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标签: 嵌入式
上传时间: 2022-07-06
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标签: 嵌入式
上传时间: 2022-07-17
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本文在分析了嵌入式技术及控制系统的发展概况后,首先对现场总线,主要是CAN总线的技术特点进行了全面的介绍,并重点对CAN总线网络中数据传输的实时性问题及改善的方案进行了分析和研究。之后利用嵌入式技术实现了基于CAN总线的网络测控系统。该系统的主控节点,即ARM平台采用32位的嵌入式处理器AR2M和嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ来实现,并在该平台上完成了系统多任务的建立,包括与底层CAN网络的通信、液晶显示输出和嵌入式Web服务器等。 论文共分六章。第一章介绍了控制系统的发展过程、嵌入式技术及其发展现状,并引出了课题的背景和研究意义,给出了主要研究内容。第二章着重介绍了CAN现场总线技术,并对其工作原理和CAN总线系统的实时性进行了分析。第三章论述了CAN总线测控网络的实现以及CAN测控网络与Internet集成的必要性,并给出了本文的系统设计方案、工作原理和组成。第四章论述了基于CAN总线的嵌入式测控系统的设计与实现,详细阐述了系统的硬件、软件设计思路和实现方法。硬件方面,介绍了硬件平台中的主处理器LPC2292和整个硬件逻辑模块。软件设计上实现了μC/OS-Ⅱ实时操作系统在ARM7上的移植,并完成了嵌入式系统下多任务的建立。第五章介绍了以QXLPC-Ⅲ过程控制系统为应用对象,进行的实际应用实验,该实验对被控过程的部分物理量进行了检测,验证了本方案的可行性。第六章对全文进行了总结,给出了有待进一步研究的问题,并对后续工作进行了展望。
上传时间: 2013-06-03
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随着半导体制造技术不断的进步,SOC(System On a Chip)是未来IC产业技术研究关注的重点。由于SOC设计的日趋复杂化,芯片的面积增大,芯片功能复杂程度增大,其设计验证工作也愈加繁琐。复杂ASIC设计功能验证已经成为整个设计中最大的瓶颈。 使用FPGA系统对ASIC设计进行功能验证,就是利用FPGA器件实现用户待验证的IC设计。利用测试向量或通过真实目标系统产生激励,验证和测试芯片的逻辑功能。通过使用FPGA系统,可在ASIC设计的早期,验证芯片设计功能,支持硬件、软件及整个系统的并行开发,并能检查硬件和软件兼容性,同时还可在目标系统中同时测试系统中运行的实际软件。FPGA仿真的突出优点是速度快,能够实时仿真用户设计所需的对各种输入激励。由于一些SOC验证需要处理大量实时数据,而FPGA作为硬件系统,突出优点是速度快,实时性好。可以将SOC软件调试系统的开发和ASIC的开发同时进行。 此设计以ALTERA公司的FPGA为主体来构建验证系统硬件平台,在FPGA中通过加入嵌入式软核处理器NIOS II和定制的JTAG(Joint Test ActionGroup)逻辑来构建与PC的调试验证数据链路,并采用定制的JTAG逻辑产生测试向量,通过JTAG控制SOC目标系统,达到对SOC内部和其他IP(IntellectualProperty)的在线测试与验证。同时,该验证平台还可以支持SOC目标系统后续软件的开发和调试。 本文介绍了芯片验证系统,包括系统的性能、组成、功能以及系统的工作原理;搭建了基于JTAG和FPGA的嵌入式SOC验证系统的硬件平台,提出了验证系统的总体设计方案,重点对验证系统的数据链路的实现进行了阐述;详细研究了嵌入式软核处理器NIOS II系统,并将定制的JTAG逻辑与处理器NIOS II相结合,构建出调试与验证数据链路;根据芯片验证的要求,设计出软核处理器NIOS II系统与PC建立数据链路的软件系统,并完成芯片在线测试与验证。 本课题的整体任务主要是利用FPGA和定制的JTAG扫描链技术,完成对国产某型DSP芯片的验证与测试,研究如何构建一种通用的SOC芯片验证平台,解决SOC验证系统的可重用性和验证数据发送、传输、采集的实时性、准确性、可测性问题。本文在SOC验证系统在芯片验证与测试应用研究领域,有较高的理论和实践研究价值。
