現場可編程門陣列(FPGA)是一種新型器件,它將門陣列的通用結構與現場可編程的特性結合于一體.如今,FPGA系列器件已成為最受歡迎的器件之一.隨著FPGA器件的廣泛應用,它在數字系統(tǒng)中的作用日益變得重要,它所要求的準確性也變得更高.因此,對FPGA器件的故障測試和故障診斷方法進行更全面的研究具有重要意義.隨著集成電路規(guī)模的迅速膨脹,電路結構變得復雜,使大量的故障不可測.所以,人們把視線轉向了可測性設計(DFT)問題.可測性設計的提出為解決測試問題開辟了新的有效途徑,而邊界掃描測試方法(BST)是其中一個重要的技術.本文闡述了FPGA系列器件的結構特點,邊界掃描測試相關的基本概念與基本理論,給出利用布爾矩陣理論建立的邊界掃描測試過程的數學描述和數學模型.論文中主要討論了邊界掃描測試中的測試優(yōu)化問題,給出解決兩類優(yōu)化問題的現有算法,對它們的優(yōu)缺點進行了對比,并且提出對兩種現有算法的改進,比較了改進前后優(yōu)化算法的性能.最后總結了利用邊界掃描測試FPGA的具體過程.
上傳時間： 2013-08-06
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音頻管理組件(Audio Management Unit，AMU)是先進客艙娛樂與服務系統(tǒng)(Advanced Cabin Entertainment Service System，ACESS)的組成部分，應用于飛機上音頻資源的管理與控制。飛機運營對航空機載電子系統(tǒng)準確性、復雜性和安全性的高要求，使得其維修維護工作極大地依賴于自動測試設備(Automatic Testing Equipment，ATE)。本課題來源于實際工程項目， FPGA技術具備多種優(yōu)點，將其與民航測試設備結合研制一個用于檢測AMU故障的自動測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)將對AMU自動完成部件維修手冊(Comvonent Maintenance Manual，CMM)所規(guī)定的全部功能、性能方面的綜合測試。 本文首先概述音頻管理組件、自動測試系統(tǒng)及其在民航領域的應用，并闡述了課題的背景、研究目標和相關技術要求；文章對可編程邏輯器件CPLD/FPGA的結構原理、硬件描述語言VHDL的特點以及MAXL+plusⅡ軟件的設計流程進行了說明，重點闡述了基于FPGA的DDS信號發(fā)生器以及數據采集卡的設計實現、并著重闡述了ARINC429總線的傳輸規(guī)范，和基于FPGA的ARINC429總線接口的設計與實現。在ARINC429接口設計中采用自頂向下，多層次系統(tǒng)設計的方法，用VHDL語言進行描述。在發(fā)送器中利用了FPGA內部的分布式RAM創(chuàng)建異步FIFO，節(jié)約了FPGA的內部資源和提高了數據傳輸速度；在接收器中采用了提高抗干擾性的優(yōu)化設計。測試結果表明基于FPGA的設計實現ARINC429總線數據通信的要求，使用方便，可靠性好，能夠克服HS-3282芯片中的數據格式固定，使用不夠靈活方便，價格昂貴的缺點。
標簽： FPGA 飛機 音頻 測試系統(tǒng)
上傳時間： 2013-08-06
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隨著新的控制算法的應用和電子技術的發(fā)展，移動機器人正朝著高速度、高精度、開放化、智能化、網絡化方向發(fā)展，對控制系統(tǒng)也提出了更高的要求。移動機器人要實現高速度、高精度的位置控制和軌跡跟蹤，必須依賴先進的控制策略和優(yōu)良的運動控制系統(tǒng)。 導航是移動機器人最具挑戰(zhàn)性的能力之一，機器人感知、定位、認知及運動控制的性能是決定導航成功的關鍵因素。根據課題“仿生導航系統(tǒng)”的要求，本文選擇“主控制器+運動控制器+英特網遠程無線監(jiān)控”結構進行導航移動機器人控制系統(tǒng)的設計。首先分析導航移動機器人體系結構，建立機器人運動學模型，最后詳細闡述控制系統(tǒng)的全部開發(fā)過程，包括控制系統(tǒng)需求分析、總體設計、功能模塊的劃分及軟硬件的設計與實現，并對無線通信及英特網通訊做了一些基礎研究，開發(fā)了無線通訊模塊軟件和上位機軟件。 在控制系統(tǒng)的硬件設計方面，主要包括基于 LPC2138 的主控制單元、基于HCTL-1100 的運動控制單元、基于 6N137 的光電隔離單元、基于 LMD18200 的功率放大單元、傳感器接口單元及上位機無線通訊單元的電路設計。軟件方面，在μC/OS-Ⅱ實時操作系統(tǒng)的多任務環(huán)境下，利用其任務調度功能，合理地協調和組織了控制系統(tǒng)的各項硬件資源，提高了整個系統(tǒng)的實時性和可靠性。上位機采用的無線通訊、Internet 通訊以及可視化監(jiān)控程序界面，讓用戶可以方便直觀地遠程觀察和控制機器人。 該控制系統(tǒng)的研制為仿生傳感器性能測試提供了一個良好的實驗平臺，經過實驗，驗證了系統(tǒng)的可行性，系統(tǒng)的各項功能及控制精度滿足設計要求。
