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网络与分布式计算期中测试

  • 采用FPGA实现基于ATCA架构的2.5Gbps串行背板接口

    当前,在系统级互连设计中高速串行I/O技术迅速取代传统的并行I/O技术正成为业界趋势。人们已经意识到串行I/O“潮流”是不可避免的,因为在高于1Gbps的速度下,并行I/O方案已经达到了物理极限,不能再提供可靠和经济的信号同步方法。基于串行I/O的设计带来许多传统并行方法所无法提供的优点,包括:更少的器件引脚、更低的电路板空间要求、减少印刷电路板(PCB)层数、PCB布局布线更容易、接头更小、EMI更少,而且抵抗噪声的能力也更好。高速串行I/O技术正被越来越广泛地应用于各种系统设计中,包括PC、消费电子、海量存储、服务器、通信网络、工业计算和控制、测试设备等。迄今业界已经发展出了多种串行系统接口标准,如PCI Express、串行RapidIO、InfiniBand、千兆以太网、10G以太网XAUI、串行ATA等等。 Aurora协议是为私有上层协议或标准上层协议提供透明接口的串行互连协议,它允许任何数据分组通过Aurora协议封装并在芯片间、电路板间甚至机箱间传输。Aurora链路层协议在物理层采用千兆位串行技术,每物理通道的传输波特率可从622Mbps扩展到3.125Gbps。Aurora还可将1至16个物理通道绑定在一起形成一个虚拟链路。16个通道绑定而成的虚拟链路可提供50Gbps的传输波特率和最大40Gbps的全双工数据传输速率。Aurora可优化支持范围广泛的应用,如太位级路由器和交换机、远程接入交换机、HDTV广播系统、分布式服务器和存储子系统等需要极高数据传输速率的应用。 传统的标准背板如VME总线和CompactPCI总线都是采用并行总线方式。然而对带宽需求的不断增加使新兴的高速串行总线背板正在逐渐取代传统的并行总线背板。现在,高速串行背板速率普遍从622Mbps到3.125Gbps,甚至超过10Gbps。AdvancedTCA(先进电信计算架构)正是在这种背景下作为新一代的标准背板平台被提出并得到快速的发展。它由PCI工业计算机制造商协会(PICMG)开发,其主要目的是定义一种开放的通信和计算架构,使它们能被方便而迅速地集成,满足高性能系统业务的要求。ATCA作为标准串行总线结构,支持高速互联、不同背板拓扑、高信号密度、标准机械与电气特性、足够步线长度等特性,满足当前和未来高系统带宽的要求。 采用FPGA设计高速串行接口将为设计带来巨大的灵活性和可扩展能力。Xilinx Virtex-IIPro系列FPGA芯片内置了最多24个RocketIO收发器,提供从622Mbps到3.125Gbps的数据速率并支持所有新兴的高速串行I/O接口标准。结合其强大的逻辑处理能力、丰富的IP核心支持和内置PowerPC处理器,为企业从并行连接向串行连接的过渡提供了一个理想的连接平台。 本文论述了采用Xilinx Virtex-IIPro FPGA设计传输速率为2.5Gbps的高速串行背板接口,该背板接口完全符合PICMG3.0规范。本文对串行高速通道技术的发展背景、现状及应用进行了简要的介绍和分析,详细分析了所涉及到的主要技术包括线路编解码、控制字符、逗点检测、扰码、时钟校正、通道绑定、预加重等。同时对AdvancedTCA规范以及Aurora链路层协议进行了分析, 并在此基础上给出了FPGA的设计方法。最后介绍了基于Virtex-IIPro FPGA的ATCA接口板和MultiBERT设计工具,可在标准ATCA机框内完成单通道速率为2.5Gbps的全网格互联。

    标签: FPGA ATCA Gbps 2.5

    上传时间: 2013-05-29

    上传用户:frank1234

  • 面向MATLAB工具箱的神经网络理论与应用,一本好书

    面向MATLAB工具箱的神经网络理论与应用,一本好书,详细介绍了MATLAB中神经网络工具箱的使用方法让你轻松掌握用MATLAB实现神经网络的仿真计算!

