目前在各行各業(yè)中應(yīng)用種類繁多的測量儀器隨著儀器性能指標(biāo)要求的逐漸提升以及功能的不斷拓展,對儀器控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和集成化程度等性能的要求也越來越高。目前發(fā)展的趨勢是開放式、集成度向芯片級靠攏的高實(shí)時(shí)性儀器。針對目前傳統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在著功能簡單、速度慢、實(shí)時(shí)性差、對數(shù)據(jù)的再加工處理能力極為有限等問題,本文根據(jù)課題需要提出了一種基于ARM+FPGA架構(gòu)的高速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集嵌入式系統(tǒng)方案,應(yīng)用在小功率半導(dǎo)體測量儀器上。方案采用三星S3C2410的ARM處理器進(jìn)行管理控制,處理數(shù)據(jù),界面顯示;Altera公司的Cyclone系列的1C12 FPGA器件用來進(jìn)行高速數(shù)據(jù)采集,提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和集成化程度。 本文首先給出了ARM+FPGA架構(gòu)的總體設(shè)計(jì)。硬件方面,簡要討論了ARM處理器的特點(diǎn)和優(yōu)勢,F(xiàn)PGA在高速采集和并行性上的優(yōu)勢,給出了硬件的總體結(jié)構(gòu)和主要部件及相關(guān)接口。軟件方面,研究了基于嵌入式Linux的嵌入式系統(tǒng)的構(gòu)建和BootLoader的啟動(dòng)以及內(nèi)核和根文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),構(gòu)建了嵌入式Linux系統(tǒng)包括建立交叉開發(fā)環(huán)境,修改移植BootLoader和裁減移植Linux內(nèi)核,并且根據(jù)課題實(shí)際需要精簡建立了根文件系統(tǒng)。 為了滿足測量儀器的實(shí)時(shí)性,設(shè)計(jì)了ARM與FPGA的高速數(shù)據(jù)采集接口。進(jìn)行了FPGA內(nèi)部與ARM接口相關(guān)部分的硬件電路設(shè)計(jì);通過分析ARM與FPGA內(nèi)部時(shí)序的差異,針對ARM與FPGA內(nèi)部FIFO時(shí)序不匹配的問題,解決了測量儀器中高速數(shù)據(jù)采集與處理速度不匹配的問題。接著,通過研究Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)基本原理和驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)過程,設(shè)計(jì)了Linux下的FPGA數(shù)據(jù)采集接口驅(qū)動(dòng)程序,并且實(shí)現(xiàn)了中斷傳輸。使得FPGA芯片通過高效可靠的驅(qū)動(dòng)程序可以很好的與ARM進(jìn)行通訊。 最后為了方便用戶操作,進(jìn)行了人機(jī)交互系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。為了降低成本和提高實(shí)用性利用FPGA芯片剩余的資源實(shí)現(xiàn)了對PS/2鍵盤鼠標(biāo)接口的控制,應(yīng)用到系統(tǒng)中,大大提高了人機(jī)交互能力;通過比較分析目前比較流行的幾種嵌入式GUI圖形設(shè)計(jì)工具的優(yōu)缺點(diǎn),結(jié)合課題的實(shí)際情況選擇了MiniGUI作為課題圖形界面的開發(fā)。根據(jù)具體要求設(shè)計(jì)了適合測量儀器方面上使用的人機(jī)交互界面,并且移植到了ARM平臺上,給測量儀器的使用提供了更好的交互操作。 本課題完成了嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境的建立,針對課題實(shí)際硬件電路設(shè)計(jì)修改移植了bootloader,裁減移植了內(nèi)核以及根文件系統(tǒng)的建立;設(shè)計(jì)了FPGA內(nèi)部硬件電路,解決了接口中ARM與FPGA時(shí)序不匹配的問題,實(shí)現(xiàn)了ARM與FPGA之間的高速數(shù)據(jù)采集;設(shè)計(jì)了高速采集接口在嵌入式Linux下的驅(qū)動(dòng)程序以及中斷傳輸和應(yīng)用程序;合理設(shè)計(jì)了適合測量儀器使用的人機(jī)交互界面,并巧妙設(shè)計(jì)了PS/2鍵盤鼠標(biāo)接口,進(jìn)一步提高了交互操作。
標(biāo)簽: ARMFPGA 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) 測量儀器
上傳時(shí)間: 2013-06-21
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隨著21世紀(jì)的到來,計(jì)算機(jī)技術(shù),信息處理技術(shù),半導(dǎo)體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展,人類社會(huì)進(jìn)入了信息化時(shí)代。與此同時(shí),無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,成為當(dāng)今國際上備受關(guān)注的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)有著很多的優(yōu)點(diǎn)和十分廣泛的應(yīng)用前景。在軍事,工業(yè),城市管理和監(jiān)控系統(tǒng)等重要領(lǐng)域都有潛在的使用價(jià)值。 無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)有著顯著的特征,例如:網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能源有限;網(wǎng)絡(luò)帶寬有限;對處理速度要求較高等。由此可見,傳統(tǒng)的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)無法應(yīng)用于無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)。MPEG-4,H.263,H.264等視頻編碼標(biāo)準(zhǔn),全是基于運(yùn)動(dòng)估計(jì)補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)的,計(jì)算量十分巨大,在能量,存儲空間和處理能力均有限的節(jié)點(diǎn)難以實(shí)現(xiàn)這類高復(fù)雜度的編碼算法。 