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嵌入式设计

《嵌入式系统设计》是2010年2月机械工业出版社出版的图书,作者是程克非。
  • 基于ARMLinux平台综导显控台的设计与实现

    以电子计算机为中心,以最佳统计理论为方法,将载体上的某些或全部的导航设备综合在一起,形成一个有机的统一整体,提高导航信息精度,扩大单一导航设备或系统的功能,这样的系统通称为组合导航系统。 本文以某校研制的综导显控台为工程背景,在对综导显控台进行需求分析的基础上提出了基于ARM-Linux平台的综导显控台的设计方案。在对系统软硬件平台给出了详细分析的基础上阐述了系统应用软件设计的思想和基本原则,然后对应用软件的任务进行了详细的划分并完成了系统的相关软件设计。研究了基于ARM-Linux平台的综合导航显控台的CAN总线、串口通信、以太网接口通信技术并完成了相应的软件。 本文对嵌入式系统软硬件开发技术作了详细而深入的研究,介绍了嵌入式系统的组成原理及特点。深入研究了嵌入式实时操作系统Linux及linux环境下应用程序的开发,包括linux下设备驱动程序的开发、符合硬件环境的系统引导程序Bootloader和文件系统的、Linux内核的裁剪和移植、嵌入式GUI的开发。依照软件工程学的一般流程对综导显控台从分析、设计、实现进行完整的论述。最后从系统运行的情况来看本论文所设计的基于ARM-Linux的综导显控台基本上满足了用户系统的要求,提高了组合导航系统的实时性。

    标签: ARMLinux 控台

    上传时间: 2013-07-05

    上传用户:1406054127

  • 基于ARMVxWorks的Web视频监控系统的研究和设计

    近年来,监控系统从鲜为人知的幕后走进了前台、走进了人们的生活,监控技术己从第一代全模拟系统发展到第三代完全数字化的阶段。目前,随着微处理器技术和计算机网络技术的进步,基于嵌入式Web的网络视频监控系统逐渐得到了人们的广泛关注,以网络为基础的数字视频监控系统已经发展成为视频监控系统发展的主流。 本文在分析视频监控的现状和发展趋势之后,针对当前视频监控系统的不足,结合市场应用前景设计了一种较好的远程视频监控的应用方案。该方案是在当前非常流行的ARM微处理器上,利用强实时操作系统VxWorks与高性能开源的嵌入式Web服务器和嵌入式数据库相结合,建立高效的、可及时响应的嵌入式视频监控服务器,该系统支持USB摄像设备、文件存储、数据库管理,具有较高的性价比。 论文详细阐述了视频监控系统软硬件的总体设计,主要致力于嵌入式操作系统在S3C2410开发板上的移植,深入研究了闪存文件系统TFFS、以太网卡的工作机制、VxWorks USB协议栈,并实现了硬件上对应的驱动程序。在嵌入式操作系统成功实现后,完成了嵌入式Web服务器GoAhead和嵌入式数据库Berkeley DB的移植。同时,在软件层次上设计和实现了基于Web视频监控的前端服务CGI程序的功能模块。 本系统是ARM技术、VxWorks操作系统、网络技术在嵌入式领域的综合应用,本系统可应用于交通控制、实时探测、安全检查等领域,并对视频监控在其他领域的应用有一定的参考价值。

    标签: ARMVxWorks Web 视频监控系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:fanghao