    标签: MATLAB 工具箱 神经网络

    上传时间: 2015-03-17

    上传用户:小码农lz

  • SOCKET客户端和服务器端程序,我们课题组用来做嵌入式开发时的网络测试

    SOCKET客户端和服务器端程序,我们课题组用来做嵌入式开发时的网络测试,如果嵌入式设备是客户端程序,则用此次上载的服务器端程序与之连接进行测试,反之用客户端程序连,比较好用。

    标签: SOCKET 服务器 嵌入式开发 程序

    上传时间: 2015-11-20

    上传用户:q123321

  • 人工智能:神经网络与深度学习

    神经网络神经网络是指用大量的简单计算单元构成的非线性系统,它在一定程度上模仿了人脑神经系统的信息处理、存储和检索功能,是对人脑神经网络的某种简化、抽象和模拟。1943年心理学家McCulloch和数学家Pitts合作提出了神经元的数学模型M-P神经元模型,证明了单个神经元能执行逻辑功能,从此开创了神经科学理论研究的时代。M-P模型,是按照生物神经元的结构和工作原理构造出来的一个抽象和简化了的神经元模型。权重当输入进入神经元时,它会乘以一个权重。例如,如果一个神经元有两个输入,则每个输入都将具有分配给它的一个关联权重。随机初始化权重,并在模型训练过程中更新这些权重。偏置除了权重之外,另一个被应用于输入的线性分量被称为偏置。它被加到权重与输入相乘的结果中。添加偏置的目的是改变权重与输入相乘所得结果的范围。激活函数激活函数的主要作用是加入非线性因素,以解决线性模型表达能力不足的缺陷,在整个神经网络中至关重要。常用的激活函数有Sigmoid、Tanh、ReLU。

    标签: 人工智能 神经网络 深度学习

    上传时间: 2022-06-24

    上传用户:得之我幸78

  • 接地电阻的数值计算及测试技术的研究.rar

    接地电阻值是反映变电站地网电气性能的主要参数之一,其合格与否将直接影响变电站和电网的安全运行.该文的主要工作是用矩量法对变电站电网的接地电阻进行数值计算和编制相应的应用软件.该文在Win95环境下利用32位的VB和C++语言编写了接地电阻数值计算的软件系统.该软件系统不仅可以计算均匀和分层均匀土壤中地网的接地电阻,还可以计算接触电压、跨步电压、地表电位分布、单元流散电流分布等.此外,该软件还具有显示和打印地表电位分布曲线及单元流散电流分布曲线的功能.该文的另外一部分工作是对变电站地网接地电阻的测量技术进行了初步研究.在分析电流电压法测量原理的基础上,探讨了布极误差和干扰误差的产生机理,并提出了消除这两种误差的具体方法,在理论上解决了土壤结构模型、测试极位置、地网尺寸和工频干扰等因素带来的测量误差,从而大大提高接地电阻的测量精度.

    标签: 接地电阻 数值计算 测试技术

    上传时间: 2013-06-03

    上传用户:lmeeworm

  • 电力变压器涡流损耗和温升的计算与分析.rar

    电力变压器的涡流损耗及其在电力变压器中造成的局部过热问题是电力变压器设计计算中的一个关键问题。电力变压器的容量越大,漏磁场就越强,涡流损耗也就越大,以及由涡流损耗造成的局部过热问题也就越突出。因此,如何解决这一问题就显得至关重要。 文中首先介绍了电力变压器涡流损耗与温升计算的意义和目的,并论述了电力变压器漏磁场、温度场问题的国内外研究概况。本文应用电力变压器和有限元的基本理论,使用大型通用有限元分析软件Ansys对变压器的磁场和温度场进行分析与计算。首先建立电力变压器三维分析模型,对电力变压器的三维漏磁场进行准确的计算,得出了绕组及结构件上的磁感应强度分布,并对绕组中的轴向漏磁场及辐向漏磁场进行了分析对比。在此基础上计算了由变压器漏磁场引起的结构件涡流损耗,并把计算结果与实验数据进行了比较,结果基本吻合,说明了计算结果的正确性及用Ansys软件仿真分析的可行性。根据磁场分析的结果给出了减小各结构件漏磁场和涡流损耗的方法,分析了在油箱壁上安装电磁屏蔽和对拉板开槽的作用。 在计算出绕组及结构件中涡流损耗的基础上,对电力变压器进行了磁—流—热耦合场分析,采用间接耦合的方法将磁场得出的焦耳热作为流场分析的载荷,使流场与温度场进行耦合,得出绕组及结构件上的温度场分布。应用相关理论对所得结果进行了分析以及提出了降低温度的方法。论文最后使用VB语言编制了变压器磁场、温度场分析的仿真软件界面,实现了参数化建模,加载,并可以从结果数据库中提出结果数据。

