随着信息产业和集成电路技术的进步,嵌入式应用领域得到了蓬勃和快速的发展。嵌入式应用开发的重要特点是满足应用门类的多样化需求,嵌入式应用的多样化主要体现在目标机硬件平台的多样化,而硬件平台的多样化则对嵌入式系统平台的底层构建提出了严格要求,因此不同硬件平台底层构建研究是嵌入式开发中的一个重要问题。 嵌入式软硬件平台的底层构建主要涉及以下几个部分: 1、嵌入式开发环境构建,涉及交叉编译环境、交叉调试环境等; 2、嵌入式硬件平台构建,涉及硬件平台选型、地址分配等; 3、U.Boot移植,涉及U-Boot启动分析、移植分析等; 4、嵌入式操作系统移植,涉及uClinux内核结构、移植分析等; 5、驱动程序的开发,涉及硬件分析、Linux下驱动分析等; 与此同时,安全防范系统作为现代化的安全警卫手段,近年来正越来越多地进入各个行业的各种应用领域,智能家居已经成为高科技发展必然的趋势。另外,运营商宽带网络缺乏新的利润增长点,在已有的宽带网络上开发新的业务迫在眉睫。基于ARM的家庭安防网关与局端设备相结合,配备无线报警信号自学习型编解码收发模块,完全解决了上述两个问题。 本文以多媒体综合报警系统项目中的终端产品XXX型家庭安防网关为依托,以开发流程为主线,就ARM+uClinux嵌入式平台给出了以上五个嵌入式开发过程中底层平台构建的关键技术解决方案。正文中将依次介绍项目概述、目标硬件平台分析、交叉开发环境构建以及U-Boot的移植、uClinux的移植和具体驱动程序的开发。
上传时间: 2013-05-25
上传用户:李彦东
随着计算机技术和网络的飞速发展,流媒体技术的产生满足了人们快速获取多媒体信息的需求。它基于RTP/RTCP协议,运用流式传输技术,可以使人们在最短的时间内获得想要的多媒体资讯。流媒体技术可广泛应用于视频播放、视频会议、远程教育等。嵌入式系统是当前研究的另一个热点。它具有低功耗、体积小、集成度高和专用性强等特点。嵌入式系统早期主要应用于军事及航空航天领域,随着工nternet的发展,新型的嵌入式系统正朝着信息家电IA(InformationAppliance)和3C(Computer、Commtlnication&Consumer)产品方向发展。 因此,基于嵌入式设备的流媒体传输就是一个非常有意义的研究方向。本文基于南京某公司的实际产品项目“电梯多媒体项目”,将流媒体技术与嵌入式设备相结合,应用于电梯之中,使多媒体资讯的传播无处不在。 本文首先研究了流媒体传输的相关技术。深入研究了用于流媒体传输的实时传输与控制协议RTP/RTCP,掌握其结构与规则;研究了实时传输QoS控制技术,分析现有的一些网络传输控制方法,分析了流媒体与嵌入式系统的特点。 本文然后详细分析了基于窗口的拥塞控制方法和基于速率的拥塞控制方法的原理和适用范围,并改进了其中基于发送端速率控制的拥塞控制方法,设计了一种基于接收端缓存和发送端速率控制相结合的流媒体传输控制方法。通过对接收端缓存剩余空间临界点的设置与监控,来辅助调节发送端的数据发送速率。它既可以避免网络拥塞,又可以提高流媒体的传输质量。 本文最后介绍了嵌入式Linux系统的移植,分析了网络上开源的RTP/RTCP实现库JRTPLIB,并结合本文实际需要,对RTCP中RR分组的结构做了修改,以此为基础设计了一个系统,实现本文所改进的用于ARM流媒体传输控制的方法。
上传时间: 2013-07-06
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随着社会的发展,网络视频监控系统已经成为日常生产生活中的重要辅助设备,应用十分广泛。当前视频监控系统正逐步由模拟化走向数字化,随着视频压缩技术和网络技术的发展,开发新一代的基于计算机网络和多媒体MPEG-4压缩算法的视频监控系统已成为整个行业技术发展的主要方向之一。人们有时会采用DSP与MPEG-4算法结合的方案来实现,也有的部门采用了片上系统(SOC),但这些不但编程极度复杂,而且成本也过高。本文提出并研究设计了一种基于ARM微处理器S3C2410、MPEG-4专用压缩芯片MPG440、以嵌入式Linux为操作系统的视频监控系统方案,不仅开发便捷、成本低廉,而且实时性较好,适应范围广。 首先,采用软硬件协同设计的思想提出了系统的总体设计方案,系统的整体架构分为摄像头、云台控制器、网络视频服务器以及客户端PC机等四大部分。 第二,以三星公司的S3C2410芯片和DAVICOM公司的DM9000以太网接口芯片为硬件核心,对整个系统进行了模块化的硬件电路的设计。根据S3C2410的特点及系统整体需求,完成了电源复位模块、晶振模块、存储器接口模块、视频数据处理模块、以太网接口模块、云台控制模块等的硬件选型与电路连接。其中,在云台控制模块等的电路设计中充分体现了优化设计的技巧,并重点对网络接口部分和视频数据处理部分进行了详细的硬件设计与说明。阐述了整个系统的工作流程。 第三,从应用需求出发,选择嵌入式Linux操作系统作为本系统的软件平台,搭建了交叉式的开发环境,对bootloader进行了选择,并给出了加载步骤。完成了对嵌入式Linux内核的选择及移植。 第四,采用基于任务的设计方法对服务器端的软件进行了总体设计,主要包括共用程序库、config配置文件、日志文件以及多个任务等。并对运行于客户端的软件设计进行了简要说明。 第五,由于数字视频传输的实时性能和通过网络传输以后客户端接收的视频图像质量在本系统中至关重要,所以本文对传输信道和网络协议进行了优化选择,并详细阐述了IP组播技术、流媒体传输协议等在图像传输过程中的具体应用。