上传时间: 2013-05-25
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随着经济的发展,生活节奏的加快以及信息技术的进步,人们越来越多的借助高性能的移动手持设备来完成日常工作,目前手持设备处理性能有了很大的提高,其所能处理的数据量也越来越大,传统的文件系统管理数据方式已经越来越满足不了需求,嵌入式数据库就随之诞生,为手持设备提供专业的数据管理。嵌入式数据库的轻量级、被软件产品包含、无需人工数据库管理等特点使其适合被应用于各类嵌入式系统及手持设备中。使用嵌入式数据库与使用文件系统进行客户端数据管理相比更加灵活方便、可以高效地实时更新客户端本地数据。使用数据库完成大量数据的存储和管理,同图形界面软件结合构成嵌入式系统应用开发的支撑系统。 SQLite数据库作为一种开源的嵌入式数据库,具有体积小,速度快,存储量大,API使用方便等诸多的优点,目前已经成为被广泛应用的嵌入式数据库之一。同样的,嵌入式图形界面MINIGUI的开源版本也具有体积小,控件比较丰富,编程难度不高等优点,受到广大嵌入式开发者的喜爱。 本文的主要任务是将MINIGUI和SQLite进行有针对的裁剪或添加部分功能后移植到开发板上,然后将图形界面和数据库相结合在arm—linux平台上建立一个具有基本功能的嵌入式信息管理系统。首先分析了系统所使用的硬件平台并研究了软件环境的搭建过程,包括移植Bootloader、移植linux内核、建立NFS网络文件系统进行程序调试,然后分别给出了嵌入式图形界面MINIGUI和嵌入式数据库SQLite移植到开发板的过程和它们各自的开发技术,最后详细研究了如何在MINIGUI中连接SQLite数据库,从而将二者结合起来编程以实现本系统并给出了系统在开发过程中所遇到的关键问题的解决方案,包括屏幕旋转及校正、设计软键盘进行屏幕输入、利用SQLite存储图片文件。从而证明了当前条件下在嵌入式系统中实现一个比较简单的信息管理系统是完全可行的。最后讨论了该领域存在的一些问题和今后需要进一步研究的课题。
上传时间: 2013-07-10
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目前嵌入式系统在工业控制和智能家电方面运用地越来越广泛,嵌入式系统应用于安防报警产品,使安防报警产品越来越智能化。未来产品技术将朝着数字化、无线化、集成化方向发展,因此本文设计了一个基于嵌入式系统的安防报警器。 嵌入式防盗报警系统,由可编程主机、遥控器、各种防盗、防抢探测器组成,可通过局域网与小区的监控中心连接,组成一套有线安全防范网络。一旦发生情况,能把报警信息通过通讯网络瞬间远程传输到用户设定的电话、手机、传呼机。同时向监控中心报告,监控中心电脑确定发生警情的地址,及时调动人员作出快速处理。 本文设计以32位ARM920T处理器s3C2410A为主控芯片,操作系统采用嵌入式LINUX操作系统。本文详细阐述一下几点: (1)研究了GSM MODEM的数据传输的特点和工作原理,熟悉控制短信猫的AT指令;分析了烟雾、防盗、煤气等传感器的性能指标和门限数据。为下面的系统的设计与研究提供了必要的理论基础。 (2)建立硬件开发平台,对ARM处理器平台的集成功能进行了研究。其中重点研究了ARMS3C2410处理器,对其性能进行了分析;对处理器的内存设计进行的分析;对所应用的串口电路进行了详细的研究。 (3)采用了嵌入式Linux系统作为操作系统,对Linux系统的内核和文件系统作了进一步的研究。详细研究了Linux系统的bootloader的功能以及它的编译与烧写;Linux内核的剪切、编译和烧写;Linux文件系统的编译与烧写;加载Linux各种服务,比如NFS协议服务。为系统开发搭建了软件平台。 (4)ARM处理器与GSM MODEM通过串口进行数据传输的软件设计;ARM处理器与监控中心的网络传输的软件设计。本系统实现了Linux系统串口和网口进行数据的传输,并对系统性能进行了测试,测试表明平台达到设计要求,性能稳定。
