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处理板

  • 基于ARM和uClinux的嵌入式系统的设计和实现

    随着Internet的发展和后PC时代的到来,嵌入式系统成为当前IT产业的焦点之一,呈现了巨大的市场需求。具有良好的网络支持和多任务处理能力的嵌入式系统为数据通信提供了新的解决方案。 本文的主要任务是实现接口模块的网络传输功能。该任务来自于某军事预研项目中的定位与指挥系统部分。为了提高终端和接口模块之间的数据传输速度,本文采用带有完整网络支持的嵌入式系统来实现数据传输。同时为了将本次的设计成果应用于以后的项目开发中,本课题还进行了文件系统,系统实时性等多方面的改进,实现了一个通用的功能完善的嵌入式软件平台。 本文选用某S3C4480开发板作为系统硬件平台,嵌入式操作系统选用了专门为无MMU的处理器设计的操作系统uClinux。 本文的主要工作有: ●分析系统功能需求,提出系统方案设计; ●构建网络传输功能所需的系统平台,完成uClinux,Blob的移植工作,并实现断电可保存的jffs2文件系统; ●为了实现网络传输功能,为网络设备RTL8019AS编写驱动;同时为了增强系统的人机交互性能,本文对4x4键盘编写了驱动程序; ● uClinux在实时性方面的缺陷对数据的实时传送有一定影响,所以做了基于RTLinux的外部扩展的实时性的改造,并对任务切换时间进行了测试; ●网络传输程序设计。首先完成了遵循定位与指挥系统中接口通信协议规定的通信数据的打包和解包。然后对比测试了TCP和UDP的传输速度。考虑到UDP协议传输的速度优势,在应用层做出了可靠性改造,经过对停等协议和滑动窗口协议的分析和比较,最终采用基于停等协议的改造方法,并完成了具体测试。

    标签: uClinux ARM 嵌入式系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:TI初学者

  • 基于ARM嵌入式系统的GUI的开发与设计

    嵌入式系统的开发已成为新的行业热点,将嵌入式应用于工业控制类产品中,并开发出优秀的人机交互界面,是嵌入式发展的趋势,拥有广阔的市场前景。近年来的市场需求显示越来越多的嵌入式系统包括PDA、机顶盒、DVD/VCD播放机、WAP手机等均要求提供一个方便简洁的可视化操作界面,而这些都要求有一个高性能稳定可靠的GUI(GraphicalUser Interface)来提供支持。友好的图形人机界面为嵌入式系统的人机交互提供丰富的图形图像信息、直观的表达方式。嵌入式GUI作为人机界面的软件系统,具有简洁、美观、方便好用且更具人性化的特点,采用嵌入式GUI进行人机界面设计能够提高设备开发效率、节省维护成本、丰富人机交互信息,因而,已经被越来越多的领域所采用。 本文研究设计了一种基于ARM微处理器和嵌入式实时操作系统的嵌入式GUI应用平台的方案。以SmartARM2200开发板为硬件平台(基于PHILIP公司的微处理LPC2210),在ADS1.2集成开发环境下,首先对嵌入式实时操作系统μ/OS-Ⅱ的特点、移植条件、性能等方面进行应用研究,重点分析了μ/OS-Ⅱ的移植过程,给出了移植的思路,总结了移植过程中应注意的问题,提出了简洁高效的移植方法;其次详细讲述了如何利用图形用户界面开发工具MiniGUI进行图形用户界面的开发,包括鼠标、键盘、菜单、绘图等功能的实现。该嵌入式GUI应用平台既可以满足用户对应用系统实时性和快速处理的要求,又能够给用户提供生动、直观的图形人机交互界面,具有广泛的应用前景。

