国家863项目“飞行控制计算机系统FC通信卡研制”的任务是研究设计符合CPCI总线标准的FC通信卡。本课题是这个项目的进一步引伸,用于设计SCI串行通信接口,以实现环上多计算机系统间的高速串行通信。 本文以此项目为背景,对基于FPGA的SCI串行通信接口进行研究与实现。论文先概述SCI协议,接着对SCI串行通信接口的两个模块:SCI节点模型模块和CPCI总线接口模块的功能和实现进行了详细的论述。 SCI节模型包含Aurora收发模块、中断进程、旁路FIFO、接受和发送存储器、地址解码、MUX。在SCI节点模型的实现上,利用FPGA内嵌的RocketIO高速串行收发器实现主机之间的高速串行通信,并利用Aurora IP核实现了Aurora链路层协议;设计一个同步FIFO实现旁路FIFO;利用FPGA上的块RAM实现发送和接收存储器;中断进程、地址解码和多路复合分别在控制逻辑中实现。 CPCI总线接口包括PCI核、PCI核的配置模块以及用户逻辑三个部分。本课题中,采用FPGA+PCI软核的方法来实现CPCI总线接口。PCI核作为PCI总线与用户逻辑之间的桥梁:PCI核的配置模块负责对PCI核进行配置,得到用户需要的PCI核;用户逻辑模块负责实现整个通信接口具体的内部逻辑功能;并引入中断机制来提高SCI通信接口与主机之间数据交换的速率。 设计选用硬件描述语言VerilogHDL和VHDL,在开发工具Xilinx ISE7.1中完成整个系统的设计、综合、布局布线,利用Modelsim进行功能及时序仿真,使用DriverWorks为SCI串行通信接口编写WinXP下的驱动程序,用VC++6.0编写相应的测试应用程序。最后,将FPGA设计下载到FC通信卡中运行,并利用ISE内嵌的ChipScope Pro虚拟逻辑分析仪对设计进行验证,运行结果正常。 文章最后分析传输性能上的原因,指出工作中的不足之处和需要进一步完善的地方。
上传时间: 2013-04-24
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Internet的快速发展以及网络规模的迅速增长,使得对网络管理的需求变得越来越重要。这就要求对网络中所有设备及协议进行管理。而当今网络管理方式的发展趋势是更加智能化、自动化。这就需要由网络管理软件来更大限度的减少网络管理员工作量,使网络管理员的工作从繁杂的管理网络操作转变到管理网络工具。 SNMP(简单网络管理协议)协议由于其易于实现和广泛的TCP/IP应用基础而获得厂商的支持。而开源的NetSNMP软件的跨平台特性,使其在网络设备中得到了广泛应用。但以前基于SNMP的网络管理通常都是通过命令行或简单的网络管理工具,管理操作起来比较繁琐,而且收集到的结果比较抽象。AdventNet公司出品的Opmanager软件不仅拥有对SNMP监控数据强大的图形图表生成能力,而且简单易用。与NetSNMP结合,可以很好的实现企业级的网络管理功能。因此本文选用Opmanager网络管理软件实现了基于嵌入式Linux平台的SNMP图形化监控。 首先介绍了SNMP协议,包括SNMP协议的概述和SNMP协议的规范。其次构建了基于ARM7和ARM9两套嵌入式Linux开发平台,并在Linux PC上建立了它们的交叉编译环境。再次把NetSNMP代理程序分别移植到了这两套ARM平台,并对移植的程序进行裁减和优化使其适合在嵌入式设备上运行。最后通过Opmanager网络管理软件实现了对嵌入式设备的图形化监控,并在此基础上拓展了自定义的监控项使Opmanager管理软件能轮询到它们并生成实时的图形。最后Opmanager在快照主页面将它们定义为主视图,在主窗口显示出来。
上传时间: 2013-08-02
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自1887年美国奥梯斯公司制造出世界上第一台电梯以来,电梯作为一种垂直运动的升降设备,已日益成为人们生活中一项不可缺少的生活工具。随着经济的发展,高层建筑的不断涌现,电梯的功能与种类也随之而多样化,同时也对电梯的稳定性、安全性、舒适性、运行效率提出了更高的要求。 电梯控制系统是电梯技术的核心,它将电梯的各机械部件有机的组合起来,实现了电梯复杂的功能与稳定有效的运行。随着电子技术日新月异的发展,电梯控制系统经历了继电器控制、可编程逻辑控制(PLC)、智能微机控制的发展历程。本文在总结了当前电梯控制系统的基础上,设计了一套基于ARM技术与工业现场总线CAN(控制器局域网)的嵌入式集选型电梯控制系统。该控制系统采用变频变压调速方式,可与多款变频器相结合,并可匹配有齿轮曳引机和无齿轮永磁同步曳引机,适用于最高楼层为64层、4m/s以下电梯控制。该控制系统目前已成功应用在某电梯生厂家的国内、南非等电梯项目中。 论文阐述了本电梯控制系统的控制策略,详细介绍了以ARM7芯片LPC2378为核心的电梯主控制器的硬件结构及其软件设计。曳引机的速度控制是电梯控制技术的关键,因此为提高电梯运行时的舒适感与运行效率,文中建立了电梯运行速度曲线的数学模型,提出了根据设定时间参数与楼层间距自动生成速度曲线的计算方法。为优化电梯起动时的舒适感,论文还讨论了模糊控制技术在负载补偿中的应用。此外,本文在深入阐述CANOPEN协议原理的基础上,完成了基于CANOPEN的应用层协议设计,实现了电梯控制系统各控制器(主控制器、楼层控制器、轿厢控制器)之间实时、可靠的通信。
