随着数字电视日益深入人心,高清概念越来越为人所熟知。带有高清视频功能的产品已经逐步走向人们的工作和生活,高清视频处理已经从理论研究走向系统实际应用。毫无疑问,无论是从观众的视觉还是从产业的角度来看,高清视频已经成为数字视频技术发展的必然趋势。本文研究了整个编解码系统中ARM控制模块的软件设计,最终完成以PC机为终端控制平台,经ARM控制模块将命令发送给核心编解码芯片MB86H51,使其完成相应的操作。、本文主要的工作有如下几个方面: 1、根据ARM各型号芯片的特点,结合本系统的实际需求,最终选定Atmel公司的AT91SAM9261作为ARM控制板的核心处理芯片,并深入了解该芯片的工作原理和内部结构。 2、根据本系统中所选用的DataFlash型号及外围电路连接情况等诸多因素,并结合Atmel公司所提供的AT91SAM9261一级BootLoader参考代码,编写调试符合本系统启动运行的一级BootLoader引导程序,也称为Bootstrap引导程序,最终成功实现引导U-Boot程序。 3、深入分析了U-Boot和Linux的体系结构和编译过程,结合AT91SAM9261芯片的特点和实际外围电路的连接情况,修改U-Boot和Linux中主要的编译参数,并进行重新编译,最终成功移植到系统板中。 4、在ITU-T提供的H.264标准的参考解码程序JM8.6的基础上,详细研究了H.264视频编码标准以及具体的解码器结构和解码流程,并结合DirectX技术,开发了一款基于PC机的H.264解码播放器,用于验证存储在PC机上的H.264压缩码流的正确性。
上传时间: 2013-04-24
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现在,下一代嵌入式微处理器和软件面临着不断减小的产品寿命。而由此产生的缩短的研发周期则要求设计者能够在更短的时间内开发出更为复杂的处理器和软件。为了解决这个问题,嵌入式系统的仿真逐渐成为在新的可编程结构的开发中必不可少的工具。对于嵌入式系统仿真核心的指令集仿真器,由于普遍使用的解释型仿真器的性能较低,从十几年前开始,人们就开始了对编译型指令集仿真器的研究。但是,由于编译技术的限制,它从来没有能够在商业产品中推广。 ARM公司06年新推出的Cortex-M3系列芯片已经广泛应用在无线传感器网络等领域。本文将针对基于ARM Cortex-M3的嵌入式系统设计出一个仿真平台,以ARM Cortex-M3 所采用最新的Thumb-2 指令集作为目标指令集,设计了其仿真器,给出了一种优化的解释型指令仿真机。 1.首先介绍了Thumb-2 指令集的编程模型,包括目标指令集支持的处理器的模式、寄存器和存储器的组织。 2.其次建立了仿真平台。在平台的建立过程中,设计了结合编译技术速度和解释技术灵活性的仿真机;完成了Thumb-2 指令集体系结构的描述;实现了存储器接口,从而可以满足目标指令集对存储器的访问要求;介绍了ELF 文件格式,并设计了将ELF 文件中的指令和数据装入存储器的装载程序。 3.最后以一个基于ARM Cortex-M3 处理器的机器小车嵌入式系统为例,对仿真平台进行功能上的验证。
上传时间: 2013-07-19
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随着人们对软件产品质量要求的不断提高,软件测试技术得到越来越多的重视和应用。本文深入研究嵌入式软件的测试技术,并将研究成果应用到测试实践中。论文的主要工作有: 嵌入式软件作为一种特殊的软件,符合软件的大多数特征,要研究嵌入式软件测试就必须先了解软件测试。本文研究了软件测试基本理论和通用测试技术,对当前国内外软件测试研究现状和热点做了综合分析,为下一步研究工作打下了测试理论基础。同时,针对嵌入式系统软件的特点,研究了针对于嵌入式系统的软件测试技术,分析了嵌入式系统软件的特征及测试要求。 构建了针对嵌入式系统软件测试的完备的测试策略是本文的重点之一。它旨在建立符合嵌入式系统软件特性的测试策略。包括测试模型的建立、单元测试、软件集成测试、软件与硬件集成测试、系统测试、确认测试及回归测试。通过对嵌入式系统软件测试的研究,实现了对嵌入式系统软件测试策略的优化。 在对建立嵌入式系统软件测试环境的研究中,应用了交叉开发测试环境的概念并研究了基于驻留监控软件、指令集模拟器以及基于JTAG的调试代理的交叉测试方法。最后搭建了基于ARM-Linux的嵌入式系统软件测试环境。 依据嵌入式系统软件测试的策略并根据语言学习系统的特点进行了有针对性的测试。在针对语言学习系统进行的软件测试设计和测试实施全过程中,验证了所提出的测试策略和测试模型,确保语言学习系统的软件质量的同时提高了测试效率。
