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可移植性

  • 基于ARM的LED视频控制系统设计

    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。

    标签: ARM LED 视频 控制系统设计

    上传时间: 2013-06-26

    上传用户:luke5347

  • 基于ARM的地铁用安全型智能IO的设计与实现

    地铁信号设备中输入输出设备是信号逻辑和现场设备之间的接口,有着四高(高安全,高可靠,高可维护,高可用)要求,目前信号系统厂家的传统做法是整个信号系统产品由一家公司来完成,可是随着技算机技术的快速发展,逻辑部份目前已可以采用通用COTS产品,而输入输出部分还是需要各个信号厂家自己设计和生产,因此设计出一款通用型的输入输出控制器已成地铁行业的发展方向。 为了满足以上要求,本文从实际应用角度出发,使信号系统的产品更加的开放透明,设计出基于ARM的地铁用安全型的智能I/O,从而使信号系统设计可以方便地和现场信号设备接口。 在硬件上采用冗余设计,以ARM为主处理器,整个系统无单点硬件故障,采集部分采用动态异或输入设计,驱动部分采用安全驱动设计。 基于ARM的地铁用安全智能I/O严格遵循欧洲铁路信号产品的标准,使系统的安全性,可靠性,可用性和可维护性有了充分的保障。 本文主要介绍了地铁用安全型智能I/O控制器的设计和实现,包括设计思想,具体实施,硬件和软件的设计等。

    标签: ARM 地铁 智能IO

    上传时间: 2013-06-12

    上传用户:ljthhhhhh123

  • 基于ARM的机车监控显示系统研究与设计

    在日益发展的电子技术和各行业对系统安全需求不断提高的刺激下,原有基于X86系统架构机车监控显示系统逐渐暴露出越来越多的缺陷,研制新型的机车监控显示系统成为一种必然的趋势,而不断发展的MCU技术、嵌入式Linux、制造工艺等也给新型机车监控显示系统的研制提供了技术保障。 本课题针对目前铁路运营对安全、快速、准点等特性要求的不断提高,研究基于ARM的机车监控显示系统,设计出具有高可靠性、高效能、可维护性强的机车监控显示系统。 本文首先分析了嵌入式技术发展现状及其发展趋势,对ARM技术的特点及其在嵌入式领域的应用进行了深入研究;进而,分析了国内现有基于PC/104总线模式扩展的机车监控显示系统的优缺点以及国外先进机车监控显示系统的发展现状及技术特点。对如何有效提高系统的可靠性、可操作性进行了深入的研究,提出了利用ARM处理器与嵌入式操作系统Linux实现高可靠性机车监控显示系统的思路,并在此思路指导下完成了基本研究和具体设计。 在完成样机试制后,结合铁路产品的高可靠性要求,本文最后对影响系统可靠性的若干性能指标进行了测试:高低温测试、静电放电测试、EMC测试、绝缘耐压测试、振动测试等,并对设计过程中一些欠考虑的因素提出了解决方案。实际测试表明,基于ARM技术的机车监控显示系统满足我国铁路未来若干年监控安全的需要。

