随着嵌入式技术和网络技术的发展和应用,充分结合两种技术优势的远程数据采集终端正在不断地被研究和开发。本文即是此背景下,综合以往远程数据采集终端的优缺点,对基于ARM的远程数据采集智能终端予以研究和实现,该终端具备GPRS和INTERNET两种接入方式。可通过RS232或A/D模块采集用户终端设备数据信息;在GPRS接入方式下使用GPRS无线数据终端通过GPRS网络接入互联网,在INTERNET接入方式下则直接接入互联网;接入后则可向远程控制中心上传用户终端据信息。本文研制的远程数据采集终端可广泛地应用包括环保数据采集在内的多种数据远程采集场合。 本文主要做了以下研究工作: 1、对硬件资源进行了外围扩展,对S3C44BOX处理器芯片的外围硬件进行了扩展设计,使之具备了满足使用需求的最小系统硬件资源。包括外围存储、LCD、键盘、以太网卡和GPRSi匿信模块等。 2、运用多任务操作系统可以有效的组织并行任务的处理,本文对μc/os-Ⅱ操作系统进行了移植,对原有μc/os-Ⅱ操作系统的抢占式调度机制进行了改造,使之成为整体抢占,局部轮询的调度机制;使之较好地满足了实际要求。 3、无论采用GPRS方式还是INTERNET方式,设备终端与INTERNET实现通信都必须具备相应的协议。本文实现了TCP/IP有关网络协议栈的建立,对协议进行了简化设计,实现了两种方式的接入,满足了嵌入式终端的要求。 4、为了使终端具备较好的人机交互能力,构建了嵌入式图形界面,实现了LCD图形显示和键盘输入控制的交互功能。 通过以上工作,建立了一个功能齐全,实时可靠,基于嵌入式系统的远程数据采集终端。
上传时间: 2013-07-17
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本文是四川省教育厅重点项目“经济型网络同步课堂关键技术研究与装备开发”关键技术的一部分,主要内容是实现嵌入式视频采集与存储。通过构建基于ARM微处理器和开源Linux操作系统的平台,实现视频数据的通用USB移动存储设备存储,达到经济型的目标。 本文详细介绍了整个系统平台研究开发和设计实现的过程。论文讨论了ARM微处理器在嵌入式系统中的应用,实现了SDRAM存储系统、Flash存储系统、串口、USB接口、IIC接口等模块的原理设计;分析了高速印制电路板设计中的难点并予以克服,实现了印制电路板设计。 论文介绍了Linux作为嵌入式操作系统的特点与优势,实现了将其完整移植到一个新硬件平台;论文同时还实现了引导代码、根文件系统、驱动程序等内容;视频采集与存储应用,设计采用缓冲区的方法保证其衔接,采用Linux线程机制进行多任务调度,最终实现了视频采集存储功能。 本系统充分结合了计算机科学、嵌入式技术和数字视频技术等前沿领域的众多理论和成果,体现了学科交叉与技术集成的创新。
上传时间: 2013-06-02
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随着计算机技术、通信技术、集成电路技术和控制技术的发展,传统的工业控制领域正经历着一场前所未有的变革,开始向网络化方向发展。本文即从未来工业控制网络发展的需要出发,设计并实现了以S3C2410微处理器为核心的嵌入式网络控制器。 本文以S3C2410-32 位微处理为核心,设计并实现了具有1路以太网接口、1路 USB Host 接口、1路USB Device 接口、3路RS232串口、1个CAN总线扩展卡、1个RS485扩展卡、1个RS422扩展卡使用、8路A/D、1路D/A、4路 PWM、一个 240×320TFT LCD 显示触摸屏的功能强大的嵌入式网络控制器。并在此基础上,结合嵌入式操作系统Windows CE建立了一个嵌入式软件开发平台。 在深入研究和分析CANopen协议的基础上,实现了基于Windows CE 的嵌入式 CANopen 协议栈,大大提高了嵌入式网络控制器在现场总线上的通信和控制能力,为新型的网络控制算法研究提供了实验平台。在探讨了TCP/IP协议的基础上研究了基于 Windows CE 的嵌入式 TCP/IP 协议栈,掌握了Windows CE 平台的网络 Socket 通信编程,使控制器能够通过以太网接到Intranet或Intemet上。 在完成嵌入式网络控制器硬件与软件设计的基础上,将控制器应用到了网络化的嵌入式数控系统的中央数控单元中,实现数控系统等数控设备小型化、网络化和集成化的需要。并以此为基础,结合计算机控制实验室建设,构建了三层(信息层、控制层和设备层)工业网络实验平台,实现了实验室设备真正的网络互连,为网络控制研究提供了一个高性能的平台。
上传时间: 2013-06-10