    标签: ARM GUI 嵌入式系统

    上传时间: 2013-07-06

    上传用户:zlf19911217

  • OFDMMIMO系统接收机关键技术研究与FPGA实现

    近年来,移动通信技术在全球范围内得到了迅猛的发展及应用,各种全新的无线通信概念层出不穷、各种新的体制及其关键技术日新月异。由于正交频分复用(OFDM)技术可以高效地利用频谱资源并有效地对抗频率选择性衰落,多入多出(MIMO)利用多个天线实现多发多收,在不增加带宽和发送功率的情况下,可以成倍提高信道容量,因此OFDM-MIMO技术被广泛认为是后三代通信系统(B3G)的关键技术,是当今移动通信领域研究的热点。 本文对OFDM-MIMO通信系统接收机的关键技术--数字下变频,OFDM同步、解调进行了相关研究,在多天线接收板的XC2VP70-5FF1704芯片上,完成了数字下变频,OFDM同步和解调的FPGA设计与实现。通过功能仿真、时序仿真、板级电路测试,验证了该设计的正确性。 本文首先介绍了OFDM基本原理以其特点,然后对同步技术和数字下变频技术作了相应的介绍。同步是OFDM系统设计中的一项关键技术,即是针对系统中存在的时间偏差、频率偏差进行定时恢复、频偏的估计与补偿,来减少各种同步偏差对系统性能的影响。数字下变频是软件无线电的核心技术之一,其基本功能是从高速中频数字信号中提取所需的窄带信号,将其下变频为基带信号,降低数据率,以供后续DSP器件作进一步处理。 在数字下变频器的设计和实现方面,本文先介绍了数字下变频器的原理和基本结构,然后根据系统要求对其进行了设计,并在实现上作了一些简化,节约了硬件资源。 在对时间同步的设计和实现方面,本文采用了利用PN序列进行时间同步的算法。在实现上根据系统实际情况将数据分为四路分别与本地PN码做滑动相关运算,更有效的利用了同步数据,达到了更好的同步性能。 在OFDM的频率同步的设计和实现方面,本文采用重复的PN码两两相关来估计频偏值,并联合一个二阶负反馈环路进行补偿。该算法利用环路自身噪声带宽抑制噪声,提高频率估计精度,并同时利用负反馈扩大频偏估计范围。本文在对算法的详细研究分析的基础上对其进行了FPGA设计与实现。

    标签: OFDMMIMO FPGA 接收机

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:heminhao

  • 基于FPGA的32位RISC处理器设计与实现

    随着SOC技术、IP技术以及集成电路技术的发展,RISC软核处理器的研究与开发设计开始受到了人们的重视。基于FPGA的RISC软核处理器在各个行业开始得到了广泛的应用,特别是在一些基于FPGA的嵌入式系统中有着越来越广泛的应用前景。 该论文在研究了大量国内外技术文献的基础上,总结了RISC处理器发展的现状与水平。认真分析了RISC处理器的基本结构,包括总线结构,流水线处理的原理,以及流水线数据通路和流水线控制的原理;并详细分析了该设计采用的指令集——MIPS指令集的内在结构。设计出了一个32位RISC软核处理器,这个软核处理器采用五级流水线结构,能完成加法、减法、逻辑与、逻辑或、左移右移等算术逻辑操作,以及它们的组合操作。通过软件仿真和在Altera的FPGA开发板上进行验证,证明了所设计的32位RISC处理器能准确的执行所选用的MIPS指令集,运行速度能达到30MHz,功能良好。 通过对所设计对象特点及其可行性的研究,选用了Altera公司QuartusⅡ软件作为设计与仿真验证的环境。在设计方法上,该课题采用了自顶向下的设计方法。在设计过程中采用了边设计边验证这种设计与验证相结合的设计流程,大大提高了设计的可靠性。该课题在设计过程中还提出了两个有效的设计思路:第一是在32位寄存器的设计中利用FPGA的内部RAM资源来设计,减少了传输延时,提高了运行速度,并大大减少了对FPGA内部资源的占用;第二是在系统架构上采用了柔性化的设计方法,使得设计可以根据实际的需求适当的增减相应的部件,以达到需求与性能的统一。这两个方法都有效地解决了设计中出现的问题,提高了处理器的性能。

