本論文以開發(fā)基于ARM核的USB2.0-AHB接口IP此項目為依托，致力于在Windows XP操作系統(tǒng)上使用DDK(Driver Development Kit)設計和開發(fā)一個基于WDM的主機端驅(qū)動程序。開發(fā)該驅(qū)動程序的目的是為了對該IP進行FPGA測試以及配合設備端驅(qū)動程序的開發(fā)，該驅(qū)動程序能夠完成即插即用功能，塊傳輸，同步傳輸，控制傳輸以及對Flash的操作五項主要功能。 論文首先介紹了基于WDM的USB驅(qū)動程序設計原理，其中包括了從結構到通信流對USB主機系統(tǒng)的介紹，編寫WDM驅(qū)動程序的基礎理論(主要介紹了數(shù)個相關的重要概念、驅(qū)動程序的基本組成)，以及在開發(fā)對Flash操作的例程會使用到的Mass Storage類協(xié)議的簡要介紹。在介紹設計原理后，論文從總體的系統(tǒng)應用環(huán)境和結構薊數(shù)據(jù)傳輸、內(nèi)部模塊以及軟硬件體系結構幾個方面簡要描述了該IP的系統(tǒng)設計。接著論文通過分析主機端驅(qū)動程序功能需求，提出了驅(qū)動程序的總體構架以及分步式的設計流程，具體步驟是先實現(xiàn)驅(qū)動程序的正常加載以及基本PnP功能，然后實現(xiàn)塊傳輸、同步傳輸以及控制傳輸，最后完成對Flash操作例程的設計。隨后論文詳細闡述了對上述五項主要功能模塊的設計；其中對Flash操作例程的設計是難點，作者通過分析Bulk-Only協(xié)議和UFI命令規(guī)范，提出程序的詳細設計方案。論文最后簡要介紹了調(diào)試驅(qū)動程序的方法，以及驅(qū)動程序的測試內(nèi)容、部分測試結果以及測試結論。 本論文研究對象為基于ARM核的USB2.0-AHB接口IP主機端驅(qū)動程序，因為其研究主體是一個基于WDM的主機端驅(qū)動程序，因此有其普遍性；但是它以開發(fā)基于ARM核的USB2.0-AHB接口IP這個項目為依托，其目的是為項目服務，因此它有其特殊性。它是一項既有普遍性又有特殊性的研究。
上傳時間： 2013-05-19
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熱釋電紅外測溫儀是一種利用物體熱釋電效應而制成的新型紅外測溫儀器，它以黑體輻射定律作為理論基礎，是光學理論和微電子學綜合發(fā)展的產(chǎn)物。與傳統(tǒng)的測溫方式相比，具有響應時間短、非接觸、不干擾被測溫場、使用壽命長、操作方便等一系列優(yōu)點。 本文詳細介紹了熱釋電紅外測溫儀測溫的基本原理和實現(xiàn)方法，以熱釋電紅外測溫儀現(xiàn)階段的技術作為參考，提出并研制了一種基于ARM內(nèi)核的高性能的嵌入式微處理器的熱釋電紅外測溫系統(tǒng)。詳細介紹了該系統(tǒng)的構成和實現(xiàn)方式，給出了硬件原理圖和軟件的設計流程圖。文中還對影響熱釋電紅外測溫儀測溫精度的因素和軟硬件的相關設計做了詳細的分析，并采取了相應措施，本文主要做了以下工作： 闡述了紅外測溫儀的發(fā)展現(xiàn)狀和分類，并指出了本文的研究意義：闡述了熱釋電紅外測溫儀的原理，并對目前紅外測溫儀的幾種方案的優(yōu)缺點進行了詳細的介紹：對ARM核微處理器作了詳細的介紹，并對本文用到的ARM核芯片LPC2132的功能特點和結構做了詳細的介紹；詳細分析了系統(tǒng)的功能要求，提出了總體設計方案，并在此基礎上進行了系統(tǒng)的硬件設計，對每個部分所完成的功能和設計思路作了說明；介紹了系統(tǒng)的軟件設計，以流程圖的方式介紹了各個功能的具體實現(xiàn)；對影響紅外測溫儀的測溫誤差的因素進行了分析，對系統(tǒng)中出現(xiàn)的軟硬件干擾問題做了相應的抗干擾措施；為本文研究的主要結論，對系統(tǒng)的進一步的研究工作進行了展望。
上傳時間： 2013-07-06
