verilog HDL語(yǔ)言的起源,以及Verilog HDL語(yǔ)言的優(yōu)缺點(diǎn),并與VHDL語(yǔ)言進(jìn)行了簡(jiǎn)單的比較。 第三章介紹嵌入式系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的經(jīng)過(guò)剪裁的TCP/IP協(xié)議棧的內(nèi)容。著重介紹了要實(shí)現(xiàn)的TCP/IP協(xié)議棧的子協(xié)議,包括TCP協(xié)議、UDP協(xié)議、IP協(xié)議、ARP協(xié)議、ICMP協(xié)議。在介紹這些協(xié)議的時(shí)候,介紹了這些協(xié)議的工作原理,以及這些協(xié)議要用到的報(bào)文的格式。 第四章介紹實(shí)現(xiàn)剪裁的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn),具體介紹的經(jīng)過(guò)剪裁的TCP/IP各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)工作。這個(gè)部分著重介紹各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)方法,實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的過(guò)程。在設(shè)計(jì)完這些模塊后,對(duì)這些模塊的仿真進(jìn)行了仿真。 第五章是全文的總結(jié),概括了作者在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中的主要工作和課題的意義,同時(shí)指出了進(jìn)一步工作的方向和需要解決的問(wèn)題。
上傳時(shí)間: 2013-07-04
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隨著Internet的不斷發(fā)展,人們希望日常生活中所用到的嵌入式設(shè)備都能夠很方便地實(shí)現(xiàn)Intemet接入,這對(duì)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了新的挑戰(zhàn),要求低成本、多功能、高性能。這些是目前嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的熱點(diǎn)。 可編程邏輯器件FPGA在過(guò)去的幾十年中取得了飛速發(fā)展,從最初的幾千門(mén)到現(xiàn)在的幾百萬(wàn)門(mén),可靠性與集成度不斷提高,而功耗和成本卻在不斷降低,具有很高的性?xún)r(jià)比。再加上開(kāi)發(fā)周期短、對(duì)開(kāi)發(fā)人員的要求相對(duì)較低的優(yōu)點(diǎn),因此被大量應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。 本文是基于FPGA高性?xún)r(jià)比、可靈活配置的特點(diǎn),也是當(dāng)前流行的“微控制器+FPGA”的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式,所以我們提出了基于FPGA的實(shí)現(xiàn)方案。本文通過(guò)在FPGA中硬件實(shí)現(xiàn)嵌入式TCP/IP協(xié)議(包括UDP、IP、ARP、TCP等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議)以及以太網(wǎng)MAC協(xié)議,并提供標(biāo)準(zhǔn)MII接口,通過(guò)外接PHY實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。最終成功地通過(guò)了驗(yàn)證。 基于FPGA的實(shí)現(xiàn)可以有效地降低成本,同時(shí)可以在其中集成其他功能模塊,提高整個(gè)系統(tǒng)的集成度,減小PCB版圖面積和布線復(fù)雜度,有利于提高系統(tǒng)可靠性。因此,本研究課題對(duì)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)有很大的實(shí)用價(jià)值。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,指紋識(shí)別技術(shù)被廣泛應(yīng)用到各種不同的領(lǐng)域。對(duì)于一般的指紋識(shí)別系統(tǒng),其設(shè)計(jì)要求具有很高的實(shí)時(shí)性和易用性,因此識(shí)別算法應(yīng)該具有較低的復(fù)雜度,較快的運(yùn)算速度,從而滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性的要求。所以有必要根據(jù)不同的識(shí)別算法采用不同的實(shí)現(xiàn)平臺(tái),使得指紋識(shí)別系統(tǒng)具有較高的可靠性、實(shí)時(shí)性、有效性等性能要求。 SOPC片上可編程系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)是當(dāng)前電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域中最熱門(mén)的概念。NiosⅡ是Altera.公司開(kāi)發(fā)的一種采用流水線技術(shù)、單指令流的RISC嵌入式處理器軟核,可以將它嵌入到FPGA內(nèi)部,與用戶(hù)自定義邏輯組建成一個(gè)基于FPGA的片上專(zhuān)用系統(tǒng)。 本文在綜合考慮各種應(yīng)用情況的基礎(chǔ)上,以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、指紋識(shí)別技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)為理論基礎(chǔ),提出了一種有效可行的系統(tǒng)架構(gòu)方案。對(duì)指紋識(shí)別技術(shù)中各個(gè)環(huán)節(jié)的算法和原理進(jìn)行了深入研究,合理的改進(jìn)了部分指紋識(shí)別算法;同時(shí)為了提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性,采用NiosⅡ嵌入式處理器和FPGA硬件模塊實(shí)現(xiàn)指紋圖像處理主要算法。論文主要包括以下幾個(gè)方面: 1、對(duì)指紋圖像預(yù)處理、特征提取和特征匹配算法原理進(jìn)行闡述,同時(shí)改進(jìn)了指紋圖像的細(xì)化算法,提高了算法的性能,并設(shè)計(jì)了一套實(shí)用的指紋特征數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu); 2、針對(duì)指紋圖像預(yù)處理模塊,包括圖像的歸一化、頻率提取、方向提取以及方向?yàn)V波,采用基于FPGA的硬件電路的方式實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在保證系統(tǒng)誤識(shí)率較低、可靠性高的基礎(chǔ)上,大大提高了系統(tǒng)的執(zhí)行速度; 3、改變了傳統(tǒng)的單枚指紋識(shí)別方法,提出采用多枚指紋唯一標(biāo)識(shí)身份,大大降低了識(shí)別系統(tǒng)的誤識(shí)率; 4、改進(jìn)了傳統(tǒng)的基于三角形匹配中獲取基準(zhǔn)點(diǎn)的方法,同時(shí)結(jié)合可變界限盒思想進(jìn)行指紋特征匹配。 5、結(jié)合COM+技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),開(kāi)發(fā)了后臺(tái)指紋特征匹配服務(wù)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)同數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)時(shí)信息交換。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文所提出的系統(tǒng)構(gòu)架方案有效可行,基于FPGA的自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)在速度、功耗、擴(kuò)展性等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),擁有廣闊的發(fā)展前景。
上傳時(shí)間: 2013-08-04
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電子科大碩士論文_基于H_264的嵌入式家庭遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).rar
上傳時(shí)間: 2013-07-24
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嵌入式工程師考試題目 很全面,總結(jié)的WORD文檔
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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