由于集成电路产业在中国的飞速发展,FPGA设计技术,作为一种灵活性很强的芯片设计技术,在国内得到广泛的应用.由于芯片的可升级性和开发自主知识产权芯片的必要性,在北京邮电大学宽带通信网络实验室开发的三层以太网交换机项目中,以太网口和ATM口之间的数据通道的实现上采用了FPGA设计方法.该文主要集中在ATM口之间的数据通道的HEC头校验的FPGA实现.并完成了硬件设计、配置、硬件测试联调工作以及论文撰写工作.硬件的设计和开发基于Protel99和Tornado/VxWorks,软件的设计和开发采用了标准的VHDL语言,开发环境是WINDOWS,开发工具是Xilinx公司的iSE4.1i集成开发环境.随着网络设备的发展,位于网络边缘的设备将会变得更加灵巧,更加迎合网络发展的需要,在网络设备上越来越多地引入了网络处理器.我们实验室和Intel建立了联合实验室,在此基础上,我们要把网络处理器评估板硬件上,运行软件,使其成为路由器,首先要加载的就是网络路由协议.由于Linux的开放源代码,所以我们决定采用Linux做嵌入式系统,在上面运行zebra的路由协议.Zebra是linux上面的开放源代码的路由软件.
上传时间: 2013-07-08
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当前,嵌入式系统已经广泛地应用到人们生活的各个领域。同时,随着嵌入式处理器性能的不断增强,特别是32位高性能嵌入式微处理器的广泛使用,嵌入式操作系统逐渐成为嵌入式系统中最重要的组成部分。而在各种嵌入式操作系统中,IAnux凭借其代码公开,性能稳定,网络功能强大等多方面的优势,在嵌入式系统中被广泛地采用,得到了嵌入式系统设计者的普遍认可。研究Linux操作系统理论,进行嵌入式Linux系统的移植和应用程序的开发,具有重要的理论意义和现实意义。 研究课题以32位ARM架构的嵌入式处理器$3C2410A为硬件平台核心,系统地介绍了S3C2410A处理器和系统的硬件组成。在此基础上重点研究了嵌入式Linux系统的构建和移植,其中首先研究了基于Linux的嵌入式交叉开发环境的构建。之后详细地研究了系统引导程序的原理,分析了系统引导程序VIVI的结构并在此基础上实现了VIVI的移植。接下来论文研究了ARM Linux内核结构和启动引导过程,讨论了ARM Linux内核移植及配置编译的具体方法和过程。作为嵌入式Linux移植的另外一个重点,课题还详细地研究了嵌入式Linux根文件系统的结构、根文件系统内容的构建以及如何为嵌入式系统进行多文件系统的选择。在完成Linux内核与文件系统的移植后研究了嵌入式Linux驱动程序的原理,设计了S3C2410A微处理器扩展CAN总线接口,给出了ARM Linux上CAN设备驱动程序实现方法。课题最后还研究了嵌入式Linux系统下的图形用户界面,在分析国内外嵌入式GUI的特点和MiniGUI的技术优势基础上,介绍了为嵌入式Linux系统配置、编译和安装MiniGUI的方法,而且以一个状态显示界面程序为实例介绍了MiniGUI程序的设计方法。
上传时间: 2013-04-24
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嵌入式系统近年持续迅猛发展,已经成为后PC技术时代信息化的中坚力量。由于嵌入式系统具有体积小、性能强、功耗低、可靠性高及面向行业应用的突出特点,目前已经广泛应用于网络、消费电子、国防军事及自动化控制等领域。 ARM(Advaneed RIS Cmachines)公司的32位RISC处理器,以其高速度、低功耗、低成本、功能强和特有的16/32位双指令集等诸多优异性能,已成为移动通信、手持计算、多媒体数字消费等嵌入式解决方案中的首选处理器。在众多的ARM处理器中,Samsung公司的S3C44B0X处理器以其低价格、低功耗及强大的网络支持等优点在市场上占有重要份额。 uClinux是从Linux衍生出来的优秀嵌入式操作系统,专门针对没有MMU的处理器设计,支持众多嵌入式处理器类型。