半导体技术的迅猛发展使得微控制器集成度越来越高,计算速度越来越快,价格和功耗越来越低。近年来异军突起的一些32位ARM微控制器工作主频高达几百兆,很好的解决了困扰工程师们的实时性问题。 随着计算机、通讯和控制技术的发展,工业控制系统正在朝着网络化、分布化的方向发展。现场总线既是一个开放通信网络,又是一种全分布控制系统。现已广泛应用于多个工业领域。CAN总线即是现场总线的一种,它主要应用于各种设备检测及控制,被公认为最有前途的现场总线之一。 本文基于ARM微控制器AT91RM9200,开发了一套带有CAN总线接口的海洋气象要素观测系统。该系统可以挂接多个CAN总线传感器节点,同时还具有以太网、USB、RS232、RS422、RS485等多种通信端口,并且可靠性高、抗干扰能力强。CAN总线传感器节点,由传感器、微处理器芯片(内嵌CAN控制器)和CAN收发模块组成,可以独立完成某一项或多项气象要素的数据采集,同时还能实现与CAN总线的数据交换。 论文首先介绍了海洋气象要素观测系统的总体设计,接着介绍了传感器节点的CAN总线实现方案,然后详细阐述了以AT91RM9200为核心的开发平台的硬件组成及实现,并以此硬件平台为基础,详细的论述了嵌入式Linux开发流程以及移植到具体硬件平台需要完成的工作,如U-BOOT的移植、Linux内核的编译与裁剪、文件系统的制作、驱动程序的编写、以及应用程序的开发。
上传时间: 2013-05-20
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智能绣花机是当代最先进的绣花机械,广泛应用于刺绣行业,国产绣花机着重于中低端产品的开发,而随着电子、计算机技术的快速发展,用户对高性能绣花机的需求日益增大。本文在详细分析智能绣花机工作原理的基础上,结合智能绣花机的功能需求与当前嵌入式领域的最新技术,设计了一种基于ARM和DSP为处理器的控制系统解决方案,主要研究工作和成果如下: (1)制定了系统总体方案和具体实验方案,设计了信息处理和机电控制分离的结构。 (2)研制了基于S3C2410X为核心的主控制模块,设计了用于外围扩展的FLASH、SDRAM、USB数据存储、以太网通信、UART接口、LCD触摸屏显示器等硬件电路。 (3)研制了基于TMS320LF2407A为核心的机电控制模块,设计了绣框电机和主轴电机等硬件控制模块。 (4)设计了基于CY7C027的双口RAM通信模块,实现ARM和DSP之间的高速数据通信。 (5)采用虚拟机技术建立了ARM的Linux交叉编译环境和DSP的CCS共存的系统开发环境,节约了使用资源。 (6)研究了DST绣花花样文件存储格式以及解码方法,采用MiniGUI编程实现了一个友好的图形用户界面,简要介绍SVPWM技术的DSP实现。
上传时间: 2013-06-24
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随着通信技术飞速发展和直放站的广泛应用,直放站监控系统在实时监测直放站的工作状态和远程控制方面发挥了重大作用,然而当前的直放站监控系统多采用单片机作为主控制器,通过GSM网络或PSTN网络传输监控数据,随着直放站监控系统日益复杂化,目前的直放站监控系统显得处理速度慢,处理的任务有限,远程传输数据效率不高;为了改善当前直放站监控系统现有的这些缺点,采用新的主控制器ARM7系列芯片,利用新的传输数据技术GPRS,设计并实现了一款光纤直放站监控系统。 在充分研究当前直放站监控系统发展现状和实现技术的基础上,根据《中国移动直放站监控系统数据需求规范》对监控参数和功能设置的要求,论证了光纤直放站监控系统的整体设计方案和监控终端的实现架构,选择了PHILIPS的ARM7芯片LPC2134作为主控制器,选择了SIMCOM300作为远程通信模块;详细介绍了光纤直放站监控系统监控终端的硬件电路设计,阐释了监控终端嵌入软件的设计思路流程,分析了如何把嵌入式软件开发技术和GPRS远程数据传输的技术运用到项目实践中去,说明了监控系统中所用的通信协议,并且利用VC++开发环境,采用SOCKET网络编程技术和ADO数据库开发技术,设计了光纤直放站监控系统监控中心应用软件。 经过实验验证,该设备运行结果良好,提高了光纤直放站的稳定性和可靠性,光纤直放站监控系统监控终端处理任务的能力得到增强,远程传输数据速度变快,传输数据所耗费用降低,为光纤直放站系统的监控提供了一种新的设计实现。
