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  • 基于ARM架构的无线数据采集与处理终端的研究与开发

    随着计算机、通信及网络技术的高速发展,嵌入式系统广泛地渗透到各行各业及人们日常生活的方方面面中。由于嵌入式系统的复杂性不断增加,嵌入式操作系统成为了嵌入式系统中最重要的组成部分。在各种嵌入式操作系统中,Linux凭借其性能优异、结构清晰、平台支持广泛、网络支持强劲及开放源代码等多方面的优势,被嵌入式系统开发者广泛的采用。同时随着近几年来国内嵌入式领域发展非常迅速,其中32位ARM处理器结构体系的嵌入式CPU在商用领域、工控领域和军用领域都得到了广泛使用。 近几年随着无线通信技术、传感器技术、信息采集和处理技术的飞速发展,出现了低成本、低功耗、多功能的微型无线传感器节点。无线传感器网络是随着传感器节点的发展而兴起的计算机科学技术的一个新的研究领域,它是由一组无线传感器节点通过ad-hoc方式构成的无线网络,综合传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和无线通信技术,能够协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,并对其进行处理,并传送到需要这些信息的用户处。这种无线网络系统被广泛地用于国防军事、国家安全、环境监测、交通管理、医疗卫生、制造业、反恐救灾等领域,具有十分巨大的发展潜力,引起了学术界和工业界的高度重视。 目前,手持终端的应用范围主要是在商业领域,开发一款适合在工业现场等无线传感网络监控领域的手持终端是本文的初衷。本文从嵌入式系统的角度,采用目前比较流行的ARM9处理器和嵌入式Linux的操作系统,阐述手持终端硬件平台的设计和软件的移植方案;接着研究了系统引导程序的原理、设备驱动开发的关键点、根文件系统的制作方法。在此基础上,分析和移植引导程序U-Boot 1.1.4的实现、无线收发芯片CC2420的驱动开发和帧缓冲驱动的开发,并针对目标平台的特点完成了文件系统的构建;然后介绍了基于Qt/Embedded的图形界面开发的基础,最后对本文研究工作进行总结。

    标签: ARM 架构 无线 数据采集与处理

    上传时间: 2013-06-26

    上传用户:lguotao

  • 基于ARM平台的车载导航系统的研究与设计

    汽车导航及定位是在全球卫星定位系统(GPS,Global Positioning System)的基础上发展起来的一门新型技术。它是由GPS定位系统、电子地图、嵌入式系统组成。汽车导航系统接收GPS所传送的卫星信号,得到车辆的即时位置,通过GPS信号处理系统传送给CPU,再配合嵌入式系统上的电子地图,将车辆经过的轨迹显示在显示屏上。本文设计了一种汽车导航定位系统,以ARM微处理器为核心,移植嵌入式操作系统,在此基础上绘制电子地图,显示车辆运行轨迹。主要研究内容如下: 完成了车载导航系统总体方案的分析与设计。分析了多种嵌入式微处理的性能和应用。确定了以S3C44BOX为核心构建导航系统硬件平台的解决方案,并设计了导航系统的总体框架。 完成了车载导航系统硬件平台的设计,包括存储器系统、通信总线、GPS模块等接口电路的设计。根据高速数字电路的设计要求,在双面板上实现了基于ARM的汽车导航定位系统的PCB布线。编写了系统初始化代码,完成了对硬件平台的调试工作。 根据系统的实际情况,选择了实时多任务操作系统μC/OS-II和嵌入式图形用户界面μC/GUI作为本系统的软件平台,完成了两者在系统硬件平台上的移植。针对μC/GUI环境下简体中文汉字的显示问题,给出了一种比较完善的解决方案。 介绍了GPS的卫星定位原理,以及GPS接收的数据格式。在嵌入式图形用户界面μC/GUI的基础上实现车载导航系统LCD上电子地图的绘制,提出了基于μC/GUI及Maplnfo MIF地图数据格式的电子地图的设计与实现方法。实现了矢量电子地图的显示、缩放、漫游、图层管理以及简单的数据查询导航功能,提出了用边界检测算法提高电子地图漫游时的显示速度。在此开发平台上还实现了GPS定位数据的采集、处理,初步完成了定位模块的部分功能。