uClinux继承了Linux的许多优秀性能,有良好的网络支持,完善的驱动支持,高度的模块化,开放的源码。uClinux已成为许多嵌入式系统研究领域的首选操作系统之一。 本课题以嵌入式手持式电能质量分析仪前期实验开发板为研究目标,根据嵌入式体系结构和嵌入式系统设计的原理,构建了基于Samsung公司S3C44B0X ARM7 TDMI处理器的硬件开发平台,并根据该硬件平台的结构特点移植了uClinux操作系统,同时针对uClinux实时性能不高和嵌入式平台硬件资源有限的缺点,结合uClinux多进程和共享内存机制设计了数据采集程序,实现了对三路0~2.5V模拟信号的高性能采集,增强了系统数据处理的实时性,提高了工作效率,为后续开发奠定了基础。 论文从嵌入式系统应用的角度出发,分析了嵌入式体系结构、uClinux运行机制和内核特点;阐述了Bootloader设计及操作系统移植的要点;介绍了接口驱动及上层应用程序的设计方法等问题。
上传时间: 2013-07-23
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视频监控系统是一门集计算机技术、通信技术和数字视频技术于一体的综合系统。目前视频监控正向着数字化、网络化的方向发展。实现基于网络的视频监控系统的关键是一种嵌入式设备,它应该能够采集压缩视频数据并通过网络进行传输。 本文介绍了一种基于嵌入式Linux的网络视频监控系统的设计和实现方法。首先从整体上分析了网络视频监控系统的总体设计方案,给出了视频服务器的硬件框架和软件体系,并重点讨论了在ARM处理器上实现MPEG-4压缩编码的方法。其次在ARM硬件平台成功构建了armlinux嵌入式系统:包括引导程序Bootloader的设计、修改配置linux内核以及制作JFFS2文件系统。其中创新地提出了从nandflash启动U-BOOT具体设计方法。为了完成系统进一步的视频采集工作,系统实现了USB数码摄像头的驱动。在应用程序开发过程中,首先设计了基于Vide04Linux的视频采集程序,并采用mmap(内存映射)方式截取图片。其次重点分析了MPEG-4编码模型XVID程序中的运动估计部分,并研究了半像素快速搜索算法,从而减少了搜索点数提高了运算速度。最后利用开源JRTPLIB库实现视频数据流的RTP传送。 整个设计都是在深圳旋极公司研制的SUPER-ARM硬件平台上进行的,linux内核采用2.4.18。其中MPEG-4编码优化测试是在ARM DeveloperSuite(ADS)version 1.2中完成。 本课题为在ARM平台实现网络视频监控的设计做了有益的探索性尝试,对今后进一步完成远程嵌入式视频监控系统的设计有着积极的意义。
上传时间: 2013-07-21
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按照公安部规定,我国从 2004 年开始换发第二代居民身份证,预计到 2008 年基本完成第二代居民身份证的换发工作。第二代身份证与第一代身份证最大的区别在于:它的内部嵌入了一枚指甲盖大小的非接触式 IC 芯片,该芯片内存储有姓名、性别等9项信息。本课题设计出一款基于 ARM 和 GPRS 技术的第二代身份证无线手持阅读器,该阅读器能读出第二代身份证内 IC 卡信息,并可通过 GPRS 网络将信息进行无线传输。 本文以该阅读器的设计为主线,论述的主要内容如下: 1.介绍了课题背景及意义。全国 9 亿第二代身份证的换发,必然带来各行业对阅读器的大量需求,而现有阅读器的弊端促使了对阅读器做更深入的研究。 2.介绍了相关概念及技术,包括:无线射频识别技术、ISO/IEC14443 协议、嵌入式系统、ARM、GPRS技术等。 3.详细介绍了该阅读器的硬件设计方法,并给出主要硬件模块电路原理图及其 PCB 板设计方法,同时也简单介绍了硬件的焊接和调试过程。 4.详细介绍了该阅读器的软件设计方法,包括:读卡模块驱动程序、GPRS 模块驱动程序、人机对话模块驱动程序、I/O 口驱动程序的流程图和部分代码。 5.为使该阅读器安全可靠地运行,对阅读器进行了各种功能测试,包括:读卡功能、GPRS 数据传输功能、人机接口功能。 通过功能测试,该阅读器能准确读取第二代身份证内信息并通过GPRS 网络成功将信息发送出去。该阅读器与市面上现有的阅读器相比,具有可脱机操作、无线传输、小巧灵便的优点。由于该阅读器软件采用模块化的设计方法,可以方便移植到其他非接触卡阅读器中,因此本阅读器具有非常广泛的应用前景。