上传时间: 2013-04-24
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近年来,随着世界上汽车保有量的快速增长,不可避免的带来了交通拥挤、交通事故、废气的排放等问题。这些问题促使人们开始致力于研究智能交通系统(ITS),以此来保障交通安全,提高交通运输效率,方便出行。 车载导航系统是智能交通系统ITS最后发布的环节,它集先进的全球卫星定位技术、地理信息技术、数据库技术、多媒体技术、现代通信技术与嵌入式计算机系统于一体,实现车辆定位、车辆导航、实时信息发布等功能,为驾驶者提供便捷的服务,帮助驾驶者准确、安全、快速地到达目的地。随着汽车工业的快速发展以及对智能化交通的需求加深,研究适合中国国情的车载导航系统,有着极其重要的意义。 本论文针对车载导航系统要求成本低、体积小、功耗低、性能可靠等问题,设计了基于S3C2440A芯片的嵌入式Linux车载导航系统,建立了相应的硬件平台和软件平台,实现车载导航系统的定位查询、最优路径查询等功能。论文的主要工作如下: (1)深入研究智能交通动态信息平台的构架、作用,根据平台需要车载导航系统实现的功能,以及系统所要满足的价格低、体积小、功耗低、性能可靠等指标,提出了嵌入式车载导航系统的整体设计构架。选择使用三星公司32位嵌入式微处理器S3C2440A来搭建系统硬件平台,使用Linux操作系统来进行车载导航系统应用程序的开发。 (2)围绕S3C2440A芯片的性能结构,构建了系统硬件平台的整体框架。根据系统所需要的性能,对框架中的存储模块、GPS模块、GPRS模块以及外围接口等进行了选型设计。 (3)建立Linux操作系统的开发环境,完成BootLoader移植,实现了在S3C2440A芯片上的移植,最后研究了车载导航系统的程序设计与开发。 (4)论文的创新点之一在于设计的车载导航系统是动态交通信息平台中的发布环节,通过GPRS通信,它能够提供实时动态交通信息,并能进行最优路径查询,最大限度地实现了交通信息资源的共享。 (5)另外的创新点在于充分考虑成本和性能的基础上,选用了S3C2440A芯片来构建系统硬件平台。它预留了多媒体接口、相机接口、音频接口、网络接口等可以丰富车载导航系统的功能。 本文所研发的嵌入式车载导航系统经实验室调试,结果表明基本实现了设计要求。
上传时间: 2013-04-24
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超声波电机是一种全新原理的直接驱动电机,它利用压电陶瓷逆压电效应激发的超声振动作为驱动力,通过定转子间的摩擦力来驱动转子运动。与传统的电磁电机相比,它具有低速大转矩、无电磁干扰、动作相应快、运行无噪声、无输入自锁等卓越特性,在非连续运动领域、精密控制领域要比传统的电磁电机性能优越得多。超声波电机在工业控制系统、汽车专用电器、精密仪器仪表、办公自动化设备、智能机器人等领域有广阔的应用前景,近年来倍受科技界和工业界的重视,成为当前机电控制领域的一个研究热点。 本文主要研究了行波型超声波电机的嵌入式驱动控制系统设计。系统是基于ARM嵌入式微控芯片设计的。全文共分为6部分。第一章主要介绍了国内外超声波电机驱动控制技术在国内外的发展状况,ARM芯片的结构原理以及本课题的选题意义。第二章在前人的研究基础上做了系统仿真,为系统的硬件设计提供设计指导。第三章提出了基于ARM的超声波电机嵌入式驱动控制系统设计方案,并介绍了系统各个模块的设计与调试的过程和结果。第四章介绍了uC/OS-Ⅱ操作系统在ARM上的移植,以及基于该操作系统的电机控制系统软件设计流程。第五章介绍了系统各子程序的设计,速度控制与定位控制的算法设计,以及系统调试的结果。第六章总结了本论文的主要贡献、存在问题以及后续课题的研究方向。
