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    • 簡介:控制技術(shù)計算機測量與控制2010182COMPUTERMEASUREMENT修回日期20090920。作者簡介董宗祥1981男黑龍江人碩士研究生主要從事檢測與控制、嵌入式系統(tǒng)的研究。石紅瑞1968女博士副教授碩士生導(dǎo)師主要從事過程控制儀器儀表方向的研究。文章編號16714598201002035703中圖分類號TP24216文獻標(biāo)識碼A嵌入式智能小車測控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)董宗祥石紅瑞楊杰東華大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院上海201620摘要智能小車作為智能車輛的仿真車是研究智能車輛的基礎(chǔ)介紹了智能小車測控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和軟硬件實現(xiàn)系統(tǒng)以ARM9為控制器采用ΜCOS2II操作系統(tǒng)用紅外傳感器識別路徑采用模糊自適應(yīng)PID控制策略得到控制量并最終通過舵機和直流電機對小車的位置和速度進行控制測試結(jié)果表明在該控制系統(tǒng)下智能小車具有良好的位置跟蹤和快速切換速度性能該系統(tǒng)可以作為對智能車輛進一步研究的平臺。關(guān)鍵詞智能小車ARM9ΜCOS2II模糊自適應(yīng)PIDDESIGNIMPLEMENTATIONOFEMBEDDEDSMARTCARMEASUREMENTCONTROLSYSTEMDONGZONGXIANGSHIHONGRUIYANGJIECOLLEGEOFINFMATIONSCIENCEARM9ΜCOS2IIFUZZYAUTO2ADJUSTEDPID0引言近年來隨著智能交通、人工智能以及控制技術(shù)的發(fā)展智能車輛的研究在智能交通領(lǐng)域已成為熱門課題1。但是現(xiàn)今對智能車輛的結(jié)構(gòu)、運動特性、智能控制策略的研究并不完善因此有必要對智能車輛的仿真版本智能小車做更深入的研究。智能小車是一個集環(huán)境感知、動態(tài)決策與規(guī)劃、行為控制與執(zhí)行等多種功能于一體的綜合系統(tǒng)涉及到傳感器技術(shù)、微處理器控制、信號處理、電機驅(qū)動、人工智能、驅(qū)動電源的設(shè)計等諸多領(lǐng)域2。為了更逼真的模擬智能車輛智能小車的設(shè)計必須具備人工智能、信息交換、自我穩(wěn)定等性能3。本文設(shè)計的智能小車基于ARM9控制器和ΜCOS2II操作系統(tǒng)。首先概述智能小車的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)然后介紹控制器、導(dǎo)航、無線串口通訊、執(zhí)行等單元的硬件設(shè)計接著分析ΜCOS2II操作系統(tǒng)的移植、路徑提取方法和控制策略最后在賽道參數(shù)典型值為25MM的標(biāo)準(zhǔn)道路上對智能小車的性能指標(biāo)做了測試并對測試結(jié)果進行分析。1智能小車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1A為基于ARM9和ΜCOS2II的智能小車控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次圖控制系統(tǒng)主要包括4個模塊探測模塊電源模塊通信模塊控制和執(zhí)行模塊。圖1B為智能小車實物圖。圖1A系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次圖圖1B智能小車實物圖探測模塊是智能小車的位置傳感部分起著導(dǎo)航的作用。本文選用紅外對射傳感器作為探測裝置。根據(jù)反射原理智能小車通過判斷紅外接收管的通斷情況識別白色路面上的黑線并引導(dǎo)智能小車沿著黑色路徑平穩(wěn)地前進。電源模塊可以輸出712V、610V、313V、510V電壓分別為直流電機、舵機、控制器和外圍電路提供能源。第2期董宗祥等嵌入式智能小車測控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)359程序主要由以下幾部分組成通訊模塊實時路徑探測模塊實時速度獲取模塊位置和速度閉環(huán)控制模塊LCD顯示模塊電源監(jiān)控模塊。應(yīng)用程序軟件流程圖如圖3所示。圖3應(yīng)用程序軟件流程圖處理器初始化時通過配置S3C2440A的PLL寄存器使處理器工作在400M的系統(tǒng)頻率下。ΜCOS2II初始化時OS2INIT初始化全局變量和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并創(chuàng)建具有最低優(yōu)先級和永遠(yuǎn)處于就緒狀態(tài)的空閑任務(wù)OSTASKIDLE。調(diào)用OSTA2SKCREATE函數(shù)創(chuàng)建優(yōu)先級最高的MAINTASK任務(wù)應(yīng)用程序劃分為6個任務(wù)塊來實現(xiàn)這6個任務(wù)由主任務(wù)MAINTASK創(chuàng)建優(yōu)先級依次降低各個任務(wù)的詳細(xì)功能描述如下。無線串口監(jiān)聽任務(wù)TASKUART監(jiān)聽上位機命令上傳位置和速度信息路徑信息采集任務(wù)TASKROADINF2DET讀取紅外傳感器探測到路徑信息濾波后提取黑色路徑的位置速度采集任務(wù)TASKSPEEDDET定時讀取旋轉(zhuǎn)編碼器采集的脈沖個數(shù)根據(jù)相應(yīng)公式計算當(dāng)前速度控制策略任務(wù)TASKCONTROL對速度和位置實現(xiàn)模糊PID閉環(huán)控制LCD顯示任務(wù)TASKLCDDISP顯示智能小車現(xiàn)場路況信息、速度及其他性能信息電源電壓探測任務(wù)TASKVOLTAGEDET對電池電壓經(jīng)由AD轉(zhuǎn)換后計算出當(dāng)前電池電壓。314路徑提取方法要使智能小車能夠準(zhǔn)確地沿著黑色路徑行進控制器必須通過控制導(dǎo)航單元準(zhǔn)確地提取黑色路徑位置。路徑提取算法描述如下控制器驅(qū)動紅外傳感器發(fā)射管工作接收管信號經(jīng)過放大比較電路后送給控制器如果N號管接受信號為1則說明N號管對應(yīng)位置為黑色路徑反之為白色路面。根據(jù)黑線寬度25MM和傳感器排布間距22MM分析某一時刻控制器讀取的路徑信息BLACKLINELOCATION0BXXXXXXXXXXXX里的X位置理論上只有一個“1”或者兩個連續(xù)的“1”出現(xiàn)而實際的路面環(huán)境受光線和路面平整程度的干擾所以讀取的路徑信息要經(jīng)過濾波處理首先將上次的有效路徑作為基準(zhǔn)預(yù)測本次路徑的可能區(qū)然后采取求均值的方法處理連續(xù)4次采集的數(shù)據(jù)如果這個數(shù)值在預(yù)測的可能區(qū)間里則作為本次路徑獲取的有效結(jié)果否則說明本次路徑提取受到干擾沿用上次有效路徑作為本次獲取路徑的結(jié)果。315運動控制策略分析導(dǎo)航單元采集來的路徑信息智能小車的有效位置有23種狀態(tài)設(shè)計兩個兩維數(shù)組一個來存放每種狀態(tài)對應(yīng)的舵機期望旋轉(zhuǎn)角度另一個存放23種狀態(tài)下對應(yīng)的12種最大安全通行速度。所謂最大安全通行速度是指智能小車在對應(yīng)的轉(zhuǎn)角情況下不丟失路徑順利通過彎路的最大速度。當(dāng)反饋速度小于設(shè)定速度時智能小車加速大于給定速度時智能小車則減速等于給定速度時智能小車維持原狀。采用PID控制速度的算式如1所示ΔUKKPEKEK1KIEKKDEK2EK1EK21ΔUK為速度增量KPKIKD分別為比例積分微分系數(shù)。由于難以精確獲取智能小車的數(shù)學(xué)模型為了達到更好的動態(tài)控制效果這里根據(jù)輸入輸出的偏差E與偏差的變化率EC設(shè)計模糊推理引入PID控制策略構(gòu)成模糊自適應(yīng)PID控制7算法框圖如圖4所示。獲取模糊輸出量ΔKPΔKIΔKD分別用于在線整定KPKIKD計算公式如公式2所示KX3為初始值。KXΔKXKX32圖4模糊PID控制算法框圖4智能小車性能測試與結(jié)果分析1位置控制位置響應(yīng)性能是智能小車穩(wěn)定和高速前進的基礎(chǔ)。位置響應(yīng)的滯后和超調(diào)會嚴(yán)重影響過彎速度和穩(wěn)定性。圖5是智能小車在S型彎道上行進路線實線表示S型黑色路徑虛線表示智能小車實際的行駛路線。經(jīng)測試智能小車具有自動識別路徑并靈活的跟蹤黑色路徑行進的性能。通過調(diào)試發(fā)現(xiàn)參數(shù)KP3KD3對智能小車的位置控制影響最大。圖5S型彎道上行進曲線下轉(zhuǎn)第362頁