上传时间: 2013-07-20
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随着数字信息技术和网络技术的高速发展,智能信息化家电已成为现代社会和家庭的新时尚,也是嵌入式系统的最大应用领域。 本文基于ARM-Linux嵌入式系统开发彰显冰箱智能信息化的显示单元。 通过对嵌入式微处理器进行分析,设计了基于AT91SAM9261系统架构的硬件电路,主要包括核心控制板的外部总线接口EBI电路、作为内存的SDRAM模块电路和存储数据的Nand_DataFlash模块电路,外围电路板的液晶显示屏TFT-LCD接口电路、触摸按键电路、LCD的CCFL背光电路和SP3232通信电路及电源电路等,对各个模块进行了分析,给出了硬件原理图。 对四种嵌入式操作系统Linux、VxWorks、μC/OS-Ⅱ和Windows CE进行了比较,完成了操作系统的选型,搭建了交叉编译环境ARM—Linux的开发平台。 在完成了GAL和IAL,移植的基础上,利用MiniGUI开发应用软件程序,给出MiniGUI应用程序的设计流程图,编写设置主窗口风格的入口函数MiniGUIMain、处理按键和定时器消息的主窗口处理函数LoadBmpProc、实现窗口显示的程序文件display和loadbmp以及参照通讯协议和网络家电协议实现通信功能的程序文件nand。 通过系统调试和整机实验,实现了冰箱显示单元的智能信息化。可以由触摸按键或是远程电脑来控制冰箱,液晶显示器上播放动画、图片和文本信息;冰箱还可将工作状态和报警信息上传到网络,利于冰箱的远程监控和升级维护。目前此项研究成果已用于产品的生产。
上传时间: 2013-07-18
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高级数据链路控制规程,是由ISO开发,面向比特的数据链路层协议,具有差错检测功能强大、高效和同步传输的等特点,是通信领域中应用最广泛的协议之一。随着大规模电路的集成度和工艺水平不断提高,ARM处理器上的高级数据链路控制器外设,几乎涵盖了HDLC规程常用的大部分子集。利用ARM芯片对HDLC通信过程进行控制,将具有成本低廉、灵活性好、便于扩展为操作系统下的应用程序等优点。本文在这一背景下,提出了在ARM下实现链路层传输的方案,在方案中实现了基于HDLC协议子集的简单协议。 本文以嵌入式的高速发展为背景,对基于ARM核微处理器的链路层通信规程进行研究,阐述了HDLC帧的结构、特点和工作原理,提出了在ARM芯片上实现HDLC规程的两种方法,同时给出其设计方案、关键代码和调试方法。其中,重点对无操作系统时中断模式下,以及基于操作系统时ARM芯片上实现HDLC规程的方法进行了探讨设计。
标签: ARM 高级数据链路控制规程
上传时间: 2013-08-04
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SAE J1939协议是由汽车工程协会(SAE)定义的,SAE J1939协议在商用车辆、舰船、轨道机车、农业机械和大型发动机中是应用最广泛的应用层协议,基于传输可靠性能优越的CAN-bus总线,可达
上传时间: 2013-07-11
上传用户:不挑食的老鼠
随着生活水平的提高,人们对环境的要求越来越高,如何获取实时、可靠的环境数据已经成为一个迫在眉睫的问题,特别是在人迹罕至的地方或者危险区域,传统的环境监测手段已经无法满足需要。无线传感器网络具有低功耗、自组织、可靠性高等优点,非常适合野外环境监测。 本文介绍了环境监测无线传感器网络中的网关设计。从低功耗和可靠性出发,网关的ZigBee通信模块采用CC2430,负责组建管理无线环境监测网;GPRS模块采用TC35,实现了环境监测网络与监控系统的无线数据传输;主控制器采用嵌入式处理器LPC2210,通过与ZigBee模块和GPRS模块的通信,实现两种网络的协议转换。在硬件设计方面,介绍了主控制器模块的电源电路、串口电路、存储器电路、人机交互电路、与ZigBee通信模块的接口设计、与GPRS模块接口设计;在软件设计方面,提出了基于需时中断的软件设计方法,移植了μC/OS-II操作系统,设计了串口驱动、ARM与ZigBee通信、ARM发送短消息、人机交互以及监控中心软件等;对ZigBee网络中的组网、数据传输等进行了研究,设计了星型无线传感器网络,介绍了系统的测试情况。结果表明,星型ZigBee环境监测网络能通过GPRS网络实现对ZigBee网络的监测,整个系统具有实时、可靠、低功耗、监测范围广等优点。