    标签: FPGA RISC 处理器

    上传时间: 2013-07-21

    上传用户:caozhizhi

  • 板级光互连协议研究与FPGA实现

    随着集成电路频率的提高和多核时代的到来,传统的高速电互连技术面临着越来越严重的瓶颈问题,而高速下的光互连具有电互连无法比拟的优势,成为未来电互连的理想替代者,也成为科学研究的热点问题。目前,由OIF(Optical Intemetworking Forum,光网络论坛)论坛提出的甚短距离光互连协议,主要面向主干网,其延迟、功耗、兼容性等都不能满足板间、芯片间光互连的需要,因此,研究定制一种适用于板级、芯片级的光互连协议具有非常重要的研究意义。 本论文将协议功能分为数据链路层和物理层来设计,链路层功能包括了协议原语设计,数据帧格式和数据传输流程设计,流量控制机制设计,协议通道初始化设计,错误检测机制设计和空闲字符产生、时钟补偿方式设计;物理层功能包含了数据的串化和解串功能,多通道情况下的绑定功能,数据编解码功能等。 然后,文章采用FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)技术实现了定制协议的单通道模式。重点是数据链路层的实现,物理层采用定制具备其功能的IP(Intellectual Property,知识产权)——RocketIO来实现。实现的过程中,采用了Xilinx公司的ISE(Integrated System Environment,集成开发环境)开发流程,使用的设计工具包括:ISE,ModelSim,Synplify Pro,ChipScope等。 最后,本文对实现的协议进行了软件仿真和上扳测试,访真和测试结果表明,实现的单通道模式,支持的最高串行频率达到3.5GHz,完全满足了光互连验证系统初期的要求,同时由RocketIO的高速串行差分口得到的眼图质量良好,表明对物理层IP的定制是成功的。

    标签: FPGA 板级 光互连 协议研究

    上传时间: 2013-06-28

    上传用户:guh000

  • 基于FPGA安全监控系统的数字视频处理

    随着经济的发展,生活水平的逐步提高,购置房屋和车辆的人越来越多,但安全问题也给人们带来巨大的经济损失。与此同时,相应的安全防盗系统也应运而生。目前市场上,低端的方案是利用单片机和通讯单元相结合构成系统。这种系统虽然价格便宜,实现起来也相对简单,但是功能不够完善,不能实现正真的影、音、像图文全方位监控。而高端的方案则使用专用集成电路,虽然功能强大,但是价格昂贵,并且对于新的接口标准存在兼容性问题,而且也不易升级。 基于FPGA的安全监控系统,是FPGA和通讯单元相结合的产物。其核心FPGA可多次配置,灵活性强,在性能和价格中找到一个很好的平衡。其易于维护和升级,以满足市场上不断推陈出的新的接口标准。 整个系统将是对视频图像处理、图像加密技术、传感器、PIC总线通讯等诸多技术的整合。而本文将侧重于论述该系统中视频图像处理、控制接口和视频传送部分的内容。全文分为五个章节,第一章简要介绍了视频信号处理的原理和结构,对一些专业术语进行介绍,并展示了通用的视频处理过程。第二章针对监控系统的案例,对视频信号处理模块的解决方案进行论述,将实际的视频信号处理划分为转换、计算和传送三个子模块,并且分别进行功能介绍。第三章着重介绍视频转换和视频计算两大模块,对相应的接口配置和模块主要代码实现作了深入分析。第四章将论述视频处理中的重要课题:数字图像的压缩技术,并对相应的重要模块和关键步骤作实际建模分析。第五章将探讨视频传送的相关技术,介绍传统的Camera-Link标准和最新的千兆以太网传送标准,对可行性应用进行了比较。

    标签: FPGA 安全监控 数字

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:hebmuljb

  • 基于DSPFPGA的图像处理电路板硬件设计

    波前处理机是自适应光学系统中实时信号处理和运算的核心,随着自适应光学系统得发展,波前传感器的采样频率越来越高,这就要求波前处理机必须有更强的数据处理能力以保证系统的实时性。在整个波前处理机的工作流程中,对CCD传来的实时图像数据进行实时处理是第一步,也是十分重要的一步。如果不能保证图像处理的实时性,那么后续的处理过程都无从谈起。因此,研制高性能的图像处理平台,对波前处理机性能的提高具有十分重要的意义。 论文介绍了本研究课题的背景以及国内外图像处理技术的应用和发展状况,接着介绍了传统的专用和通用图像处理系统的结构、特点和模型,并通过分析DSP芯片以及DSP系统的特点,提出了基于DSP和FPGA芯片的实时图像处理系统。该系统不同于传统基于PC机模式的图像处理系统,发挥了DSP和FPGA两者的优势,能更好地提高图像处理系统实时性能,同时也最大可能地降低成本。 论文根据图像处理系统的设计目的、应用需求确定了器件的选型。介绍了主要的器件,接着从系统架构、逻辑结构、硬件各功能模块组成等方面详细介绍了DSP+FPGA图像处理系统硬件设计,并分析了包括各种参数指标选择、连接方式在内的具体设计方法以及应该注意的问题。 论文在阐述传输线理论的基础上,在制作PCB电路板的过程中,针对高速电路设计中易出现的问题,详细分析了高速PCB设计中的信号完整性问题,包括反射、串扰等,说明了高速PCB的信号完整性、电源完整性和电磁兼容性问题及其解决方法,进行了一定的理论和技术探讨和研究。 论文还介绍了基于FPGA的逻辑设计,包括了图像采集模块的工作原理、设计方案和SDRAM控制器的设计,介绍了SDRAM的基本操作和工作时序,重点阐述系统中可编程器件内部模块化SDRAM控制器的设计及仿真结果。 论文最后描述了硬件系统的测试及调试流程,并给出了部分的调试结果。 该系统主要优点有:实时性、高速性。硬件设计的执行速度,在高速DSP和FPGA中实现信号处理算法程序,保证了系统实时性的实现;性价比高。自行研究设计的电路及硬件系统比较好的解决了高速实时图像处理的需求。