    标签: 电力变压器 涡流损耗

    上传时间: 2013-05-22

    上传用户:cylnpy

  • 铁磁材料损耗及高速软磁复合材料电机的研究.rar

    准确计算电机铁耗一直是困扰电机设计者的一个难题。传统方法是假设电机内部磁场仅是交变磁化的,根据铁磁材料在交变磁化条件下测量的数据,计算电机齿部和轭部由基波磁场造成的损耗,对于计算值与实测值之间的误差通过经验系数来修正。这种方法对于已经长期制造和使用的电机而言勉强适用,对于近年来发展很快的永磁电机、高速电机和其他新结构电机,由于缺乏合适的经验系数,导致此方法难以适用。众多研究人员的成果已经证明电机的铁耗有相当一部分是由旋转磁化导致的,因此顾及旋转磁化的电机铁耗计算模型是本文的一个重要内容。 本文从铁磁材料的铁耗入手,先研究铁磁材料在交变磁化和旋转磁化方式下的计算和测量方法,目的是得到铁耗分立模型中磁滞损耗、涡流损耗和异常损耗的计算系数。本文提出并实现了数字式的25cm爱泼斯坦方圈测试系统,它可以测量在任何频率和波形电源供电下硅钢片的损耗,本文还在二维铁耗测试系统中对硅钢片在圆形旋转磁化条件下的损耗进行了测量。结果表明,在同样频率和磁密的条件下,旋转磁化下的损耗要比交变磁化下的损耗大。本文提出了基于磁密轨迹的电机铁耗计算模型,它只采用较容易获得的交变磁化损耗系数,但又能顾及到旋转磁化带来的影响。通过实际电机的计算和测试,表明轨迹法的计算结果在未经任何系数修正的情况下就具有很好的精度,适合推广使用。 软磁复合材料是一种新型的粉末金属材料,它具有涡流损耗小和易制造成具有复杂结构电机等特点。为了探索这种材料在高频领域中的应用和验证本文提出的铁耗计算模型,本文成功地设计和制造了一台采用软磁复合材料的爪极式永磁电机,由于结构复杂,本文通过三维有限元分析,对该电机的磁通、磁链、电感、转矩和铁耗等参数和性能的计算提出了计算方法。对该种电机的热分析,本文提出了热网络法和磁热耦合有限元法。由于铁耗在高速电机总损耗中占有很大比例,因此在有限元方法中,本文通过映射剖分法,使磁场和热场模型中的单元总数、大小和顺序保持完全一致,轨迹法计算得到的各单元铁耗直接耦合进热场进行计算,得到了电机准确的温度分布。本文还进行了高速电机转子的模态分析,合理地调整转子的直径、长度和轴承位置,使转子的自然共振频率远离电机的工作频率范围。本文构建了一测试平台对样机进行了发电机状态测试,并通过假转子法测量了电机铁耗,实验结果证明了本文所用方法的可行性,得到的结论对软磁复合材料的应用及爪极式电机的设计与分析都具有很好的参考价值。