上传时间: 2013-04-24
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温室技术是我国实现农业信息化的重要环节,温度是温室中的重要环境参数。实时控制是指在规定的时间内,系统必须做出相应的响应,是现代温室控制发展的更高要求。随着精细农业的发展,传统的大棚已经不能满足现代高精度、快速采集及响应的要求,由于温度的滞后性和难调控性,温度实时控制一直是温室控制的一大难题。 本课题整合了CPID与ARM的优点,提出运用CPID硬件来实现数据采集,移植实时操作系统到ARM来实现复杂算法控制,采用高精度数字传感器DS18820,并设计出混合PID模糊控制器来实现温室的变温管理,这对于现代温室的智能化控制有着十分重要的实际意义。较传统温室,优点在于(1)它改变以往依靠单片机软件来实现传感器周期性采集,改用CPID硬件产生数字传感器所需的读写时序,这种“以硬代软”的方案实时性好,且大大避免了软件运行时的不稳定性、系统冗余等先天缺陷。(2)操作系统能实现多任务、多线程以及友好的人机界面。 试验以华中农业大学的华北型机械通风式连栋塑料温室为试验模型,选择了ALTERA公司的EPM7128SLC84-15芯片和SAMSUNG公司的S3C44BOX芯片为目标板,以PC机为宿主机,设计了实时温度控制平台。 主要工作: (1)概述了温度实时测控的必要性并介绍了CPLD、ARM技术及嵌入式实时操作系统的发展。 (2)介绍了温度采集模块及CPLD与ARM通讯接口模块的设计。 (3)通过ARM存储模块、LCD显示模块、串口模块、Rt18019AS网口模块、uClinux操作系统模块等系统完成了本试验平台。 (4)介绍混合PID模糊控制算法并通过Simulink工具箱进行了仿真,得出混合PID模糊控制器较经典PID控制具有更快的动态响应、更小超调、抗干扰强的结论。 (5)最后,通过试验数据验证了整套系统实时采集的稳定性及可靠性,指出了本课题的不足之处和待改善的问题。
上传时间: 2013-04-24
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近年来,LED显示系统在信息显示领域得到了广泛的应用,迅速发展成一种电子广告媒体,而且已形成具有相当发展潜力的电子产业。随着北京申办年奥运会的成功,必将进一步推动LED显示屏产业的发展。 就目前的发展趋势来看,LED视频显示系统是一个发展趋势。而目前的LED视频系统必须以PC机为视频源,一对一的联机、同步显示,属于同步显示系统,使用不是很灵活方便。一般用于大型购物广场的户外播放视频广告、电视和电影,还可用于大型体育比赛场所,实时直播赛况。尽管异步显示系统可脱机使用,方便灵活,但不能够播放视频信息。 从商业角度来说,技术先进的不一定就是能在市场上完全能行的通的。随着电子广告市场发展,城市街道的视频广告也必将是一种发展趋势,因为具有动感的彩色视频广告比普通的广告壁纸更能吸引人们眼球,同时也为城市添加一道靓丽的风景。而具有寿命长、成本低、亮度高、视角大、可视距离远等特点的LED显示系统比较适合此场所的显示要求。针对这一特点,开发一套小型、可脱机播放视频的LED显示系统,具有重要的意义和市场价值,不仅有助于城市电子广告产业的发展,也必将推进小型LED视频系统的研究进程以及在其他领域的广泛应用。 因此,本课题以此作为研究工作的起点。本文在分析LED显示屏工作原理后,针对目前LED异步显示系统存在的缺点,结合LED同步显示系统的主要功能及技术指标,提出解决关键问题的总体技术方案。该系统采用ARM+FPGA的硬件构架,利用ARM处理器可移植操作系统、自带LCD控制器、可实现图形界面系统的特点,将ARM系统作为视频源,FPGA用于显示数据重构、灰度扫描控制的电路设计,有效解决了该系统的关键技术问题。 本文的核心是ARM系统软硬件设计及FPGA逻辑设计两大部分。首先根据系统的总体设计方案实现控制系统硬件平台的设计:然后在此基础上通过对嵌入式Linux内核的移植、LCD驱动程序的开发及Qtopia图形界面系统的实现,完成了ARM系统的软件平台设计;最后重点介绍了FPGA的逻辑设计及仿真分析,并验证了各模块的功能设计的正确性。
