随着信息社会的发展,人们要处理的各种信息总量变得越来越大,尤其在处理大数据量与实时处理数据方面,对处理设备的要求是非常高的。为满足这些要求,实时快速的各种CPU、处理板应运而生。这类CPU与板卡处理数据速度快,效率高,并且不断的完善与发展。此类板卡要求与外部设备通讯,同时也要进行内部的数据交换,于是板卡的接口设备调试与内部数据交换也成为必须要完成的工作。本文所作的工作正是基于一种高速通用信号处理板的外部接口和内部数据通道的设计。 本文首先介绍了通用信号处理板的应用开发背景,包括此类板卡使用的处理芯片、板上设备、发展概况以及和外部相连的各种总线概况,同时说明了本人所作的主要工作。 其次,介绍了PCI接口的有关规范,给出了通用信号处理板与CPCI的J1口的设计时序;介绍了DDR存储器的概况、电平标准以及功能寄存器,并给出了与DDR.存储器接口的设计时序;介绍了片上主要数据处理器件TS-202的有关概况,设计了板卡与DSP的接口时序。 再次,介绍了Altera公司FPGA的程序设计流程,并使用VHDL语言编程完成各个模块之间的数据传递,并重点介绍了DDR控制核的编写。 再次,介绍了WDM驱动程序的结构,程序设计方法等。 最后,通过从工控机向通用信号处理板写连续递增的数据验证了整个系统已经正常工作。实现了信号处理板内部数据通道设计以及与外部接口的通讯;并且还提到了对此设计以后地完善与发展。 本文所作的工作如下: 1、设计完成了处理板各接口时序,使处理板可以从接口接受/发送数据。 2、完成了FPGA内部的数据通道的设计,使数据可以从CPCI准确的传送到DSP进行处理,并编写了DSP的测试程序。 3、完成了DDR SDRAM控制核的VHDL程序编写。 4、完成了PCI驱动程序的编写。
上传时间: 2013-06-30
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正交频分复用(OFDM)技术是一种多载波数字调制技术,它具有频谱利用率高、抗多径能力强等特点,在宽带无线多媒体通信领域中受到了广泛的关注。 OFDM系统可分为连续工作模式和突发工作模式。在IEEE802.11a、HiperLANType2等无线局域网标准中采用了OFDM的突发工作模式,该模式下的接收机首先对符合某种特定格式的帧做出检测。本文介绍了一种基于最小错误概率准则的帧检测算法,提出了该算法的FPGA实现方案。 同步技术是OFDM最关键的技术之一,它包括载波频率同步和符号同步。载波频率同步是为了纠正接收端相对于发送端的载波频率偏移,以保证子载波间的正交性;符号同步确定OFDM符号有用数据信息的开始时刻,也就是确定FFT窗的开始时刻。本文首先介绍了一种基于自相关的载波频率同步算法,给出了它的FPGA实现方案,重点讲述了其中用到的Cordic算法及其实现;然后介绍了分别基于互相关和自相关的两种符号同步算法,给出了各自的FPGA实现方案,从实现的角度比较了两种算法的优缺点,并且在FPGA设计中体现了面积复用和流水线操作的设计思想。 文章最后介绍了系统调试的情况,总结出一种ChipScopePro与Matlab相结合的调试方法,该方法在FPGA调试方面具有一定的通用性。
上传时间: 2013-07-16
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ZigBee是近年来出现的一种新型无线通信技术,其具有近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的特点,在家用系统控制、楼宇自动化、工业监控领域具有广阔的市场空间。ZigBee的物理层和数据链路层由IEEE802.15.4工作组制定,高层(网络层、数据安全性及互边互通应用)由ZigBee联盟负责。 随着ZigBee技术在工业现场应用,越来越多的ZigBee设备终端将出现在工业现场,这就提出了将这些ZigBee设备与传统的以太网连接起来要求,为此需要设计一个无线的ZigBee网关来进行数据转发,因此对ZigBee网关的研究和设计具有重要的意义。 本系统选用基于ARM 920T内核的S3C2410作为ZigBee网关的主处理器,并且选用符合802.15.4标准的CC2420作为ZigBee网关的无线收发器。为了降低开发成本以及方便程序升级,网关选用开源嵌入式Linux操作系统,基于2.6.内核进行开发。