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    • 簡介:以責(zé)任落實促成基層黨建嵌入式管理以責(zé)任落實促成基層黨建嵌入式管理加強企業(yè)基層黨組織建設(shè),制定實施黨組織、黨小組責(zé)任落實指導(dǎo)意見,建立黨組織管理和企業(yè)管理間的體系銜接,以工作責(zé)任體現(xiàn)黨組織和黨員責(zé)任,解決國企黨建“弱化、淡化、虛化、邊緣化”問題。工作中,在黨組織的作用、任務(wù)、職責(zé)、組織活動等四方面建立工作清單XXX項,按“安全生產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)服務(wù)、增供擴銷、經(jīng)營管理、支撐保障”五個專業(yè)分工制定工作月歷排版,采取月通報、季調(diào)度、半年考核、年終匯總的方式,對三級黨組織工作考核評定。明確黨委、總支、支部三級組織的領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任、主體責(zé)任和“一崗雙責(zé)”,做到企業(yè)黨組織建設(shè)執(zhí)行有制度、操作有依據(jù)、考核有標(biāo)準(zhǔn)。一、具體問題描述一、具體問題描述企業(yè)黨建工作中,黨的政治優(yōu)勢、組織優(yōu)勢和群眾工作優(yōu)勢沒有能夠很好的轉(zhuǎn)化為企業(yè)的競爭優(yōu)勢、創(chuàng)新優(yōu)勢和科學(xué)發(fā)展優(yōu)勢,普遍存在黨建和中心工作“兩層皮”現(xiàn)象,根本的原因是黨建沒有與實際工作有機結(jié)合,沒有與企業(yè)的中心工作有機結(jié)合,黨組織和黨員責(zé)任沒有與工作任務(wù)有機結(jié)合。具體表現(xiàn)在三個方面一是黨組織作用不夠突出。一是黨組織作用不夠突出。工作站位不高,缺少黨建載體設(shè)計和黨組織工作策劃,未能很好的融入到企業(yè)發(fā)展、改革改制等重要工作中來,在參與企業(yè)經(jīng)營管理方面發(fā)揮的作用不夠顯著。二是黨員先鋒模范作用不夠突出。二是黨員先鋒模范作用不夠突出?!皟蓪W(xué)一做”學(xué)習(xí)教育穿透性不強,黨員干部隊伍的政治素質(zhì)、法制素質(zhì)、道德素質(zhì)和職業(yè)素質(zhì)與企業(yè)發(fā)展需要還有一定差距,克難攻堅能力有待進一步提高,在群眾中威信不高。三是思想政治工作作用不夠突出。三是思想政治工作作用不夠突出。思想政治工作力度不夠,掌握員工思想現(xiàn)狀方面的工作手段相對簡單,指導(dǎo)員工行為規(guī)范的針對性方法較少,員工對企業(yè)的責(zé)任心和奉獻度還須增強。二、主要思路和做法二、主要思路和做法【思路】以責(zé)任落實為主線,堅持融入中心不偏離,在嵌入上做文章,促進黨政兩套管理體系相互融合,以工作責(zé)任體現(xiàn)黨組織和黨員責(zé)任,做到企業(yè)黨組織建設(shè)執(zhí)行有制度、操作有依據(jù)、考核有標(biāo)準(zhǔn),解決“弱化、淡化、虛化、邊緣化”問題。【做法】制定實施黨組織、黨小組責(zé)任落實指導(dǎo)意見(以下簡稱責(zé)任落實指導(dǎo)意見),以任務(wù)清單的模式,逐一明確黨委、總支、支部三級組織的領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任、主體責(zé)任和“一崗雙責(zé)”,使全面加強企業(yè)黨組織建設(shè)執(zhí)行有制度、操作有依據(jù)。第三,通過責(zé)任落實方便工作開展,達成兩個目的。第三,通過責(zé)任落實方便工作開展,達成兩個目的。通過制定責(zé)任落實指導(dǎo)意見,出臺一套“既是清單式的規(guī)定,又是手冊式的指南”的管理制度,使工作內(nèi)容清晰明了,把責(zé)任轉(zhuǎn)化為具體的任務(wù),保持黨組織工作常態(tài)。一是要讓新同志知道應(yīng)該怎樣干。一是要讓新同志知道應(yīng)該怎樣干。每年都有新黨員加入組織,黨務(wù)干部和工作者也都隨時面臨著崗位變動的工作安排,抓好工作銜接至關(guān)重要。因此需要制定相應(yīng)的制度和指導(dǎo)意見,從組織和人員兩個層面,對黨組織和黨小組,黨組織書記、副書記、紀(jì)委書記、黨委委員、黨總支、支部委員、黨小組長的職責(zé)和任務(wù)作出具體規(guī)定,做到事無巨細(xì),幫助新同志迅速進入狀態(tài),不因人員的變化影響工作的進展。二是要讓老同志知道怎樣能干好。二是要讓老同志知道怎樣能干好。面對新形勢、新任務(wù),應(yīng)該適時地幫助黨務(wù)工作者進行思想認(rèn)識和黨務(wù)知識的更新迭代,在不同時期、改革時間斷、面臨不同任務(wù)做到準(zhǔn)確把握原則、明確組織關(guān)系、突出重點內(nèi)容、保證沒有疏漏,使黨組織在結(jié)構(gòu)不變、人員不變的情況下,實現(xiàn)管理能力提升和業(yè)績水平提升,在加強企業(yè)黨得建設(shè)工作中跟得上形勢、完成好任務(wù)。三、經(jīng)驗三、經(jīng)驗【經(jīng)驗】【經(jīng)驗】在企業(yè)基層黨的建設(shè)工作中,黨員絕大多數(shù)都是從事具體工作的生產(chǎn)經(jīng)營者,專職黨務(wù)工作者極少,如何把黨章的要求轉(zhuǎn)化為具體的工作行為至關(guān)重要,這直接決定著黨組織作用和黨員作用的發(fā)揮和貢獻度。因此,一定要制定完整的責(zé)任落實管理制度,通過以工作責(zé)任體現(xiàn)黨組織和黨員責(zé)任,建立黨組織管理和企業(yè)管理間的體系銜接。
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    • 簡介:課程設(shè)計報告書課程設(shè)計報告書設(shè)計名稱基于嵌入式系統(tǒng)的聊天程序設(shè)計課程名稱嵌入式系統(tǒng)開發(fā)
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    • 簡介:基本C語言基礎(chǔ)題1用預(yù)處理指令DEFINE聲明一個常數(shù),用以表明1年中有多少秒(忽略閏年問題)DEFINESECONDS_PER_YEAR606024365UL我在這想看到幾件事情DEFINE語法的基本知識(例如不能以分號結(jié)束,括號的使用,等等)懂得預(yù)處理器將為你計算常數(shù)表達式的值,因此,直接寫出你是如何計算一年中有多少秒而不是計算出實際的值,是更清晰而沒有代價的。意識到這個表達式將使一個16位機的整型數(shù)溢出‐因此要用到長整型符號L,告訴編譯器這個常數(shù)是的長整型數(shù)。如果你在你的表達式中用到UL(表示無符號長整型),那么你有了一個好的起點。記住,第一印象很重要。2寫一個“標(biāo)準(zhǔn)”宏MIN,這個宏輸入兩個參數(shù)并返回較小的一個。DEFINEMINA,B((A)BAB這個測試是為下面的目的而設(shè)的標(biāo)識DEFINE在宏中應(yīng)用的基本知識。這是很重要的,因為直到嵌入INLINE操作符變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)C的一部分,宏是方便產(chǎn)生嵌入代碼的唯一方法,對于嵌入式系統(tǒng)來說,為了能達到要求的性能,嵌入代碼經(jīng)常是必須的方法。三重條件操作符的知識。這個操作符存在C語言中的原因是它使得編譯器能產(chǎn)生比F‐THEN‐ELSE更優(yōu)化的代碼,了解這個用法是很重要的。懂得在宏中小心地把參數(shù)用括號括起來我也用這個問題開始討論宏的副作用,例如當(dāng)你寫下面的代碼時會發(fā)生什么事LEASTMINP,B3預(yù)處理器標(biāo)識ERROR的目的是什么如果你不知道答案,請看參考文獻1。這問題對區(qū)分一個正常的伙計和一個書呆子是很有用的。只有書呆子才會讀C語言課本的附錄去找出象這種問題的答案。當(dāng)然如果你不是在一個書呆子,那么應(yīng)試者最好希望自己不要知道答案。死循環(huán)(INFINITELOOPS)4嵌入式系統(tǒng)中經(jīng)常要用到無限循環(huán),你怎么樣用C編寫死循環(huán)呢這個問題用幾個解決方案。我首選的方案是WHILE1{}一些程序員更喜歡如下方案FOR{}這個實現(xiàn)方式讓我為難,因為這個語法沒有確切表達到底怎么回事。如果一個應(yīng)試者給出這個作為方案,我將用這個作為一個機會去探究他們這樣做的基本原理。如果他們的基本答案EINTA10//ANARRAYOF10POINTERSTOINTEGERSFINTA10//APOINTERTOANARRAYOF10INTEGERSGINTAINT//APOINTERTOAFUNCTIONATHATTAKESANINTEGERARGUMENTANDRETURNSANINTEGERHINTA10INT//ANARRAYOF10POINTERSTOFUNCTIONSTHATTAKEANINTEGERARGUMENTANDRETURNANINTEGER人們經(jīng)常聲稱這里有幾個問題是那種要翻一下書才能回答的問題,我同意這種說法。當(dāng)我寫這篇文章時,為了確定語法的正確性,我的確查了一下書。但是當(dāng)我被面試的時候,我期望被問到這個問題(或者相近的問題)。因為在被面試的這段時間里,我確定我知道這個問題的答案。應(yīng)試者如果不知道所有的答案(或至少大部分答案),那么也就沒有為這次面試做準(zhǔn)備,如果該面試者沒有為這次面試做準(zhǔn)備,那么他又能為什么出準(zhǔn)備呢STATIC6關(guān)鍵字STATIC的作用是什么這個簡單的問題很少有人能回答完全。