本文針對無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)對視頻編碼算法的具體需求,提出一種基于運(yùn)動(dòng)檢測的低復(fù)雜度視頻編碼算法。該算法只對當(dāng)前編碼幀中的運(yùn)動(dòng)對象進(jìn)行編碼,并且以面向?qū)ο蟮慕Y(jié)構(gòu)輸出碼流。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與H.264全I(xiàn)幀編碼相比,本文提出的算法編碼速度提高了約3倍,編碼性能提高了約2dB。與H.264基本檔次相比,雖然編碼性能略有下降,但是編碼速度平均提高了8倍左右。因此,本文提出的算法可以在編碼效率和編碼速度之間獲得很好的折衷,在一定程度上可以滿足無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)的需求。 本文選用ALDVK_270作為硬件實(shí)驗(yàn)平臺。在分析算法結(jié)構(gòu)的同時(shí),結(jié)合嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn),從算法,內(nèi)存,高級語言和匯編語言等幾個(gè)方面提出優(yōu)化方案,最終在ARM嵌入式平臺下實(shí)現(xiàn)了面向無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)的低復(fù)雜度視頻編碼算法。測試結(jié)果表明,與優(yōu)化前相比,優(yōu)化后的編碼速度有了很大的提高,對于CIF格式的監(jiān)控視頻序列能夠滿足實(shí)時(shí)處理的要求。
標(biāo)簽: ARM 無線視頻 傳感器網(wǎng)絡(luò) 復(fù)雜度
上傳時(shí)間: 2013-07-26
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嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用于智能設(shè)備、工業(yè)控制領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)各種信號的處理與控制,是近年來技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)的熱點(diǎn)。同時(shí),隨著以太網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展,工業(yè)控制中過程監(jiān)控層和現(xiàn)場設(shè)備層信號傳輸網(wǎng)絡(luò)開始逐步采用以太網(wǎng),基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)控使整個(gè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)高度統(tǒng)一性、開放性和透明性。將嵌入式技術(shù)和基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用于電梯,可以有效地提高產(chǎn)品和服務(wù)的質(zhì)量。 本文旨在研制和開發(fā)一套應(yīng)用于電梯的智能多媒體顯示與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),硬件設(shè)計(jì)中,在以嵌入式微處理器S3C2410X、Flash、SDRAM構(gòu)成的最小系統(tǒng)核心板外,擴(kuò)展了串行口、網(wǎng)口、LCD接口等外圍硬件資源,設(shè)計(jì)了RS-232轉(zhuǎn)換成RS-422接口界面的硬件電路板,針對核心板RTC時(shí)鐘問題,采用PCF8563芯片設(shè)計(jì)了時(shí)鐘/日歷小板。 軟件平臺方面,首先分析了系統(tǒng)啟動(dòng)引導(dǎo)程序Bootloader,參照嵌入式Linux內(nèi)核源代碼以及對S3C2410X的支持代碼,根據(jù)本系統(tǒng)的硬件配置對Linux內(nèi)核進(jìn)行裁剪移植,修改了音頻驅(qū)動(dòng)和LCD驅(qū)動(dòng),在內(nèi)核中添加了對Yaffs文件系統(tǒng)類型的支持。然后準(zhǔn)備了根文件系統(tǒng)內(nèi)容,在其中添加了交叉編譯過的Qt/Embedded3.1的庫,使用Cramfs、RAMdisk和Yaffs相結(jié)合的根文件系統(tǒng)格式。在此基礎(chǔ)上,向嵌入式平臺移植了Linux下開源的多媒體播放器Mplayer和嵌入式數(shù)據(jù)庫SQLite。 設(shè)計(jì)編寫Qt GUI界面和串口數(shù)據(jù)采集模塊,構(gòu)建了電梯間多媒體顯示系統(tǒng),顯示界面劃分為串口數(shù)據(jù)采集顯示、動(dòng)畫播放、系統(tǒng)時(shí)間、文本信息、滾動(dòng)字幕、商標(biāo)圖片六個(gè)顯示區(qū)域。使用Boa在ARM平臺上構(gòu)建了嵌入式Web服務(wù)器,Web服務(wù)器通過HTTP協(xié)議與監(jiān)控端瀏覽器軟件進(jìn)行信息交互,提供服務(wù)器應(yīng)用程序模塊的訪問界面和現(xiàn)場設(shè)備的信息訪問和控制界面,并借助SQLite數(shù)據(jù)庫的支持,實(shí)現(xiàn)了基于網(wǎng)絡(luò)的電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的功能。監(jiān)控端通過Web頁面激活服務(wù)器的相應(yīng)應(yīng)用程序模塊,傳遞信息服務(wù)請求和控制命令。將本系統(tǒng)應(yīng)用與電梯設(shè)備,取得了用戶的好評。
標(biāo)簽: ARM 電梯多媒體 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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easy,51pro,3.0編程器在2.0的基礎(chǔ)上增加了更多的芯片器件
上傳時(shí)間: 2013-07-25
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深入淺出ARM7-LPC213x_214x(上)
上傳時(shí)間: 2013-07-14