    标签: ARM 机车监控 显示系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:lanwei

  • 基于ARM的嵌入式强实时内核设计

    随着国内工业化、数字化的迅速发展,嵌入式开发在IT行业中的重要性越来越显著。嵌入式开发领域对产品的功能性、稳定性、实时性等方面的要求也越来越高。 采用嵌入式实时操作系统作为开发平台,以高性能的嵌入式处理器为工业控制等领域的主控制器可以有效地提高系统的可靠性、实时性、和软件编程的灵活性。在嵌入式处理器方面,ARM构架已经在高性能、低功耗、低成本的嵌入式领域里占领先地位。而在嵌入式操作系统方面,适合国内发展方向的解决方案以及系统基础结构方面并不理想。首先,国外成熟的嵌入式实时操作系统大都成本高、结构复杂,不适合强实时应用;其次,因大部分实时操作系统不公开源码,使开发的产品存在安全隐患。而类似μC/OS-II的小型强实时嵌入式操作系统内核虽然具有低成本、易控制、小规模、高性能等特性,但这类系统的基础较为薄弱,面临产品化和商业化还有一定的距离。 本文针对这种情况,结合现有的操作系统内核理论及嵌入式强实时系统的特殊需求,特别是对μC/OS-Ⅱ的研究分析基础上,面向强实时应用,设计、构造了一种适合在32位ARM处理器环境下使用的内核。这样做的目的是为了提供一个基础牢固、值得信赖的基本平台。 本文研究工作主要集中在以下几个方面: 针对嵌入式环境中高效、简洁、易扩展、易剪裁的要求,对内核体系结构框架进行了设计。内核整体上采用分层结构,在各层中采用功能相对独立的模块:在最底层借鉴微核的原理,只提供最基本的功能模块。 针对系统快速和稳定的实时响应能力需求,为IRQ中断建立了统一的中断入口,采用合理的半嵌套工作方式;保留FIQ为不可屏蔽中断,在快速反应场合使用;引入中断分段处理机制解决中断和任务的ITC机制共享,需要硬保护机制相互协调所引起的硬保护机制被隐性地泛滥使用问题。 针对应用提出的系统行为的可预测性需求,在调度算法方面采用基于优先级位图的抢占阈值调度算法,提高了处理器的利用率和任务集合的可调度性,减少了内核存储开销;在共享资源访问控制方面,以优先级天花板协议为依据,使用互斥事件解决优先级反转和死锁问题的发生。 为了保障系统的强实时性能,本文还对内核的时钟管理、内存管理等方面进行了设计。最后,通过实时性能测试,结果表明该实时内核有很好的强实时特性。

    标签: ARM 嵌入式 内核设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:alia

  • 基于ARM和CPLD的氢气参数实时监测系统

    在电力现代化建设中,提高发电机发电效率是其中重要的一环,氢气作为导热性冷却介质广泛的应用于发电设备,作为冷却剂,它可以有效地提高其发电效率,但它又是一种易燃易爆气体,所以使氢气参数处于正常范围,保证发电机高效、安全正常工作就变得至关重要,因此对氢气参数进行实时监测有着重要的意义。 本论文研究和开发了基于ARM和CPLD的氢气参数监测系统,首先简要的分析了氢冷发电机系统对氢气参数进行监测的必要性以及当前电力系统氢气参数监控系统的发展情况。然后提出了一种利用无线通信手机短消息业务SMS、工控总线Modbus通信协议和RR485总线、SD卡海量存储等技术实现发电机系统多氢气参数的现场实时监测系统的设计方案。该方案以功能强大的ARM处理器作为系统的核心。采用高精度的16位AD转换芯片,并使用两种滤波算法的结合对信号进行数字滤波,满足系统对氢气参数采集精度的要求。同时系统结合CPLD技术,用于解决系统内微控器I/O口不足以及SD卡驱动的问题,本论文采用一片CPLD扩展I/O口,每一个扩展的I/O口都分配固定的地址,ARM微控器可以通过外部总线控制扩展I/O口的输出电平。SD卡(Secure Digital Memory Card)中文翻译为安全数码卡,是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备,具有低成本,大容量的特点,系统的历史数据存储使用了SD卡作为存储介质,系统并没有直接使用ARM处理器读写SD卡,而是使用了拥有1270个逻辑单元的MAXⅡ1270 CPLD来驱动SD卡,在CPLD中使用VHDL语言设计了SD卡的总线协议,外部总线接口,SRAM的读写时序等,这样既可以提高微处理器SD卡的读写速度,增强微处理器程序的移植性,又可以简化微处理器读写SD卡的步骤并减少微处理器的负担。 本论文的无线数据传输采用GSM无线通信技术的SMS业务远传现场数据,设计了GSM模块的软件硬件,实现了报警等数据的无线传输,系统的有线传输采用了基于Modbus通信协议的RS485总线通信方式,采用这两种通信方式使系统的通信更加灵活、可靠。本论文最后分析了系统的不足并且提出了具体的改进方向。