    标签: ARM 车载导航

    上传时间: 2013-05-22

    上传用户:bjgaofei

  • 基于ARM平台的数码相框软件开发

    数字摄影的兴起不可避免地引起了数码相框的发展,因为仅有不到35%的数码照片被打印。数码相框的基本原理就是采用普通相框的造型,把原来相框中间的照片部分换成液晶显示屏,配上电源,存储介质等,使得同一个相框内可以循环播放照片,比普通相框的单一显示功能更有优势。从2007年开始,数码相框的市场关注度开始激增。在2008年,数码相框市场呈现高速发展的态势,具有极高的潜在市场价值。 本论文以此为出发点,进行数码相框软件的开发研究工作。作为一款嵌入式产品,核心部件CPU采用了性能价格比、性能功耗比都很高的ARM架构处理器之中的一款——三星S3C2440A,显示器采用了支持双精度扫描的液晶显示屏。软件方面,Bootloader采用较为成熟的u-boot-1.1.4,Linux内核的版本为2.6.12,系统命令集由busybox构成。利用ARM处理器对Linux系统良好的移植性、自带的LCD控制器、音频控制器、SD与USB控制器的特点,进行图像显示、音频播放与文件管理。对于目前大部分数码相框在图片浏览和文件管理功能上的不足,本设计的图像显示功能充分利用了触摸屏功能,实现了图像的触摸式移动,使用户可以自由的观看放大后的图像;文件管理功能则设计成了类似windows的文件浏览器,不仅具有丰富的文件管理功能,而且使习惯了windows的广大用户可以很快的熟悉此功能,并为将来升级为下一代的细分产品——数码相册做好准备。 本设计的核心是基于ARM平台的系统移植与基于QT的应用程序设计。首先根据系统的总体设计思路选择合适的硬件组合;然后在此基础上进行u-boot的移植,嵌入式Linux的移植,QT Embedded/Qtopia的移植,以及最后QT图形界面的设计。

    标签: ARM 数码相框 软件开发

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:rockjablew

  • 基于ARM平台及短消息的多点温度监测系统设计

    随着现代控制技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现,能够独立工作的温度检测和显示系统已经应用于诸多领域。传统的温度监测系统可靠性和实时性相对较差,温度测量的精度和准确度较低,而且大多采用有线方式对整个系统进行控制,这不利于应用的扩展。近年来,嵌入式系统和无线通信技术(特别是短消息业务)受到远程监测领域研究者的密切关注,成为一个研究热点。本文提出了一种将带有I2C总线的ARM嵌入式微处理器和短消息业务(SMS)用于温度检测系统中的方法,实现了温度的多点监测。本文的主要研究内容如下: (1)多点温度监测系统硬件设计。采用以ARM微处理器LPC2290芯片为核心的嵌入式工控板,通过对Benq无线通信模块M22的控制,接收并识别监测中心发过来的短消息内容,实现了多点温度的采集及显示;采用八个带有I2C总线接口的数字温度传感器LM75,组成八点温度采集电路:利用带有I2C总线接口的LED驱动器件ZLG7290及共阴式数码管为温度显示电路,保证了温度测量的精度和准确度。 (2)多点温度监测系统软件设计。根据整个监测系统的特点,提出了软件设计的总体思路,并以ADS1.2为集成开发环境,将μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统的相关代码移植到LPC2290中;采用分层体系思想,使用标准C语言编写程序,结合嵌入式操作系统的任务管理、信号量等机制,并调用相关的应用程序接口函数(API函数),设计了包括温度采集、温度显示、短消息接收与发送等多个子程序。 (3)监测中心软件设计。为了增强系统控制和数据管理功能,使用Visual C++6.0及ADO数据库技术编写了监测中心软件人机交互界面,通过串口使另一M22无线通信模块同监测中心上位机的通信,实现了在PC机上发送短消息指令对下位机进行远程控制,并将接收到的数据存储在Access数据库中以便分析处理。 嵌入式技术和短消息业务在一定程度上提高了多点温度监测系统的测量精度、可靠性、稳定性和实时性,对改进远程监测系统的控制方式和数据传输方式有一定的意义,也为对嵌入式应用项目的开发奠定了基础。

