在工业生产中,二次自动化仪表是构成自动化系统的基本单元之一。我国的单元仪表己基本完成由电动Ⅲ型仪表向基于八位或十六位单片机为基础设计的数字化仪表的转换。由于常规单片机资源的限制,以单片机为基础设计的单元仪表基本上还是在功能上替代电动Ⅲ型仪表,并按电动Ⅲ型功能进行分类。这样造成国内自动化仪表生产厂家生产的二次数字化仪表品种繁杂,标准难以统一,设计随意性大。因此带来如下现实问题: 1.自动化系统设计单位的仪表选型、系统调试、使用中操作、维修和系统的功能优化及备件的准备非常的不方便: 2.仪表生产厂家的批量生产困难,产品质量的提高及成本的节约不利: 3.国内现在自动化仪表厂家数量众多,但都无法形成规模生产,质量不佳,而国外进口的二次仪表往往依附于特定的集散系统,也存在标准不统一,难以灵活替换的问题,且价格昂贵。 自动化系统设计、生产及应用迫切需要一种使用方便、通用性强的智能型二次仪表,以解决上述问题,改变传统设计、生产及应用方式,这将是未来自动化仪表的发展趋势,也就是本课题的努力方向。 本论文正是针对上述问题,以设计出一种可灵活组态的通用智能型二次仪表为研究对象,在深入分析国内主流仪表厂家的仪表操作方式和仪表功能的基础上,合理地进行软硬件设计,为在同一硬件平台下实现多种仪表的功能进行了创新性和探索性研究。主要内容为: 1.各种常规二次仪表功能、标准、接线、操作习惯及结构方式的归类分析; 2.多信号多量程的柔性测量方法研究; 3.系统整机设计以及系统可靠性设计; 4.u-boot的向ARM的移植、uClinux向ARM的移植、uClinux下的通用组态软件设计。 本文设计了一种以三星公司的ARM7TDMI系列处理器S3C44BOX为核心,辅以外围电路,实现同一硬件平台下多种仪表的功能,并成功制作了样品系统。 本文所讨论的基于$3C44BOX和uClinux的智能仪表系统的开发技术同样适用于其它项目的开发,对其它嵌入式的应用系统开发有重要的参考价值。
上传时间: 2013-05-16
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嵌入式系统开发工具在开发过程中所起的作用日益突出,相关研究、技术也随之不断更新。随着硬件性能不断提升,很多智能家电、智能手机、甚至高端游戏机都采用了嵌入式系统作为平台进行开发。作为嵌入式开发的关键,调试环节成为嵌入式系统研发的主要瓶颈。在嵌入式硬件性能不断提升的同时,嵌入式软件规模也不断扩大,因此调试难度也与日俱增。 本文首先简要说明了嵌入式软件的开发过程,回顾嵌入式交叉调试技术发展的各种技术。然后分析调试器整个框架和核心,介绍了调试器相关理论和设计思想,并分别研究、对比几种调试技术实现途径和方法,并对调试器中关键流程进行详细阐述。 然后,针对GDB所提供i386和SPARC架构下远程调试环境代码进行分析,抽象出调试桩GDB进行远程调试的核心流程,并根据具体硬件平台差异在ARM处理器上进行代码和远程调试协议移植。本文编写过程中所使用的硬件平台是由使用ARM7处理器的S3C4510b开发板。进入测试阶段,又在S3C4480开发板上进行了测试,对这套模式的可用性进行了验证。
上传时间: 2013-08-04
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嵌入式系统的开发已成为新的行业热点,将嵌入式应用于工业控制类产品中,并开发出优秀的人机交互界面,是嵌入式发展的趋势,拥有广阔的市场前景。近年来的市场需求显示越来越多的嵌入式系统包括PDA、机顶盒、DVD/VCD播放机、WAP手机等均要求提供一个方便简洁的可视化操作界面,而这些都要求有一个高性能稳定可靠的GUI(GraphicalUser Interface)来提供支持。友好的图形人机界面为嵌入式系统的人机交互提供丰富的图形图像信息、直观的表达方式。嵌入式GUI作为人机界面的软件系统,具有简洁、美观、方便好用且更具人性化的特点,采用嵌入式GUI进行人机界面设计能够提高设备开发效率、节省维护成本、丰富人机交互信息,因而,已经被越来越多的领域所采用。 