本文主要对网关软件部分进行了深入研究。软件部分主要由2个程序组成:无线收发器的驱动程序和网关程序。其中网关程序主要包含Zigbee协议栈模块和网关通信模块。开发和测试主要语言采用标准C语言,驱动部分测试部分采用Bash脚本。 本文首先介绍了无线通信的背景知识和ZigBee协议栈,然后详细阐述了采用Linux来进行无线收发器驱动程序设计的关键点,同时对基于Linux的嵌入式ZigBee网关协议栈进行了移植,并且给出了ZigBee网关通信程序的设计方法以及程序的编译、调试和测试方法,实现了将ZigBee设备的数据及其状态转发给上位数据服务器的过程,最后还提出了作者对未来工作方向的一些改进思路和方法。
上传时间: 2013-07-17
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随着科学技术的进步和人民群众生活水平的提高,视频监控系统在工业生产、国家安防、日常生活中得到了广泛的应用。实时的远程视频监控,能够及时、直观地为人们提供动态现场信息。远程视频监控已经逐步成为现代社会管理的重要手段之一。与传统的视频监控系统相比,嵌入式远程无线监控系统具有体积小、携带方便、可以进行远距离监控等优点,从而有着良好的应用前景。 本文在总结分析即有的研究成果的基础上,将先进的嵌入式技术、视频技术、无线网络技术有效的结合在一起,力图设计出一款便携式、低功耗、高电池使用寿命、硬件与软件资源管理高效合理、人机交互性能良好的手持式无线视频监控终端。通过对Windows CE.NET嵌入式操作系统下进行USB相关设备驱动程序开发的研究与分析,在本手持终端中实现了USB host端功能,以满足对USB设备的即插即用操作。本手持终端将会极大程度上方便监控保安人员,使得他们不必随时守候在传统的基于PC的视频监控机旁,实现企业楼宇及智能小区中电子巡更的任务。 本文首先对无线视频监控系统的发展现状进行分析与研究,主要包括:无线视频监控系统的定义、特点、分类、应用以及发展趋势;之后介绍ARM处理器并对无线网络的发展状况进行研究分析,重点对无线网络中无线局域网技术进行阐述;然后笔者利用一款基于ARM920T核的微处理器S3C2410来构建Windows CE.NET操作系统下的无线视频监控手持终端,在此详细阐述了该手持终端硬件、软件平台的研究与设计;最后为了使该终端支持不同类型的非标准USB存储设备以及从、USB接口可扩展性方面的考虑,通过对Windows CE.NET下的USB系统结构和设备驱动程序开发包的分析,研究了在Windows CE.NET嵌入式操作系统下进行USB相关设备驱动程序开发的过程。
上传时间: 2013-06-26
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在工业生产中,二次自动化仪表是构成自动化系统的基本单元之一。我国的单元仪表己基本完成由电动Ⅲ型仪表向基于八位或十六位单片机为基础设计的数字化仪表的转换。由于常规单片机资源的限制,以单片机为基础设计的单元仪表基本上还是在功能上替代电动Ⅲ型仪表,并按电动Ⅲ型功能进行分类。这样造成国内自动化仪表生产厂家生产的二次数字化仪表品种繁杂,标准难以统一,设计随意性大。因此带来如下现实问题: 1.自动化系统设计单位的仪表选型、系统调试、使用中操作、维修和系统的功能优化及备件的准备非常的不方便: 2.仪表生产厂家的批量生产困难,产品质量的提高及成本的节约不利: 3.国内现在自动化仪表厂家数量众多,但都无法形成规模生产,质量不佳,而国外进口的二次仪表往往依附于特定的集散系统,也存在标准不统一,难以灵活替换的问题,且价格昂贵。 自动化系统设计、生产及应用迫切需要一种使用方便、通用性强的智能型二次仪表,以解决上述问题,改变传统设计、生产及应用方式,这将是未来自动化仪表的发展趋势,也就是本课题的努力方向。 本论文正是针对上述问题,以设计出一种可灵活组态的通用智能型二次仪表为研究对象,在深入分析国内主流仪表厂家的仪表操作方式和仪表功能的基础上,合理地进行软硬件设计,为在同一硬件平台下实现多种仪表的功能进行了创新性和探索性研究。主要内容为: 1.各种常规二次仪表功能、标准、接线、操作习惯及结构方式的归类分析; 2.多信号多量程的柔性测量方法研究; 3.系统整机设计以及系统可靠性设计; 4.u-boot的向ARM的移植、uClinux向ARM的移植、uClinux下的通用组态软件设计。 本文设计了一种以三星公司的ARM7TDMI系列处理器S3C44BOX为核心,辅以外围电路,实现同一硬件平台下多种仪表的功能,并成功制作了样品系统。 本文所讨论的基于$3C44BOX和uClinux的智能仪表系统的开发技术同样适用于其它项目的开发,对其它嵌入式的应用系统开发有重要的参考价值。
