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基于FPGA的智能控制器設(shè)計(jì)及測(cè)試方法研究

  • 摘要:通過(guò)模糊自整定PID控制器的設(shè)計(jì),本文提出了一種基于VHDL描述、DSP Builder和Modelsim混合仿真、FPGA實(shí)現(xiàn)的智能控制器設(shè)計(jì)及測(cè)試新方法。首先,通過(guò)MATLAB仿真,得出智能控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。然后,基于VHDL進(jìn)行智能控制器的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)及其開環(huán)測(cè)試。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)分析一般智能控制器的測(cè)試特點(diǎn),采用DSP Builder構(gòu)建閉環(huán)測(cè)試系統(tǒng),Modelsim運(yùn)行DSP Builder生成文件來(lái)驗(yàn)證QuartusII中所做VHDL設(shè)計(jì)的測(cè)試方法。實(shí)驗(yàn)表明,該測(cè)試方法能有效模擬控制器的
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DSP在無(wú)線傳感系統(tǒng)中的應(yīng)用

  •   1. 引言   在現(xiàn)代信息社會(huì)中,目標(biāo)辨識(shí)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。例如超市中貨物的識(shí)別、圖書館中書刊的識(shí)別、銀行磁卡等都是目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)用的實(shí)例。尤其是近年來(lái),自動(dòng)識(shí)別方法在許多服務(wù)領(lǐng)域、在貨物銷售與后勤分配方面、在商業(yè)部門、在生產(chǎn)企業(yè)和材料流通領(lǐng)域、在智能交通管理等方面得到了快速的普及和推廣。   在幾年前,條形碼——紙帶在識(shí)別系統(tǒng)領(lǐng)域引起了一場(chǎng)革命并得到了廣泛的認(rèn)同與應(yīng)用。但是隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展,這種技術(shù)在越來(lái)越多的情況下不能滿足人們的需求了。條形碼雖然便宜,但它的不足之處在于存儲(chǔ)能力小以及不能
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第五屆全國(guó)高校嵌入式系統(tǒng)教學(xué)研討會(huì)圓滿落幕

  •   2007年7月22日,由中國(guó)電子學(xué)會(huì)、中國(guó)軟件行業(yè)協(xié)會(huì)嵌入式系統(tǒng)分會(huì)主辦,中國(guó)電子學(xué)會(huì)嵌入式系統(tǒng)專家委員會(huì)承辦,北京博創(chuàng)興業(yè)科技有限公司、北京航空航天大學(xué)出版社、《單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》雜志社等協(xié)辦的 “第五屆全國(guó)高校嵌入式系統(tǒng)教學(xué)研討會(huì)”在北京航空航天大學(xué)如心會(huì)議中心圓滿落幕。   中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)工程院王越院士,中國(guó)工程院倪光南院士,中國(guó)電子學(xué)會(huì)劉汝林秘書長(zhǎng)、劉明亮副秘書長(zhǎng),中國(guó)科協(xié)羅平主任,中國(guó)軟件行業(yè)協(xié)會(huì)嵌入式系統(tǒng)分會(huì)郭淳學(xué)秘書長(zhǎng),北京航空航天大學(xué)何立民教授、王田苗教授等國(guó)內(nèi)著名的專家、領(lǐng)
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一種基于CPLD的曼徹斯特編解碼器設(shè)計(jì)

  • 引言   雖然計(jì)算機(jī)通信的方法和手段多種多樣,但都必須依靠數(shù)據(jù)通信技術(shù)。數(shù)據(jù)通信就是將數(shù)據(jù)信號(hào)加到數(shù)據(jù)傳輸信道上進(jìn)行傳輸,并在接收點(diǎn)將原始發(fā)送的數(shù)據(jù)正確地恢復(fù)過(guò)來(lái)。由于計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的一般都是數(shù)字信號(hào),因此計(jì)算機(jī)之間的通信實(shí)際上都屬于數(shù)據(jù)通信。曼徹斯特碼編解碼器是1553B總線接口中不可缺少的重要組成部分。曼徹斯特碼編解碼器設(shè)計(jì)的好壞直接影響總線接口的性能。在數(shù)控測(cè)井系統(tǒng)和無(wú)線監(jiān)控等領(lǐng)域,曼徹斯特碼編解碼器都有廣泛應(yīng)用。 1 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)     圖1所示是數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成。在計(jì)算機(jī)通信中
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嵌入式智能人機(jī)界面與PLC的通訊

  •   1、引言    近年來(lái),“嵌入式”一詞越來(lái)越多的被人們提及,嵌入式產(chǎn)品被應(yīng)用到各行各業(yè)。與嵌入式相關(guān)的技術(shù)如嵌入式產(chǎn)品,嵌入式系統(tǒng)的研究等也被列為“十五” 家發(fā)展的重點(diǎn)方向。    嵌入式系統(tǒng) (Embedded System)被定義為:以應(yīng)用為中心,以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ),軟件硬件可裁剪,適應(yīng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。    隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展,基于PLC,單片機(jī)等設(shè)備的自動(dòng)化系統(tǒng),自動(dòng)化設(shè)備越來(lái)越普及,幾乎遍布所有自動(dòng)化領(lǐng)域,
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基于VxWorks的多DSP系統(tǒng)的多任務(wù)程序設(shè)計(jì)