上传时间: 2013-06-26
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PCI(Peripheral Component Interconnect)总线以其高性能、低成本、开放性、独立于处理器、软件透明等众多优点成为当今最流行的计算机局部总线。在嵌入式系统领域中,许多IP都是基于PCI总线设计的。本文阐述一种以ARM9作为CPU的嵌入式系统的PCI北桥设计与验证。 首先介绍基于ARM的嵌入式系统结构,并深入研究PCI2.2总线行为规范。在此基础上提出一种基于ARM处理器的PCI总线北桥的设计方案,整个设计主要分为主设备接口模块,目标设备接口模块,配置寄存器模块和集成总线仲裁器三大部分。对于主设备接口模块和目标设备接口模块,论文主要从数据通路和控制路径的实现两方面进行阐述。对于集成的总线仲裁器,设计采用两优先级的循环优先算法,通过一组设备编号寄存器实现了PCI总线上的仲裁,此外,论文对跨时钟域的信号同步和PCI配置寄存器也作了较为详细的描述,最终采用自顶向下的方法实现了整个设计。 在验证部分,引入了基于平台的验证思路,通过搭建验证平台,可以高效地实现验证。论文重点讨论了验证平台的搭建和行为模型的建立,并介绍了一种命令总线,通过打包各个验证点控制验证流程。此外,为提高验证的自动化程度,论文对验证所使用的脚本也进行了描述。通过此验证平台和脚本,提高了整个验证系统的可移植性和可重用性。 论文最终完成了PCI北桥的RTL级的功能描述,并使用仿真软件完成对设计的仿真验证。设计通过验证并成功实现在基于ARM的集成处理器,达到预定的功能设计要求,并具有良好的性能,最后对后续开发进行了探讨。
上传时间: 2013-05-22
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材料试验机是测定材料机械性能的基本设备之一,应用范围广泛。它主要由机械、加载及测试等系统组成,其中测试系统是试验机不可缺少的组成部分,它对试验机的性能又起着决定性作用。随着实验科学的发展、科技的进步以及应用需求的增加,旧有的测试系统已逐渐不能适应人们的测试需求,为了扩大传统材料试验机的应用范围,全面提高测量的准确性、实验效率和智能化水平,越来越多的高新技术正在被引入到材料试验机测试系统领域。 本课题属于企业委托的技术开发项目,其目的是开发一套用于材料性能测试的试验机测试系统。针对项目委托方提出的功能要求,经过对试验机测试技术及其发展趋势的研究分析,最终确定采用USB总线技术,设计一款基于32位嵌入式微处理器ARM的集数据采集、分析、显示为一体的试验机测试系统。 基于课题的研究内容,本文在分析研究USB和ARM技术的基础上,围绕着设计目标,从整体方案的选择、测试系统的软硬件设计等方面阐述了主要开展的设计研究工作。重点对系统硬件电路设计、固件程序设计、设备驱动程序设计和应用程序设计的实现进行了深入论述。 为验证所设计的测试系统是否达到实际要求,本文采用实测的方式进行测试研究。测试结果表明,本测试系统工作稳定可靠,各项功能均达到了预定的设计要求。
上传时间: 2013-04-24
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传统的家电采用各自独立的工作模式,不同家电之间无法通信,这样就不能有效地安排各种家电协同工作,容易造成浪费。同时它们无法自动获取外界的信息,人们无法对其进行远程操作,难以满足现代生活的需求。所以开发智能化的家电及其控制系统己成为当前的研究热点。 传统的电话只能进行语音通信,它存在利用率低、功能有限和安全性不好等缺点。近年来,以ARM为代表的高性能专用微处理器的出现,以及Linux、Windows CE等操作系统的完善,使嵌入式技术迅速发展,这为智能IP电话的研发提供了软硬件基础。 现阶段家庭网关接入互联网的方式主要为有线接入,因为这种方式网络性能比无线隐定,延时性相对要小,用它来远程控制智能家电比无线网要安全可靠。要实现智能家电的网络化,如果采用PC机进行直接进行控制,或者让每台家电接入网络,这样成本很高,不利于一般家庭的普及。 