在C語言中,關(guān)鍵字STATIC有三個明顯的作用在函數(shù)體,一個被聲明為靜態(tài)的變量在這一函數(shù)被調(diào)用過程中維持其值不變。在模塊內(nèi)(但在函數(shù)體外),一個被聲明為靜態(tài)的變量可以被模塊內(nèi)所用函數(shù)訪問,但不能被模塊外其它函數(shù)訪問。它是一個本地的全局變量。在模塊內(nèi),一個被聲明為靜態(tài)的函數(shù)只可被這一模塊內(nèi)的其它函數(shù)調(diào)用。那就是,這個函數(shù)被限制在聲明它的模塊的本地范圍內(nèi)使用。大多數(shù)應(yīng)試者能正確回答第一部分,一部分能正確回答第二部分,同是很少的人能懂得第三部分。這是一個應(yīng)試者的嚴(yán)重的缺點,因為他顯然不懂得本地化數(shù)據(jù)和代碼范圍的好處和重要性。7.關(guān)鍵字CONST有什么含意我只要一聽到被面試者說“CONST意味著常數(shù)”,我就知道我正在和一個業(yè)余者打交道。去年DANSAKS已經(jīng)在他的文章里完全概括了CONST的所有用法,因此ESP譯者EMBEDDEDSYSTEMSPROGRAMMING的每一位讀者應(yīng)該非常熟悉CONST能做什么和不能做什么如果你從沒有讀到那篇文章,只要能說出CONST意味著“只讀”就可以了。盡管這個答案不是完全的答案,但我接受它作為一個正確的答案。(如果你想知道更詳細(xì)的答案,仔細(xì)讀一下SAKS的文章吧。)如果應(yīng)試者能正確回答這個問題,我將問他一個附加的問題下面的聲明都是什么意思CONSTINTAINTCONSTACONSTINTA
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    • 簡介:嵌入式復(fù)習(xí)資料嵌入式復(fù)習(xí)資料第一章嵌入式系統(tǒng)概述第一章嵌入式系統(tǒng)概述1、什么是嵌入式系統(tǒng)是簡單列舉一些生活中常見的嵌入式系統(tǒng)的實例。、什么是嵌入式系統(tǒng)是簡單列舉一些生活中常見的嵌入式系統(tǒng)的實例。P3P3嵌入式系統(tǒng)是用于檢測、控制、輔助、操作機械設(shè)備的裝置。以應(yīng)用為中心,一計算機技術(shù)為基礎(chǔ),軟硬件可裁剪,適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積和功耗等嚴(yán)格要求的專用計算機系統(tǒng)。3、是比較嵌入式系統(tǒng)與通用、是比較嵌入式系統(tǒng)與通用PCPC的區(qū)別。的區(qū)別。P3P3(1)嵌入式系統(tǒng)是專用的計算機系統(tǒng),而PC是通用的計算機系統(tǒng)。(2)技術(shù)要求不同,通用PC追求高速、海量的數(shù)據(jù)運算;嵌入式要求對象體系的智能化控制。(3)發(fā)展方向不同,PC追求總線速度的不斷提升,存儲容量不斷擴大;嵌入式追求特定對象系統(tǒng)的智能性,嵌入式,專用性。4、嵌入式體統(tǒng)有哪些部分組成簡單說明各部分的功能與作用。、嵌入式體統(tǒng)有哪些部分組成簡單說明各部分的功能與作用。P6P6(1)硬件層是整個核心控制模塊(由嵌入式微處理器、存儲系統(tǒng)、通信模塊、人機接口、其他IO接口以及電源組成),嵌入式系統(tǒng)的硬件層以嵌入式微處理器為核心,在嵌入式微處理器基礎(chǔ)上增加電源電路、時鐘電路、和存儲器電路(RAM和ROM等),這就構(gòu)成了一個嵌入式核心控制模塊,操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序都可以固化在ROM中。(2)中間層把系統(tǒng)軟件與底層硬件部分隔離,使得系統(tǒng)的底層設(shè)備驅(qū)動程序與硬件無關(guān)。一般包括硬件抽象層(HARDWAREABSTRACTLAYER,HAL)和板級支持包(BOARDSUPPTPACKAGE,BSP)。(3)軟件層由實時操作系統(tǒng)(REALTIMEOPERATINGSYSTEM,RTOS)、文件系統(tǒng)、圖形用戶接口(GRAPHICALUSERINTERFACES,GUI)、網(wǎng)絡(luò)組件組成。(4)功能層是面向被控對象和用戶的,當(dāng)需要用戶操作是往往需要提供一個友好的人際界面。5、嵌入式系統(tǒng)是怎么分類的、嵌入式系統(tǒng)是怎么分類的P7P7按照嵌入式微處理器的位數(shù)分類(4位、8位、16位、32位、64位);按照是實時性分類(硬實時系統(tǒng)式之系統(tǒng)對響應(yīng)時間有嚴(yán)格的要求;軟實時系統(tǒng)是對響應(yīng)時間有一定要求);按照嵌入式軟件結(jié)構(gòu)分類(循環(huán)輪詢系統(tǒng)、前后臺系統(tǒng)、多任務(wù)系統(tǒng));按照應(yīng)用領(lǐng)域分類。6什么是多任務(wù)系統(tǒng)多任務(wù)系統(tǒng)的特點些什么是多任務(wù)系統(tǒng)多任務(wù)系統(tǒng)的特點些P9P9應(yīng)用的場合對于較復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)而言,存在許多互不相關(guān)的過程需要計算機同時處理,在這種情況下就需要采用多任務(wù)系統(tǒng)。多任務(wù)系統(tǒng)的軟件是由多個任務(wù)、多個中斷服務(wù)程序以及嵌入式操作系統(tǒng)組成。任務(wù)是順序執(zhí)行的,并行性通過操作系統(tǒng)完成。特點(1)每個任務(wù)都是一個無限循環(huán)的程序,等待特定的輸入,從而機型相應(yīng)的處理。(2)這種程序模型將系統(tǒng)成分相對簡單、相互合作的模塊。(3)不同的任務(wù)共享同一個CPU和其他硬件,嵌入式操作系統(tǒng)對這些共享資源進行管理。(4)多個順序機型的任務(wù)在宏觀上是并行執(zhí)行的,每個任務(wù)都運行在自己獨立的CPU上。N1結(jié)果為負(fù)數(shù),結(jié)果為0則Z1,C進位位,V溢出位,Q指示增強型DSP指令中是否出現(xiàn)溢出或飽和,I1禁止IRQ中斷,F(xiàn)1禁止FIQ中斷,T0指示ARM執(zhí)行T1指示THUMB執(zhí)行,M【40】模式位決定處理器的工作模式。9,試述,試述ARMARM處理器對異常中斷的影響。處理器對異常中斷的影響。P41P41R14RETURNLINKSPSRCPSRCPSR【40】EXCEPTIONMODENUMBER4位到0位進入異常模式CPSR【5】0使處理器在ARM狀態(tài)下執(zhí)行CPSR【7】1禁止新的IRQ中斷IFRESETFIQTHENCPSR61禁止新的FIQ中斷PCEXCEPTIONCECTADDRESS完成后進入異常向量地址1010如何從異常中斷處理程序中返回需要注意哪些問題(可不看)如何從異常中斷處理程序中返回需要注意哪些問題(可不看)進入中斷的逆過程。11ARM11ARM指令的尋址方式有幾種試分別敘述其各自的特點并舉例說明。指令的尋址方式有幾種試分別敘述其各自的特點并舉例說明。P44P44(1)寄存器尋址指令地址碼給出寄存器的編號,寄存器中的內(nèi)容作為操作數(shù)。(2)立即尋址、指令操作碼后的地址碼是立即數(shù),即操作數(shù)本身。(3)寄存器移位尋址、是ARM指令集特有的尋址方式。(4)寄存器間接尋址、指令地址碼給出寄存器的編號,寄存器為地址指針,存放操作數(shù)的有效地址。(5)基址尋址、基址尋址是講基址寄存器的內(nèi)容與指令中給出的維系量相加,形成操作數(shù)有效地址。(6)多寄存器尋址一次可以傳送多個寄存器的值(7)堆棧尋址按照特定順序進行存取的存取區(qū)。(8)塊拷貝尋址(9)相對尋址1212、ARMARM指令系統(tǒng)中對字節(jié)、半字、字的存取是如何實現(xiàn)的指令系統(tǒng)中對字節(jié)、半字、字的存取是如何實現(xiàn)的字節(jié)(B)半字(H)字W另附1、哈佛結(jié)構(gòu)和馮諾依曼結(jié)構(gòu)體系的區(qū)別。哈佛體系指令與數(shù)據(jù)分開,有兩個獨立存儲器模塊,有兩條獨立總線(數(shù)據(jù)、地址)。馮諾依曼程序指令存儲器和數(shù)據(jù)存儲器合二為一的存儲結(jié)構(gòu),程序指令的存儲地址與數(shù)據(jù)存儲地址指向同一存儲器的不同位置2大端地址和小端地址的區(qū)別。小端存儲低字節(jié)存放在低地址;大端存儲低字節(jié)存放在高地址3、SIMIAR9(R0R1,R5)①IA傳送之后地址1②IB傳送之前地址1③DA傳送之后地址1④DB傳送之前地址1