上传时间: 2013-05-16
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边界扫描技术是一种应用于数字集成电路器件的标准化可测试性设计方法,它提供了对电路板上元件的功能、互连及相互间影响进行测试的一种新方案,极大地方便了系统电路的测试。本文基于IEEE 1149.1标准剖析了JTAG边界扫描测试的精髓,分析了其组成,功能与时序控制等关键技术。 应用在FPGA芯片中的边界扫描电路侧重于电路板级测试,兼顾芯片功能测试,同时提供JTAG下载方式。针对在FPGA芯片中的应用特点,设计了一种边界扫描电路,应用于自行设计的FPGA结构之中。除了基本的测试功能外,加入了对FPGA芯片进行配置、回读以及用户自定义测试等功能。 通过仿真验证,所设计的边界扫描电路可实现FPGA芯片的测试、配置和回读等功能,并符合IEEE 11491.1边界扫描标准的规定,达到设计要求。
上传时间: 2013-04-24
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汽车行驶记录仪是对车辆行驶速度、时间、里程以及有关车辆行驶的其他状态信息进行记录、存储并可通过接口实现数据输出的数字式电子记录装置。汽车行驶记录仪的使用,对遏止疲劳驾驶、车辆超速等交通违章、约束驾驶人员的不良驾驶行为、保障车辆行驶安全以及道路交通事故的分析鉴定具有重要的作用。一个完整的汽车行驶记录仪系统包括车载主机和上位机管理分析软件两部份。 在嵌入式技术被广泛运用的今天,我国现在应用的汽车行驶记录仪仍然多是运用8位或者16位单片机作为处理器,采用汇编语言,结构简单功能单一。为了使嵌入式技术也在汽车行驶记录仪中得到运用,同时为了满足我国《汽车行驶记录仪》GB/T 19056-2003标准要求,并与国际IEEE 1616标准接轨,本文设计了基于嵌入式系统的汽车行驶记录仪,采用的是三星公司的S3C2410 32位处理器和Linux操作系统,这样提高了系统的实时性,功能也得以扩展。 本文详细论述了汽车行驶记录仪系统主机模块软硬件的设计与实现,并且介绍了上位机管理分析软件的设计。论文首先介绍了课题的研究背景,并对国内外汽车行驶记录仪的研究现状进行了概括,在此基础上提出了本课题需要完成的目标。阐述了基于嵌入式系统的总体设计构思以及各个功能模块不同方案优劣的比较,并对最终方案进行了描述,此后详细介绍了各主要功能部件的特点及应用。 在系统软件设计单元,对主机软件开发环境、调试方法以及系统各功能模块的流程设计做了详细描述,同时介绍了BootLoader、Linux操作系统和设备驱动程序在S3C2410上的编译和移植全过程。最后,论文对整个系统的功能和特点进行了总结,并对下一步工作以及记录仪今后的发展进行了展望。
标签: 汽车行驶记录仪
上传时间: 2013-05-25
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1993年,Turbo码的提出,以其接近Shannon极限的优异的性能在编码界引起了轰动,并成为研究的热点。随着研究的不断深入和技术的发展,目前,Turbo码已经应用到很多实际通信系统中。同时,如何实现Turbo码编译码器成为了人们研究的重点。 论文以基于FPGA实现Turbo码编译码器为研究目标,首先分析了Turbo码的基本编译码原理和3GPP标准的Turbo码编码结构。然后分析了MAP译码算法,Log-MAP译码算法和Max-Log-MAP译码算法,接着仔细分析了对系统性能影响的各个参数并逐一进行选择,最后对各个选择的系统进行仿真,对仿真的结果进行比较论证,确定满足系统性能要求的各个参数。 论文在系统仿真分析论证的基础之上,进行了Turbo码编码器的设计实现和硬件测试,选择Max-Log-MAP译码算法进行了Turbo码译码器的FPGA设计实现和硬件测试。最后完成整个通信系统的搭建和调试。主要针对FPGA实现的数据量化、定点数据表示方式、Max-Log-MAP算法子译码器关键运算单元的FPGA设计和译码的时序控制进行了深入研究,完成了固定译码长度的Turbo码译码器的FPGA设计实现,并利用ModelSim和MATLAB分别对译码器进行了时序功能验证和FPGA定点仿真测试。