上传时间: 2013-08-02
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本文在结合全球卫星定位系统(GPS)和通用分组无线业务(GPRS)的基础之上,利用嵌入式开发技术,采用ARM9为核心,设计开发了一个基于ARM和Linux的功能强大的车载监控终端。嵌入式车载监控终端是车载监控系统的重要组成部分。车载监控终端主要由GPS定位模块、ARM监控终端和GPRS通讯模块构成。GPS定位模块主要是接收来自定位卫星的GPS信号,传送给ARM监控终端,监控终端对数据解析后将位置信息与电子地图匹配显示在监控终端的LCD屏上,并定时通过GPRS模块向后台监控中心发送GPS定位数据实现实时监控,同时GPRS模块也接收从后台监控中心发来的指令,通过解析从而控制车载终端本地工作实现特定的功能。本文首先对车载监控系统的组成、功能以及关键技术进行了分析;然后阐述了车载监控终端硬件设计及实现方法;最后完成了车载监控终端的应用软件的设计及实现。软件上采用模块化结构、多线程编程和Socket编程技术,实现了多通道高速数据获取。 实验结果证明,基于ARM和Linux的车载监控终端定位精度高,实时性好,数据传输及时可靠,实现了监控的基本功能,可以满足实用化要求。
上传时间: 2013-06-17
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嵌入式系统发展到今天,应用越来越复杂,功能越来越强大,这就使得我们在嵌入式开发中必须加入对操作系统的支持,由此,产生了Bootloader的应用。作为嵌入式系统中的启动模块,Bootloader的作用就是引导和加载操作系统内核镜像。Bootloader的设计与移植工作已经成为嵌入式系统开发中的重要环节。 在实际的嵌入式系统开发项目中,人们经常选择移植通用Bootloader,例如U-Boot到自己的目标板。U-Boot虽然支持多种嵌入式操作系统和处理器架构,功能设置高度灵活,设备驱动丰富,但U-Boot代码组织结构过于庞大,启动流程机理和文件间的依赖关系复杂,这使得采用U-Boot进行Bootloader的开发往往会不得要领;另一方面,嵌入式系统是资源受限的,为了更好的适应市场,嵌入式产品的开发极其重视成本。以U-Boot-1.1.4来说,其源代码大小就有38.4M,移植后生成的可执行bin文件一般也要500K以上,这对于宝贵的Flash资源来说无疑是种浪费。 论文以ARM内核处理器应用为切入点,设计了一种小型ARMBootloader-MicroBootloader。在理论上,通过对Bootloader的分析,总结了其主要功能、启动过程,提出了Bootloader设计的典型框架,并按照这一典型框架对MicroBootloader进行了总体设计。在实现上,采用模块化设计原则组织源文件,使得整个MicroBootloader组织结构清晰简洁,便于维护与扩展,方便针对不同硬件平台的移植进行修改。 论文的创新点在于做到了代码量大小与功能的平衡。整个文件组织只有37个文件,代码总计为208K,生成的可执行bin文件仅35K。通过实验验证,MicroBootloader完全能够完成Bootloader的基本功能,其扩展功能也能实现下载操作系统镜像,并让其在目标板上成功运行,具有一定的现实意义和后续应用开发价值。
标签: Bootloader ARM 内核
上传时间: 2013-04-24
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指令集仿真器是目前嵌入式系统研究中一个极其重要的领域,一个灵活高效且准确度高的仿真器不仅可以实现对嵌入式系统硬件环境的仿真,而且是现代微处理器结构设计过程中性能评估的重要工具. 仿真器的性能已经成为影响整个设计效率的重要因素,在现有的指令集仿真技术中,编译型仿真技术虽然可以获得高的仿真速度,但其对应用的假设过于严格,限制了其在商业领域中的应用;解释型仿真器虽被普遍使用,但其缺点也很明显,由于模拟过程中需要耗费大量时间用于指令译码,解释型模拟器速度往往很有限,使用性能较低。