为此,笔者采用基于.ARM9芯片、Windows CE 4.2嵌入式操作系统的IP电话作为家电的控制中心,智能家电采用ARM9芯片和linux2.4操作系统。各个智能家电与IP电话采用串口进行通信,IP电话采用网口与因特网通信。这样可以大量的降低成本,而且通信方式比PLC和蓝牙通讯技术更安全可靠。 本文以IP电话与智能家电互联为切入点,结合ARM、嵌入式Linux和网络技术,设计出一种较为完善的IP电话与智能家电的控制系统。采用这种方式,使智能家电集电脑、电信和消费类电子产品的特征于一体,让家电具有信息的获取、加工、传递等功能,提供全方位的信息交换,帮助家电与外部保持信息交流畅通,这样可以优化人们的生活方式,节约能源费用资金。 笔者完成了系统硬件和软件设计,并进行了调试,验证了所设计系统的有效性和实用性。并力争将其拓展成为完善的智能家电控制系统。
上传时间: 2013-04-24
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作为先进制造业的核心技术之一,焊接控制技术的飞速发展,对我国焊接机运动控制系统的自动化和智能化水平提出了更高的要求。本课题研究的特种焊接机运动控制系统是多任务并发的实时系统,作为实时系统研究关键问题之一的实时调度问题一直都是实时控制系统中的研究热点,因此对特种焊接机运动控制系统实时调度问题的研究对于保证焊接机的强实时性、高可靠性和高稳定性具有重要的现实意义。 针对特种焊接机实时多任务并行协调控制的特点,首先总结和分析了前人在焊接机运动控制系统相关技术方面取得的成果,在吸收前人先进技术的基础上,对系统的实时调度问题和算法做了相关理论研究。同时结合实时控制系统的特点,进一步分析了几种常见的实时操作系统,选择μc/OS-Ⅱ实时操作系统作为研究的基础,研究确定焊接机控制系统的实时调度方法。 给出了焊接机运动控制系统硬件平台各个功能模块电路的设计,搭建了以ARM微处理器为核心的焊接机运动控制系统硬件平台。然后详细分析了μc/OS-Ⅱ系统的任务调度、任务管理等内核基本功能模块,针对焊接机运动控制系统实时调度存在的问题.对μc/OS-Ⅱ的内核及其任务调度算法进行扩展改进,研究一种混合的调度策略,即采用两种调度策略实现对焊接机运动控制系统中普通任务和实时任务的调度,最大限度地提高系统的实时性。通过测试,验证了对μc/OS-Ⅱ实时内核及其任务调度算法进行扩展改进设计的有效性和可行性,系统运行正常,满足焊接机运动控制系统任务调度的要求。取得了复杂焊接机运动控制系统任务实时调度策略及算法的成果,对焊接控制领域自动化和智能化的发展具有实际应用价值。
上传时间: 2013-04-24
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本文在分析研究部队执勤信息化建设对无线数据传输技术需求的基础上,以无线数据传输技术和嵌入式系统研究为背景,按照嵌入式系统开发的流程和方法,以设计通用化、模块化软硬件平台为重点,解决无线数据传输系统设计关键技术为核心,设计了由32位嵌入式系统主控模块和射频收发模块组成的无线数据传输系统原型;并通过移植嵌入式实时操作系统--uC/OS-II,构造了系统软件开发平台;在此基础上,完成了系统相关驱动程序和通信协议等底层软件设计,为进一步扩展系统功能,实现工程应用打下了基础。 首先,论文比较了系统微处理器的选择,无线通信方式的选择,系统接口方式的选择等相关方案,分析了应用32位ARM处理器和嵌入式操作系统构建系统主控模块的优势,提出了系统的软硬件整体结构框架。 其次,从构建通用软、硬件平台的角度,重点介绍了LPC2138(ARM)微处理器和nRF401无线射频芯片主要特性及相关外围电路的设计,并对系统的硬件抗干扰措施进行了分析。在完成硬件电路设计的基础上,针对主控模块设计了启动代码,分析了uC/OS-II操作系统体系结构,进行了系统移植,形成了完整的软硬件开发平台。 最后,在学习研究uC/OS-II操作系统程序设计技术的基础上,讨论了系统相关驱动程序和通信协议等底层软件的开发方法,完成了基本的层次化,模块化软件设计,对系统无线传输功能进行了验证,并对系统将来的功能扩展和工程应用提出了构想。
上传时间: 2013-07-06
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