    标签: 铁磁 材料 损耗

    上传时间: 2013-06-27

    上传用户:hjshhyy

  • 基于IEC61850的变电站网络通信及装置的研究.rar

    随着变电站自动化、通信和微电子等技术的快速发展,在变电站自动化系统领域出现了大量基于微处理器/控制器的智能电子设备,变电站自动化的水平在不断提高,系统集成成为趋势。在这一发展过程中,互操作性差已经开始成为“瓶颈”问题,即不同厂商或同一厂商在不同时期的智能电子设备采用的网络和通信协议可能不相同,使得智能电子设备之间需要协议转换才能集成到一个变电站系统,从而增加了系统的成本和复杂性,影响了系统的实时性和可靠性。为了解决这个问题并适应将来快速更新的计算机和通信技术,国际电工委员会于2005年正式颁布了关于变电站自动化网络通信的国际标准IEC61850。本文围绕基于IEC61850的变电站网络通信和符合该标准的智能电子设备网络通信装置的实现展开研究,分为IEC61850标准的体系分析和具体模型的构建、基于IEC61850的通信网络的特征及规划、变电站通信网络数据流建模及网络通信性能仿真、符合该标准的智能电子设备网络通信装置的设计几部分。 IEC61850是一套完备的、面向未来的变电站通信网络与系统标准,本文首先介绍了其制定背景、结构体系和主要内容,分析了信息模型的内涵、技术特征和建模方法,并针对变电站中最为重要的两类模型--采样值报文传输模型和通用变电站事件传输模型进行了具体的模型构建和通信映射。 实现IEC61850通信的物理承载是以太网,本文首先通过对以太网的技术特征进行分析,得出其通信特性,然后研究和分析了变电站通信网络对环境、规模、安全性、可靠性和实时性等要求,其中对网络传输延时的特性进行了深入研究。在上述分析的基础上,对变电站通信网络进行了规划和构建,提出了使用适用的网络拓扑、报文加入优先级标签、采用基于多VLAN的节点分布规划和网络冗余等提高实时性和可靠性的改进措施。 区别于传统的以太网通信,变电站通信网络中存在多种数据流,是要进行特殊处理的。本文首先对基于IEC61850的变电站通信网络的数据流进行分析并划分类别,根据其特性建立了数学模型。然后归纳了网络模拟的一些技术和方法,并通过基于NS-2的网络模拟技术对变电站通信网络的性能进行了动态模拟,得出了相关的网络性能指标。模拟结果证明了使用交换式以太网、报文引入优先级标签和采用基于多VLAN的节点分布规划等提高实时性措施的正确性,有利于变电站的网络规划和建设以及智能电子设备通信装置的设计。 从现代电力系统的信号源开始,首先分析了电子式互感器数字接口的要求并建立数学模型,然后采用模块化的思想设计出相应的具体软/硬件,实现了基于IEC61850的电子式互感器数字接口的通信装置样机。在此基础上将此装置经过扩展和修改用于其他的智能电子设备的网络通信,使其具有广泛使用性和兼容性。最后设计了试验环境,通过测试验证了该样机的通信性能满足要求并具有较高的可靠性。

    标签: 61850 IEC 变电站

    上传时间: 2013-07-08

    上传用户:daguda

  • 基于IEC61850的新型数字化变电站通信网络的研究与实践.rar

    变电站自动化系统在我国应用发展十多年来,为保障电网安全经济运行发挥了重要作用。但目前也多少存在着二次接线复杂,自动化功能独立、堆砌,缺少集成应用和协同操作,数据缺乏有效利用等问题。这些问题大多是由变电站整体数字化水平不高、缺乏能够完备实现信息标准化和设备之间互操作的变电站通信标准造成的。 电力工业发展和市场化改革的深入对供电质量和电网安全经济运行的要求不断提高,作为输配电系统的信息源和执行终端,变电站数字化、信息化的要求越发迫切,数字化变电站成为变电站自动化系统的发展方向。电子式电流/电压互感器、智能开关等智能化一次设备的诞生使建设数字化变电站成为可能,高速、可靠和开放的通信网络以及完备的通信系统标准是数字化变电站实现的保障,特别是最新颁布的变电站通信网络与系统的国际标准-IEC 61850为建设数字化变电站提供了全面规范。本文以IEC 61850和基于IEC 61850的数字化变电站通信网络为研究对象,结合新架构的全网络化数字保护平台与试验系统研制的具体实践,展开专门研究,主要内容包括: ◇ IEC 61850的理论分析①揭示了IEC 61850与数字化变电站的内在关联。 ②总结了IEC 61850的内涵,通过分析说明IEC 61850不再是简单的通信协议,更多意味的是变电站自动化系统的功能建模方法。 ③归纳了IEC 61850的主要技术特征,包括功能分层的变电站、面向对象的信息模型、功能与通信的解耦、变电站配置语言和面向对象的数据自描述等。 ④从“类”的角度入手分析了IEC 61850信息模型,指出信息模型具备了类的共性和特性。以合并单元为例,对信息模型的属性和服务进行了具体分析。 ◇ IEC 61850的应用研究①从系统和设备两个层面总结了实践IEC 61850的一般步骤。 ②分析了采样值传输(SVC)和通用变电站事件(GSE)2类重要的通信服务。 ③研究了核心ACSI、GOOSE、SMV、GSE管理、GSSE,时间及时间同步等通信模型的特殊通信服务映射。 ④讨论了信息模型实体的构建方法,即如何让设备的实际功能、运行机制和数据能够准确和完备的实现设备对应信息模型的所有细节。IEC 61850没有对实现标准的具体方法作出规定,这给各厂商在技术实现上留出了足够的自由发挥空间。但同时我们注意到若仅在“形态”层面上实践IEC 61850,而不顾及IEC 61850的内涵和应用价值,则可能无法实现IEC 61850的预定目标或使IEC 61850的有益效果大打折扣。出于如此考虑,在提出3种可能的构建方案的基础上,经过分析从中选择出作者认为最优的方案,并给出了示例。 ◇基于IEC 61850的数字化变电站通信网络(CNDS)的研究①在分析以太网介质访问控制方法的基础上,针对标准以太网存在延时不确定的问题,总结了提高以太网实时性能的主要措施,并从中选择出适用于CNDS的措施。 ②分析了CNDS的特征,特别是与同样基于以太网的一般局域网的区别,针对CNDS在网络可靠性和安全性等方面的特殊要求,提出了应对措施和解决方案。 ③提出了过程子网和全站惟一网络2种组网方案。通过分析各自的特点与实现难度,指出过程子网目前较易实现,而全站惟一网络将凭借信息高度共享等优势成为CNDS的最终形态。阐述了VLAN、由交换机实现网络冗余等组网技术在SAS中的应用方法及IED自身通信冗余的实现方法。 ④归纳了CNDS数据流的类型和到达时间规律:建立了简单数据流模型为表征数据流、研究数据流业务特征和分析CNDS性能提供了有用工具;分析了TcP协议及其运行机制,提出了TcP应用于CNDS的优化方法。 ⑤利用OPNET网络仿真技术,建立了EMAC和TCP/IP仿真节点模型,对以太网、TCP和交换式以太网的基本特征等进行了仿真研究;依据CNDS实际承载的功能,建立了过程子网和站级网络的动态仿真模型,围绕网络延时和端到端延时等网络性能指标,对不同组网方式和应用功能下的网络性能进行了考察,得出了具有普遍适用性的结论和建议,为分析解决此类问题提供了通用方法。 ◇可接入CNDS的全网络化数字保护平台与试验系统的设计与实现①阐述了一种新架构的、能够无缝接入CNDS并具有多种运行方式的全网络化数字保护平台与试验系统的软硬设计和实现方法。提出了适用于数字保护的RTOS多任务划分方法。 ②以馈线保护测控装置为例,建立了平台的IEC 61850信息模型。以此为基础,在平台内部实现了利用SMV和GOOSE报文传输采样值和开入/开出信息,即实现了遵循IEC 61850的过程层通信,为平台接入IEC 61850系统和数字化变电站做好了准备。 ③进行了保护测量功能和过程层通信试验,验证了平台的可用性和过程层通信的可靠性,为类似设计方法在间隔层IED上的应用提供了可信依据。