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    • 簡介:全國計算機等級考試三嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)題庫第全國計算機等級考試三嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)題庫第1套一、選擇題一、選擇題1嵌入式系統(tǒng)是一類特殊的計算機系統(tǒng)。下列產(chǎn)品中不屬于嵌入式系統(tǒng)的是()。A電飯煲B路由器C巨型機DPOS機2嵌入式系統(tǒng)硬件的核心是CPU。下面關(guān)于嵌入式系統(tǒng)CPU特點的敘述中,錯誤的是()。A支持實時處理B低功耗C字長在16位以下D集成了測試電路3下面關(guān)于微控制器的敘述中,錯誤的是()。A微控制器將整個計算機硬件的大部甚至全部電路集成在一塊芯片中B微控制器品種和數(shù)量最多,在過程控制、機電一體化產(chǎn)品、智能儀器儀表、家用電器、計算機網(wǎng)絡(luò)及通信等方面得到了廣泛應(yīng)用C微控制器的英文縮寫是MCUD8位的微控制器現(xiàn)在已基本淘汰4片上系統(tǒng)(SOC)也稱為系統(tǒng)級芯片,下面關(guān)于SOC敘述中錯誤的是()。ASOC芯片中只有一個CPU或DSPBSOC芯片可以分為通用SOC芯片和專用SOC芯片兩大類C專用SOC芯片可分為定制的嵌入式處理芯片和現(xiàn)場可編程嵌入式處理芯片兩類DFPGA芯片可以反復(fù)地編程、擦除、使用,在較短時間內(nèi)就可完成電路的輸入、編譯、優(yōu)化、仿真,直至芯片的制作5數(shù)碼相機是嵌入式系統(tǒng)的典型應(yīng)用之一。下面關(guān)于數(shù)碼相機的敘述中,錯誤的是()。A它由前端和后端兩部分組成,前端負(fù)責(zé)數(shù)字圖像獲取,后端負(fù)責(zé)數(shù)字圖像的處理B后端通常是以嵌入式DSP作為核心的SOC芯片,DSP用于完成數(shù)字圖像處理C負(fù)責(zé)進行數(shù)碼相機操作控制(如鏡頭變焦、快門控制等)是一個32位的MCUD高端數(shù)碼相機配置有實時操作系統(tǒng)和圖像處理軟件6電子書閱讀器中存儲的一本中文長篇小說,大小為128KB,文件格式為TXT,試問該小說包含的漢字大約有多少萬字()A6萬字B12萬字C25萬字D40萬字7數(shù)字視頻信息的數(shù)據(jù)量相當(dāng)大,通常需要進行壓縮處理之后才進行傳輸和存儲。目前數(shù)字有線電視所傳輸?shù)臄?shù)字視頻采用的壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)是()。AMPEG1BMPEG2CMPEG4DMPEG78下面是IP協(xié)議中C類IP地址有關(guān)規(guī)定的敘述,其中正確的是()。A它適用于中型網(wǎng)絡(luò)B它所在的網(wǎng)絡(luò)最多只能連接254臺主機18在以下ARM處理器的指令操作碼中可讓寄存器R1中的指定位“置位”的指令操作碼是()。AMOVBCADDDR19下面關(guān)于嵌入式系統(tǒng)的敘述中,錯誤的是()。A嵌入式系統(tǒng)常用的電源模塊有ACDC模塊、DCDC模塊或LDO模塊B大部分嵌入式處理器只能使用內(nèi)部時鐘信號發(fā)生器,不能使用外部時鐘信號源C若嵌入式處理器芯片的系統(tǒng)復(fù)位引腳為NRESET,則表示低電平復(fù)位D基于ARM處理器內(nèi)核的嵌入式處理器芯片都有調(diào)試接口20典型的嵌入式系統(tǒng)硬件由嵌入式最小硬件系統(tǒng)及相關(guān)的通道或接口組成,若一個嵌入式系統(tǒng)需要完成模擬量輸入功能,該功能由下面列出的嵌入式系統(tǒng)的哪個通道實現(xiàn)()A前向通道B后向通道C人機交互通道D相互互連通道21下面與AMBA(ADVANCEDMICROCONTROLLERBUSARCHITECTURE)有關(guān)的敘述中,錯誤的是()。AAMBA是ARM公司公布的用于連接和管理片上系統(tǒng)中各功能模塊的開放標(biāo)準(zhǔn)和片上互連規(guī)范BAMBA規(guī)定了ARM處理器內(nèi)核與處理器內(nèi)部RAM、DMA以及高帶寬外部存儲器等快速組件的接口標(biāo)準(zhǔn)CARM處理器內(nèi)核與外圍端口及慢速設(shè)備接口組件的接口標(biāo)準(zhǔn)不包含在AMBA規(guī)范中DAMBA有多個版本,性能隨版本的發(fā)展而逐步提高22以ARM內(nèi)核為基礎(chǔ)的嵌入式處理器芯片采用系統(tǒng)總線與外圍總線的層次結(jié)構(gòu)方式構(gòu)建片上系統(tǒng),下面列出的組件中,不與外圍總線相連的組件是()。AUARTBDMA控制器CADCDUSB設(shè)備23基于ARM內(nèi)核的嵌入式芯片中包含定時計數(shù)組件,下面列出的哪一項不屬于定時計數(shù)組件()AADCBTIMERCRTCDWDT24基于ARM內(nèi)核的嵌入式芯片中包含互連通信組件,下面列出的哪一項不屬于互連通信組件()ADACBSPICI2CDCAN25下面是關(guān)于嵌入式系統(tǒng)使用的存儲器的敘述,其中錯誤的是()。A系統(tǒng)使用的RAM有SRAM、DRAM等多種BFLASH存儲器分為NFLASH和NFLASH兩種CFRAM已得到使用D目前還沒有使用CACHE存儲器26面關(guān)于串行外設(shè)接口SPI的敘述中,錯誤的是()。ASPI一般使用4條信號線SCK、MISO、MOSI和SSELB采用SPI可以構(gòu)成“一主一從式”系統(tǒng)C采用SPI可以構(gòu)成“一主多從式”系統(tǒng)D采用SPI不能構(gòu)成“多主多從式”系統(tǒng)27下面關(guān)于USB接口的敘述中,錯誤的是()。
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    • 簡介:全國計算機等級考試三嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)題庫第全國計算機等級考試三嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)題庫第7套一、選擇題一、選擇題1、下列產(chǎn)品中不屬于嵌入式系統(tǒng)的是A、洗衣機B、空調(diào)機C、個人電腦D、電子血壓計2、下面關(guān)于嵌入式系統(tǒng)的敘述中,錯誤的是A嵌入式系統(tǒng)所涉及的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛B嵌入式系統(tǒng)在數(shù)量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了各種類型的通用計算機系統(tǒng)C嵌入式系統(tǒng)與通用計算機都是由硬件和軟件兩部分組成的D嵌入式系統(tǒng)正在逐步取代通用計算機系統(tǒng)3、數(shù)碼相機是一種典型的嵌入式系統(tǒng),下面有關(guān)其軟硬件組成的敘述中錯誤的是A它由硬件和軟件兩部分組成B硬件部分既包括CPU,也包括存儲器和輸入輸出C使用閃存卡(如CF卡、SD卡等)作為內(nèi)存,用于存儲所運行的軟件D軟件部分既包括操作系統(tǒng),也包括應(yīng)用軟件4、微控制器(MCU)是嵌入式系統(tǒng)常用的芯片之一,下面有關(guān)微控制器的敘述中錯誤的是AMCU芯片中除CPU外還集成了存儲器、總線、定時計數(shù)器、IO接口等組件B使用MCU后只需增加少量外接電路和硬件就可組成完整的硬件系統(tǒng)CMCU的品種和數(shù)量很多,應(yīng)用非常廣泛,占有嵌入式系統(tǒng)的大部分市場D目前MCU停留在4位和8位階段,32位MCU還很少使用5、一個早期的數(shù)碼相機只有80萬像素,它所拍攝的相片最高分辨率是A16001200B1024768C800600D4806406、MP3播放器屬于嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用之一,下面有關(guān)敘述中錯誤的是AMP3是互聯(lián)網(wǎng)上流行的一種數(shù)字音樂格式12、以下關(guān)于ARM處理器寄存器說法正確的是ACPSR為程序計數(shù)狀態(tài)寄存器BR12為鏈接寄存器使用C通用寄存器是32位寄存器,只能存放數(shù)據(jù),不能存放地址D堆棧指針SP使用的寄存器為R1313、以下關(guān)于ARM處理器從異常中斷返回的說法錯誤的是A恢復(fù)原來被保護的用戶寄存器B將SPSR寄存器的值復(fù)制到CPSRC將異常向量地址寫入PC中D清除I和F標(biāo)志,允許IRQ和FIQ中斷14、ARM處理器在大端模式下從0X60000000到0X60000003存儲一個字?jǐn)?shù)據(jù)0X32303134,R20X60000000以下說法正確的是A0X60000000中存儲的數(shù)據(jù)是0X32B執(zhí)行LDRHR1R2后R10X3134C執(zhí)行LDRBR1R2后R10X3230D執(zhí)行LDRR1R2后R10X3431303215、以下ARM指令中不屬于數(shù)據(jù)處理類指令的是AADCR1R2R3BLDRR1R2CMOVR1R2LSL4DRR1R2R316、以下不能完成將R2中數(shù)值的兩倍寫入R1中的ARM指令是AADDR1R2R2BRR1R2R2CMOVR1R2LSL1DMULR1R2217、將寄存器R1中指定的BIT7和BIT3位清除、其它位保持不變的ARM指令是ARR1R10X00000088BR1R10X00000088CBICR1R10X00000088DTSTR1R10X00000088