由此可见,如何减少仿真过程中的指令译码时间,是提高仿真器的性能的关键。 本文旨在提出一个指令集仿真器的原型,重点解决指令解码过程中的速度瓶颈,在其基础可以进行扩充和改进,以适应不同硬件平台的需要。文章首先从ARM指令集的指令功能和编码格式入手,通过分析和比较找出了一般常用指令的编码和实现规律,并在此基础上进行了高级语言的描述,其后提出了改进版解释型指令集仿真器的设计方案,包括为提高仿真器性能,减少译码时间,创新性的在流程设计中加入了预解码的步骤,同时用自己设计的压缩算法解决了因预解码产生大量译码信息而带来的内存过度消耗难题。接下来,描述了仿真器的实现,包括指令的取指、译码、执行等基本功能,并着重描述了如何通过划分存储域和存储块的方式模拟真实存储器的读写访问实现。 另外,需要特别指出的是,针对仿真器中普遍存在的调试难问题,本文从一线程序开发人员的角度,在调试模块的设计中除了断点设置、程序暂停、恢复等基本功能外,还添加了各类监视设备和程序跟踪的功能,以期能提高本仿真器的实用性。 在文章的结尾,提出了仿真器的验证方案,并按照该方案对仿真器进行了功能和性能上的验证,最后对进一步的工作进行了展望。
上传时间: 2013-08-02
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随着计算机网络的广泛应用以及嵌入式技术、图像技术的不断进步,视频监控领域进入了一个快速发展的时期。基于嵌入式技术的视频监控技术作为一种先进的、廉价的视频监控技术,为视频监控设备的开发提供了一种全新解决方案。近年来,采用无线网络技术的视频监控系统由于其更低廉的价格、更灵活的部署方式受到广大视频监控用户的青睐,逐渐成为视频监控技术的发展方向之一。 运动目标检测算法是一种在视频图像检测中经常使用的算法,主要用来发现视频中的运动物体。在视频监控系统中引入运动目标检测算法可使监控系统具备简单的智能功能,即在有运动物体进入监控区域时才传输视频并录像。常用的运动目标检测算法包括帧间差分法和背景差法等。 论文在融合嵌入式技术、运动目标检测技术的基础上,结合视频监控系统在室内及小型办公场所应用的实际需求,提出了一种基于嵌入式技术的无线智能视频监控系统解决方案。该方案的视频监控端采用三星公司基于ARM体系结构的芯片S3C2440A作为处理器,在使用该处理器的硬件板上构建了嵌入式Linux操作系统作为应用程序开发的平台。在视频监控系统的视频监控端应用程序开发中,论文分析了帧间差分法和背景差法的优缺点,并在此基础上实现了两种算法的融合,完成了在视频采集的同时实现对运动物体的检测。系统的PC视频接收端应用程序使用C#语言编写,程序开发中使用了网络编程技术,在Windows操作系统下实现了视频接收、录像及录像播放功能。 实验结果表明,论文设计圆满地完成了功能要求,对基于嵌入式平台的监控系统设计具有很大的参考价值。
上传时间: 2013-06-11
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以电子计算机为中心,以最佳统计理论为方法,将载体上的某些或全部的导航设备综合在一起,形成一个有机的统一整体,提高导航信息精度,扩大单一导航设备或系统的功能,这样的系统通称为组合导航系统。 本文以某校研制的综导显控台为工程背景,在对综导显控台进行需求分析的基础上提出了基于ARM-Linux平台的综导显控台的设计方案。在对系统软硬件平台给出了详细分析的基础上阐述了系统应用软件设计的思想和基本原则,然后对应用软件的任务进行了详细的划分并完成了系统的相关软件设计。研究了基于ARM-Linux平台的综合导航显控台的CAN总线、串口通信、以太网接口通信技术并完成了相应的软件。 本文对嵌入式系统软硬件开发技术作了详细而深入的研究,介绍了嵌入式系统的组成原理及特点。深入研究了嵌入式实时操作系统Linux及linux环境下应用程序的开发,包括linux下设备驱动程序的开发、符合硬件环境的系统引导程序Bootloader和文件系统的、Linux内核的裁剪和移植、嵌入式GUI的开发。依照软件工程学的一般流程对综导显控台从分析、设计、实现进行完整的论述。最后从系统运行的情况来看本论文所设计的基于ARM-Linux的综导显控台基本上满足了用户系统的要求,提高了组合导航系统的实时性。