    标签: DSPFPGA 图像处理 电路板 硬件设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:firstbyte

  • 基于DSP和FPGA的数字化开关电源

    文章开篇提出了开发背景。认为现在所广泛应用的开关电源都是基于传统的分立元件组成的。它的特点是频率范围窄、电力小、功能少、器件多、成本较高、精度低,对不同的客户要求来“量身定做”不同的产品,同时几乎没有通用性和可移植性。在电子技术飞速发展的今天,这种传统的模拟开关电源已经很难跟上时代的发展步伐。 随着DSP、ASIC等电子器件的小型化、高速化,开关电源的控制部分正在向数字化方向发展。由于数字化,使开关电源的控制部分的智能化、零件的共通化、电源的动作状态的远距离监测成为了可能,同时由于它的智能化、零件的共通化使得它能够灵活地应对不同客户的需求,这就降低了开发周期和成本。依靠现代数字化控制和数字信号处理新技术,数字化开关电源有着广阔的发展空间。 在数字化领域的今天,最后一个没有数字化的堡垒就是电源领域。近年来,数字电源的研究势头与日俱增,成果也越来越多。虽然目前中国制造的开关电源占了世界市场的80%以上,但都是传统的比较低端的模拟电源。高端市场上几乎没有我们份额。 本论文研究的主要内容是在传统开关电源模拟调节器的基础上,提出了一种新的数字化调节器方案,即基于DSP和FPGA的数字化PID调节器。论文对系统方案和电路进行了较为具体的设计,并通过测试取得了预期结果。测试证明该方案能够适合本行业时代发展的步伐,使系统电路更简单,精度更高,通用性更强。同时该方案也可用于相关领域。 本文首先分析了国内外开关电源发展的现状,以及研究数字化开关电源的意义。然后提出了数字化开关电源的总体设计框图和实现方案,并与传统的开关电源做了较为详细的比较。本论文的设计方案是采用DSP技术和FPGA技术来做数字化PID调节,通过数字化PID算法产生PWM波来控制斩波器,控制主回路。从而取代传统的模拟PID调节器,使电路更简单,精度更高,通用性更强。传统的模拟开关电源是将电流电压反馈信号做PID调节后--分立元器件构成,采用专用脉宽调制芯片实现PWM控制。电流反馈信号来自主回路的电流取样,电压反馈信号来自主回路的电压采样。再将这两个信号分别送至电流调节器和电压调节器的反相输入端,用来实现闭环控制。同时用来保证系统的稳定性及实现系统的过流过压保护、电流和电压值的显示。电压、电流的给定信号则由单片机或电位器提供。再次,文章对各个模块从理论和实际的上都做了仔细的分析和设计,并给出了具体的电路图,同时写出了软件流程图以及设计中应该注意的地方。整个系统由DSP板和ADC板组成。DSP板完成PWM生成、PID运算、环境开关量检测、环境开关量生成以及本地控制。ADC板主要完成前馈电压信号采集、负载电压信号采集、负载电流信号采集、以及对信号的一阶数字低通滤波。由于整个系统是闭环控制系统,要求采样速率相当高。本系统采用FPGA来控制ADC,这样就避免了高速采样占用系统资源的问题,减轻了DSP的负担。DSP可以将读到的ADC信号做PID调节,从而产生PWM波来控制逆变桥的开关速率,从而达到闭环控制的目的。 最后,对数字化开关电源和模拟开关电源做了对比测试,得出了预期结论。同时也提出了一些需要改进的地方,认为该方案在其他相关行业中可以广泛地应用。模拟控制电路因为使用许多零件而需要很大空间,这些零件的参数值还会随着使用时间、温度和其它环境条件的改变而变动并对系统稳定性和响应能力造成负面影响。数字电源则刚好相反,同时数字控制还能让硬件频繁重复使用、加快上市时间以及减少开发成本与风险。在当前对产品要求体积小、智能化、共通化、精度高和稳定度好等前提条件下,数字化开关电源有着广阔的发展空间。本系统来基本上达到了设计要求。能够满足较高精度的设计要求。但对于高精度数字化电源,系统还有值得改进的地方,比如改进主控器,提高参考电压的精度,提高采样器件的精度等,都可以提高系统的精度。 本系统涉及电子、通信和测控等技术领域,将数字PID算法与电力电子技术、通信技术等有机地结合了起来。本系统的设计方案不仅可以用在电源控制器上,只要是相关的领域都可以采用。