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簡介:1,嵌入式系統(tǒng)原理,8嵌入式網(wǎng)絡(luò)與協(xié)議棧,2,內(nèi)容,嵌入式網(wǎng)絡(luò)幾種常用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線嵌入式系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)嵌入式INTERNET藍牙技術(shù)I2C總線,3,1概述,設(shè)計嵌入式網(wǎng)絡(luò)的原因計算/處理資源的分散性減少處理的數(shù)據(jù)量模塊化設(shè)計需求系統(tǒng)可靠性要求網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用物理層聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)工業(yè)控制領(lǐng)域INTERNET應(yīng)用,4,內(nèi)容,嵌入式網(wǎng)絡(luò)幾種常用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)家庭網(wǎng)絡(luò)最后100米工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線嵌入式系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)嵌入式INTERNET藍牙技術(shù)I2C總線,,5,2嵌入式網(wǎng)絡(luò),CONTENTS分布式嵌入式系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計過程幾種常用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)簡介,6,211分布式嵌入式系統(tǒng),分布式嵌入式系統(tǒng)的組成,7,212網(wǎng)絡(luò)的抽象模型,8,213網(wǎng)絡(luò)的形式,點對點網(wǎng)絡(luò)單工半雙工雙工總線多級網(wǎng)絡(luò)多種網(wǎng)絡(luò),9,點對點網(wǎng)絡(luò),需要考慮流量控制不需要考慮沖突,例如2臺計算機通過RS232通信,10,總線,節(jié)點,節(jié)點,節(jié)點,,,,,典型消息格式,例如常用的以太網(wǎng),11,多級網(wǎng)絡(luò),,12,多種網(wǎng)絡(luò),高速網(wǎng)低速網(wǎng)工廠自動化網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線,13,14,214報文傳遞編程,通常的編程方式請求/應(yīng)答方式推移方式,15,214報文傳遞編程請求/應(yīng)答方式,發(fā)送報文發(fā)送一個報文RESULTSEND_PACKETADDRESS,DATA,LENGTH報文尺寸大于發(fā)送單位分拆FORI0IMESSAGELENGTHIIPACKET_SIZESEND_PACKETADDRESS,,16,利用中斷方式發(fā)送報文,發(fā)送報文的方式查詢方式中斷方式,17,利用中斷方式接收報文,中斷控制器收到報文,產(chǎn)生中斷中斷服務(wù)例程執(zhí)行,讀取報文如果處理時間短,直接處理如果處理時間長,把報文提交給中斷任務(wù)進行處理,18,通信編程的阻塞式與非阻塞式,小結(jié)阻塞式發(fā)送數(shù)據(jù),直到完成發(fā)送,調(diào)用才返回接收數(shù)據(jù),直到收到數(shù)據(jù)后,調(diào)用才返回非阻塞式發(fā)送數(shù)據(jù),調(diào)用立即返回;以后在需要的時候查詢發(fā)送是否完成發(fā)送的數(shù)據(jù)放到發(fā)送隊列中接收數(shù)據(jù),無論是否收到數(shù)據(jù),均立即返回。如果收到數(shù)據(jù),則進行處理;如果未收到數(shù)據(jù),以后在需要的時候繼續(xù)執(zhí)行接收操作檢查接收隊列中是否有報文,19,例非阻塞方式,SEND_PACKET//只把報文交給發(fā)送“過程/任務(wù)/隊列”WAIT//延時,等待發(fā)送完成IFSEND_FINISHED{//如果發(fā)送完成}ELSE{//如果發(fā)送未完成},20,例阻塞方式,SEND_PACKET//函數(shù)返回時,報文已發(fā)送,21,214報文傳遞編程推移方式,數(shù)據(jù)的發(fā)送方在不需要等待請求的情況下主動發(fā)送數(shù)據(jù)。推移方式適用于數(shù)據(jù)發(fā)送方周期性地產(chǎn)生數(shù)據(jù)的系統(tǒng)中,如工廠中連續(xù)過程控制系統(tǒng)的傳感器節(jié)點,不斷向控制主機發(fā)送數(shù)據(jù);廣泛應(yīng)用于汽車上的CAN總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng);現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的過程數(shù)據(jù)的通信機制等。,22,例汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)推移方式,23,22基于網(wǎng)絡(luò)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計,CONTENTS通信分析系統(tǒng)性能分析考慮網(wǎng)絡(luò)中的優(yōu)先級倒置硬件平臺設(shè)計、分配與調(diào)度,24,221通信分析,報文傳輸延遲算法發(fā)送方的開銷網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲接收方的開銷網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲起主要作用,25,222系統(tǒng)性能分析考慮網(wǎng)絡(luò)無干擾,執(zhí)行延遲時間,,26,222系統(tǒng)性能分析考慮網(wǎng)絡(luò)有干擾,,由于P1到P2的數(shù)據(jù)依賴,任何P1執(zhí)行時間的不確定將使得P2的開始時間不確定。由于P2和P3分配到同一個嵌入式設(shè)備M2上,意味著P2的就緒時間和執(zhí)行時間的變化將會影響到P3的完成時間。由于P3到P4的數(shù)據(jù)依賴,P3完成時間的變化將影響P4的開始時間。,27,222系統(tǒng)性能分析考慮原則,,對復(fù)雜的基于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的嵌入式系統(tǒng)進行精確的性能分析,要使用CAD工具。有些算法可以有效地確定進程開始和完成時間的上界和下界。如果沒有計算機輔助分析工具來幫助分析性能,那么手工設(shè)計必須滿足硬實時要求的嵌入式系統(tǒng)時一定要小心。系統(tǒng)在力圖達到硬實時的時間確定性要求時,應(yīng)確保關(guān)鍵性的任務(wù)是活動的,這一點非常重要。例如設(shè)計一個嵌入式硬實時系統(tǒng),包括通信部分、數(shù)據(jù)處理部分、人機界面部分,為了保證系統(tǒng)的時間確定性,通常用戶界面活動和其他非基本任務(wù)可以臨時關(guān)掉。如果需要多個關(guān)鍵性任務(wù)能夠同時發(fā)生或運行,那么系統(tǒng)設(shè)計時一定要保證它們不共享任何處理器資源和通信鏈接資源。這是一種保守的設(shè)計策略,使用CAD工具有助于放寬某些限制,以便更充分地發(fā)揮硬件效率。,28,223網(wǎng)絡(luò)中的優(yōu)先級倒置,報文的優(yōu)先級不同當(dāng)一個低優(yōu)先級報文在網(wǎng)絡(luò)上傳輸時,網(wǎng)絡(luò)的使用權(quán)就被分配給該低優(yōu)先級報文,允許它阻塞任何高優(yōu)先級報文,直到把該報文傳輸完成為止。因為每個報文的長度都有限,這種現(xiàn)象不會導(dǎo)致死鎖,但是可能會延緩關(guān)鍵性的通信。對此唯一能做的就是分析網(wǎng)絡(luò)的行為來確定優(yōu)先級倒置是否可能導(dǎo)致一些報文延遲時間過長。報文的優(yōu)先級相同網(wǎng)絡(luò)的用戶(進程)的優(yōu)先級不同,導(dǎo)致優(yōu)先級倒置,29,1優(yōu)先級不同的報文傳輸,,高優(yōu)先級報文,低優(yōu)先級報文,,,,發(fā)送,當(dāng)一個低優(yōu)先級報文在網(wǎng)絡(luò)上傳輸時,網(wǎng)絡(luò)的使用權(quán)就被分配給該低優(yōu)先級報文,允許它阻塞任何高優(yōu)先級報文,直到把該報文傳輸完成為止。