  •   近年來(lái),計(jì)算機(jī)產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣,數(shù)字信號(hào)處理器的發(fā)展表現(xiàn)得尤為明顯。DSP芯片制造商和DSP板開發(fā)商利用自身的優(yōu)勢(shì)不斷開發(fā)出多DSP結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品來(lái)滿足這種需求。通常的DSP設(shè)備是與嵌入式系統(tǒng)相結(jié)合,來(lái)實(shí)時(shí)地完成某一特定任務(wù)。隨著信號(hào)采集速度和處理速度的要求越來(lái)越高,許多領(lǐng)域都需要進(jìn)行多處理器運(yùn)算,其中包括醫(yī)學(xué)、圖像處理、軍事、工業(yè)控制、電信等許多領(lǐng)域。多處理器系統(tǒng)可以根據(jù)所需實(shí)現(xiàn)的功能和處理器的性能來(lái)調(diào)節(jié)處理結(jié)點(diǎn)的數(shù)目,使系統(tǒng)達(dá)到最佳的性能價(jià)格比。   實(shí)際上,只有從芯片開始仔細(xì)設(shè)計(jì),才能方便
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Altera宣布其Cyclone III FPGA提供對(duì)EtherCAT IP支持

  •   Altera公司日前宣布為EtherCAT技術(shù)協(xié)會(huì)的EtherCAT協(xié)議提供知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)支持。此前IP是針對(duì)Cyclone® II器件,現(xiàn)在將針對(duì)Altera新的低成本、低功耗Cyclone III FPGA。   EtherCAT技術(shù)協(xié)會(huì)執(zhí)行總監(jiān)Martin Rostan說(shuō):“在競(jìng)爭(zhēng)非常激烈的工廠自動(dòng)化設(shè)備市場(chǎng)上,企業(yè)正在尋找能夠迅速突出產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)的新功能和特性。Cyclone III FPGA實(shí)現(xiàn)對(duì)EtherCAT的支持,使設(shè)計(jì)人員能夠以高性價(jià)比方式,輕松加入實(shí)時(shí)以太網(wǎng)功能?!?   
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利用FPGA實(shí)現(xiàn)UART的設(shè)計(jì)

  • 引 言   隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用,尤其是在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,計(jì)算機(jī)通信顯的尤為重要。串行通信雖然使設(shè)備之間的連線大為減少,但隨之帶來(lái)串/并轉(zhuǎn)換和位計(jì)數(shù)等問(wèn)題,這使串行通信技術(shù)比并行通信技術(shù)更為復(fù)雜。串/并轉(zhuǎn)換可用軟件實(shí)現(xiàn),也可用硬件實(shí)現(xiàn)。用軟件實(shí)現(xiàn)串行傳送大多采用循環(huán)移位指令將一個(gè)字節(jié)由高位到低位(或低位到高位)一位一位依次傳送,這種方法雖然簡(jiǎn)單但速度慢,而且大量占用CPU的時(shí)間,影響系統(tǒng)的性能。更為方便的實(shí)現(xiàn)方法是用硬件,目前微處理器串行接口常用的LSI 芯片是UART(通用異
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基于雙嵌入式處理器的高清數(shù)字電視設(shè)計(jì)

  •   1 引言   隨著數(shù)字傳輸技術(shù)和圖像處理技術(shù)的提高,電視技術(shù)正逐步從SDTV(Standard Definition TV,標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視)過(guò)渡到HDTV(High Definition TV,高清晰度電視)。高清數(shù)字電視符合人們對(duì)高品質(zhì)的數(shù)字多媒體播放和高性能的網(wǎng)絡(luò)信息終端的需要,具備廣闊的市場(chǎng)前景,其基于嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)也成為嵌入式領(lǐng)域的新熱點(diǎn)[1-2]。   高清電視是指播放畫質(zhì)超過(guò)720p或者1080i的高清晰度電視系統(tǒng)(i表示隔行掃描,p表示逐行掃描)。目前標(biāo)清的播放畫質(zhì)為480i,
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降低FPGA功耗的設(shè)計(jì)

  •   使用這些設(shè)計(jì)技巧和ISE功能分析工具來(lái)控制功耗   新一代 FPGA的速度變得越來(lái)越快,密度變得越來(lái)越高,邏輯資源也越來(lái)越多。那么如何才能確保功耗不隨這些一起增加呢?很多設(shè)計(jì)抉擇可以影響系統(tǒng)的功耗,這些抉擇包括從顯見(jiàn)的器件選擇到細(xì)小的基于使用頻率的狀態(tài)機(jī)值的選擇等。   為了更好地理解本文將要討論的設(shè)計(jì)技巧為什么能夠節(jié)省功耗,我們先對(duì)功耗做一個(gè)簡(jiǎn)單介紹。   功耗包含兩個(gè)因素:動(dòng)態(tài)功耗和靜態(tài)功耗。動(dòng)態(tài)功耗是指對(duì)器件內(nèi)的容性負(fù)載充放電所需的功耗。它很大程度上取決于  頻率、電壓和負(fù)載
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嵌入式多媒體綜合控制系統(tǒng)的研制