上傳時間： 2013-05-22
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近年來，隨著控制系統(tǒng)規(guī)模的擴大和總線技術的發(fā)展，對數據采集和傳輸技術提出了更高的要求。目前，很多設備需要實現從單串口通信到多路串口通信的技術改進。同時，隨著以太網技術的發(fā)展和普及，這些設備的串行數據需要通過網絡進行傳輸，因而有必要尋求一種解決方案，以實現技術上的革新。 本文分別對串行通信和基于TCP/IP協議的以太網通信進行研究和分析，在此基礎上，設計一個嵌入式系統(tǒng)一基于APM處理器的多路串行通信與以太網通信系統(tǒng)，來實現F8-DCS系統(tǒng)中多路串口數據采集和以太網之間的數據傳輸。主要作了如下工作：首先，分析了當前串行通信的應用現狀和以太網技術的發(fā)展動態(tài)，通過比較傳統(tǒng)的多路串口通信系統(tǒng)的優(yōu)缺點，設計出了一種采用CPID技術和CAN總線技術相結合的新型技術，并結合F8-DCS系統(tǒng)數據量大和實時性高的特點，對串行通訊幀同步的方法進行了詳細的研究。然后，根據課題的實際需求，對系統(tǒng)進行總體設計和功能模塊劃分，并詳細介紹了基于ARM7處理器的多路串口通信接口、以太網通信接口以及二者之間的數據傳輸接口的電路設計。在軟件設計上，對系統(tǒng)的啟動代碼、串行通信協議、串口驅動以及多串口與網口間雙向數據傳輸等進行了詳細的論述。最后，將上述技術應用于某大型火電廠主機F8-DCS系統(tǒng)I/O通訊網絡的測試與分析，達到了設計要求。
上傳時間： 2013-07-31
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光纖布拉格光柵(Fiber Bragg Grating)傳感器是近幾年光纖傳感技術領域的研究熱點，光纖光柵傳感器可以工作在強電磁場、高溫有腐蝕性的以及有爆炸危險性的惡劣環(huán)境中，且易于將多個光纖光柵串聯在一起構成光纖光柵陣列，實現分布式傳感，這是其他傳感元件所不及的。 本文設計了光纖光柵傳感網絡可調諧法布里-珀羅(Fabry-Perot)腔解調測試系統(tǒng)。系統(tǒng)主要分光路和電路兩部分，在光路部分，研究了光纖光柵解調技術，分析和比較了幾種常見的波長解調方法，由于F-P腔調諧范圍寬，可以實現多點測量，因此決定采用可調諧F．P腔法進行信號解調。對可調諧 F-P腔解調法做了理論分析和研究，并通過Matlab仿真對影響F-P濾波效果的腔長和反射率兩個參數進行了優(yōu)化設計。在電路部分，首先設計整形電路將光電探測器的輸出信號整形成矩形脈沖信號，設計了計算中心波長的方法，最后搭建了硬件電路來驗證中心波長的計算方法。硬件電路以 Philips公司的 LPC2214 為核心處理器。該硬件電路包括電源電路，復位電路，串口電路，JTAG 調試接口，數碼管顯示等。軟件方面，設計了相關的軟件程序和模擬信號源，最后利用模擬信號源作為該解調測試系統(tǒng)的信號進行實驗驗證，得出實驗數據，經過分析驗證了該解調測試系統(tǒng)的可行性。
上傳時間： 2013-05-26
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隨著計算機技術和網絡的飛速發(fā)展，流媒體技術的產生滿足了人們快速獲取多媒體信息的需求。它基于RTP/RTCP協議，運用流式傳輸技術，可以使人們在最短的時間內獲得想要的多媒體資訊。流媒體技術可廣泛應用于視頻播放、視頻會議、遠程教育等。嵌入式系統(tǒng)是當前研究的另一個熱點。它具有低功耗、體積小、集成度高和專用性強等特點。嵌入式系統(tǒng)早期主要應用于軍事及航空航天領域，隨著工nternet的發(fā)展，新型的嵌入式系統(tǒng)正朝著信息家電IA(InformationAppliance)和3C(Computer、Commtlnication&Consumer)產品方向發(fā)展。 因此，基于嵌入式設備的流媒體傳輸就是一個非常有意義的研究方向。本文基于南京某公司的實際產品項目“電梯多媒體項目”，將流媒體技術與嵌入式設備相結合，應用于電梯之中，使多媒體資訊的傳播無處不在。 