,30,2報文優(yōu)先級相同,進程優(yōu)先級不同,,進程(高),進程(低),進程,,,發(fā)送報文,,節(jié)點1,節(jié)點1,31,優(yōu)先級倒置的后果,網(wǎng)絡(luò)的傳輸延遲不確定系統(tǒng)設(shè)計需要考慮,32,224硬件平臺設(shè)計、分配與調(diào)度,在設(shè)計硬件平臺時,必須做出以下設(shè)計選擇所需要的處理器數(shù)目影響響應(yīng)時間FF總線(32節(jié)點VS10節(jié)點所有處理器的類型現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)上位機下位機所需要的網(wǎng)絡(luò)數(shù)目單級多級網(wǎng)絡(luò)的類型協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率,33,嵌入式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計考慮小結(jié),嵌入式網(wǎng)絡(luò)的概念、組成、分類和用途網(wǎng)絡(luò)的延遲分析考慮基本設(shè)計原則從延時方面考慮(優(yōu)先級)網(wǎng)絡(luò)中的優(yōu)先級倒置現(xiàn)象及后果,34,內(nèi)容,嵌入式網(wǎng)絡(luò)幾種常用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)家庭網(wǎng)絡(luò)最后100米工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線嵌入式系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)嵌入式INTERNET藍牙技術(shù)I2C總線,,35,23幾種常用的通信接口技術(shù)簡介,PCICOMPACTPCICPCIPC104/PLUSIRDA/FASTIRDAUSBETHERNET/FASTETHERNETIEEE1394PCMCIA其它,狹義的網(wǎng)絡(luò)分布于不同地理位置的裝置進行通信廣義的網(wǎng)絡(luò)分布于不同地理位置的裝置進行通信分布于同一個電路板的智能器件之間的通信,36,內(nèi)容,嵌入式網(wǎng)絡(luò)幾種常用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線嵌入式系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)嵌入式INTERNET藍牙技術(shù)I2C總線,37,工業(yè)過程控制系統(tǒng)的發(fā)展階段,1手動控制系統(tǒng)人工2氣動控制和液壓控制系統(tǒng)減輕人的勞動強度3電氣控制系統(tǒng)初級自動化4計算機集中式控制系統(tǒng)CCS5集散式控制系統(tǒng)DCS6分布式控制系統(tǒng)DCS7基于現(xiàn)場總線的分布式控制系統(tǒng)FCS,38,工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò),,,工廠級,車間級,現(xiàn)場級,網(wǎng)關(guān),,,,網(wǎng)關(guān),,,,,大型計算機管理系統(tǒng),大型控制裝置、計算機,傳感器、執(zhí)行器、施動器,39,4工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線,現(xiàn)場總線概念工業(yè)過程變量讀(數(shù)據(jù)采集)、計算(處理)、寫(控制)工業(yè)自動化連續(xù)過程控制離散控制混合控制系統(tǒng),40,4工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線,現(xiàn)場總線傳輸?shù)男畔⒌奶攸c實時性與時間確定性協(xié)議的簡單性短幀信息傳送信息交換的頻繁性和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的均衡性要求網(wǎng)絡(luò)有較高的安全性、容錯能力低成本要求,41,4工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線,BITBUS產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的爭論(集中式、總線仲裁器、令牌總線)FF的推出2019標(biāo)準(zhǔn)的多樣化多樣化的合理性源于應(yīng)用的多樣性廠家的利益之爭,42,4工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線,目前的標(biāo)準(zhǔn)化類型1IEC技術(shù)報告(即FFH1)類型2CONTROLNET(美國ROCKWELL公司支持)類型3PROFIBUS(德國西門子公司支持)類型4PNET(丹麥PROCESSDATA公司支持)類型5FFHSE(即原FFH2,美國FISHERROSEMOUNT公司支持)類型6SWIFFNET(美國波音公司支持)類型7WORLDFIP(法國ALSTHOM公司支持)類型8INTERBUS(德國PHOENIXCONTACT公司支持)其它LONWORKS,TCN,CAN等,43,4工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線,FF總線,,44,4工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線,FF總線的優(yōu)點FF儀表實現(xiàn)了模擬儀表到數(shù)字儀表的飛躍,具有高抗干擾性;可以節(jié)約大量的導(dǎo)線,從而降低成本;可以在控制室進行現(xiàn)場儀表的調(diào)試和維護;儀表的精度得到普遍提高,變送器類儀表的精度均能達到01級以上;可以方便地實現(xiàn)儀表的溫度補償、故障檢測及保護等功能;FF儀表可以裝入PID等多種算法,直接構(gòu)成控制回路;FF儀表具有互操作性,同一系統(tǒng)甚至是同一條總線上可以使用多個廠家的FF儀表,不同廠家功能相同的FF儀表還可以直接互換。,,45,FF現(xiàn)場總線控制系統(tǒng),46,4工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線,HARTHART是HIGHWAYADDRESSABLEREMOTETRANSDUCER(高速可尋址的遠(yuǎn)程變送器)的簡稱,最早由ROSEMOUNT公司開發(fā),并得到八十多家著名儀表公司的支持。目前世界上已有上百家公司宣布支持、使用這一協(xié)議,成立了HART用戶集團(HARTUSERGROUP),1993年成立了HART通信基金會。HART,屬于模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)轉(zhuǎn)化的產(chǎn)品,它的最主要的特點是在420MA模擬信號的傳輸線上傳輸數(shù)字信號,使模擬信號和數(shù)字信號共同使用同一種傳輸介質(zhì),主要功能是方便了對現(xiàn)場設(shè)備的組態(tài)和管理。HART協(xié)議也分為三層結(jié)構(gòu),分別是物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。,,47,SAMPLEHART產(chǎn)品,48,4工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線,PROFIBUS,,,49,PROFIBUS體系結(jié)構(gòu),50,PROFIBUS的MAC機制,51,4工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線,CANCAN是控制局域網(wǎng)絡(luò)(CONTROLAREANETWORK)的簡稱,最早由德國BOSCH公司推出,用于汽車內(nèi)部測量與執(zhí)行部件之間的通信。隨著CAN技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在的應(yīng)用已經(jīng)不局限于汽車行業(yè),而且面向過程工業(yè)方向發(fā)展,如機械工業(yè)、紡織工業(yè)、農(nóng)用機械、機器人、數(shù)控機床、醫(yī)療器械及傳感器等領(lǐng)域。1991年9月,PHILIPSSEMICONDUCTORS制訂并發(fā)布了CAN技術(shù)規(guī)范(20版本)。該技術(shù)規(guī)范包括A、B兩部分,其中20A給出了CAN報文標(biāo)準(zhǔn)格式,20B給出了標(biāo)準(zhǔn)和擴展的兩種格式,此后,1993年11月ISO正式頒布了道路交通運輸工具數(shù)據(jù)信息交換高速通信控制器局域網(wǎng)(CAN)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO11898。