T-Kernel作为一种嵌入式操作系统,由于实时性和开源性,在嵌入式操作系统领域中的应用越来越广泛。ARM是一款比较好的微处理器,T-Kernel在ARM上的应用研究基本上是空白,所以结合两者进行研究促进T-Kernel在国内嵌入式领域的发展。同时,T-Kernel内部调度机制存在着优先级反转缺陷,优先级反向使得高优先级任务的执行时间无法预测,增加了实时系统的不确定性。早期的解决协议较好地解决了优先级反转问题,但同时也存在着自身不足之处。 针对T-Kernel存在的缺陷,在深入研究相关协议的基础上,本论文提出了一种新的改进的优先级继承协议。该协议设置超时保护机制,避免任务在获取信号量时长时间的阻塞,结合Havender提出的“有序资源使用法”防止死锁发生,给出该协议的分析过程,并把该协议结合到T-Kernel中。在这个基础之上,建立研究开发平台;针对硬件设备,研究引导程序的执行原理,实现系统的引导程序;构建T-Kennel内核;移植内核到开发板;最后对T-Kernel的启动过程进行了详细的分析。 T-Kernel在ARM上的移植研究,为嵌入式系统开发的提供了一种开发流程,同时对于T-Kernel的启动过程的分析,为以后的应用程序开发提供了一个接口;对于T-Kernel存在的优先级反转问题的解决,可以改进T-Kernel的实时性和灵活性,同时为实时系统的性能改进提供了参考。
上传时间: 2013-04-24
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随着新的控制算法的应用和电子技术的发展,移动机器人正朝着高速度、高精度、开放化、智能化、网络化方向发展,对控制系统也提出了更高的要求。移动机器人要实现高速度、高精度的位置控制和轨迹跟踪,必须依赖先进的控制策略和优良的运动控制系统。 导航是移动机器人最具挑战性的能力之一,机器人感知、定位、认知及运动控制的性能是决定导航成功的关键因素。根据课题“仿生导航系统”的要求,本文选择“主控制器+运动控制器+英特网远程无线监控”结构进行导航移动机器人控制系统的设计。首先分析导航移动机器人体系结构,建立机器人运动学模型,最后详细阐述控制系统的全部开发过程,包括控制系统需求分析、总体设计、功能模块的划分及软硬件的设计与实现,并对无线通信及英特网通讯做了一些基础研究,开发了无线通讯模块软件和上位机软件。 在控制系统的硬件设计方面,主要包括基于 LPC2138 的主控制单元、基于HCTL-1100 的运动控制单元、基于 6N137 的光电隔离单元、基于 LMD18200 的功率放大单元、传感器接口单元及上位机无线通讯单元的电路设计。软件方面,在μC/OS-Ⅱ实时操作系统的多任务环境下,利用其任务调度功能,合理地协调和组织了控制系统的各项硬件资源,提高了整个系统的实时性和可靠性。上位机采用的无线通讯、Internet 通讯以及可视化监控程序界面,让用户可以方便直观地远程观察和控制机器人。 该控制系统的研制为仿生传感器性能测试提供了一个良好的实验平台,经过实验,验证了系统的可行性,系统的各项功能及控制精度满足设计要求。
上传时间: 2013-05-22
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随着电力电子器件及其它非线性负荷在电网中大量的投入使用,致使电网的非线性、不稳定性和不对称性日趋严重。通过对电能质量进行在线实时监测、记录和分析,可以为改善电能质量、制定有关电能质量的治理措施以及确定治理装置的技术参数提供必要的依据。 嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软/硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。它正逐步成为当今计算机技术发展的热点,己经广泛应用于工业控制、智能仪器、通信设备、消费电子等各个方面。随着信息技术和数字技术的不断发展,嵌入式系统必将更加广泛的应用到生产生活的各个方面。 本文将电能质量监测与基于ARM技术的嵌入式系统结合起来,设计基于ARM技术的嵌入式电能质量监测系统,实现对电能质量指标的实时在线监测。 论文介绍了电能质量的概念,电能质量问题的危害及电能质量监测的重要意义,分析了电能质量监测国内外研究现状及发展趋势,详细介绍了电能质量国家标准及其测量原理。重点阐述了嵌入式系统的概念、组成,分析了μC/OS-Ⅱ实时操作系统内核的调度机制,完成其在ARM处理器上的移植,构建电能质量监测系统的嵌入式软/硬件开发平台;在此平台上详细设计了电能质量监测系统的硬件电路,提出嵌入式软件系统设计的整体方案,详细说明了在嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ下的软件开发方法。