    标签: 61850 IEC 新型数字

    上传时间: 2013-05-28

    上传用户:lyy1234

  • 基于ARM的精简IPv6协议栈的研究与设计

    软硬件资源的不断成熟和完善,使得嵌入式系统应用得到了十分迅猛的发展。另一方面,互联网技术的发展,使得Internet逐渐深入到人们的日常生活中。嵌入式控制网络与信息网络的互联不仅拓宽了控制系统的控制范围,而且丰富了信息系统的内容。因此,嵌入式系统与Internet相结合将成为嵌入式系统和互联网络发展的重要方向。 现阶段,Internet规模的日益扩大与IPv4地址匮乏之间的矛盾越来越突出。为解决IPv4网络存在的各种问题而出现的IPv6协议具有海量的地址空间、优化的路由算法、自动化的地址配置等;同时还增加了对安全性、QoS等的良好支持。因此,Internet从IPv4过渡到IPv6是一种必然的趋势。综上,对IPv6协议进行研究并将其引入嵌入式系统,实现嵌入式设备接入网络的功能,具有较高的科研价值和现实意义。 本文在对嵌入式系统相关概念和嵌入式IPv6协议栈进行介绍的基础上,阐述了IPv6协议簇中核心协议的原理、报头结构和参数等。接着根据嵌入式TCP/IP协议栈的设计要点,提出嵌入式IPv6协议栈的总体设计,进一步对协议栈的进程模型、内存管理、平台无关性和通讯机制进行了研究。然后对协议栈的裁剪和数据包的处理流程进行分析,给出各模块的详细设计与实现,主要有IPv6模块、ICMPv6模块、邻居发现(ND)模块和UDP模块。最后将协议栈嵌入到uC/OS-II操作系统中并搭建测试环境对IPv6协议栈进行功能性测试,结果表明协议栈功能正常,可以完成基本的通讯功能。 协议栈根据嵌入式系统资源有限和应用相对单一的情况进行裁剪,采用分层结构实现;同时在实现基本功能的前提下,为功能的扩展提供了接口;另外,将协议栈与硬件、编译器和操作系统相关的代码独立开来,实现了协议栈在不同平台的良好移植。关键词:嵌入式系统,因特网,ARM,IPv6,ICMPv6,邻居发现协议

    标签: IPv6 ARM 协议栈

    上传时间: 2013-04-24

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