,,,52,CAN體系結(jié)構(gòu),53,4工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線,CAN的典型應(yīng)用,,,54,例子工業(yè)應(yīng)用的CAN控制系統(tǒng),55,工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線小結(jié),概念由來與發(fā)展常用的現(xiàn)場總線技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線控制裝置是基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的嵌入式系統(tǒng)(每個智能儀表嵌入了嵌入式處理器/控制器),56,,,TOBECONTINUED,57,內(nèi)容,嵌入式網(wǎng)絡(luò)幾種常用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)家庭網(wǎng)絡(luò)最后100米工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線嵌入式系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)嵌入式INTERNET藍牙技術(shù)I2C總線,58,5嵌入式系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng),CONTENTS選擇協(xié)議棧選擇網(wǎng)絡(luò)技術(shù)選擇現(xiàn)成的實現(xiàn)方案使用標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用協(xié)議流行的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),59,51選擇協(xié)議棧,考慮適應(yīng)產(chǎn)品的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)打印機的開發(fā)TCP/IP協(xié)議,NETWARE協(xié)議等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議所占用的內(nèi)存的考慮硬件資源通信控制器物理層收發(fā)器接口成本因素協(xié)議開銷,60,52選擇網(wǎng)絡(luò)技術(shù),例如根據(jù)應(yīng)用選擇INTERNET接入工業(yè)自動化領(lǐng)域軍用其它,61,53選擇現(xiàn)成的實現(xiàn)方案,選擇現(xiàn)成的實現(xiàn)方案原因(現(xiàn)成的協(xié)議)一方面可以節(jié)省開發(fā)的時間,另一方面現(xiàn)成的方案具有很高的可靠性。關(guān)于自主開發(fā)利用開發(fā)的剩余資源從事這一工作,如在沒有緊急的開發(fā)項目的情況下,進行這一工作。自主開發(fā)的協(xié)議棧不要馬上投入使用,因為可能存在的BUG會造成維護成本的升高。需要進行標(biāo)準(zhǔn)的一致性測試。進行長期的可靠性測試。經(jīng)過測試過的協(xié)議棧才可以用在實際的項目中。,62,54例使用標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用協(xié)議,例如,通過使用HTML和HTTP(超文本標(biāo)記語言和超文本傳輸協(xié)議)這類標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用數(shù)據(jù)格式和協(xié)議,就不需要為桌面系統(tǒng)寫自己的應(yīng)用程序。對于客戶端應(yīng)用可以使用標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器軟件對于服務(wù)器端的軟件可以使用標(biāo)準(zhǔn)的WEBSERVER,這些軟件很多可以找到開放源碼的,可以節(jié)省不少時間,可靠性也可以得到保證。而且,如果使用一個有廣泛應(yīng)用基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用協(xié)議,開發(fā)者不需要向最終用戶提供工具軟件。,63,55流行的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),NETBIOSIPX/SPXAPPLETALKTCP/IP,64,小結(jié),使用標(biāo)準(zhǔn)化使用成熟的技術(shù)自主開發(fā)的成熟化再使用,65,內(nèi)容,嵌入式網(wǎng)絡(luò)幾種常用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)家庭網(wǎng)絡(luò)最后100米工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線嵌入式系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)嵌入式INTERNET藍牙技術(shù)I2C總線,,66,6嵌入式INTERNET,嵌入式INTERNET概述嵌入式INTERNET的應(yīng)用目前最方便的聯(lián)網(wǎng)方式智能公路包括交通管理、車輛導(dǎo)航、流量控制、信息監(jiān)測和汽車服務(wù)。植物工廠特種植物工廠,如實現(xiàn)野生名貴藥材的遠(yuǎn)程監(jiān)控培養(yǎng)和種植、無土栽培技術(shù)應(yīng)用、智能種子工程等。虛擬現(xiàn)實(VR)機器人包括交通警察、門衛(wèi)、家用機器人等。工業(yè)制冷冷庫、中央空調(diào)和超級市場冰柜。VR精品店客戶可以在INTERNET上實時地查看到存貨狀況。VR家政系統(tǒng)水、電、煤氣表的自動抄表,安全防火和防盜系統(tǒng)等。工業(yè)自動化目前已經(jīng)有大量的8位、16位和32位嵌入式微控制器在實際工作中得到廣泛應(yīng)用,網(wǎng)絡(luò)化是提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、減少人力資源消耗的主要途徑。如制藥工業(yè)的過程控制、電力系統(tǒng)、電網(wǎng)安全、電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測和石油化工系統(tǒng)等。POS網(wǎng)絡(luò)及電子商務(wù)公共交通無接觸智能卡(CONTACTLESSSMARTCARD,CSC)發(fā)行系統(tǒng)、公共電話卡發(fā)行系統(tǒng)、自動售貨機等。環(huán)境工程與自然水文資料實時監(jiān)測,防洪體系及水土質(zhì)量監(jiān)測,堤壩安全,地震監(jiān)測網(wǎng),實時氣象信息網(wǎng),水源和空氣污染監(jiān)測等。,67,,,,68,6嵌入式INTERNET,原理(2種方式)1直接接入INTERNET設(shè)備可以直接連接到INTERNET上,對INTERNET進行透明的訪問。不需要專用的接入設(shè)備。設(shè)備的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化,便于實現(xiàn)。需要的嵌入式處理器的資源比較高,如更快的處理器,更大的存儲器容量,導(dǎo)致系統(tǒng)的成本高。需要IP地址資源,目前INTERNET的IPV4的IP資源有限,因此這種方案在IPV6版本中可能比較現(xiàn)實,但是可以應(yīng)用于INTRANET中。2通過網(wǎng)關(guān)接入INTERNETGOTONEXT,69,,網(wǎng)關(guān),,RS232、RS485、CAN、紅外、電力線、射頻等,,需要接入INTERNET的各種設(shè)備,,INTERNET,70,6嵌入式INTERNET,接入方案案例32/64位網(wǎng)絡(luò)處理器32/64位的嵌入式系統(tǒng)因為有足夠的能力和資源,所以可以使用TCP/IP協(xié)議的全集和標(biāo)準(zhǔn)的SOCKET接口。集成以太網(wǎng)控制器接口例子NETSILICON公司的NETARMMOTOROLA的POWERPC,COLDFIRESAMSUNG的KS32C50100系列,S3C4510等,71,6嵌入式INTERNET,接入方案案例8/16位嵌入式處理器對協(xié)議棧進行簡化和裁減從模塊層次上進行基本模塊IP,TCP,UDP從模塊內(nèi)部進行例如路由功能的裁剪需要專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)知識和技能,72,6嵌入式INTERNET,嵌入式TCP/IP概述嵌入式協(xié)議棧的API可能與普通的協(xié)議棧不同WINSOCK,BSDSOCKET,為了開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)化嵌入式協(xié)議棧的可裁剪性嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的平臺兼容性嵌入式協(xié)議棧的效率較高(1)占用的代碼??;(2)需要的數(shù)據(jù)存儲器小;(3)代碼的效率高,可以減少對處理器的處理速度的要求。,73,6嵌入式INTERNET,嵌入式TCP/IP實現(xiàn)的形式基于硬件實現(xiàn)的協(xié)議棧日本SEIKO公司以IREADY芯核為基礎(chǔ),開發(fā)的S7600芯片,大量購買時價格約為7美元。