上传时间: 2013-04-24
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随着电力电子器件及其它非线性负荷在电网中大量的投入使用,致使电网的非线性、不稳定性和不对称性日趋严重。通过对电能质量进行在线实时监测、记录和分析,可以为改善电能质量、制定有关电能质量的治理措施以及确定治理装置的技术参数提供必要的依据。 嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软/硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。它正逐步成为当今计算机技术发展的热点,己经广泛应用于工业控制、智能仪器、通信设备、消费电子等各个方面。随着信息技术和数字技术的不断发展,嵌入式系统必将更加广泛的应用到生产生活的各个方面。 本文将电能质量监测与基于ARM技术的嵌入式系统结合起来,设计基于ARM技术的嵌入式电能质量监测系统,实现对电能质量指标的实时在线监测。 论文介绍了电能质量的概念,电能质量问题的危害及电能质量监测的重要意义,分析了电能质量监测国内外研究现状及发展趋势,详细介绍了电能质量国家标准及其测量原理。重点阐述了嵌入式系统的概念、组成,分析了μC/OS-Ⅱ实时操作系统内核的调度机制,完成其在ARM处理器上的移植,构建电能质量监测系统的嵌入式软/硬件开发平台;在此平台上详细设计了电能质量监测系统的硬件电路,提出嵌入式软件系统设计的整体方案,详细说明了在嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ下的软件开发方法。
上传时间: 2013-05-26
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LED照明已确然成为一项主流技术。该项技术正日臻成熟,标志之一就是大量LED照明标准和规范的陆续出台。严格的效率要求已存在相当一段时间了,今后仍将不断提高。但近段时间,LED照明设计师的工作却更为棘手了,因为要同时满足以下两项要求:既要用针对白炽灯的调光器来实现调光控制功能,又要实现高功率因数性能。
上传时间: 2013-05-27
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正交频分复用(OnIlogonaJ Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术通过将整个信道分为多个带宽相等并行传输的子信道,通过将信息经过子信道独立传输来实现通信,子信道的正交性可以保证最大限度的利用频谱资源。OFDM系统通过循环前缀来消除符号间干扰(ISI),通过IDFT/DFT调制解调降低了系统实现的复杂度。由于其频谱利用率高,抗多径能力强,在多种通信场合中都得到了应用。虽然有着上述优点,但为了准确的恢复信号,信道估计是OFDM系统中必须实现的一环。 本文正是针对OFDM接收机中的信道估计模块的运算部件的实现进行了研究。首先,研究了OFDM信道估计的LS算法,一阶线性插值算法,二次多项式插值算法,建立了适用于宽带通信系统的信道估计模块模型。其次研究了加法器电路和乘法器电路的实现,包括进位行波加法器,曼彻斯特进位链,超前进位加法器和乘法原理,阵列乘法器,wallace树乘法器及BOOTH编码算法,并分析了各种电路的特性及优缺点。接着研究了几种主要的除法器设计算法,包括数字循环算法,基于函数迭代的算法,以及CORDIC算法,结合信道估计的特点选择了函数迭代和CORDIC算法作为具体实现的方法。最后,在前面的设计的基础上在FPGA芯片上实现了前面的设计方案。
上传时间: 2013-06-06
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随着全球经济不断增长和信息技术持续发展,越来越多用户提出了对数据、语音和视讯等宽带接入业务的需求。传统的接入网技术己成为新一代宽带通信网络建设的瓶颈,通信网络的宽带化成为一个必然的趋势。在众多新兴的接入技术中,宽带无线接入技术以其特有的优势成为近年来通信技术市场的最大亮点。基于IEEE802.16e的WiMAX技术作为一种面向无线城域网(WMAN)的宽带接入方案,正以其优异的性能和广阔的市场前景而倍受关注。 本文是基于WiMAX技术的网络终端的设计,根据IEEE802.16e协议,物理层需要对收发信息进行编解码、调制解调等的处理,其中包含很多运算密集的算法;这些处理有些适合硬件逻辑实现,有些适合数字信号处理器实现,所以设计采用了FPGAs+DSPs的实现方式。考虑对接收和发送数据的不同处理,在详细分析上行和下行链路的工作过程的基础上,对模块的进行了详细划分,并对系统的FPGA部分进行了详细设计。 设计中本文充分考虑了FPGA和DSP之间处理的优缺点,并注意避免器件之间通信的复杂化,在满足器件之间数据流量的同时,尽量使数据流向简单化,避免了延时增加和接口带宽调度的复杂化。最终整个设计完成完整的802.16e网络终端的物理层基带处理功能。