上传时间: 2013-06-13
上传用户:yuzsu
USB2.0接口和基于ARM核的SOC系统的应用已经非常广泛,特别在电子消费类领域。包含USB2,0接口的ARM系统则更是市场的需求。本文介绍一种基于ARM核的USB2,0接口IP(AHB_USB2.0)的设计,主要对其中的串行接口引擎(SIE)的设计进行讨论。 该 AHB_USB2.0 IP核支持USB2.0协议,并兼容USB1.1协议;支持AMBA2.0协议和UTMI 1.05协议。该IP核一侧通过UTMI接口或ULPI接口的PHY与USB2.0主机端进行通信;另一侧则通过AHB总线与ARM相连。 AHB_USB2.0 IP核在硬件上分为三个大模块:ULPI模块(ULPI)、串行接口引擎(SIE)模块和AHB总线接口模块(AHB)。ULPI模块实现了UTMI接口转ULPI接口。串行接口引擎(SIE)模块为USB2.0的数据链路层协议处理模块,为整个IP核的核心部分,进一步分为四个子模块——GLC(全局控制模块),PIE(PHY接口处理引擎),SIF(系统接口逻辑)和EPB(端点缓冲模块)。GLC模块负责整个IP的复位控制,IP时钟的开关提示等;PIE模块负责处理USB的事务级传输,包括组包解包等;SIF模块负责协议相关寄存器组和端点缓冲区的读写,跨时钟域信号的处理和PIE所需的控制信号的产生;AHB模块负责IP核与ARM通信和DMA功能的实现。 该IP核的软件设计遵循USB协议,Bulk Only协议和UFI协议,由外挂ARM实现USB设备命令和UFI命令的解析,并执行相应的操作。设计了IP核与ARM之间的多种数据传输方法,通过软件实现常规数据读写访问、内部DMA或外部DMA等多种方式的切换。 本IP已经通过EDA验证和FPGA测试,并且已经在内嵌ARM核的FPGA系统上实现了多个U盘。这个FPGA系统的正确工作,证明了AHB_USB2.01P核设计是正确的。
上传时间: 2013-05-17
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基于彩色路径识别的视觉导航方法是当前自动导航小车领域的研究热点和方向。视觉导航是指根据地面路径和被控对象之间的位置偏差控制其运行的方向,因此,地面彩色路径图像的摄取及其识别处理就成为视觉导航系统中的基础和关键。在当前的视觉导航系统设计中,图像处理的硬件平台都是基于通用微处理器,嵌入式微处理器或者DSP进行设计的。这些处理器一个共同的特点就是数据串行处理,而图像处理过程涉及大量的并行处理操作,因此传统的串行处理方式满足不了图像处理的实时性要求。 鉴于微处理器这方面的不足,作者提出一种使用FPGA实现图像识别的并行处理方案,并据此设计一个智能图像传感器。该传感器采用先进的FPGA技术,将图像采集及其显示,路径的识别处理以及通信控制等模块集成在一个芯片上,形成一个片上系统(SOC)。其主要功能是对所采集的彩色路径图像进行识别处理,获得彩色路径的坐标及其方向角,并将处理结果发送给上位机,为自动导航提供控制依据。 本文将彩色路径的识别处理过程划分为三个阶段,第一阶段为颜色聚类识别,以获得二值路径图像,第二阶段为数学形态学运算,用于对第一阶段中获得的二值图像进行去斑处理,第三阶段为路径中心线的定位及其方向角的测量。图像传感器与上位机的通信采用异步串行方式,由于上位机需要控制该传感器执行多种任务,作者定义一种基于异步串行通信的应用层协议,用于上位机对传感器的控制。在图像的显示中,为了弥补图像采集的速率和VGA显示速率的不匹配,作者提出一种基于单端口存储器的图像帧缓冲机制,通过VGA接口将采集的图像实时地显示出来。 根据上述思想,作者完成了系统的硬件电路设计,并对整个系统进行了现场调试。调试结果表明,传感器系统的各个模块都能正常工作,FPGA中的数字逻辑电路能够实时地将路径从图像中准确地识别出来,.充分体现了FPGA对路径图像的高速处理优势,达到了设计预期目标,在一定程度上丰富了路径图像识别处理的技术和方法。
上传时间: 2013-04-24
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基于人工电视监视的交通检测方法存在检测效率低、实时性差的缺点,提出了基于视频序列的交通参数和交通事件检测系统。将采集和预处理后的视频信号通过DSP处理,检测视频交通参数和交通事件,提取的交通参数和交通事件等分析结果通过TCP/IP网络传输协议传给视频分析识别终端,在视频分析识别终端上存储、显示交通参数与交通事件和视频信息,设置系统参数,同时可以进行查询、检索以及管理交通参数与交通事件。该系统实现了对车流量、车速、抛落物、行人和停车等交通参数与事件的实时性检测。
上传时间: 2013-11-12
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