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。
上传时间: 2013-04-24
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本文将嵌入式与温度控制系统结合,设计了一个实用的嵌入式实时温度控制系统,并说明了其系统组成和软、硬件的设计方法。该系统的特点是具有快速的采集和响应速度、低功耗。本文内容主要包括以下部分: 1.温度控制系统的历史、现状、发展趋势及本课题的研究内容。 2.简单介绍了嵌入式系统及其设计开发的基本知识、SAMSUNG公司的以ARM7TDMI为内核的处理器S3C44B0X和实时操作系统μC/OS—Ⅱ体系结构和内核。 3.硬件方面制定了系统核心板和温度控制系统外围电路的设计方案。系统核心板包括系统模块、存储器模块、人机交互模块三部分;外围电路包括温度检测电路和功率控制电路两部分。 4.软件方面编写了S3C44B0X的启动代码、μC/OS—Ⅱ向S3C44B0X的移植代码、嵌入式温度控制系统的应用程序及相关流程等。 5.本系统成功运行后的结果显示和心得。
上传时间: 2013-08-04
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提出了一种基于ARM9 和uC/OS-II 的嵌入式数字示波器的设计方法。硬件上采用ARM9+FIFO 的结构实现4 通道数据同步。软件上采用uC/OS-II 实现多任务运行及实时处理。整机测试表明:
上传时间: 2013-05-30
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在利益的驱使下,超限运输在世界各地已成为了普遍现象。这给国家带来了诸多经济和社会问题。实践证明动态称重系统(WIM)能有效地抑制超限运输,但同时也存在部分问题,这些问题的解决有赖于国家相关法规的出台,也有赖于关键测量设备(WIM系统)性能的提高。 由于应变式称重传感器容易受到各种环境干扰,对环境适应性差,课题采用光纤Bragg光栅传感器(FBG)作为称重传感器,它具有很强的抗干扰性,利于提高系统测量精度。使用光纤传感器的关键是波长解调技术,本文在比较了几种常见解调技术的前提下,结合课题的实际情况选用了基于F-P腔可调谐滤波解调方法,文章在分析该解调方法原理的基础上,设计了解调器中的各个硬件电路模块;此外,为了提高数据采集、传输的效率,文章还对数据缓冲电路进行了设计,在电路中引入了换体存储及DMA传输技术。 鉴于动态称重信号为短历程信号并且包含各种各样的噪声,称重算法的研究也是本课题要解决的重要内容。本文在分析了称台振动及已有先验知识的基础上,将小波分析、LM非线性拟合算法及残差分析相结合应用在动态称重系统中,为了验证算法的有效性,利用MATLAB对实测数据进行了仿真分析,结果表明该算法能够提高测量精度。 提高动态称重系统性能指标的另一方面是提高系统运行的软硬件平台。课题采用的核心硬件为Xscale ARM平台,处理器时钟可高达400MHz;软件上采用了多用户、多任务的Linux操作系统平台。文章对操作系统linux2.6进行了合适的配置,成功地将它移植到了课题的ARM平台上,并且在此操作系统上设计了基于MiniGUI的人机交互界面及波长解调和数据缓冲电路的驱动程序。
上传时间: 2013-07-26
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一个采用.NET SOCKET技术的在聊天室
上传时间: 2013-04-24
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本文首先在介绍多用户检测技术的原理以及系统模型的基础上,对比分析了几种多用户检测算法的性能,给出了算法选择的依据。为了同时克服多址干扰和多径干扰,给出了融合多用户检测与分集合并技术的接收机结构。 接着,针对WCDMA反向链路信道结构,介绍了扩频使用的OVSF码和扰码,分析了扰码的延时自相关特性和互相关特性,指出了存在多址干扰和多径干扰的根源。在此基础上,给出了解相关检测器的数学公式推导和结构框图,并仿真研究了用户数、扩频比、信道估计精度等参数对系统性能的影响。 常规的干扰抵消是基于chip级上的抵消,需要对用户信号重构,因此具有较高的复杂度。在解相关检测器的基础上,衍生出符号级上的干扰抵消。通过仿真,给出了算法中涉及的干扰抑制控制权值、干扰抵消级数等参数的最佳取值,并进行了算法性能比较。仿真结果验证了该算法的有效性。 最后,介绍了WCDMA系统移动台解复用技术的硬件实现,在FPGA平台上分别实现了与基站和安捷伦8960仪表的互联互通。