上传时间: 2013-06-10
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随着嵌入式系统以及流媒体技术的快速发展,基于嵌入式系统实现可视电话、视频点播、视频会议等功能已经成为当前的热点研究领域。这样的系统通常具有小型化、低功耗、低成本、稳定可靠、便于携带等特点。 本文旨在研究流媒体以及嵌入式系统的相关技术,基于ARM9处理器平台实现一种基于嵌入式系统的流媒体播放器。该播放器的硬件平台以32位高性能ARM9处理器为核心进行规划,在此基础上,采用嵌入式Linux操作系统、MPEG-4视频解码技术和流媒体网络传输技术进行设计。 本文的主要贡献体现在以下六个方面: l、分析嵌入式流媒体播放器的功能需求和技术特点,对嵌入式流媒体播放器的总体实现方案进行设计。 2、研究嵌入式Linux系统设计方法,基于ARM处理器平台构建嵌入式Linux操作系统。这部分的工作包括嵌入式BootLoader的移植、Linux内核的配置与编译以及根文件系统的创建。 3、研究MPEG-4视频压缩标准,基于ARM-Linux系统平台移植MPEG-4视频解码器。 4、研究ARM体系结构以及基于ARM平台的嵌入式软件优化方法,对所移植的MPEG-4视频解码器进行平台相关优化。 5、研究视频通信中的错误隐藏技术,针对错误隐藏过程中传统边界匹配算法对边缘匹配的局限性,提出了一种改进的基于时域与空域平滑性的边界匹配算法。 6、研究流媒体网络传输的相关技术协议,基于RTSP/RTP/RTCP协议实现了一个基本的MPEG-4视频流实时传输系统。
上传时间: 2013-05-16
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随着微电子技术的快速发展,电子设备逐渐向着小型化、集成化方向发展;人们在要求设备性能不断提升的同时,还要求设备功耗低、体积小、重量轻、可靠性高。同样在我军武器装备的研制过程中,也对各武器装备都提出了新的要求,特别是针对单兵配备的便携设备,对体积、功耗、扩展性的要求更是严格。 在某手持式设备的开发项目中,需要设计一块接口板,要求实现高达8个串行口扩展以及能源管理和数字输入输出接口等功能,该接口板与处理器模块的连接总线采用LPC总线,整个手持设备除了对功能有基本的要求以外,对体积及功耗都提出了极高的要求。针对项目的具体设计要求,经过与传统设计方法的比较,决定采用FPGA来实现LPC接口及UART控制器功能。 论文的主要目标是完成LPC接口的UART控制在FPGA中的实现。对于各模块中的关键的功能部分,文中对其实现都进行了详细的说明。整个设计全部采用硬件描述语言(HDL)实现,并且采用了分模块的设计风格,具有很好的重用性。 为了在硬件平台上验证设计,还实做了FPGA验证平台,并用C语言编写了测试程序。经过验证,该方案完全实现了接口板的功能要求,并且满足体积和功耗上的要求,取得了良好的效果。 论文通过采用FPGA作为电路设计的核心,以一种新的数字电路设计方法实现电路功能;旨在通过这种方式,不断提高设备的性能并拓展设计者思想。
上传时间: 2013-05-21