上传时间: 2013-05-30
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H.264/AVC是ITU与ISO/IEC(International Standard Organization/Intemational Electrotechnical Commission国际标准化组织/国际电工委员会)联合推出的活动图像编码标准。作为最新的国际视频编码标准,H.264/AVC与MPEG-4、H.263等视频编码标准相比,性能有了很大提高,并已在流媒体、数字电视、电话会议、视频存储等诸多领域得到广泛的应用。基于上下文的自适应二进制算术编码(Conrext-based Adaptive Binary Arithmetic Coding,CABAC)是H.264/AVC的两个熵编码方案之一,相对于另一熵编码方案-CAVLC(基于上下文的自适应可变长编码),CABAC具有更高的数据压缩率:在同等编码质量下要比CAVLC提高10%~15%的压缩率。CABAC能实现很高的数据压缩率,但这是以增加实现的复杂性为代价的。在已有的硬件实现方法上,CABAC的解码效率并不高。 论文在深入研究CABAC解码算法及其实现流程,并在仔细分析了H.264/AVC码流结构的基础上,总结出了影响CABAC解码效率的各个环节,并以此为出发点,对CABAC解码所需中的各个功能模块进行了优化设计,设计出一种新的CABAC解码器结构,相对于一般的CABAC解码器,它的解码效率得到了显著提高。论文针对影响CABAC解码过程的"瓶颈"问题一多次访问存储部件影响解码速率,提出了新的存储组织方式,并根据CABAC的码流结构特性,采用4个子解码器级联的方式来进一步提高解码速率。 最后,用Verilog语言对所设计的CABAC解码器进行了描述,用EDA软件对其进行了仿真,并在FPGA上验证了其功能,结果显示,该CABAC解码器结构显著提高了解码效率,能够满足高档次实时通讯的要求。
上传时间: 2013-07-03
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如今IC设计进入了SOC(System-on-chip)设计时代。SOC是指在单一芯片上集成了微控制器、数字信号处理器、存储器、I/O接口等,可以实现信号采集、转换、存储、处理等功能的芯片。SOC设计是基于IP可重用性的设计过程。现在已有不少公司成功地开发了各种SOC总线规范,以便于IP核的可复用性设计。其中,ARM公司开发的AMBA(Advanced Microcontroller Bus Arehitecture)规范已经成为嵌入式应用的行业标准。嵌入式SOC芯片广泛应用于消费电子产品中,近年来随着彩屏手机、PDA等移动终端的普及,液晶电视等平板显示器件的推广,液晶显示器已经逐渐取代CRT成为主流的显示器件。LCD Driver IC作为液晶显示器的重要部件,需求量也日益增大。嵌入式液晶显示系统的设计是当今SOC设计中不可缺少的部分,而基于AMBA总线规范的LCD显示系统更是具备良好的性能和较大的潜力。 本文提出了一种基于AMBA总线规范的彩色TFT-LCD数字图像显示解决方案,硬件设计上包括APB存储接口模块、LCD控制模块,并用VHDL硬件描述语言进行了功能仿真,采用Mentor公司Modelsim5.8完成了系统功能验证;软件设计上完成了基于SAMSUNG公司S6D0110 TFT-LCD驱动芯片的测试程序的编写和系统测试。本设计不需要掌握TFT-LCD内部构造,复杂的内部驱动原理,只需要掌握AMBA总线规范和LCD的MPU并行接口时序,采用本课题设计出的LCD显示控制模块简单实用,便于推广应用。 本课题基于Xilinx公司的VirtexⅡ FF1152 PROTO开发平台完成了软件调试,实现了TFT-LCD图像显示。调试结果表明硬件和软件设计正确且取得了较为满意的结果。
上传时间: 2013-06-02
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