  • 基于ARMWEBSMSRFID的学生实验预约系统的设计与实现

    在日常工作和生活中,人们需要享用各种资源或者服务。当在特定的时间段内,可供享用的资源有限,而需求享用资源的用户相对较多时,供求矛盾就会出现。预约系统通过让用户与资源提供者进行交流,而缓解了供求矛盾。目前,为提高学生的创新能力和实验仪器的使用效率,高校普遍提倡为学生提供自由的开放型实验平台。于是,实验平台数量的不足和学生多样化的实验需求激发了实验平台的供求矛盾。该矛盾的解决方法之一是采用合适的预约系统来实现开放型实验进度的动态安排。 随着互联网的深入普及,以及移动通信服务的逐步完善和通信资费的不断降低,基于互联网和手机短消息的预约系统将变得非常实用。鉴于高校的学生一般都拥有一张由学校统一办理的非接触式IC卡,故结合射频识别技术、互联网和手机短消息技术实现开放型实验的预约系统,将能较好地缓解高校实验平台数量不足和学生多样化实验需求之间的矛盾。同时,采用ARM处理器取代台式电脑实现硬件电路,能有效降低预约系统的设备成本。 本论文有重点地讨论了基于ARM/WEB/SMS/RFID的学生实验预约系统的设计与实现。 第一章,通过介绍预约系统的现有应用和发展趋势,提出了实验预约系统设计方案的设计原因和依据,分析了实现设计方案的途径和可行性,并提出设计方案的预期目标。 第二章,系统地介绍实现设计方案需要用到的基础知识与技术,包括ARM体系结构、处理器内核以及μC/OS-II嵌入式实时操作系统等; 第三章,介绍预约系统的硬件结构,重点分析了非接触式IC卡读卡器和GSM通信模块; 第四章,探讨预约系统的软件设计,包括系统的功能结构、数据结构,TCP/IP、HTTP、Wiegand协议和AT指令,以及具体分析关键应用程序的实现,并简单介绍μC/OS-II的移植和软件开发工具的使用; 第五章,对预约系统进行电气参数和软件功能的测试。最后,对整个项目进行总结,并提出展望。

    标签: ARMWEBSMSRFID 实验

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:jyycc

  • 基于ARMμClinux远程图像监控系统的研究与设计

    图像监控系统是一门集计算机技术、通信技术和数字图像处理技术于一体的综合系统。它以其直观、方便、信息内容丰富等特性而被广泛应用于工业生产、交通、电信、电力、银行、智能办公大楼等场所。网络技术、嵌入式技术和图像处理技术的发展使得数字化图像数据的网络实时传输和控制成为可能。嵌入式图像监控系统就是一种以嵌入式技术、图像压缩编码技术、网络传输控制技术为核心的新型监控系统,它在稳定性、实时性、处理速度、功能、价格、扩展性等方面和传统的监控系统相比有着突出的优势,同时也代表着目前图像监控系统研究和发展的方向。 本文设计了一种基于嵌入式的远程图像监控系统,系统以ARM7作为核心处理器,并采用μClinux操作系统,实现前端采集的图像信息经GPRS无线信道进行远程传输。 本文完成的工作包括嵌入式远程图像传输系统硬件平台搭建与软件开发。硬件方面,完成了以ARM7微处理器(Samsung公司的S3C44BOX)为核心的系统硬件平台搭建。该系统硬件资源包括S3C44BOX,Flash,SDRAM,UART,以太网控制器以及LCD接口等;软件方面,针对硬件平台完成Bootloader移植和μClinux移植,并完成嵌入式监控终端和上位机应用程序的设计。在本系统中把上位机做为服务器,嵌入式监控终端做为客户端,通过GPRS网络客户端应用程序和服务器应用程序在Internet上建立联接,从而可以相互访问。 本文首先综述了课题研究的目的意义以及国内外研究现状。其次设计了以ARM7为核心处理器并采用嵌入式μClinux操作系统的远程图像监控系统整体方案。从Bootloader概念出发,对U-Boot在系统硬件平台上的移植做了详细的分析,并研究了其在移植过程中经常出现的问题,提出了解决方法。分析了μClinux系统结构及驱动程序原理,并在系统硬件平台上实现μClinux移植。最后研究设计了系统整体软件设计,包括上位机软件设计和嵌入式终端的软件设计,并给出了实验结果。