本文研究设计了一种基于ARM微处理器和嵌入式实时操作系统的嵌入式GUI应用平台的方案。以SmartARM2200开发板为硬件平台(基于PHILIP公司的微处理LPC2210),在ADS1.2集成开发环境下,首先对嵌入式实时操作系统μ/OS-Ⅱ的特点、移植条件、性能等方面进行应用研究,重点分析了μ/OS-Ⅱ的移植过程,给出了移植的思路,总结了移植过程中应注意的问题,提出了简洁高效的移植方法;其次详细讲述了如何利用图形用户界面开发工具MiniGUI进行图形用户界面的开发,包括鼠标、键盘、菜单、绘图等功能的实现。该嵌入式GUI应用平台既可以满足用户对应用系统实时性和快速处理的要求,又能够给用户提供生动、直观的图形人机交互界面,具有广泛的应用前景。
上传时间: 2013-07-06
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汽车行驶记录仪是对车辆行驶速度、时间、里程以及有关车辆行驶的其他状态信息进行记录、存储并可通过接口实现数据输出的数字式电子记录装置。汽车行驶记录仪的使用,对遏止疲劳驾驶、车辆超速等交通违章、约束驾驶人员的不良驾驶行为、保障车辆行驶安全以及道路交通事故的分析鉴定具有重要的作用。一个完整的汽车行驶记录仪系统包括车载主机和上位机管理分析软件两部份。 在嵌入式技术被广泛运用的今天,我国现在应用的汽车行驶记录仪仍然多是运用8位或者16位单片机作为处理器,采用汇编语言,结构简单功能单一。为了使嵌入式技术也在汽车行驶记录仪中得到运用,同时为了满足我国《汽车行驶记录仪》GB/T 19056-2003标准要求,并与国际IEEE 1616标准接轨,本文设计了基于嵌入式系统的汽车行驶记录仪,采用的是三星公司的S3C2410 32位处理器和Linux操作系统,这样提高了系统的实时性,功能也得以扩展。 本文详细论述了汽车行驶记录仪系统主机模块软硬件的设计与实现,并且介绍了上位机管理分析软件的设计。论文首先介绍了课题的研究背景,并对国内外汽车行驶记录仪的研究现状进行了概括,在此基础上提出了本课题需要完成的目标。阐述了基于嵌入式系统的总体设计构思以及各个功能模块不同方案优劣的比较,并对最终方案进行了描述,此后详细介绍了各主要功能部件的特点及应用。 在系统软件设计单元,对主机软件开发环境、调试方法以及系统各功能模块的流程设计做了详细描述,同时介绍了BootLoader、Linux操作系统和设备驱动程序在S3C2410上的编译和移植全过程。最后,论文对整个系统的功能和特点进行了总结,并对下一步工作以及记录仪今后的发展进行了展望。
标签: 汽车行驶记录仪
上传时间: 2013-05-25
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用户对宽带无线接入业务、尤其是对于宽带无线化以及移动化的需求日益增加,使无线宽带接入技术WiMAX(World interoperability for Microwave Access,即全球微波接入互操作性技术)应运而生、迅猛发展,成为这两年业界关注的焦点。除了通常的互联网接入应用外,它还将在提供IPTV和VOIP等宽带业务方面取得成功,它还有可能成为一种先进的4G蜂窝电话技术。WiMAX未来将进入蜂窝电话、笔记本电脑和机顶盒等应用中。 本文在介绍WiMAX传输标准802.16d基础上,详细阐述了WiMAX接收机中信道解调芯片中的自动增益控制(Automatic Gain Control,AGC)部分。首先介绍了自动增益控制系统的基本组成和其主要特性指标,通过对一个步进式AGC的分析,得到AGC模型的输出公式。然后针对WiMAX接收机内AGC系统中的模数转换器以及AGC电路进行介绍和理论分析。本文采用SPW(Signal Processing WorkSystem)模型对AGC电路基本结构的算法分析,并结合仿真结果对AGC电路做了详尽解说并对参数进行了解释说明。 最后给出了基于SPW和FPGA(Field Programmable Gate Array)验证的结果。通过SPW对AGC进行了单独的性能测试,并结合整个系统的性能测试来说明AGC可以和系统的其他模块协同工作。在FPGA测试中,可以证明用Verilog实现后AGC也同样能较好的工作。 本文实现的基于导频的步进式的数字AGC是针对WiMAX系统的自动增益控制电路提出的解决方案。此算法结合WiMAX系统的传输方式,提出的算法具有迅速锁定信号的特点,能够满足WiMAX系统的要求。同时,由于各种关键参数设计为寄存器可配的方式,具有很好的灵活性,也就具有了更高的移植性,可以作为一种通用的数字AGC算法。