上传时间: 2013-05-26
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我国经济的快速发展促进各行业对电力需求的飞速增长,电力需求侧管理随着电力系统管理的自动化而不断发展起来。用电现场负荷监控终端是电力需求侧管理的一个重要组成部分,它为有效利用能源、合理分配能源,鼓励用户均衡用电,实现电力需求侧科学管理提供了技术基础。 负荷监控终端利用微电子技术、电力电子技术和传感器技术对用电现场的各种电能参数进行采集和全方位监控,在电力需求侧管理中承担着重要角色。它为电力管理部门和用电企业间搭起了信息桥梁,不仅实时提供企业用电的各种信息,而且能够及时执行电力管理部门的远程命令,实现远程操作。电力管理部门向终端安排合理的用电方案,能够对企业的用电实现宏观调控,这对企业的长足发展和电力管理部门的合理调度电能有很好的推动作用。因此对负荷监控终端的研究具有重大的现实意义。 论文对目前国内外的负荷监控终端在的发展现状进行了概述,分析了负荷监控终端在国内的电力负荷管理技术中的地位和作用,以及当前负荷监控终端系统的技术水平和实现方法,在研究了终端设计多项技术的基础上,结合工程项目的要求对微处理器和操作系统进行了具体选型,设计了一种基于ARM 和μC/OS-Ⅱ的配变监控终端,在基于ARM技术的LPC2124 微处理器和外围接口芯片上,进行了终端系统的设计;实现了μCOS-Ⅱ在LPC2124MCU 上的移植;编写了基于μC/OS-Ⅱ的API 接口函数和底层硬件驱动程序;采用多任务按优先权调度的方式解决了任务处理的实时性,克服了传统前后台软件在复杂的监控终端设计中实时性差的弊端,实践证明用这种设计思想制作的配变监控终端能较好地满足工程应用实际需要。
上传时间: 2013-04-24
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随着嵌入式技术和网络技术的发展和应用,充分结合两种技术优势的远程数据采集终端正在不断地被研究和开发。本文即是此背景下,综合以往远程数据采集终端的优缺点,对基于ARM的远程数据采集智能终端予以研究和实现,该终端具备GPRS和INTERNET两种接入方式。可通过RS232或A/D模块采集用户终端设备数据信息;在GPRS接入方式下使用GPRS无线数据终端通过GPRS网络接入互联网,在INTERNET接入方式下则直接接入互联网;接入后则可向远程控制中心上传用户终端据信息。本文研制的远程数据采集终端可广泛地应用包括环保数据采集在内的多种数据远程采集场合。 本文主要做了以下研究工作: 1、对硬件资源进行了外围扩展,对S3C44BOX处理器芯片的外围硬件进行了扩展设计,使之具备了满足使用需求的最小系统硬件资源。包括外围存储、LCD、键盘、以太网卡和GPRSi匿信模块等。 2、运用多任务操作系统可以有效的组织并行任务的处理,本文对μc/os-Ⅱ操作系统进行了移植,对原有μc/os-Ⅱ操作系统的抢占式调度机制进行了改造,使之成为整体抢占,局部轮询的调度机制;使之较好地满足了实际要求。 3、无论采用GPRS方式还是INTERNET方式,设备终端与INTERNET实现通信都必须具备相应的协议。本文实现了TCP/IP有关网络协议栈的建立,对协议进行了简化设计,实现了两种方式的接入,满足了嵌入式终端的要求。 4、为了使终端具备较好的人机交互能力,构建了嵌入式图形界面,实现了LCD图形显示和键盘输入控制的交互功能。 通过以上工作,建立了一个功能齐全,实时可靠,基于嵌入式系统的远程数据采集终端。
上传时间: 2013-07-17
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嵌入式系统是一种将底层硬件、实时操作系统和应用软件相结合的专用计算机系统,在经济社会和人们的日常生活中得到了越来越广泛的应用。嵌入式系统的研究与开发已成为现代电子领域的重要研究方向之一。嵌入式实时操作系统是嵌入式系统应用软件开发的支撑平台,网络化是主要趋势之一。 μC/OS-Ⅱ作为一种新兴的嵌入式实时操作系统,以其免费公开源码、面向中小型应用、可抢占、多任务以及较好的移植性等突出特点,在各类嵌入式设备中得到广泛应用。然而,μC/OS-Ⅱ内核中不支持TCP/IP协议栈,因而无法适应嵌入式设备网络化的需要。本文的主要目标是:在计算资源严重受限的条件下,研究使嵌入式系统支持TCP/IP协议的策略及其实现方法。 本课题以实验室现有的Samsung S3C44BOX芯片为核心的ARM开发板作为硬件平台,分析了ARM7TDM[内核的特点及S3C44BOX的结构。在详细分析实时操作系统μC/OS-Ⅱ及其内核原理的基础上对其进行适当的改进并成功移植到ARM硬件平台上。