上传时间: 2013-07-05
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嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁减,适应应用系统,对功能,可靠性,成本,体积,功耗严格要求的专用计算机系统[1]。广泛应用于军事,信息家电,无线通信设备,消费类电子产品,移动计算平台等诸多领域,是当今热门的计算机开发技术。 随着科学技术发展,人们生活水平提高,数字高清电视逐渐普及,在各大卖场,对销售过程中展示设备也随之提出了更高的要求。但据调查,在中国现有的高清播放系统普遍存在价格昂贵,损耗高,寿命短及外部接口少等缺陷,导致无法普及。 针对这一现状,本课题设计了一种以嵌入式处理器ARM系列32位嵌入式EM8623芯片为硬件平台,嵌入式实时操作系统uclinux为系统软件平台的高清播放系统。 ARM(Advanced RISC Machines)既是一种处理器架构,又是公司的名称,该公司主要设计处理器架构,并将其技术授权给其他芯片厂商。该处理器架构具有外型小,性能高等特点,多用于便携式通讯工具,多媒体数字式消费类仪器和嵌入式系统解决方案等领域。本课题在充分考虑系统实用性和开发成本的基础上,采用EM8623芯片为CPU,片外扩展FLASH和SDRAM存储器。 uclinux系统从Linux2.0/2.4内核派生而来,虽然是为了支持没有MMU(虚拟内存管理单元)的处理器而设计,但保留了操作系统的所有特性,为硬件平台更好地运行提供了保证,也降低了软件设计复杂度,提高了系统的实时性和灵活性,缩短了开发周期。 该高清播放系统具有工作时间长,性能稳定等特点,采用面向对象和面向过程综合编程方法,ASM,C,C++多种语言混合编程方式实现,使系统具有很高的健壮性和可扩展性。 基于ARM的高清播放系统在现场运行稳定可靠,达到了预期的效果和实际要求。而且由于该高清播放系统外接接口丰富(包括常见的HDMI,S-Video,VGA,YPbPr,YCbCr),连接使用方便,所以具有很好的市场价值,可广泛应用于电视销售柜台,化妆品展示柜台,联网广告机等领域。
上传时间: 2013-04-24
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视频监控以其直观方便、准确、信息内容丰富而广泛应用于许多场合,已经渗透到交通、城市治安、国防等多种领域,甚至家庭安防,在人们的日常生活中扮演着越来越重要的作用。 由于传统的视频监控系统存在着结构复杂、稳定性可靠性不高、价格昂贵而且传输距离明显受限的缺点。近年来,随着计算机、网络、电子与通信、图像处理等技术的飞速发展,嵌入式网络视频监控技术应用而生。 本文针对视频监控系统的实际需求,结合嵌入式技术、图像处理技术和网络技术,设计并实现了一种实时性好、可靠性高、成本低的嵌入式网络视频监控系统。该系统以ARM9微处理器作为硬件平台,以具有开发资源丰富、免费等优势的Linux操作系统作为软件开发平台。该系统采用以太网作为网络传输介质,并使用TCP/IP网络协议。视频数据的传输协议选择了支持组播技术的RTP/RTCP传输协议,客户端在Linux下实现了基于SDL库视频显示。 论文首先描述了嵌入式系统与视频监控技术的发展及相关技术,分析了国内外视频监控系统的现状和发展趋势,对视频监控系统研究的背景和意义进行了阐述,并讨论了几种常见的视频监控解决方案,对几种目前流行的视频压缩算法进行了对比;然后,提出了嵌入式视频监控系统的软、硬件总体架构,并逐步对硬件平台和软件模块设计进行了选择和细化。其中,硬件平台根据视频数据采集以及处理需要选择了摄像头和存储器;软件设计中,首先完成了嵌入式系统的交叉开发环境搭建,针对ARM-Linux特性,完成了在开发板上操作系统和文件系统等移植,最后完成了Linux下V4L视频采集、JPEG图像压缩、RTP/RTCP网络传输、SDL库视频显示以及avi格式视频文件保存等。 此外,对系统构建过程中所用到的某些关键技木进行了较为详尽的探讨和研究,这对于从事相关科研工作的同仁们具有一定的参考价值。
上传时间: 2013-04-24
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