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本文從AES的算法原理和基于ARM核嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)著手，研究了AES算法的設計原則、數(shù)學知識、整體結構、算法描述以及AES存住的優(yōu)點利局限性。 針對ARM核的體系結構及特點，對AES算法進行了優(yōu)化設計，提出了從AES算法本身和其結構兩個方面進行優(yōu)化的方法，在算法本身優(yōu)化方面是把加密模塊中的字節(jié)替換運算、列混合運算和解密模塊中的逆列混合運算中原來的復雜的運算分別轉(zhuǎn)換為簡單的循環(huán)移位、乘和異或運算。在算法結構優(yōu)化方面是在輸入輸山接口上采用了4個32位的寄存器對128bits數(shù)據(jù)進行了并行輸入并行輸出的優(yōu)化設計；在密鑰擴展上的優(yōu)化設計是采用內(nèi)部擴展，即在進行每一輪的運算過程的同時算出下一輪的密鑰，并把下一輪的密鑰暫存在SRAM里，使得密鑰擴展與加/解密運算并行執(zhí)行；加密和解密優(yōu)化設計是將輪函數(shù)查表操作中的四個操作表查詢工作合并成一個操作表查詢工作，同時為了使加密代碼在解密代碼中可重用，節(jié)省硬件資源，在解密過程中采用了與加密相一致的過程順序。 根據(jù)上述的優(yōu)化設計，基于ARM核嵌入式系統(tǒng)的ADS開發(fā)環(huán)境，提出了AES實現(xiàn)的軟硬件方案、AES加密模塊和解密模塊的實現(xiàn)方案以及測試方案，總結了基于ARM下的高效編程技巧及混合接口規(guī)則，在集成開發(fā)環(huán)境下對算法進行了實現(xiàn)，分別得出了初始密鑰為128bits、192bits和256bits下的加密與解密的結果，并得劍了正確驗證。在性能測試的過程中應用編譯器的優(yōu)化選項和其它優(yōu)化技巧優(yōu)化了算法，使算法具有較高的加密速度。
標簽： ARM AES 嵌入式系統(tǒng) 算法優(yōu)化
上傳時間： 2013-04-24
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在工業(yè)生產(chǎn)中，二次自動化儀表是構成自動化系統(tǒng)的基本單元之一。我國的單元儀表己基本完成由電動Ⅲ型儀表向基于八位或十六位單片機為基礎設計的數(shù)字化儀表的轉(zhuǎn)換。由于常規(guī)單片機資源的限制，以單片機為基礎設計的單元儀表基本上還是在功能上替代電動Ⅲ型儀表，并按電動Ⅲ型功能進行分類。這樣造成國內(nèi)自動化儀表生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的二次數(shù)字化儀表品種繁雜，標準難以統(tǒng)一，設計隨意性大。因此帶來如下現(xiàn)實問題： 1．自動化系統(tǒng)設計單位的儀表選型、系統(tǒng)調(diào)試、使用中操作、維修和系統(tǒng)的功能優(yōu)化及備件的準備非常的不方便： 2．儀表生產(chǎn)廠家的批量生產(chǎn)困難，產(chǎn)品質(zhì)量的提高及成本的節(jié)約不利： 3．國內(nèi)現(xiàn)在自動化儀表廠家數(shù)量眾多，但都無法形成規(guī)模生產(chǎn)，質(zhì)量不佳，而國外進口的二次儀表往往依附于特定的集散系統(tǒng)，也存在標準不統(tǒng)一，難以靈活替換的問題，且價格昂貴。 自動化系統(tǒng)設計、生產(chǎn)及應用迫切需要一種使用方便、通用性強的智能型二次儀表，以解決上述問題，改變傳統(tǒng)設計、生產(chǎn)及應用方式，這將是未來自動化儀表的發(fā)展趨勢，也就是本課題的努力方向。 本論文正是針對上述問題，以設計出一種可靈活組態(tài)的通用智能型二次儀表為研究對象，在深入分析國內(nèi)主流儀表廠家的儀表操作方式和儀表功能的基礎上，合理地進行軟硬件設計，為在同一硬件平臺下實現(xiàn)多種儀表的功能進行了創(chuàng)新性和探索性研究。主要內(nèi)容為： 1．各種常規(guī)二次儀表功能、標準、接線、操作習慣及結構方式的歸類分析； 2．多信號多量程的柔性測量方法研究； 3．系統(tǒng)整機設計以及系統(tǒng)可靠性設計； 4．u-boot的向ARM的移植、uClinux向ARM的移植、uClinux下的通用組態(tài)軟件設計。 本文設計了一種以三星公司的ARM7TDMI系列處理器S3C44BOX為核心，輔以外圍電路，實現(xiàn)同一硬件平臺下多種儀表的功能，并成功制作了樣品系統(tǒng)。 本文所討論的基于$3C44BOX和uClinux的智能儀表系統(tǒng)的開發(fā)技術同樣適用于其它項目的開發(fā)，對其它嵌入式的應用系統(tǒng)開發(fā)有重要的參考價值。