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本文著重研究了OFDM調(diào)制解調(diào)技術(shù)在FPGA上的實(shí)現(xiàn)。全文內(nèi)容安排如下: 第一章介紹了PLD(可編程邏輯器件)和OFDM(正交頻分復(fù)用)技術(shù)的發(fā)展歷史?! 〉诙陆榻B了PLD的分類、工藝和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),以及FPGA的開發(fā)環(huán)境、開發(fā)流程和Verilog語言的特點(diǎn)。 第三章就OFDM系統(tǒng)中的基本概念進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。 第四、五章是OFDM算法的在FPGA上的實(shí)現(xiàn),首先對要實(shí)現(xiàn)的算法進(jìn)行分析,給出了需要實(shí)現(xiàn)的指標(biāo)。然后給出了FPGA的實(shí)現(xiàn)方案,對系統(tǒng)的進(jìn)行仿真,給出了仿真波形圖和系統(tǒng)性能分析?! 〉诹驴偨Y(jié)了全文的工作,對OFDM技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要進(jìn)一步完善的方面進(jìn)行了探討。
標(biāo)簽: OFDM FPGA 基帶 調(diào)制系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-08-05
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ucos-ii 在各種芯片上的移植例子,很經(jīng)典的。推薦下載。
上傳時(shí)間: 2013-07-10
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由于集成電路產(chǎn)業(yè)在中國的飛速發(fā)展,FPGA設(shè)計(jì)技術(shù),作為一種靈活性很強(qiáng)的芯片設(shè)計(jì)技術(shù),在國內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用.由于芯片的可升級性和開發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)芯片的必要性,在北京郵電大學(xué)寬帶通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的三層以太網(wǎng)交換機(jī)項(xiàng)目中,以太網(wǎng)口和ATM口之間的數(shù)據(jù)通道的實(shí)現(xiàn)上采用了FPGA設(shè)計(jì)方法.該文主要集中在ATM口之間的數(shù)據(jù)通道的HEC頭校驗(yàn)的FPGA實(shí)現(xiàn).并完成了硬件設(shè)計(jì)、配置、硬件測試聯(lián)調(diào)工作以及論文撰寫工作.硬件的設(shè)計(jì)和開發(fā)基于Protel99和Tornado/VxWorks,軟件的設(shè)計(jì)和開發(fā)采用了標(biāo)準(zhǔn)的VHDL語言,開發(fā)環(huán)境是WINDOWS,開發(fā)工具是Xilinx公司的iSE4.1i集成開發(fā)環(huán)境.隨著網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的發(fā)展,位于網(wǎng)絡(luò)邊緣的設(shè)備將會(huì)變得更加靈巧,更加迎合網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要,在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上越來越多地引入了網(wǎng)絡(luò)處理器.我們實(shí)驗(yàn)室和Intel建立了聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,在此基礎(chǔ)上,我們要把網(wǎng)絡(luò)處理器評估板硬件上,運(yùn)行軟件,使其成為路由器,首先要加載的就是網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議.由于Linux的開放源代碼,所以我們決定采用Linux做嵌入式系統(tǒng),在上面運(yùn)行zebra的路由協(xié)議.Zebra是linux上面的開放源代碼的路由軟件.
標(biāo)簽: FPGA 協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)處理器
上傳時(shí)間: 2013-07-08
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C語言實(shí)現(xiàn)RS232上、下位機(jī)串行通信 C語言實(shí)現(xiàn)RS232上、下位機(jī)串行通信
上傳時(shí)間: 2013-06-03
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隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展和國際國內(nèi)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(shí)行IC卡加油和信息化管理,從而實(shí)現(xiàn)“一卡在手、全國加油”。 本項(xiàng)目在原有基于ARM處理器的加油POS機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)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(tǒng)(COS),尤其是非接觸卡相對于接觸卡的先進(jìn)性和可靠性;在加油POS機(jī)上進(jìn)行非接觸CPU卡讀卡模塊改造,成功的實(shí)現(xiàn)了接觸卡接口協(xié)議和非接觸卡接口協(xié)議的軟硬件轉(zhuǎn)換,一定程度上降低了新設(shè)備研發(fā)的成本并符合中石油的項(xiàng)目進(jìn)度要求。該項(xiàng)目的試點(diǎn)成功為中石油在全國范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)所有的加油設(shè)備進(jìn)行非接觸卡改造積累了技術(shù)基礎(chǔ)及工程實(shí)施的經(jīng)驗(yàn)。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(yè)的廣泛應(yīng)用奠定了很好的基礎(chǔ),同時(shí)為公司爭取更多的設(shè)備改造項(xiàng)目贏得了諸多的積累和支持。
標(biāo)簽: 智能讀寫 設(shè)備 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 軟硬件
上傳時(shí)間: 2013-07-03
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