    标签: CPLD ARM 氢气 参数

    上传时间: 2013-05-26

    上传用户:emouse

  • 基于ARM和GPRS电力负荷管理系统的研究与设计

    国内电力市场的开放给电力公司带来了新的挑战。各家电力公司都在寻求提高公司效率,增加客户、改善服务的方案。在此竞争的舞台上,采用先进技术的自动抄表和负荷管理系统就成为一个强有力的工具。它可以加强企业内部管理,加强对电网负载能力的控制。集软硬件于一体的一整套电力负荷控制系统就成为满足当前市场需求、顺应国家电力改革的解决方案。 论文是基于ARM和GPRS电力负荷管理系统的研究与设计,主要工作是研制应用于电力负荷管理系统的GPRS终端,包括终端的软硬件系统的设计和调试。自主开发了PPP协议,成功地将PPP协议应用于GPRS终端,所以此终端具有很强的后续扩展性和移植性。 论文首先介绍了电力负荷管理系统的研究背景、目的及意义,结合国内外发展情况,指出了现有系统的不足,伴随GPRS、CDMA等新一代无线通信技术的发展对其进行改进。 其次对GPRS无线通信技术进行研究,了解GPRS终端数据传输协议——TCP/IP、PPP协议的基本原理。并对电力负荷系统的整体架构和通信方式进行了研究分析。 再次是对GPRS终端硬件的设计,主要包括ARM微处理器硬件系统的设计、串行扩展电路以及GPRS模块的电路的设计。 最后本文着重对PPP协议做重点研究和设计。按照自身状态机机制,从PPP的协议结构、运行机制、协商分析过程来展开,对PPP协议的实现进行详细设计说明。同样也对GPRS终端拨号上网程序进行了设计与实现。 经测试,GPRS终端能够顺利地进行拨号,并发送数据。证明了GPRS终端运行稳定可靠,达到了预期的效果和设计要求,有利于配电网络运行的安全性和经济性管理,对加强用电管理和提高电网供电质量起到了积极的作用。

    标签: GPRS ARM 电力负荷 管理系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:cee16

  • 基于ARM和μCOSⅡ的调速器试验台的研究

    随着科学技术的飞速发展,各科学领域对测试技术提出了越来越高的要求。调速器试验台是调试、校验调速器性能的一种试验工具,是船舶修造厂、尤其调速器修造专业厂必须具有的试验设备。基于ARM嵌入式平台和uC/OS-II实时操作系统的嵌入式控制调速器试验台是基于国内外调速器测试技术的发展趋势和工作的实际要求。本调速试验台充分利用了嵌入式单片机技术和传感器技术,通过采用多种传感器采集系统所需要的数据,例如直流电机的转速、调速器的齿条位移等等,经过单片机系统处理并输出结果来实现调速器试验台的功能,并运用新型的全彩液晶显示屏将各种试验数据显示出来。 本文主要是针对调速试验台控制系统的研究,在分析了嵌入式软硬件可实现模块化设计的基础上,借鉴了“开发平台”的设计思想,首先,在ARM嵌入式最小系统的基础上架构通用的硬件平台,对测控平台的硬件结构进行设计,特别是对于关键的接口电路进行了比较深入的研究,针对不同的应用,集成了多种接口电路。其次,在实现嵌入式实时多任务操作系统uC/OS-II在ARM上可移植的基础上,架构了通用的软件平台,对接口电路驱动程序进行模块化设计。最后,研究了基于参数实时可变型的一种新型的PID控制算法,并将此PID算法作为调速试验台的控制算法。 通过对本系统的研究开发,提高了调速器试验台的测试精度,也使性能更加稳定可靠,实现了整个测试过程的自动化,从而减轻了试验人员的劳动强度,提高了工作效率,降低了试验成本,也同时消除了安全隐患,因此对本课题的研究具有较大的现实意义。