上传时间: 2013-04-24
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数控机床是现代制造系统的基础和核心,而先进的数控技术是解决机床制造业持续发展的关键。随着嵌入式系统、微计算机技术和集成电路的迅速发展,高性能的32位CUP开始普及。它执行速度快、功能强大,在中、低档数控系统中已经完全可以替代PC机及8位单片机,获得更大的价格和技术优势。本文旨在打破传统基于PC机及8位单片机的数控系统,研究并设计一种基于ARM的32位嵌入式机床数控系统。 本文设计了基于ARM内核的嵌入式机床数控系统,并给出了硬件设计方案、软件程序设计思想及相应设计。硬件部分选用是日本NOVA电子有限公司研制的DSP运动控制专用芯片MCX314AL,作为数控装置电机的驱动芯片,其性能优良、接口简单、编程方便、工作可靠,给运动控制带来极大方便。采用ARM微处理器STR710负责控制MCX314AL、外围逻辑电路的管理及后台任务的实现。系统软件平台采用源代码公开的嵌入式实时操作系统uC/OS-Ⅱ,对数控系统软件模块的任务进行划分,并根据其实时性要求赋予不同优先级,采用基于优先级的抢占式调度算法,设计了任务间的通信方式及中断事件的响应,使该数控系统具有良好的实时性和稳定性,可以满足高精度加工的要求,同时也具有良好的人机界面和网络支持。
上传时间: 2013-05-25
上传用户:mylinden
语音识别是通过识别和理解过程把人类的语音信号转变为文本或命令的技术。近年来语音识别技术由于其重要性和研究难度成为研究的热点。随着嵌入式的发展,嵌入式语音识别技术成为语音识别领域发展的新的重要方向。 在此背景下,本课题进行基于ARM的嵌入式语音识别系统的研究。论文分别从理论分析、系统硬件平台的总体设计、系统软件的分析定制等方面,对语音识别在ARM上的应用做了研究。 1、在理论上,详细介绍了语音识别的发展历史与研究现状;具体阐述语音识别技术的基本原理和主要研究方法,并推导了语音识别技术中最常用到的两种算法DTW和HMM的数学模型,为进一步的语音识别研究打下基础。 2、在硬件平台方面,本文分析设计了语音识别系统的总体方案,主要包括以下三部分:语音识别系统的控制部分、语音的输入输出部分以及语音程序的存储部分;文中详细介绍了各部分的作用以及它们之间的连接方式,此外根据实际需要,选择确定了语音芯片等外围电路芯片的型号并扩展了外围电路。 3、在系统软件选择定制方面,不仅要求各部分自身功能完善,能够满足本课题的需求,而且要求各部分相互之间满足一定的兼容性,即定制的系统具有稳定性,可以有效的工作。考虑到以上的因素,本课题针对特定的语音识别系统的需求,对交叉编译环境、U-boot、内核、根文件系统等均进行了量身定制。最终选用Crosstool来制作专门编译Linux-2.6.22.6的交叉编译工具;选用比较稳定的支持tftp下载的u-boot-1.2.0作为引导程序;选用Linux-2.6.22.6作为嵌入式操作系统内核,并对其进行剪裁定制,特别是增加了UDA1341TS音频驱动和网卡驱动部分;选用了带有mdev功能的busybox-1.9.1来制作根文件系统。 在以上三方面的基础上,本课题对语音识别程序系统进行了实验研究。实验包括音频驱动、语音录制、语音训练、语音识别程序的编译以及语音识别等程序在ARM上的移植。 最后,本论文采用DTW模型,完成了语音模板的训练和语音识别的任务。经过实验测试,该系统有效完成了预期的语音识别任务。
上传时间: 2013-05-30
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