本文首先研究了流媒體傳輸的相關技術。深入研究了用于流媒體傳輸的實時傳輸與控制協議RTP/RTCP，掌握其結構與規(guī)則；研究了實時傳輸QoS控制技術，分析現有的一些網絡傳輸控制方法，分析了流媒體與嵌入式系統(tǒng)的特點。 本文然后詳細分析了基于窗口的擁塞控制方法和基于速率的擁塞控制方法的原理和適用范圍，并改進了其中基于發(fā)送端速率控制的擁塞控制方法，設計了一種基于接收端緩存和發(fā)送端速率控制相結合的流媒體傳輸控制方法。通過對接收端緩存剩余空間臨界點的設置與監(jiān)控，來輔助調節(jié)發(fā)送端的數據發(fā)送速率。它既可以避免網絡擁塞，又可以提高流媒體的傳輸質量。 本文最后介紹了嵌入式Linux系統(tǒng)的移植，分析了網絡上開源的RTP/RTCP實現庫JRTPLIB，并結合本文實際需要，對RTCP中RR分組的結構做了修改，以此為基礎設計了一個系統(tǒng)，實現本文所改進的用于ARM流媒體傳輸控制的方法。
上傳時間： 2013-07-06
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隨著計算機技術、半導體技術、微電子技術技術的不斷融合，嵌入式系統(tǒng)的應用得到了迅猛發(fā)展。本文以嵌入式系統(tǒng)開發(fā)為背景，研究基于ARM和μC/OS-II的嵌入式系統(tǒng)及其在加密解密模塊中的應用。 本文在介紹了嵌入式系統(tǒng)和硬件實現Rijndael算法的研究現狀之后，簡要概述了Rijndael加密算法的結構、輪變換、密鑰擴展和該加密模塊選用Rijndael算法的原因以及ARM系列微處理器選型和S3C44BOX芯片體系結構、開發(fā)板平臺的選擇和板上主體硬件電路等相關內容。 在深入地研究了Rijndael加密算法之后以及根據嵌入式系統(tǒng)的一般要求，本文設計了一個基于ARM和μC/OS-II的嵌入式加密模塊。該加密模塊采用了32位高性能ARM微處理器S3C44BOX為硬件核心，并以嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-II為軟件平臺，在ARM ADS1.2環(huán)境下進行系統(tǒng)軟件開發(fā)。該加密模塊充分地利用了ARM微處理器性能高、功耗低和成本低的優(yōu)勢以及發(fā)揮了μC/OS-II可移植性好、穩(wěn)定性和可靠性高的優(yōu)點。 本文重點論述了嵌入式加密模塊BootLoader文件的裝載、I/O端口初始化、基于S3C44BOX微處理器的μC/OS-II移植及應用軟件部分中任務和模塊的流程設計。在該加密模塊應用軟件設計部分中，對各個任務的創(chuàng)建、定義、優(yōu)先級設置和事件的定義、對文件的操作進行了設計，并且按照系統(tǒng)軟件設計的流程描述了模塊所有任務和部分子模塊的功能。
標簽： ARM COS 嵌入式 加密系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-24
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在利益的驅使下，超限運輸在世界各地已成為了普遍現象。這給國家?guī)砹酥T多經濟和社會問題。實踐證明動態(tài)稱重系統(tǒng)（WIM）能有效地抑制超限運輸，但同時也存在部分問題，這些問題的解決有賴于國家相關法規(guī)的出臺，也有賴于關鍵測量設備（WIM系統(tǒng)）性能的提高。 由于應變式稱重傳感器容易受到各種環(huán)境干擾，對環(huán)境適應性差，課題采用光纖Bragg光柵傳感器(FBG)作為稱重傳感器，它具有很強的抗干擾性，利于提高系統(tǒng)測量精度。使用光纖傳感器的關鍵是波長解調技術，本文在比較了幾種常見解調技術的前提下，結合課題的實際情況選用了基于F-P腔可調諧濾波解調方法，文章在分析該解調方法原理的基礎上，設計了解調器中的各個硬件電路模塊；此外，為了提高數據采集、傳輸的效率，文章還對數據緩沖電路進行了設計，在電路中引入了換體存儲及DMA傳輸技術。 鑒于動態(tài)稱重信號為短歷程信號并且包含各種各樣的噪聲，稱重算法的研究也是本課題要解決的重要內容。本文在分析了稱臺振動及已有先驗知識的基礎上，將小波分析、LM非線性擬合算法及殘差分析相結合應用在動態(tài)稱重系統(tǒng)中，為了驗證算法的有效性，利用MATLAB對實測數據進行了仿真分析，結果表明該算法能夠提高測量精度。 提高動態(tài)稱重系統(tǒng)性能指標的另一方面是提高系統(tǒng)運行的軟硬件平臺。課題采用的核心硬件為Xscale ARM平臺，處理器時鐘可高達400MHz；軟件上采用了多用戶、多任務的Linux操作系統(tǒng)平臺。文章對操作系統(tǒng)linux2.6進行了合適的配置，成功地將它移植到了課題的ARM平臺上，并且在此操作系統(tǒng)上設計了基于MiniGUI的人機交互界面及波長解調和數據緩沖電路的驅動程序。