上传时间: 2013-04-24
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常模信号是一类非常重要的信号,而专门应用于常模信号的常模算法[1]具有复杂度较低、实现起来比较简单、对阵列模型的偏差不敏感等显著的优点。因此,常模算法引起了众多学者的广泛关注。近年来,常模算法在多用户检测领域[2]的研究越来越受到诸多学者的关注。不仅如此,常模算法在其他领域也是备受瞩目,如常模算法在盲均衡以及波束形成等领域的应用也是目前研究的热点。除此之外,常模算法已经不仅仅局限在应用于常模信号,也可应用于多模信号[3]等。 本文对常模算法在多用户检测领域的应用以及FPGA[4]实现作了较多的研究工作,共分六章进行阐述。第一章为绪论,介绍了论文相关背景和本文的结构;第二章首先对常模算法作了理论分析,并改进了传统的2-2型常模算法,我们称之为M2-2CMA,它在误码率性能上有一些改善;之后在MATLAB平台上搭建了仿真平台,分析了常模算法在多用户检测中的应用;第三章研究了相关文献,简单介绍了FPGA概念及其设计流程和设计方法,并对VerilogHDL以及Quartus软件做了简要介绍;第四章则详细介绍了常模算法的FPGA实现,用一种基于统计数据的方法确定了数据位长及精度,提出了其实现的系统框图,并详细阐述了各主要模块的设计与实现,同时给出了最后的报告文件以及最高数据处理速度;第五章则在MATLAB平台和QuartuslI的基础上搭建了一个仿真平台,借助于平台分析了2-2型常模算法移植到FPGA平台后的性能,对不同的精度对系统性能的影响做了讨论,也统计了不同信噪比、多址干扰下的误码率性能。最后一章是对全文的总结和对未来的展望。
上传时间: 2013-06-23
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可编程逻辑芯片特别是现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)芯片的快速发展,使得新的芯片能够根据具体应用动态地调整结构以获得更好的性能,这类芯片称为动态可重构FPGA芯片(Dynamically ReconfigurableFPGA,DRFPGA)。然而,使用这类芯片构建的可重构系统在实际应用前还有许多问题需要解决。一个基本的问题就是动态可重构FPGA芯片中的可重构功能单元(Reconfigurable Functional Unit,RFU)的模块布局问题和模块间的布线问题。 本文从基本的FPGA芯片结构和CAD算法谈起,介绍了可重构计算的概念,建立了可重构计算系统模型和动态可重构FPGA芯片模型,在此模型上提出一个基于划分和时延驱动的在线布局算法,和一个基于Pathfinder协商拥塞算法的布线算法,来解决动态可重构FPGA芯片的布局和布线问题。由硬件描述语言(Hardware Description Language,HDL)描述的电路首先被划分成有限数目的层,然后将这些电路层布局到芯片的每一层,同时确保关键路径的时延最小。实验结果表明,布局算法与传统的布局算法(或者文献[37]中的算法)相比,在时延上平均减少27%,在线长上平均减少34%(或者11%),在运行时间上平均减少42%(或者97%)。布线算法与传统的布线算法相比,能够将线长降低26%,将水平通道宽度降低27%,显示出较高的性能。
上传时间: 2013-05-24