针对μC/OS-Ⅱ内核不支持TCP/IP协议栈的问题,引进了嵌入式TCP/IP协议uIP,将其应用到μC/OS-Ⅱ上,成为μC/OS-Ⅱ的网络服务模块,实现了对μC/OS-Ⅱ的网络功能的扩充,并在uIP基础上编写了相关的网络驱动程序。最后,本课题设计了基于HTTP协议的嵌入式Web服务器和基于TFTP协议的远程文件传输,从而使网络远程监控测量和在线程序的更新下载成为现实。 本课题经过数月的软硬件的设计和调试,已实现了最初的设计目标。测试结果表明:移植到ARM处理器上的μC/OS-Ⅱ内核可以成功实现对任务的调度;对μC/OS-Ⅱ内核扩充的TCP/IP协议——uIP可正常运行:嵌入式Web服务器和远、程文件传输在实验室局域网中的稳定运行,更加证明了本课题的成功性。
上传时间: 2013-05-17
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传统的数控系统采用的大多是专用的封闭式结构,它能提供给用户的选择有限,用户无法对现有数控设备的功能进行修改以满足自己的特殊要求;各种厂商提供给用户的操作方式各不相同,用户在培训人员、设备维护等方面要投入大量的时间和资金。这些问题严重阻碍了CNC制造商、系统集成者和用户采用快速而有创造性的方法解决当今制造环境中数控加工和系统集成中的问题。随着电子技术和计算机技术的高速发展,数控技术正朝向柔性化、智能化和网络化的方向发展。针对数控系统已存在的问题和未来发展的趋势,本文致力于建立一个适合现场加工特征的开放结构数控平台,使系统具备软硬件可重构的柔性特征,同时把监控诊断和网络模块融入数控系统的框架体系之内,满足智能化和网络化的要求。 本文在深入研究嵌入式系统技术的基础上,引入可重构的设计方法,选择具体的硬件平台和软件平台进行嵌入式可重构数控系统平台的研发。硬件结构以MOTOROLA的高性能32位嵌入式处理器MC68F375和ALTERA的现场可编程门阵列(FPGA)芯片为核心,配以系统所需的外围模块;软件系统以性能卓越的VxWorks嵌入式实时操作系统为核心,开发所需要的应用软件,将VxWorks嵌入式实时操作系统扩展为一个完整、实用的嵌入式数控系统。该系统不仅具有可靠性高、稳定性好、功能强的优点,而且具有良好的可移植性和软硬件可裁减性,便于根据实际需求进行功能的扩展和重构。 本论文的主要研究工作如下: (1)深入研究了以高性能微处理器MC68F375为核心的主控制板的硬件电路设计,以及存储、采集、通讯和网络等模块的设计。 (2)深入研究了基于FPGA的串行配置方法和可重构设计方法,设计出基于FPGA的电机运动控制、机床IO控制、键盘阵列和液晶显示控制等接口模块电路。 (3)深入研究了VxWorks嵌入式实时操作系统在硬件平台上的移植和任务调度原理,合理分配控制系统的管理任务,开发系统的底层驱动程序和应用程序。 最后,本文总结了系统的开发工作,并对嵌入式可重构数控系统的进一步研究提出了自己的一些想法,以指引后续研究工作。
上传时间: 2013-04-24
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文中在阐释电磁干扰及电磁兼容性的基础上,结合工程实践,分析了处于强电磁环境中的节目传输调度系统干扰信号的耦合路径,就抑制系统内外的电磁干扰、改善和提高系统的电磁兼容性指标的措施进行了论证。
上传时间: 2014-01-13
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采用基于TI公司高性能Davinci系列TMS320DM6437处理器的SEED-DEC6437 EVM板作为主要硬件平台,在DSP开发环境CCS3.3中采用C语言和汇编语言混合编程实现运动估计算法的DSP移植,并加入人机接口,使用DSP/BIOS调度多个任务,从而实现了从软件平台到硬件平台的移植,成功搭建了一个基于运动估计算法的DSP应用系统。研究结果表明,使用DSP平台可以使得运动估计算法的实时性更好。
上传时间: 2014-11-18
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随着科技技术的发展,数据呈现几何级的增长,面对这个情况传统存储服务无法满足复杂数据慢慢地暴露出来,传统的存储计算服务不仅浪费着极大的资源,还对于环境有着极大的不利影响。在这个大环境下云计算应势而生。本论文将针对目前的存储服务无法满足复杂数据的问题,研究云存储中的任务调度技术。通过与Hadoop平台结合的试验对于现有的三种算法进行算法的实现过程的研究以及结果的对比。
上传时间: 2013-10-14
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