上傳時間： 2013-05-16
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軟開關技術是電力電子裝置向高頻化、高功率密度化發(fā)展的關鍵技術，已成為現(xiàn)代電力電子技術研究的熱點之一。微處理器的出現(xiàn)促進了電力電子變換器的控制技術從傳統(tǒng)的模擬控制轉(zhuǎn)向數(shù)字控制，數(shù)字控制技術可使控制電路大為簡化，并能提高系統(tǒng)的抗干擾能力、控制靈活性、通用性以及智能化程度。本文提出了一種利用耦合輸出電感的新型次級箝位ZVZCS PWM DC/DC變換器，其反饋控制采用數(shù)字化方式。 論文分析了該新型變換器的工作原理，推導了變換器各種狀態(tài)時的參數(shù)計算方程；設計了以ARW芯片LPC2210為核心的數(shù)字化反饋控制系統(tǒng)，通過軟件設計實現(xiàn)了PWM移相控制信號的輸出；運用Pspice9.2軟件成功地對變換器進行了仿真，分析了各參數(shù)對變換器性能的影響，并得出了變換器的優(yōu)化設計參數(shù)；最后研制出基于該新型拓撲和數(shù)字化控制策略的1千瓦移相控制零電壓零電流軟開關電源，給出了其主電路、控制電路、驅(qū)動電路、保護電路及高頻變壓器等的設計過程，并在實驗樣機上測量出了實際運行時的波形。 理論分析與實驗結果表明：該變換器拓撲能實現(xiàn)超前橋臂的零電壓開關，滯后橋臂的零電流開關；采用ARM微控制器進行數(shù)字控制，較傳統(tǒng)的純模擬控制實時反應速度更快、電源穩(wěn)壓性能更好、外圍電路更簡單、設計更靈活等，為實現(xiàn)智能化數(shù)字電源創(chuàng)造了基礎，具有廣泛的應用前景和巨大的經(jīng)濟價值。
上傳時間： 2013-08-03
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嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具在開發(fā)過程中所起的作用日益突出，相關研究、技術也隨之不斷更新。隨著硬件性能不斷提升，很多智能家電、智能手機、甚至高端游戲機都采用了嵌入式系統(tǒng)作為平臺進行開發(fā)。作為嵌入式開發(fā)的關鍵，調(diào)試環(huán)節(jié)成為嵌入式系統(tǒng)研發(fā)的主要瓶頸。在嵌入式硬件性能不斷提升的同時，嵌入式軟件規(guī)模也不斷擴大，因此調(diào)試難度也與日俱增。 本文首先簡要說明了嵌入式軟件的開發(fā)過程，回顧嵌入式交叉調(diào)試技術發(fā)展的各種技術。然后分析調(diào)試器整個框架和核心，介紹了調(diào)試器相關理論和設計思想，并分別研究、對比幾種調(diào)試技術實現(xiàn)途徑和方法，并對調(diào)試器中關鍵流程進行詳細闡述。 然后，針對GDB所提供i386和SPARC架構下遠程調(diào)試環(huán)境代碼進行分析，抽象出調(diào)試樁GDB進行遠程調(diào)試的核心流程，并根據(jù)具體硬件平臺差異在ARM處理器上進行代碼和遠程調(diào)試協(xié)議移植。本文編寫過程中所使用的硬件平臺是由使用ARM7處理器的S3C4510b開發(fā)板。進入測試階段，又在S3C4480開發(fā)板上進行了測試，對這套模式的可用性進行了驗證。
標簽： ARM GDB 遠程調(diào)試 環(huán)境
上傳時間： 2013-08-04