    标签: FPGA DSP 数字化 开关电源

    上传时间: 2013-06-21

    上传用户:498732662

  • CCD扫描缺陷检测实时数据处理技术

    在诸多行业的材料及材料制成品中,表面缺陷是影响产品质量的重要因素之一。研究具有显微图像实时记录、处理和显示功能的材料表面缺陷检测技术,对材料的分选和材料质量的检查及评价具有重要的意义。 本文以聚合物薄膜材料为被测对象,研究了适用于材料表面缺陷检测的基于现场可编程门阵列(FPGA)的缺陷数据实时处理技术,可实时提供缺陷显微图像信息,完成了对现有材料缺陷检测装置的数字化改造与性能扩展。本文利用FPGA并行结构、运算速度快的特点实现了材料缺陷的实时检测。搭建了以FPGA为核心的缺陷数据处理系统的硬件电路;重点针对聚合物薄膜材料缺陷信号的数据特征,设计了基于FPGA的缺陷图像预处理方案:首先对通过CCD获得的聚合物薄膜材料的缺陷信号进行处理,利用动态阈值定位缺陷区域,将高于阈值的数据即图像背景信息舍弃,保留低于阈值的数据,即完整保留缺陷显微图像的有用信息;然后按照预先设计的封装格式封装缺陷数据;最后通过USB2.0接口将封装数据传输至上位机进行缺陷显微图像重建。此方案大大减少了上传数据量,缓解了上位机的压力,提高了整个缺陷检测装置的检测速度。本文对标准模板和聚合物薄膜材料进行了实验验证。实验结果表明,应用了基于FPGA的缺陷数据实时处理技术的CCD扫描缺陷检测装置可对70μm~1000μm范围内的缺陷进行有效检测,实时重建的缺陷显微图像与实际缺陷在形状和灰度上都有很好的一致性。

    标签: CCD 缺陷检测 实时数据 处理技术

    上传时间: 2013-05-19

    上传用户:Alibabgu

  • 基于FPGA的DSSS接收机载波跟踪技术

    扩频通信是一种性能优异的通信方式,自其诞生之日起就受到了业内人士的广泛关注。本文以DS/SS接收机为基础,围绕相关的理论和技术,开展了载波跟踪技术FPGA实现的研究。 论文首先综述了课题的来源、背景和意义,阐述了DS/SS接收系统前端处理模块和信号处理模块的结构,指出了本课题的关键技术。与此同时,作者在参考了大量国内外有关文献的基础上,深入研究了四相鉴频、自动频率跟踪鉴频以及反正切鉴相等载波跟踪鉴频、鉴相算法,并根据这些理论设计了FLL与PLL相结合的载波跟踪策略,完成了CPAFC和Costas环路仿真和性能分析。 其次,论文对载波跟踪环路的硬件电路进行了设计,其中包括基带信号处理的混频、相关和积分清洗模块,误差量的提取和控制模块,以及本地载波的产生模块等,并在Altera公司的Stratix系列芯片----EP1S808956C6上对每个组成模块进行了功能和时序上的仿真与实现,之后对系统各模块进行了集成,解决了系统实现的同步问题。 最后,论文对系统作了实验总结与分析,包括板级验证总结与分析、接收机载波跟踪性能分析,以及对载波同步技术的总结和展望。

    标签: FPGA DSSS 接收机 载波

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:qazwsxedc