上传时间: 2013-06-01
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JPEG2000是新一代图像压缩标准,JPEG2000与传统JPEG最大的不同,在于它放弃了JPEG所采用的以离散余弦变换(Discrete Cosine Transform)为主的区块编码方式,而采用以小波转换(Wavelet Transform)为主的多解析编码方式.离散小波变换算法是现代谱分析工具,在图像处理与图像分析领域正得到越来越广泛的应用.由于JPEG2000标准具有复杂的算法,全部用软件来实现将会占用很大的处理器时间开销和内存开销,尤其对于实时图像传输和处理系统,因而用硬件电路来实现JPEG2000标准的部分或全部,就具有重要的意义,本课题的目的就是用硬件电路来实现JPEG2000标准中的离散小波变换部分,论文研究的主要工作就是设计了一个符合JPEG2000标准的、高性能的多级二维离散小波变换的硬件电路.论文研究的内容主要分为两部分,第一部分首先分析了JPEG2000标准和离散小波变换的原理,重点研究了离散小波变换的快速算法,包括第一代小波变换所采用的卷积算法和第二代小波变换所采用的提升算法,然后具体分析了离散小波变换在JPEG2000中的具体实现.论文第二部分对两种离散小波变换快速算法的硬件实现进行了比较,并选择卷积滤波算法作为硬件实现的对象,并采用Daubechies9/7小波基.然后具体设计了离散小波变换的各个模块,所有的模块都是有硬件描述语言(Verilog HDL)来实现,经过仿真和逻辑综合,在一块自行设计的FPGA开发板上进行了验证.仿真和验证的结果表明了该小波变换的硬件电路符合JPEG2000标准,具有较高的速度和信噪比.
上传时间: 2013-04-24
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本文着重研究了OFDM调制解调技术在FPGA上的实现。全文内容安排如下: 第一章介绍了PLD(可编程逻辑器件)和OFDM(正交频分复用)技术的发展历史。 第二章介绍了PLD的分类、工艺和结构特点,以及FPGA的开发环境、开发流程和Verilog语言的特点。 第三章就OFDM系统中的基本概念进行了详细的阐述。 第四、五章是OFDM算法的在FPGA上的实现,首先对要实现的算法进行分析,给出了需要实现的指标。然后给出了FPGA的实现方案,对系统的进行仿真,给出了仿真波形图和系统性能分析。 第六章总结了全文的工作,对OFDM技术的实现需要进一步完善的方面进行了探讨。
上传时间: 2013-08-05
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现场可编程门阵列FPGA具有性能好、规模大、可重复编程、开发投资小等优点,在现代电子产品中应用得越来越广泛。随着微电子技术的高速发展,成本的不断下降,FPGA正逐渐成为各种电子产品不可或缺的重要部件。 FPGA软件复杂的设置和不同的算法、FPGA硬件多样的结构和丰富的功能、各个厂商互不兼容的软硬件等差异,都不仅使如何挑选合适的软硬件用于产品设计成为FPGA用户棘手的问题,而且使构造一个精确合理的FPGA软硬件性能的测试方法变得十分复杂。 基准测试是用一个基准设计集按照统一的测试规范评估和量化目标系统的软件或硬件性能,是目前计算机领域应用最广泛、最主要的性能测试技术。 通过分析影响FPGA软硬件性能基准测试的诸多因素,比如基准设计的挑选、基准设计的优化,FPGA软件的设置和约等,本文基于设计和硬件分类、优化策略分类的基准测试规范,提出了一组详尽的度量指标。 基准测试的规范如下,首先根据测试目的配置测试环境、挑选基准设计和硬件分类,针对不同的FPGA软硬件优化基准设计,然后按照速度优先最少优化、速度优先最大优化、资源和功耗优先最少优化、资源和功耗优先最大优化四种优化策略分别编译基准设计,并收集延时、成本、功耗和编译时间这四种性能数据,最后使用速度优先最少优化下的性能集、速度优先最少优化性能集、资源和功耗优先最少优化下的性能集、资源和功耗优先最大优化下的性能集、速度优先最少和最大优化之间性能集的差、速度优先最少优化下性能集的比较等十个度量指标量化性能,生成测试报告。 最后,本基准测试规范被应用于评估和比较Altera和Xilinx两厂商软硬件在低成本领域带处理器应用方面的性能。
上传时间: 2013-04-24
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