    标签: Clinux ARM 远程图像 监控系统

    上传时间: 2013-06-23

    上传用户:heart520beat

  • 基于ARM的GPS定位系统设计

    当前全球定位系统(Navigation Satellite Timing And Ranging Global Position System,简称GPS)广泛应用于舰船导航,航空航天,地理测绘等领域,特别是移动式定位系统对于目前的城市交通管理有着非常重要的意义。本文分析了当前交通管理中的实际问题,介绍了一种车载终端的设计方法。设计采用ARM9内核的S3C2410微处理器构造的嵌入式系统,可以实现对GPS定位信息的接受和处理,并采用嵌入式Linux操作系统,结合开放式Linux图形软件Qt,可以为后续的建立地理信息系统(Geographic information system,简称GIS)提供数据支持,是集GPS全球卫星定位系统和通用分组无线业务(General Packet Radio Service,简称GPRS)无线通信技术于一体的新型电子产品。它为现代交通运输提供了新颖,可靠,有效的控制和管理途径。 车载终端通过将GPS模块的定位信息提取出来,一方面将定位信息在车载终端上显示,一方面又结合车辆的状态信息通过GPRS模块发送出去,该信息通过无线公共网络传输给车辆管理部门。车辆管理部门根据车辆的位置和状态等,结合GIS系统中的地图信息提供GPS数据的差分修正,并采取一定的措施,从而实现车辆的有效管理。 本设计从硬件和软件两大部分出发,硬件上设计了ARM处理器、存储器、内存及其外围电路,另外还有GPS模块电路和GPRS模块电路;软件上采用Qt的人机界面完成数据显示与更新,采用PPP拨号脚本完成GPRS模块的拨号,通过Qt多线程编程的方法完成GPS数据的提取和GPRS的信息发送。在硬件和软件之间采用了嵌入式Linux系统,包括启动代码、内核和文件系统等。

    标签: ARM GPS 定位 系统设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:夜月十二桥

  • 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OTDR系统及其应用软件设计

    随着光通信技术的不断发展,光纤的需求量大幅增加,光纤测量仪器也随之迅速发展起来,其中光时域反射仪(OTDR)受到广泛重视。光时域反射仪是八十年代发展起来的新型光纤故障测试设备,其主要用途是能够找出光纤的断点,并进行故障定位。光时域反射仪具有非破坏性测量、功能齐全、安全性好、使用方便等优点,在工程上得到广泛应用。目前,该领域主要被国外产品垄断且价格昂贵。在这一背景下,国内企业开展OTDR的研制和开发,以降低成本,改进技术,占领光纤测试领域的市场成为当务之急。 本论文首先简要介绍了光时域反射仪的历史和现状,并阐述了光纤测量技术涉及的光学原理,以及光时域反射仪的基本工作原理。在理论分析部分之后,基于对系统的特点及开发资源的考虑,提出基于嵌入式系统的光时域反射仪解决方案。在此基础上,详细介绍了以ARM为控制核心、DSP为运算核心的系统总体硬件结构;讨论了采用ARM9内核的S3C2410处理器的软件解决方案;着重说明了Linux嵌入式操作系统的选取与移植、bootloader的引导以及根文件系统的制作。最后重点论述了图形用户系统(GUI)的选取以及QtopiaCore的移植和开发过程。 本文所设计的光纤测量系统具有测量准确、可靠性高等特点。实验表明,该系统能够根据国际标准完成对光纤的衰减和长度等指标的检测。

    标签: OTDR ARM 应用软件

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:1222

  • 基于ARM的PC104总线嵌入式工控机的研究和实现

    在特定的工业测控应用中对处理器的功耗有严格的要求,类似X86处理器芯片系列由于继承了原有8086的构架,功耗很大,不能满足要求。当前应用广泛的ARM系列处理器有低功耗、高处理器能力的优点,非常适合于此类应用。由于ARM处理器并没有对PC/104总线有支持,所以本设计使用CPLD可编程逻辑完成ARM本地总线与PC/104总线的转换。文章完成了以下工作: 1.介绍了工业控制计算机的发展情况和当前使用广泛的PC/104计算机,描述了嵌入式系统的发展历史和软硬件组成,分析了X86与ARM处理器构架的特点与优缺点; 2.从PC/104总线规范出发,对基于ARM处理器的PC/104工业控制嵌入式工控机进行了总体设计,软硬件选型部分对当前流行的软硬件系统进行了详细地描写,硬件处理器选用SAMSUNG公司的S3C2410,软件系统采用嵌入式Linux操作系统; 3.对系统硬件各个部分实现细节进行了描写,包括最小系统、CAN网络、以太网络和PC/104总线控制器;其中着重对PC/104总线控制器的实现方案进行了讨论,分析了ARM本地总线时序和PC/104总线时序,最后使用VHDL语言实现了了总线控制器逻辑; 4.移植了嵌入式Linux操作系统,Linux操作系统移植分为配置、编译和下载运行调试三个步骤;基于Linux操作系统编写了PC/104总线驱动,驱动完成映射PC/104地址到系统虚拟地址和中断绑定;编写了基于PC/104的CAN总线驱动,分析了驱动初始化、中断处理流程、数据缓冲区管理和文件操作接口,描写了驱动的编译和下载过程;最后给出了应用程序接口; 5.根据机车工业控制领域的具体要求,开发了实际系统,给出了系统主要参数指标;对系统的运算性能进行了测试,测试表明定点运算能力与X86相当,符合设计要求:系统通过铁标高低温测试和射频干扰测试,并进行了为期3个月的装车试运行,试运行过程中系统工作正常,完全能够满足设计要求。