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隨著嵌入式系統(tǒng)以及流媒體技術的快速發(fā)展，基于嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)可視電話、視頻點播、視頻會議等功能已經(jīng)成為當前的熱點研究領域。這樣的系統(tǒng)通常具有小型化、低功耗、低成本、穩(wěn)定可靠、便于攜帶等特點。 本文旨在研究流媒體以及嵌入式系統(tǒng)的相關技術，基于ARM9處理器平臺實現(xiàn)一種基于嵌入式系統(tǒng)的流媒體播放器。該播放器的硬件平臺以32位高性能ARM9處理器為核心進行規(guī)劃，在此基礎上，采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)、MPEG-4視頻解碼技術和流媒體網(wǎng)絡傳輸技術進行設計。 本文的主要貢獻體現(xiàn)在以下六個方面： l、分析嵌入式流媒體播放器的功能需求和技術特點，對嵌入式流媒體播放器的總體實現(xiàn)方案進行設計。 2、研究嵌入式Linux系統(tǒng)設計方法，基于ARM處理器平臺構建嵌入式Linux操作系統(tǒng)。這部分的工作包括嵌入式BootLoader的移植、Linux內(nèi)核的配置與編譯以及根文件系統(tǒng)的創(chuàng)建。 3、研究MPEG-4視頻壓縮標準，基于ARM-Linux系統(tǒng)平臺移植MPEG-4視頻解碼器。 4、研究ARM體系結構以及基于ARM平臺的嵌入式軟件優(yōu)化方法，對所移植的MPEG-4視頻解碼器進行平臺相關優(yōu)化。 5、研究視頻通信中的錯誤隱藏技術，針對錯誤隱藏過程中傳統(tǒng)邊界匹配算法對邊緣匹配的局限性，提出了一種改進的基于時域與空域平滑性的邊界匹配算法。 6、研究流媒體網(wǎng)絡傳輸?shù)南嚓P技術協(xié)議，基于RTSP/RTP/RTCP協(xié)議實現(xiàn)了一個基本的MPEG-4視頻流實時傳輸系統(tǒng)。
上傳時間： 2013-05-16
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隨著計算機技術的發(fā)展，機器視覺在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國防等領域已得到成功的應用，利用機器視覺進行檢測更是其典型應用。根據(jù)運行環(huán)境的不同，機器視覺系統(tǒng)可分為PC-BASED系統(tǒng)和PLC-BASED系統(tǒng)。由于這兩種系統(tǒng)成本都相對較高、軟硬件系統(tǒng)相對復雜、體積相對較大，因此，在應用中受到一定的限制。嵌入式系統(tǒng)是當前發(fā)展迅速的熱門技術，具有體積小、價格低、開發(fā)環(huán)境簡單、運用靈活、現(xiàn)場運行可靠等優(yōu)點。因此，將機器視覺技術建立在嵌入式系統(tǒng)平臺上不僅是機器視覺的發(fā)展趨勢，同時也實現(xiàn)了兩者的優(yōu)勢互補。 在現(xiàn)代工程領域，常常需要檢測各種振動。相對傳統(tǒng)方法而言，視覺測振技術具有明顯優(yōu)點。本文主要研究了在ARM平臺上利用機器視覺技術進行振動檢測的相關技術及方法。 根據(jù)嵌入式機器視覺系統(tǒng)的特點，本文分析了攝像系統(tǒng)標定的方法，建立空間物體的實際位置與圖像上點的對應關系，并改進數(shù)據(jù)處理的方法，提高標定的精度。分析了目前常用的圖像處理方法，根據(jù)系統(tǒng)平臺實際工作能力，設計了有針對性的處理算法，提高圖像處理的效率；為了方便對被測對象的識別和跟蹤，采用基于顏色閾值的分割技術，從而有效地降低了對系統(tǒng)測量環(huán)境、光照條件等的要求，提高了系統(tǒng)的適應性。 本文以二維振動物體為被測對象，利用機器視覺技術，對低頻小振幅的二維振動進行了檢測，并對振動信號進行分析。實驗證明利用視覺技術檢測振動的可行性和可靠性。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著國民經(jīng)濟和電力工業(yè)的飛速發(fā)展，使得對電力系統(tǒng)自動化和信息化水平的要求也越來越高。變電站系統(tǒng)作為電網(wǎng)的重要基本環(huán)節(jié)，其自動化水平的高低直接影響著電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行水平，于是變電站綜合自動化系統(tǒng)得到了迅猛的發(fā)展和推廣應用，成為衡量電力企業(yè)自動化水平的重要依據(jù)。