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现场可编程门阵列(FPGA)是近年来迅速发展起来的新型可编程器件。随着它的不断应用和发展,也使电子设计的规模和集成度不断提高。同时也带来了电子系统设计方法和设计思想的不断推陈出新。 随着数字电子技术的发展,数字信号处理的理论和技术广泛的应用于通讯、语音处理、计算机和多媒体等领域。快速傅里叶变换(FFT)作为数字信号处理的核心技术之一,是离散傅里叶变换的运算时间缩短了几个数量级。FFT已经成为现代信号处理的重要理论之一。 该文的目的就是研究如何应用FPGA实现FFT算法,研制具有自己知识产权的FFT信号处理器具有重要的理论意义和实用意义。 设计采用基4算法设计了一个具有实用价值的FFT实时硬件处理器。其中使用了改进的CORDIC流水线结构设计了FFT的蝶型运算单元,将硬件不易于实现、运算缓慢的乘法单元转换成硬件易于实现、运算快捷的加法单元。并根据基4算法的寻址特点设计了简单快速的地址发生器。整体采用流水线的工作方式,并将双端口RAM、只读ROM全部内置在FPGA芯片内部,使整个系统的数据交换和处理速度得以提高。 整个设计利用ALTERA公司提供的QUARTUSⅡ4.0开发软件,采用先进的层次化设计思想,使用一片FPGA芯片完成了整个FFT处理器的电路设计。整体设计经过时序仿真和硬件仿真,运行速度达到100MHz以上。
上传时间: 2013-07-01
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第三代移动通信系统及技术是目前通信领域的研究热点。本系统采用了第三代移动通信系统的部分关键技术,采用直接序列扩频方式实现多路宽带信号的码分复用传输。在系统设计中,我们综合考虑了系统性能要求,功能实现复杂度与系统资源利用率,选择了并行导频体制、串行滑动相关捕获方式、延迟锁相环跟踪机制、导频信道估计方案和相干解扩方式,并在Quartus软件平台上采用VHDL语言,在FPGA芯片CycloneEP1C12Q240C8上完成了系统设计。通过对硬件测试板的测试表明文中介绍的方案和设计方法是可行和有效的。并在测试的基础上对系统提出了改进意见。
上传时间: 2013-06-27
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随着3G网络建设的展开,移动用户数量逐渐增加,用户和运营商对网络的质量和覆盖要求也越来越高。而在实际工作中,基站成本在网络投资中占有很大比例,并且基站选址是建网的主要难题之一。同基站相比,直放站以其性价比高、建设周期短等优点在我国移动网络上有着大量的应用。目前,直放站已成为提高运营商网络质量、解决网络盲区或弱区问题、增强网络覆盖的主要手段之一。但由于传统的模拟直放站受周边环境因素影响较大、抗干扰能力较差、传输距离受限、功放效率低,同时设备间没有统一的协议规范,无法满足系统厂商与直放站厂商的兼容,所以移动通信市场迫切需要通过数字化来解决这些问题。 本文正是以设计新型数字化直放站为目标,以实现数字中频系统为研究重心,围绕数字中频的相关技术而展开研究。 文章介绍了数字直放站的研究背景和国内外的研究现状,阐述了数字直放站系统的设计思想及总体实现框图,并对数字直放站数字中频部分进行了详细的模块划分。针对其中的数字上下变频模块设计所涉及到的相关技术作详细介绍,涉及到的理论主要有信号采样理论、整数倍内插和抽取理论等,在理论基础上阐述了一些具体模块的高效实现方案,最终利用FPGA实现了数字变频模块的设计。 在数字直放站系统中,降低峰均比是提高功放工作效率的关键技术之一。本文首先概述了降低峰均比的三类算法,然后针对目前常用的几种算法进行了仿真分析,最后在综合考虑降低峰均比效果与实现复杂度的基础上,提出了改进的二次限幅算法。通过仿真验证算法的有效性后,针对其中的噪声整形滤波器提出了“先分解,再合成”的架构实现方式,并指出其中间级窄带滤波器采用内插级联的方式实现,最后整个算法在FPGA上实现。 在软件无线电思想的指导下,本文利用系统级的设计方法完成了WCDMA数字直放站中频系统设计。遵照3GPP等相关标准,完成了系统的仿真测试和实物测试。最后得出结论:该系统实现了WCDMA数字直放站数字中频的基本功能,并可保证在现有硬件不变的基础上实现不同载波间平滑过渡、不同制式间轻松升级。
上传时间: 2013-04-24
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