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随着图像处理技术和投影技术的不断发展,人们对高沉浸感的虚拟现实场景提出了更高的要求,这种虚拟显示的场景往往由多通道的投影仪器同时在屏幕上投影出多幅高清晰的图像,再把这些单独的图像拼接在一起组成一幅大场景的图像。而为了给人以逼真的效果,投影的屏幕往往被设计为柱面屏幕,甚至是球面屏幕。当图像投影在柱面屏幕的时候就会发生几何形状的变化,而避免这种几何变形的就是图像拼接过程中的几何校正和边缘融合技术。 一个大场景可视化系统由投影机、投影屏幕、图像融合机等主要模块组成。在虚拟现实应用系统中,要实现高临感的多屏幕无缝拼接以及曲面组合显示,显示系统还需要运用几何数字变形及边缘融合等图像处理技术,实现诸如在平面、柱面、球面等投影显示面上显示图像。而关键设备在于图像融合机,它实时采集图形服务器,或者PC的图像信号,通过图像处理模块对图像信息进行几何校正和边缘融合,在处理完成后再送到显示设备。 本课题提出了一种基于FPGA技术的图像处理系统。该系统实现图像数据的AiD采集、图像数据在SRAM以及SDRAM中的存取、图像在FPGA内部的DSP运算以及图像数据的D/A输出。系统设计的核心部分在于系统的控制以及数字信号的处理。本课题采用XilinxVirtex4系列FPGA作为主处理芯片,并利用VerilogHDL硬件描述语言在FPGA内部设计了A/D模块、D/A模块、SRAM、SDRAM以及ARM处理器的控制器逻辑。 本课题在FPGA图像处理系统中设计了一个ARM处理器模块,用于上电时对系统在图像变化处理时所需参数进行传递,并能实时从上位机更新参数。该设计在提高了系统性能的同时也便于系统扩展。 本文首先介绍了图像处理过程中的几何变化和图像融合的算法,接着提出了系统的设计方案及模块划分,然后围绕FPGA的设计介绍了SDRAM控制器的设计方法,最后介绍了ARM处理器的接口及外围电路的设计。
上传时间: 2013-04-24
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差分跳频(DFH)是集跳频图案、信息调制与解调于一体,是一个全面基于数字信号处理的全新概念的通信系统,其技术体制和原理与常规跳频完全不同,较好地解决了数据速率和跟踪干扰等问题,代表了当前短波通信的一个重要发展方向。美国Sanders公司推出了名为CHESS的新型短波跳频通信系统,并获得了成功,但我国对该体制和技术的研究还处于初始阶段,目前还不太成熟,离实际应用还有一段距离。 本文主要基于FPGA芯片的基础上对差分跳频进行了研究,用FPGA来实现数字信号处理可以很好地解决并行性和速度问题,而且其灵活的可配置特性,使得FPGA构成的DSP系统非常易于修改、测试及硬件升级。而且设计中尽量采用软件无线电体系结构,减少模拟环节,把数字化处理尽量靠近天线,从而建立一个通用、标准、模块化的硬件平台,用软件编程来实现差分跳频的各种功能,从基于硬件的设计方法中解放出来。 本文首先介绍了课题背景及研究的意义,阐述了目前差分跳频中频率合成跟频率识别的实现方案。在频率合成中,着重对DDS的相位截断误差及幅度量化误差进行仿真,找出基于FPGA实现的最佳参数及改善方法。在频率识别中,基于Xilinx公司提供FFT IP核,接收端中的位同步,频率识别均在FFT的理论上进行设计。最后根据设计方案制作基于FPGA的电路板。 设计中跳频图案、直接数字频率合成器、频率识别、位同步、跳频图案恢复、线性调频z变换等模块均采用Verilog和VHDL两种通用硬件描述语言进行设计,以便能够在所有厂家的FPGA芯片中移植。
上传时间: 2013-07-22
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基于AD9833的高精度可编程波形发生器系统设计:介绍一种基于AD9833的高精度可编程波形发生器系统解决方案,该系统具有可编程设置、波形频率和峰峰值等功能,从而解决DDS输出波形峰峰值不能直接
上传时间: 2013-04-24
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