而安全可靠的網(wǎng)絡通信技術又是實現(xiàn)變電站綜合自動化系統(tǒng)的根本保證。 變電站是輸配電系統(tǒng)中的樞紐環(huán)節(jié)，它是電力系統(tǒng)的重要部分。而作為變電站綜合自動化系統(tǒng)中的現(xiàn)地測控單元是其非常重要的組成部分，它的性能的優(yōu)劣直接影響著變電站綜合自動化系統(tǒng)整體的高效、安全的運行。 隨著電壓等級和電網(wǎng)復雜程度的提高，供電半徑和輸配電容量的加大，采用傳統(tǒng)的變電站一次和二次設備已越來越難以同時滿足：“降低變電站造價，提高變電站的安全和經(jīng)濟運行水平”這兩方面的要求。為此，很有必要研制和開發(fā)以計算機技術為基礎的各種電壓等級的變電站綜合自動化系統(tǒng)，以取代或更新傳統(tǒng)的變電站二次設備。 本論文以變電站綜合自動化系統(tǒng)現(xiàn)階段的技術為參考，提出并研究了一種基于ARM內(nèi)核的高性能的嵌入式微處理器和嵌入式實時操作系統(tǒng)的變電站綜合自動化現(xiàn)地測控單元。文中從當前各種模式的變電站綜合自動化系統(tǒng)結構出發(fā)，結合計算機技術發(fā)展的趨勢，詳細介紹了該現(xiàn)地測控單元的原理與構成及其特點；著重分析了以Samsung公司32位嵌入式微處理器S3C4510B為核心的嵌入式網(wǎng)絡系統(tǒng)的軟件硬件設計原理，給出了硬件原理圖；對于該系統(tǒng)的關鍵技術：操作系統(tǒng)UC/OS-Ⅱ的移植、系統(tǒng)軟件的設計等問題本文作了系統(tǒng)、細致的論述，并給出了相關的設計程序。 新型嵌入式智能變電站綜合自動化現(xiàn)地測控單元提供了更快的通信速度以及更強的處理能力，它的應用必定會提高變電站綜合自動化系統(tǒng)的通信能力，而且使變電站綜合自動化系統(tǒng)的可靠性更高，經(jīng)濟性方面也具有更強的優(yōu)勢。
上傳時間： 2013-06-21
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由于全球定位系統(tǒng)在航天、航空、航海、海洋上程、大地測量、陸地導航以及軍事上的大量運用及其廣闊的應用前景，使得GPS接收機系統(tǒng)成為國內(nèi)外相關領域競相研究的對象。GPS系統(tǒng)的用戶部分主要是各種型號的GPS接收機。所以GPS接收機中的微處理器的運算能力和功耗直接影響整機的性能。 本文所研究的是基于ARM微處理器和μC/OS—Ⅱ的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)及其在GPS接收機中的應用。介紹了OPS接收機設計原理，分析了接收機硬件模塊的組成和功能，設計了由FPGA和ARM完成基帶信號處理及導航解算的接收機，建立了基于ARM和μC/OS—Ⅱ的GPS接收機嵌入式硬件開發(fā)平臺。研究了嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS—Ⅱ，分析了其內(nèi)核的組成結構：與處理器無關代碼、處理器相關代碼、與應用相關代碼，并重點分析和配置了其中與處理器相關和與應用相關的代碼部分，最終將其成功移植到ARM LPC2290微處理器上。建立了基于ARM LPC2290和μC/OS—Ⅱ的嵌入式系統(tǒng)軟件編譯和調(diào)試的交叉環(huán)境，設計了運行在此環(huán)境下的中斷和多任務來實現(xiàn)接收機信號處理、導航解算及顯示等功能，最終完成了基于ARM和μC/OS—Ⅱ的GPS接收機軟應用件設計。 總之，本文從研究嵌入式系統(tǒng)的軟、硬件設計及其應用著手，掌握了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的核心技術，研制了基于ARM嵌入式開發(fā)平臺的GPS接收機。
標簽： ARM GPS 嵌入式系統(tǒng) 收機設計
上傳時間： 2013-04-24
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