上传时间: 2013-07-29
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该论文介绍二次雷达的基本概念、发展历史、工作流程和运作机理以及单脉冲二次雷达的系统原理,并且对传统的单脉冲二次雷达应答信号处理器的硬件结构进行改进,提出一种全新的应答处理器硬件结构,即FPGA+DSP的混合结构.这种硬件结构的特点是结构灵活,有较强的通用性.该论文围绕FPGA+DSP这种数字信号处理的硬件结构,阐述了它在单脉冲二次雷达应答数字信号处理器中的应用,使用VHDL语言设计FPGA程序,并且给出主要模块的仿真结果.FPGA主要完成距离计数、方位计数、脉冲分解、产生应答数据送给DSP、与PC104交换报表等功能.长时间的成功试验表明,基于FPGA和DSP技术的二次雷达应答信号处理器在3毫秒内可以同时处理四个重叠应答,计算所接收的每一个脉冲的到达方向,得到真实脉冲并且给出脉冲置信度.系统达到了预期的目的.该课题的另外一个重要意义是对传统的二次监视雷达应答信号处理器进行了改进,使单脉冲二次雷达系统的应答处理能力在可靠性、稳定性和系统精度三个方面有质的飞跃.
上传时间: 2013-04-24
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本课题源于空中机器人大赛参赛项目。针对比赛要求,提出了一种基于ARM的低成本、高性能的嵌入式微小无人机飞行控制系统的整体方案,并由此展开了一系列的研究工作。 本文的重点是飞行控制系统的姿态确定系统设计和飞行控制系统的硬件设计及实现。 本文首先回顾了国内外微小无人机发展历程,介绍了其研究现状,并指出了微小无人机的发展趋势。根据需求设计了低价位、高性能的嵌入式微小无人机飞行控制系统的整体方案。 设计了低成本、低功耗的微小无人机的姿态确定系统方案,利用姿态四元数、龙格库塔法、高斯牛顿法和扩展卡尔曼滤波器估计出系统的姿态矩阵;对姿态确定方案进行了仿真。 设计了基于ARM的飞行控制系统的硬件部分,包括电源及复位电路,UART、SPI、JTAG等接口电路,PWM信号发生电路,A/D采样电路及前置电路,光电耦合电路等;完成了整个飞控系统PCB板制作以及对所设计电路的调试工作,使得系统运转正常。 最后针对本文设计的硬件平台进行了启动代码等系统底层软件的编写和调试,建立了系统的启动环境。
上传时间: 2013-06-03
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随着科学技术的不断发展,嵌入式系统得到了广泛的应用。在当今的工业控制领域,控制逻辑和功能变得越来越复杂,简单的嵌入式系统己经不能满足工业生产需求,而带有高性能处理器以及完整操作系统的嵌入式系统的引入将逐渐成为工业控制自动化发展的方向。 本文对用于工业供水设备测控的工业供水测控系统展开研究。首先,在ARM嵌入式最小系统的基础上建立通用的硬件平台,对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,针对供水设备测控的不同要求,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μC/OS-Ⅱ在ARM上可移植的基础上,建立了测控系统的软件平台,对接口电路驱动程序进行模块化设计。最后,在研制出的测控平台上,加入了电力参数与传感器数据监测电路以及开关量输入/输出电路,特别是对工频交流信号有效值的测量进行了较深入的硬件设计以及软件算法研究,并对测控系统的无线通讯部分进行了设计。 在上述工作的基础上,开发出嵌入式无线工业供水测控系统样机。工业现场近半年来试运行的结果表明:该基于ARM的嵌入式无线工业供水测控系统设计合理,性能稳定可靠,达到了设计的要求。
上传时间: 2013-06-23
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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。
上传时间: 2013-04-24
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