    标签: ARM COS 调速器 试验台

    上传时间: 2013-07-20

    上传用户:ggwz258

  • ChenMobius数字通信系统的MATLAB仿真及FPGA实现

    自上个世纪九十年代以来,我国著名学者、现中国科学院院士、清华大学陈难先教授等人使用无穷级数的Mobius反演公式解决了一系列重要的应用物理中的逆问题,例如费米体系逆问题、信号处理等,开创了应用、推广数论中的Mobius变换解决物理学中各种逆问题的巧妙方法,其工作在1990年得到了世界著名的《NATURE》杂志的整版专评与高度评价。华侨大学苏武浔、张渭滨教授等则把Mobius变换的方法应用于几种常用波形(包括周期矩形脉冲,奇偶对称方波和三角波等)的傅立叶级数的逆变换运算,得到正、余弦函数及一般周期信号的各种常用波形的信号展开;并求得了与各种常用波形信号函数族相正交的函数族,以用于各展开系数的计算与信息的解调;而后把它们应用到通信系统中,提出了一种新的通信系统,即新型Chen-Mobius通信系统。 在新型通信系统中,把这种正交函数族应用于系统的相干调制解调中,取代传统通信系统中调制解调所采用的三角正交函数族。正是这种正交函数族使得通信系统的传输性能大大提高,保密性加强,而且正交函数族产生很方便。 本文从软件仿真和硬件实现两个方面对Chen-Mobius通信系统进行了验证。首先,利用MATLAB软件构建Chen-Mobius数字通信系统,通过计算机编程,对Chen-Mobius单路、四路和八路的数字通信系统进行仿真分析,对该系统在不同信噪比情况下的错误概率进行了计算,并绘出了信噪比-错误概率曲线;其次,在QuartusⅡ软件平台上,利用VHDL语言文本输入和原理图输入的方法构建Chen-Mobius数字通信系统,对该系统进行了仿真,包括设计综合、引脚分配、仿真验证、时序分析等;再次,在QuartusⅡ软件仿真的基础上,在Altera公司的Stratix GX芯片上,实现了硬件的编程和下载,从而完成了Chen-Mobius数字通信系统的FPGA实现;最后,从MATLAB软件仿真和硬件实现的结果出发,通过分析系统的性能,简单展望了Chen-Mobius数字通信系统的应用前景。 本文通过软件仿真得到了Chen-Mobius数字通信系统的信噪比-错误概率曲线,从理论上验证了该系统的强的抗干扰能力;利用FPGA完成了系统的硬件实现,从实际上验证了该系统的可实现性。从两方面都可以说明,Chen-Mobius通信系统虽然只是一个新的起点,但它却预示着光明的应用前景。

    标签: ChenMobius MATLAB FPGA 数字通信系统

    上传时间: 2013-05-19

    上传用户:sa123456

  • FPGA的边界扫描测试方法研究

    现场可编程门阵列(FPGA)是一种新型器件,它将门阵列的通用结构与现场可编程的特性结合于一体.如今,FPGA系列器件已成为最受欢迎的器件之一.随着FPGA器件的广泛应用,它在数字系统中的作用日益变得重要,它所要求的准确性也变得更高.因此,对FPGA器件的故障测试和故障诊断方法进行更全面的研究具有重要意义.随着集成电路规模的迅速膨胀,电路结构变得复杂,使大量的故障不可测.所以,人们把视线转向了可测性设计(DFT)问题.可测性设计的提出为解决测试问题开辟了新的有效途径,而边界扫描测试方法(BST)是其中一个重要的技术.本文阐述了FPGA系列器件的结构特点,边界扫描测试相关的基本概念与基本理论,给出利用布尔矩阵理论建立的边界扫描测试过程的数学描述和数学模型.论文中主要讨论了边界扫描测试中的测试优化问题,给出解决两类优化问题的现有算法,对它们的优缺点进行了对比,并且提出对两种现有算法的改进,比较了改进前后优化算法的性能.最后总结了利用边界扫描测试FPGA的具体过程.