  • 本文首先就多媒體綜合控制系統(tǒng)的原理做了較為詳細(xì)的論述,然后著重闡述了以Motorola單片機(jī)為核心的系統(tǒng)集成的關(guān)鍵技術(shù)
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具有硬件互斥的控制電路設(shè)計(jì)方法

  •   在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),硬件互斥現(xiàn)象是很常見(jiàn)的,互斥電路功能可用硬件實(shí)現(xiàn),也可以用系統(tǒng)加軟件實(shí)現(xiàn)。用硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)指定的控制功能比用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性好,處理速度更快得多。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)發(fā)展,用硬件來(lái)處理特定的功能的發(fā)展趨勢(shì)日趨明顯,隨著SOPC技術(shù)的發(fā)展,軟體的硬化已日益成為人們研究的熱點(diǎn),專用功能的ASIC芯片越來(lái)越多。在進(jìn)行計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),互斥理論用來(lái)處理并發(fā)過(guò)程對(duì)臨界資源的共享;在進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),電路的不同邏輯狀態(tài)也常有互斥現(xiàn)象。如多個(gè)輸入信號(hào)共享一個(gè)處理電路而輸入信號(hào)同時(shí)作用于電路
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利用 Virtex-5 SXT 的高性能 DSP 解決方案

  •   二十多年來(lái),F(xiàn)PGA 為世人提供了最靈活、適應(yīng)性極強(qiáng)、快速的設(shè)計(jì)環(huán)境。早期的 DSP 設(shè)計(jì)人員發(fā)現(xiàn),可將一種可再編程的門海用于數(shù)字信號(hào)處理。如果把內(nèi)置到 FPGA 架構(gòu)中的乘法器、加法器和累加單元結(jié)合起來(lái),就可以利用大規(guī)模并行計(jì)算實(shí)現(xiàn)有效的濾波器算法。   在未加工頻率性能方面的損失,通過(guò)并行計(jì)算得到了彌補(bǔ),而且得遠(yuǎn)大于失,可謂“失之東隅,收之桑榆”;由此獲得的 DSP 帶寬完全可與替代方案媲美。隨著時(shí)間的推移,乘法器和加法器的實(shí)施越來(lái)越高效。1998 年,Xilinx 順理成章推出了第一個(gè)集成于
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如何成功地完成ASIC原型驗(yàn)證

  •   原型驗(yàn)證---用軟件的方法來(lái)發(fā)現(xiàn)硬件的問(wèn)題   在芯片tap-out之前,通常都會(huì)計(jì)算一下風(fēng)險(xiǎn),例如存在一些的嚴(yán)重錯(cuò)誤可能性。通常要某個(gè)人簽字來(lái)確認(rèn)是否去生產(chǎn)。這是一個(gè)艱難的決定。ASIC的產(chǎn)品NRE的費(fèi)用持續(xù)上升。一次失敗的ASIC流片將會(huì)推遲數(shù)個(gè)月的上市時(shí)間。誰(shuí)愿意承擔(dān)簽字的責(zé)任呢? 一些BUG通過(guò)仿真和Emulation是抓不到的。傳統(tǒng)的驗(yàn)證方法認(rèn)為設(shè)計(jì)的功能符合功能定義就是對(duì)的。 但功能定義到底對(duì)不對(duì)呢?唯一的辦法就是建立一個(gè)真實(shí)的硬件:原型。   基于FPGA的原型 --- 一個(gè)虛擬
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基于ARM智能家居控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  •   如何將家庭里相對(duì)獨(dú)立的設(shè)備連接成一個(gè)系統(tǒng),從而方便進(jìn)行本地和遠(yuǎn)程控制?本文通過(guò)采用ARM構(gòu)成智能家居控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。智能家居控制器使用S3C2410、SIM100-E等元件來(lái)組成硬件平臺(tái),再將Linux系統(tǒng)移植到硬件平臺(tái)上,然后設(shè)計(jì)好相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序,最后將軟件下載到硬件平臺(tái)來(lái)對(duì)家電進(jìn)行本地和遠(yuǎn)程控制。   隨著數(shù)字化家用電器的飛速發(fā)展,如何對(duì)家庭中相對(duì)獨(dú)立的家用電器進(jìn)行智能化管理和操作?這是人們非常關(guān)心的一個(gè)問(wèn)題。智能家居控制器能夠?qū)⒃S多相對(duì)獨(dú)立的家用電器構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng),從而方
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嵌入式介紹

嵌入式系統(tǒng),embedded system,是以應(yīng)用為中心,以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ),并且軟硬件可定制,適用于各種應(yīng)用場(chǎng)合,對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應(yīng)用程序等四個(gè)部分組成,用于實(shí)現(xiàn)對(duì)其他設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能。 嵌入式系統(tǒng)幾乎包括了生活中的所有電器設(shè)備,如掌上 PDA 、移動(dòng)計(jì)算設(shè)備、電視機(jī)頂盒、 [ 查看詳細(xì) ]
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