    标签: ARM 104 PC 总线

    上传时间: 2013-07-10

    上传用户:520

  • 基于ARM的PCI北桥设计与验证

    PCI(Peripheral Component Interconnect)总线以其高性能、低成本、开放性、独立于处理器、软件透明等众多优点成为当今最流行的计算机局部总线。在嵌入式系统领域中,许多IP都是基于PCI总线设计的。本文阐述一种以ARM9作为CPU的嵌入式系统的PCI北桥设计与验证。 首先介绍基于ARM的嵌入式系统结构,并深入研究PCI2.2总线行为规范。在此基础上提出一种基于ARM处理器的PCI总线北桥的设计方案,整个设计主要分为主设备接口模块,目标设备接口模块,配置寄存器模块和集成总线仲裁器三大部分。对于主设备接口模块和目标设备接口模块,论文主要从数据通路和控制路径的实现两方面进行阐述。对于集成的总线仲裁器,设计采用两优先级的循环优先算法,通过一组设备编号寄存器实现了PCI总线上的仲裁,此外,论文对跨时钟域的信号同步和PCI配置寄存器也作了较为详细的描述,最终采用自顶向下的方法实现了整个设计。 在验证部分,引入了基于平台的验证思路,通过搭建验证平台,可以高效地实现验证。论文重点讨论了验证平台的搭建和行为模型的建立,并介绍了一种命令总线,通过打包各个验证点控制验证流程。此外,为提高验证的自动化程度,论文对验证所使用的脚本也进行了描述。通过此验证平台和脚本,提高了整个验证系统的可移植性和可重用性。 论文最终完成了PCI北桥的RTL级的功能描述,并使用仿真软件完成对设计的仿真验证。设计通过验证并成功实现在基于ARM的集成处理器,达到预定的功能设计要求,并具有良好的性能,最后对后续开发进行了探讨。

    标签: ARM PCI 北桥

    上传时间: 2013-05-22

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  • 基于ARM的PDA软硬件平台设计

    在当前的电子信息技术和网络技术高速发展的后PC时代,嵌入式系统已经广泛地渗透到科学研究、工程设计、军事技术、商业文化艺术、娱乐业以及人们日常生活中的方方面面。与此同时,PDA因其小巧,功能强大,日益受到人们的青睐。因此,对嵌入式Linux的PDA研究具有非常重要的意义。 本文的研究主要是基于ARM和Linux的PDA软硬件平台的开发。硬件平台的内核模块采用ARM920T核的S3C2410X嵌入式处理器,外部包含64M的SDRAM和64M的NAND Flash,硬件平台还集成了液晶、触摸屏等人机接口和嵌入式GPS模块,同时提供了USB主机、SD卡扩展接口。该平台技术先进,结构合理,功能较完备,整体性、可扩充性强,还可以作为其他嵌入式系统硬件开发的良好平台和有益借鉴。 在此硬件平台的基础上,本文深入探讨和解决了Linux操作系统和嵌入式图形用户接口移植过程中所面临的任务和难题。论文首先研究了硬件平台下引导Linux启动的Bootloader的设计方法和实现过程。然后,给出了Linux2.4内核和YAFFS文件系统的启动分析和移植到硬件平台的整个过程。并且,在Linux内核驱动模型的基础上,实现了LCD帧缓冲显示设备Framebuffer、触摸屏、USB驱动程序的开发。最后,实现了图形化用户接口Qt/E在嵌入式Linux平台上的移植。通过Linux操作系统和图形化用户接口Qt/E等软件平台的实现,为PDA平台提供了良好的图形化操作系统支持,从而大大减少了PDA产品的开发难度和开发周期。 另外,在开发实现的PDA软硬件平台的基础上给出了—个地图的显示以及实现放大、缩小等功能的程序,为综合应用了PDA平台软硬件资源提供了—个有用的实例。

    标签: ARM PDA 软硬件 平台设计

    上传时间: 2013-04-24

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