    标签: FPGA 边界扫描 测试 方法研究

    上传时间: 2013-08-06

    上传用户:mdrd3080

  • 基于ARM的开关磁阻电机驱动系统设计

    开关磁阻电机是电机技术与现代电力电子技术、微机控制技术相结合的产物,既具有结构简单坚固、成本低、容错能力强,耐高温等优点,又在高度发展的电力电子和微机控制技术的支持下获得了良好的可控性能,目前己经在多个工业部门得到应用。因此,开关磁阻电机在驱动调速领域有着良好的发展前景。本论文在对前人成果的广泛了解和研究基础上,以philip公司生产的LPC2101为主控芯片,充分利用其高速运算能力和面向电机控制的高效控制能力,设计并制作了SRM控制器与系统软件。本文以开关磁阻电机的调速控制策略及其控制实现方法为主要研究内容,对开关磁阻电机的数学模型、功率变换器技术、控制策略、控制方案的实现进行了全面深入的研究。 全文的研究工作分为五个部分,第一部分介绍了开关磁阻电机调速系统的构成及基本工作原理,综述了开关磁阻电机的国内外发展现状、特点及研究动向,总结了开关磁阻电机系统存在的技术问题,提出了本文的研究目的和主要研究内容。 第二部分引用并讨论了SR电动机的基本数学模型和准线性数学模型,然后基于此重点分析了与电动机运行特性密切相关的相电流波形与转子角位移的函数关系,最后根据课题所关心的控制系统设计,在理论分析的基础上提出了SR电动机控制方案并进行了原理性分析,对SR电动机各个运行阶段的特点进行分析并初步提出控制方案。 第三部分对SR电动机调速系统的硬件设计进行了详细说明,主要包括以LPC2101为核心的控制系统的研究与设计,根据SR电机的控制特点,尽可能地开发了LPC2101的硬件资源和软件资源,使控制系统具有很高的控制精度和灵活性,然后对功率变换器进行了设计和制作,分析了各种主电路形式的优缺点,采用了新型IGBT功率管作为主开关元器件,使功率变换器结构得到简化,设计了IGBT的功率驱动电路,并专门设计了电压钳位电路和诸如过压、过流保护等保护单元,保证了整个系统安全可靠地运行,然后分析了SR电动机控制系统位置传感器检测电路设计、电流及电压斩波电路设计、电流检测及保护电路设计等。 第四部分主要介绍了系统的总体控制思想,分析了各个运行阶段的控制策略,对控制策略的软件实现进行了设计,并给出了软件实现的具体流程图,直观地体现了软件编程思想。最后,对系统进行了实验研究及分析。目前,该控制系统已调试完毕,基本实现预期功能。 本文对以ARM为控制核心的开关磁阻电动机控制系统进行了研究,得出了基于有位置传感器检测的控制方案。针对SR电机的控制特点,充分利用了ARM的硬件资源,采用PID数字调节,发出相通断信号和PWM信号,并和电流、电压等保护信号相结合,实现对主功率元件的通断控制。并且设计了相应的外围硬件检测、保护、控制及人机接口电路,使控制系统结构紧凑,可靠性高;系统的控制软件设计,采用模块化的程序设计方法,增强了系统的可读性及可维护性,实现了一种电压斩波和电流斩波控制相结合的控制方式;结合系统的硬件设计,开发了相应的软件模块,使系统具有完善的保护和控制性能。 本系统经过试验,调速范围可达100~2000转/分,效率较高,性能优良,验证了控制思想和控制方法的正确性。

    标签: ARM 开关磁阻 电机驱动 系统设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:独孤求源