標簽： ARM 光纖傳感技術 動態(tài)稱重 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-07-26
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隨著社會的發(fā)展，網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經成為日常生產生活中的重要輔助設備，應用十分廣泛。當前視頻監(jiān)控系統(tǒng)正逐步由模擬化走向數字化，隨著視頻壓縮技術和網絡技術的發(fā)展，開發(fā)新一代的基于計算機網絡和多媒體MPEG-4壓縮算法的視頻監(jiān)控系統(tǒng)已成為整個行業(yè)技術發(fā)展的主要方向之一。人們有時會采用DSP與MPEG-4算法結合的方案來實現，也有的部門采用了片上系統(tǒng)(SOC)，但這些不但編程極度復雜，而且成本也過高。本文提出并研究設計了一種基于ARM微處理器S3C2410、MPEG-4專用壓縮芯片MPG440、以嵌入式Linux為操作系統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案，不僅開發(fā)便捷、成本低廉，而且實時性較好，適應范圍廣。 首先，采用軟硬件協同設計的思想提出了系統(tǒng)的總體設計方案，系統(tǒng)的整體架構分為攝像頭、云臺控制器、網絡視頻服務器以及客戶端PC機等四大部分。 第二，以三星公司的S3C2410芯片和DAVICOM公司的DM9000以太網接口芯片為硬件核心，對整個系統(tǒng)進行了模塊化的硬件電路的設計。根據S3C2410的特點及系統(tǒng)整體需求，完成了電源復位模塊、晶振模塊、存儲器接口模塊、視頻數據處理模塊、以太網接口模塊、云臺控制模塊等的硬件選型與電路連接。其中，在云臺控制模塊等的電路設計中充分體現了優(yōu)化設計的技巧，并重點對網絡接口部分和視頻數據處理部分進行了詳細的硬件設計與說明。闡述了整個系統(tǒng)的工作流程。 第三，從應用需求出發(fā)，選擇嵌入式Linux操作系統(tǒng)作為本系統(tǒng)的軟件平臺，搭建了交叉式的開發(fā)環(huán)境，對bootloader進行了選擇，并給出了加載步驟。完成了對嵌入式Linux內核的選擇及移植。 第四，采用基于任務的設計方法對服務器端的軟件進行了總體設計，主要包括共用程序庫、config配置文件、日志文件以及多個任務等。并對運行于客戶端的軟件設計進行了簡要說明。 第五，由于數字視頻傳輸的實時性能和通過網絡傳輸以后客戶端接收的視頻圖像質量在本系統(tǒng)中至關重要，所以本文對傳輸信道和網絡協議進行了優(yōu)化選擇，并詳細闡述了IP組播技術、流媒體傳輸協議等在圖像傳輸過程中的具體應用。
上傳時間： 2013-04-24
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二維條碼的識別和RFID技術是當今最主要的自動識別技術，分別適用于不同場合，具有保密性強、無接觸式信息傳遞等特點，目前廣泛應用于物流、公共交通、倉儲、車輛識別等領域。 本文以RFID和條碼技術為基礎，設計出了一種新的應用模式：將RFID技術和條碼技術與可移動的智能終端相結合，移動智能終端設備作為RFID模塊和二維條碼掃描模塊的載體，RFID模塊和二維條碼掃描模塊作為數據的采集主體，將采集到的數據傳送給后臺數據庫，實現對RFID標簽和二維條碼信息的采集、處理與傳輸。物流終端以WinCE5．0操作系統(tǒng)為平臺，具有可擴展功能的特性，支持基于WinCE開發(fā)的第三方軟件的使用，縮短了開發(fā)周期。 本文針對手持式設備的特點和實際要求，對終端軟硬件系統(tǒng)整體結構進行了規(guī)劃，在研究了基于ARM9體系結構的Samsung S3C2440A處理器的基礎上，完成了時鐘電路、包括Nand Flash和SDRAM的存儲器電路、RFID讀寫模塊接口電路、條碼掃描模塊接口電路、串口電路、ⅡS音頻電路、LCD/觸摸屏接口電路的設計，并利用Platform Builder工具定制了適用于終端的WinCE操作系統(tǒng)。最后提出了設計的不足和改進之處。
上傳時間： 2013-06-08
上傳用戶：zhoujunzhen