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近年来,随着计算机、微电子、通信及网络技术、信息技术的发展、数字化产品的普及,嵌入式系统渗透到了各个领域,已经成为计算机领域的一个重要组成部分,成为新兴的研究热点,嵌入式软件也在整个软件产业中占据了重要地位。一个好的调试工具对软件产品质量和开发周期的促进作用是不言而喻的,使得嵌入式调试工具成为了人们关注的重点。目前使用集成开发环境配合JTAG调试器进行开发是目前采用最多的一种嵌入式软件开发调试方式。国内在JTAG调试器开发领域中相对落后,普遍采用的是国外的工具产品。因此开发功能强大的嵌入式调试系统具有重要的实际意义。 当前嵌入式系统中尤其流行和值得关注的是ARM系列的嵌入式处理器。为此本课题的目标就是设计并实现一个应用于ARM平台的JTAG调试系统。GDB是一个源码开放的功能强大的调试器,可以调试各种程序,包括 C、C++、JAvA、PASCAL、FORAN和一些其它的语言,还包括GNU所支持的所有微处理器的汇编语言。此外GDB同目标板交换信息的能力相当强,胜过绝大多数的商业调试内核,因此使用GDB不仅能够保证强大的调试功能,同时可以降低调试系统的开发成本。为此本课题在对边界扫描协议、ARM7TDMI片上仿真器Embedded-ICE和GDB远程调试协议RSP做了深入研究的基础上,实现了GDB调试器对嵌入式JTAG调试的支持。此外设计中还把可重够计算技术引入到硬件JTAG协议转换器的开发设计中,使调试器硬件资源可复用、易于升级,并大大提高了数据的传输速度。从而实现了一个低成本的、高效的、支持源代码级调试的JTAG调试系统。
上传时间: 2013-08-04
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随着集成电路频率的提高和多核时代的到来,传统的高速电互连技术面临着越来越严重的瓶颈问题,而高速下的光互连具有电互连无法比拟的优势,成为未来电互连的理想替代者,也成为科学研究的热点问题。目前,由OIF(Optical Intemetworking Forum,光网络论坛)论坛提出的甚短距离光互连协议,主要面向主干网,其延迟、功耗、兼容性等都不能满足板间、芯片间光互连的需要,因此,研究定制一种适用于板级、芯片级的光互连协议具有非常重要的研究意义。 本论文将协议功能分为数据链路层和物理层来设计,链路层功能包括了协议原语设计,数据帧格式和数据传输流程设计,流量控制机制设计,协议通道初始化设计,错误检测机制设计和空闲字符产生、时钟补偿方式设计;物理层功能包含了数据的串化和解串功能,多通道情况下的绑定功能,数据编解码功能等。 然后,文章采用FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)技术实现了定制协议的单通道模式。重点是数据链路层的实现,物理层采用定制具备其功能的IP(Intellectual Property,知识产权)——RocketIO来实现。实现的过程中,采用了Xilinx公司的ISE(Integrated System Environment,集成开发环境)开发流程,使用的设计工具包括:ISE,ModelSim,Synplify Pro,ChipScope等。 最后,本文对实现的协议进行了软件仿真和上扳测试,访真和测试结果表明,实现的单通道模式,支持的最高串行频率达到3.5GHz,完全满足了光互连验证系统初期的要求,同时由RocketIO的高速串行差分口得到的眼图质量良好,表明对物理层IP的定制是成功的。
上传时间: 2013-06-28
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激光测距是随着激光技术的出现而发展起来的一种精密测量技术,因其良好的精确度特性广泛地应用在军事和民用领域。但传统的激光测距系统大多采用分立的单元电路搭建而成,不仅造成了开发成本较高,电路较复杂,调试困难等诸多问题,而且这种系统体积和重量较大,严重阻碍了激光测距系统的普及应用,因此近年来激光测距技术向着小型化和集成化的方向发展。本文就旨在找出一种激光测距的集成化方案,将激光接收电路部分集成为一个专用集成电路,使传统的激光测距系统简化成三个部分,激光器LD、接收PD和一片集成电路芯片。 本文设计的激光测距系统基于相位差式激光测距原理,综合当前所有的测相技术,提出了一种基于FPGA的芯片运用DCM的动态移相功能实现相位差测量的方法。该方法实现起来方便快捷,无需复杂的过程计算,不仅能够达到较高的测距精度,同时可以大大简化外围电路的设计,使测距系统达到最大程度的集成化,满足了近年来激光测距系统向小型化和集成化方向发展的要求,除此,该方法还可以减少环境因素对测距误差的影响,降低测距系统对测试环境的要求。本论文的创新点有: 1.基于方波实现激光的调制和发射,简化了复杂的外围电路设计; 2.激光测距的数据处理系统在一片FPGA芯片上实现,便于系统的集成。 在基于DCM的激光测距方案中,本文详细的叙述了利用DCM测相的基本原理,并给出了由相位信息得到距离信息的计算过程,然后将利用不同测尺测得的结果进行合成,并最终将距离的二进制信息转换成十进制显示出来。本文以Xilinx公司Virtex-II Pro开发板做为开发平台,通过编程和仿真验证了该测距方案的可行性。在采用多次测量求平均值的情况下,该测距方案的测距精度可以达到3mm,测距量程可达100m。该方案设计新颖,可将整个的数据处理系统在FPGA芯片中实现,为最终的专用集成芯片的设计打下了基础,有利于测距系统的集成单片化。