    标签: ARM 多点 温度监测 系统设计

    上传时间: 2013-07-08

    上传用户:feichengweoayauya

  • MDIO接口逻辑设计及其FPGA验证

    随着集成电路技术的飞速发展,芯片的规模越来越大,集成度越来越高,工作频率越来越快,但是芯片的设计能力却面临巨大的挑战。而IP核的重用则是解决当今芯片设计所面临问题的最有效的解决方法。 MDIO接口模块为以太网接口芯片中MAC层对PHY器件的控制管理接口。随着以太网技术的快速发展以及MAC应用越来越广泛,MDIO接口模块的应用也越来越多,因此将MDIO接口模块设计成可重用的IP核对于以各种太网接口集成芯片的设计具有很重要的作用。 本文详细描述了MDIO接口模块IP核的设计,介绍了该IP核的系统结构以及各个子模块的详细设计方法,对此IP核进行了仿真验证,最后进行了FPGA测试,功能和性能达到了要求,最终通过了IP审核流程并且已成功应用于企业的以太网接口芯片中。

    标签: MDIO FPGA 接口 逻辑设计

    上传时间: 2013-07-20

    上传用户:nanfeicui

  • 64位MIPS微处理器的模块设计和FPGA验证

      作为嵌入式系统核心的微处理器,是SOC不可或缺的“心脏”,微处理器的性能直接影响着整个SOC的性能。  与国际先进技术相比,我国在这一领域的研究和开发工作还相当落后,这直接影响到我国信息产业的发展。本着赶超国外先进技术,填补我国在该领域的空白以摆脱受制于国外的目的,我国很多科研单位和公司进行了自己的努力和尝试。经过几年的探索,已经有多种自主知识产权的处理器芯片完成了设计验证并逐渐进入市场化阶段。我国已结束无“芯”的历史,并向设计出更高性能处理器的目标迈进。  艾科创新微电子公司的VEGA处理器,是公司凭借自己的技术力量和科研水平设计出的一款64位高性能RSIC微处理器。该处理器基于MIPSISA构架,采用五级流水线的设计,并且使用了高性能处理器所广泛采用的虚拟内存管理技术。设计过程中采用自上而下的方法,根据其功能将其划分为取指、译码、算术逻辑运算、内存管理、流水线控制和cache控制等几个功能块,使得我们在设计中能够按照其功能和时序要求进行。  本文的首先介绍了MIPS微处理器的特点,通过对MIPS指令集和其五级流水线结构的介绍使得对VEGA的设计有了一个直观的认识。在此基础上提出了VEGA的结构划分以及主要模块的功能。作为采用虚拟内存管理技术的处理器,文章的主要部分介绍了VEGA的虚拟内存管理技术,将VEGA的内存管理单元(MMU)尤其是内部两个翻译后援缓冲(TLB)的设计作为重点给出了流水线处理器设计的方法。结束总体设计并完成仿真后,并不能代表设计的正确性,它还需要我们在实际的硬件平台上进行验证。作为论文的又一重点内容,介绍了我们在VEGA验证过程中使用到的FPGA的主要配置单元,FPGA的设计流程。VEGA的FPGA平台是一完整的计算机系统,我们利用在线调试软件XilinxChipscope对其进行了在线调试,修正其错误。  经过模块设计到最后的FPGA验证,VEGA完成了其逻辑设计,经过综合和布局布线等后端流程,VEGA采用0.18工艺流片后达到120MHz的工作频率,可在其平台上运行Windows-CE和Linux嵌入式操作系统,达到了预计的设计要求。  

    标签: MIPS FPGA 微处理器 模块设计

    上传时间: 2013-07-07

    上传用户:标点符号

  • 运算放大器的基本工作原理介绍(很全)

    运算放大器的基本工作原理,包括非倒相放大电路、倒相放大电路、差分放大电路。还有一些放大器电流电压的计算方法

    标签: 运算放大器 基本工作

    上传时间: 2013-07-06

    上传用户:wang0123456789

  • MPEG2图像加密的FPGA实现

    本论文讨论的是如何对符合DVB-T标准的数字图像无线监控系统中的MPEG2图像实现底层硬件的实时加/解密.数字图像无线监控系统是某公司研发的符合DVB-T标准的实时图像语音无线传输系统,通过对实时采集的图像等信息的发射与接收实现对远程现场的无线监控.为了保证图像数据在传输中的保密性,设计了基于FPGA的实时MPEG2图像加/解密系统.该系统由加/解密算法模块和密钥管理模块组成.加/解密算法模块完成发射机及接收机中的实时数据流的加/解密,该模块是基于FPGA的,采用美国国家标准DES(Dara Encryption Standard)算法,实现了对MPEG2 TS流的硬件加/解密.密钥管理模块完成加/解密模块的密钥产生、管理、控制、输入等功能.本论文首先介绍了密码学的基本知识及几种典型的加密体制和算法.接着介绍了DVB-T数字广播标准和数字图像无线监控系统的原理和系统结构.然后对图像加解密器的系统设计原理及实现做了详细介绍.在此基础上,介绍了FPGA中的加密算法的仿真及实现和密钥管理模块的实现.最后介绍了系统的硬件电路和整个系统的软硬件调试.本人的工作主要包括:1.查阅资料,了解密码学及DVB系统相关领域知识.2.根据项目要求设计基于FPGA的实时MPEG2图像加/解密系统方案.3.基于FPGA完成MPEG2图像的底层硬件加密及解密逻辑程序设计,并设计各个控制程序和驱动.4.设计系统原理图及电路板,完成系统的软硬件调试和与全系统的联调.