上传时间: 2013-06-20
上传用户:lili1990
扩频通信技术是信息时代的三大高技术通信传输方式之一,与常规的通信技术相比。具有低截获率、强抗噪声、抗干扰性,具有信息隐蔽和多址通信等特点,目前已从军事领域向民用领域迅速发展。在民用化之后,它被迅速推广到各种公用和专用通信网络之中,如卫星通信、数据传输、定位、测距等系统中。 扩频通信技术中,最常见的是直接序列扩频通信(DSSS)系统,然而目前专用扩频芯片大部分功能都已固化。缺少产品开发的灵活性。其次,目前用FPGA与DSP相结合实现的直接序列扩频的收发系统比较多,系统复杂且成本高。另外,现代扩频通信系统在接收和发送端需要完成许多快速复杂的信号处理,这对电路的可靠性和处理速度提出了更高的要求。因此,设计一个全部用FPGA技术实现的扩频通信收、发系统具有较强的实际应用价值。 根据FPGA的高速并行处理能力和全硬件实现的特点,采用直接序列扩频技术,借助QuartusⅡ6.0及Protel99se工具,完成了系统的软件仿真和硬件电路设计。实验结果表明,比用传统的FPGA与DSP相结合实现方式,提高了处理速度,减少了硬件延时。同时采用了流水线技术,提高了系统并行处理的能力。并且系统功能可以通过程序来修改和升级,与专用扩频芯片相比,具有很大的灵活性。所有模块都集成在一个芯片中,提高了系统的稳定性和可靠性。
上传时间: 2013-05-18
上传用户:天天天天
本文主要研究一种隔离器高速数据通信卡设计,并对基于PCI总线的内外网数据通讯和交换的硬件编程实现进行详细的说明,最后在pc机windows平台下对数据通信卡进行吞吐量和稳定性的测试。 首先介绍了网络安全的现状以及物理网络隔离的原理和重要性,并叙述了网络隔离产品的发展,接着介绍网络隔离系统,并提出硬件平台的总体设计方案:重点叙述了网闸内外网通讯的硬件核心数据通信卡设计思路和数据的流程,以及基于FPGA的PCI接口外部逻辑设计,并对该数据通讯卡在windows平台双机之间通讯作了测试,并对测试结果作了分析。
上传时间: 2013-07-30
上传用户:muyehuli
随着现代互联网规模的不断扩大,网络数据流量迅速增长,传统的路由器已经无法满足网络的交换和路由需求。当前,新一代路由器普遍利用了交换式路由技术,通过使用交换背板以充分利用公共通信链路,有效的提高了链路的利用率,并使各通信节点的并行通信成为可能。硬件系统设计中结合了专用网络处理器,可编程器件各自的特点,采用了基于ASIC,FPGA,CPLD硬件结构模块化的设计方法。基于ASIC技术体系的GSR的出现,使得路由器的性能大大提高。但是,这种路由器主要满足数据业务(文字,图象)的传送要求,不能解决全业务(语音,数据,视频)数据传送的需要。随着网络规模的扩大,矛盾越来越突出,而基于网络处理器技术的新一代路由器,从理论上提出了解决GSR所存在问题的解决方案。 基于网络路由器技术实现的路由器,采用交换FPGA芯片硬件实现的方式,对路由器内部各种单播、多播数据包进行路由转发,实现网络路由器与外部数据收发芯片的数据通信。本文主要针对路由器内部交换FPGA芯片数据转发流程的特点,分析研究了传统交换FPGA所采用的交换算法,针对简单FIFO算法所产生的线头阻塞现象,结合虚拟输出队列(VOQ)机制及队列仲裁算法(RRM)的特点,并根据实际设计中各外围接口芯片,给出了一种消除数据转发过程中出现的线头阻塞的iSLIP改进算法。针对实际网络单播、多播数据包在数据转发处理过程的不同,给出了实际的解决方案。并对FPGA外部SSRAM包缓存带宽的利用,数据转发的包乱序现象及FPGA内部环回数据包的处理流程作了分析并提出了解决方案,有效的提高了路由器数据交换性能。 根据设计方案所采用的算法的实现方式,结合FPGA内部部分关键模块的功能特点及性能要求,给出了交换FPGA内部可用BlockRam资源合理的分配方案及部分模块的设计实现,满足了实际的设计要求。所有处理模块均在xilinx公司的FPGA芯片中实现。
上传时间: 2013-04-24
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本文分析了当代高精度地震勘探数据采集系统的发展现状,研究了数据采集的A/D方法及理论、现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray,FPGA)技术的发展及原理,串口通信的原理及实现。在此基础上,探讨了采用FPGA控制24位△∑模数转换器来实现高精度地震勘探数据采集系统的实现思路,对探测传感器或检波器后端数据采集系统的信号A/D转换、FPGA与外部接口设计、串口数据通信做了详细的研究,尤其是在用FPGA来完成与外部ADC的接口控制上做了深入的开发和设计,整个接口控制模块采用VHDL语言编写,并同时将ROM、FIFO等数字逻辑模块一起集成到一片FPGA芯片当中,并在Quartus Ⅱ6.0的开发平台上通过了软件仿真,时序仿真结果达到了系统要求。
上传时间: 2013-05-21
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