    标签: MPEG2 FPGA 图像加密

    上传时间: 2013-06-30

    上传用户:jiiszha

  • 高速Viterbi译码器的FPGA实现

    本文提出了一种高速Viterbi译码器的FPGA实现方案。这种Viterbi译码器的设计方案既可以制成高性能的单片差错控制器,也可以集成到大规模ASIC通信芯片中,作为全数字接收的一部分。 本文所设计的Viterbi译码器采用了基四算法,与基二算法相比,其译码速率在理论上约提升一倍。加一比一选单元是Viterbi译码器最主要的瓶颈所在,本文在加一比一选模块中采用了全并行结构的设计方法,这种方法虽然增加了硬件的使用面积,却有效的提高了译码器的速率。在幸存路径管理部分采用了两路并行回溯的设计方法,与寄存器交换法相比,回溯算法更适用于FPGA开发设计。为了提高译码性能,减小译码差错,本文采用较大译码深度的回溯算法以保证幸存路径进行合并。实现了基于FPGA的误码测试仪,在FPGA内部完成误码验证和误码计数的工作。 与基于软件实现译码过程的DSP芯片不同,FPGA芯片完全采用硬件平台对Viterbi译码器加以实现,这使译码速率得到很大的提升。针对于具体的FPGA硬件实现,本文采用了硬件描述语言VHDL来完成设计。通过对译码器的综合仿真和FPGA实现验证了该方案的可行性。译码器的最高译码输出速率可以达到60Mbps。

    标签: Viterbi FPGA 译码器

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:181992417

  • 基于ARM与FPGA的高速数据采集技术研究

    本文研究基于ARM与FPGA的高速数据采集系统技术。论文完成了ARM+FPGA结构的共享存储器结构设计,实现了ARMLinux系统的软件设计,包括触摸屏控制、LCD显示、正弦插值算法设计以及各种显示算法设计等。同时进行了信号的高速采集和处理的实际测试,对实验测试数据进行了分析。 论文分别从软件和硬件两方面入手,阐述了基于ARM处理器和FPGA芯片的高速数据采集的硬件系统设计方法,以及基于ARMLinux操作系统的设备驱动程序设计和应用程序设计。 硬件方面,在FPGA平台上,我们首先利用乒乓操作的方式将一路高速数据信号转换成频率为原来频率1/4的4路低速数据信号,再将这四路数据分别存储到4个FIFO中,然后再对这4个FIFO中的数据拼接并存储在FPGA片上的双端口双时钟RAM中,最后将FPGA的双端口双时钟RAM挂载到ARM系统的总线上,实现了ARM和FPGA共享存储器的系统结构,使ARM处理器可以直接读取这个双端口双时钟的RAM中的数据,从而大大提高了数据采集与处理的效率。在采样频率控制电路设计方面,我们通过使FIFO的数据存储时钟降低为标准状态下的1/n实现数据采集频率降为标准状态的1/n,从而实现了由FPGA控制的可变频率的数据采集系统。 软件方面,为了更有效地管理和拓展系统功能,我们移植了ARMLinux操作系统,并在S3C2410平台上设计实现了基于Linux操作系统的触摸屏驱动程序设计、LCD驱动程序移植、自定义的FPGA模块驱动程序设计、LCD显示程序设计、多线程的应用程序设计。应用程序能够控制FPGA数据采集系统工作。 在前端采样频率为125MHz情况下,系统可以正常工作。能够实现对频率在5MHz以下的信号波形的直接显示;对5MHz至40MHz的信号,使用正弦插值算法进行处理,显示效果良好。同时这种硬件结构可扩展性强,可以在此基础上实现8路甚至16路缓冲的系统结构,可以使系统支持更高的采样频率。

    标签: FPGA ARM 高速数据 采集

    上传时间: 2013-07-04

    上传用户:林鱼2016