應(yīng)用于DSP的協(xié)議棧如EDEVICE公司提供的SMARTSTACK協(xié)議棧,就是在ANALOGDEVICES公司的AD1218XDSP芯片的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的。普通的協(xié)議棧軟件TCP/IP代理協(xié)議棧CONTINUED,74,6嵌入式INTERNET代理協(xié)議棧,75,6嵌入式INTERNET,嵌入式INTERNET的方案選擇考慮的問題與INTERNET連接的方式(直接、通過網(wǎng)關(guān))需要發(fā)送和接收信息的種類在系統(tǒng)中使用軟件協(xié)議棧和硬件協(xié)議棧的難度評估增加一個協(xié)議棧,不同的方案對原來的設(shè)計的改動大小成本比較軟件成本、硬件成本、總體增加的成本,76,內(nèi)容,嵌入式網(wǎng)絡(luò)幾種常用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)家庭網(wǎng)絡(luò)最后100米工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線嵌入式系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)嵌入式INTERNET藍牙技術(shù)I2C總線,77,7藍牙技術(shù),特點適用的設(shè)備多工作頻段全球通用ISMINDUSTRY,SCIENCE,MEDICINE使用方便安全加密、抗干擾能力強兼容性好尺寸小、功耗低多路、多方向連接,78,藍牙系統(tǒng)模塊,79,7藍牙技術(shù),產(chǎn)品藍牙芯片藍牙芯片是藍牙系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。2019年底,朗訊公司宣布了它的第一個藍牙集成芯片W7020,該產(chǎn)品由一個單芯片無線發(fā)送子系統(tǒng)、一個基帶控制器和藍牙協(xié)議軟件組成。2000年6月,MITEL宣布推出MT1020,稱這是世界上第一種藍牙基頻寬控制器,可進行語音和數(shù)據(jù)處理。2000年6月下旬,英國初創(chuàng)公司(CSR)宣布推出第一個支持短距射頻(RF)技術(shù)的單芯片RF及基頻IC,該芯片采取了低價策略,每顆售價8美元,并計劃2019年底降為5美元。CSR芯片組可支持的藍牙操作頻寬達24GHZ,并支持藍牙軟件層的快閃內(nèi)存,能夠傳送語音數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)。該公司2000年將有超過100萬個組件出貨,主要客戶是電信巨人阿爾卡特(ALCATEL)和日本的TOCHIGIMITSUMI。CSR芯片組將采用035微米工藝在亞洲及歐洲地區(qū)生產(chǎn)。2000年7月,日本沖電氣工業(yè)公司開始出廠藍牙芯片組及中間軟件的工業(yè)樣品,并將設(shè)計藍牙接口所必需的硬軟件一并出售給設(shè)備廠家。目前查閱文獻,80,7藍牙技術(shù),產(chǎn)品藍牙耳機2019年11月,愛立信公司展示了采用藍牙技術(shù)的實用電話耳機,這是第一個采用藍牙技術(shù)使手得以解放的部件。藍牙耳機輕巧、無線,通過內(nèi)建藍牙無線發(fā)送芯片同插入移動電話上的藍牙相連,與人通電話十分方便。該耳機可以放在任一只耳朵上,同愛立信T28,T28WORLD和R320蜂窩電話配合使用。,81,7藍牙技術(shù),產(chǎn)品藍牙適配器,82,7藍牙技術(shù),產(chǎn)品藍牙手機2000年6月上旬在新加坡舉辦的“通信技術(shù)亞洲展覽會”上,愛立信公司展示了內(nèi)置藍牙芯片的GPRS手機R520M和T36。愛立信公司認(rèn)為R520M是世界首例藍牙GPRS手機。,83,7藍牙技術(shù),產(chǎn)品筆記本電腦作為藍牙技術(shù)的倡導(dǎo)者,IBM公司宣布出臺一系列新的無線增強技術(shù),以與IBM成功的THINKPAD筆記本電腦的線路設(shè)計相配套,同時推出應(yīng)用藍牙技術(shù)的全新THINKPAD筆記本電腦,該電腦帶有PORTOFINO端口,能方便地連接到無線調(diào)制解調(diào)器、照相機和其它設(shè)備上。通過藍牙技術(shù),筆記本電腦將不再需要無線調(diào)制解調(diào)器或是單獨的無線ISP賬號,而是將來自筆記本電腦的數(shù)據(jù)通過無線電設(shè)備發(fā)送到蜂窩電話,然后再由蜂窩電話進行傳輸。,84,7藍牙技術(shù),產(chǎn)品無線操作的便攜硬盤在一次展覽會上,一款叫做NETDRIVE的便攜式硬盤給人留下極其深刻的印象,它可利用藍牙技術(shù)無線接收數(shù)據(jù),加以存儲(總?cè)萘靠蛇_200兆)。有了這種設(shè)備后,電腦用戶可在電腦主機與硬盤間可進行無線操作。當(dāng)他離開時,可將硬盤帶走,防止他人非法操作;回來后重新連上硬盤便可繼續(xù)工作。,85,7藍牙技術(shù),產(chǎn)品個人電腦附件東芝公司于2000年8月上市對應(yīng)藍牙技術(shù)面向電腦的周邊設(shè)備。推出的產(chǎn)品為具備藍牙通信功能的PC卡“PABTC001”和可以安裝該PC卡的模擬MODEM“PABTS001”。使用PC卡“PABTC001”可以在筆記本電腦之間通過無線方式傳輸文件。摩托羅拉公司也公布了其第一批藍牙產(chǎn)品,包括一個PCMCIA卡,一個USB附件。PCMCIA卡和USB附件這兩個新產(chǎn)品都是個人電腦的附加設(shè)備,可以允許個人電腦用無線方式交換信息和整理數(shù)據(jù)。,86,內(nèi)容,嵌入式網(wǎng)絡(luò)幾種常用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)家庭網(wǎng)絡(luò)最后100米工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線嵌入式系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)嵌入式INTERNET藍牙技術(shù)I2C總線,,87,8I2C總線簡介,概述I2C總線是一種廣為人知的常用于將微控制器鏈接到系統(tǒng)的總線。目前大多數(shù)的嵌入式處理器都集成了I2C總線接口,許多的I/O芯片具有I2C總線接口,如EEPROM存儲器,溫度傳感器等。I2C總線廣泛的應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)的主板上的各個部件之間的連接與通信。,88,I2C總線的應(yīng)用例子,EMCU子系統(tǒng),E2PROM,數(shù)字傳感器,,,,,,,89,8I2C總線,系統(tǒng)結(jié)構(gòu),90,小結(jié),嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的考慮網(wǎng)絡(luò)的形式常用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)介紹工業(yè)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線家用網(wǎng)絡(luò)嵌入式INTERNET幾種解決方案藍牙與I2C簡介其它的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展中,91,,,THEEND,
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簡介:COPYRIGHT2014FUJITSULIMITED,SIMULINK及基于模型設(shè)計的嵌入式應(yīng)用,FNST第三事業(yè)部第一開發(fā)部主任工程師孫忠瀟SIMULINK基礎(chǔ)版主及代碼生成版主HYOWINNER2014年5月24日,2,COPYRIGHT2014FUJITSULIMITED,目錄,SIMULINK是什么各家釋意用戶群分析學(xué)習(xí)難度分析SIMULINK能夠做什么視頻處理音頻處理工業(yè)流程模擬發(fā)動機控制自定義娛樂工具箱TARGETSUPPORTPACKAGE目標(biāo)芯片的驅(qū)動工具箱基于模型的嵌入式設(shè)計及應(yīng)用MBDMODELBASEDDESIGN代碼自動生成相關(guān)知識MBDDEMO濾波器建模,生成代碼以及驗證,3,COPYRIGHT2014FUJITSULIMITED,SIMULINK是什么,百度SIMULINK是MATLAB最重要的組件之一,它提供一個動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。MATLAB2013BSIMULINKOPENSTHESIMULINK?LIBRARYBROWSERHYOWINNERSIMULINKSIMULINKSIMUSIMULATION仿真具象化邏輯及結(jié)果LINK連接模塊與庫連接設(shè)計與需求連接模型與代碼連接你我與MATLAB/SIMULINK連接,4,COPYRIGHT2014FUJITSULIMITED,SIMULINK是什么,模塊庫,,模型,,波形,,5,COPYRIGHT2014FUJITSULIMITED,SIMULINK是什么,SIMULINK的使用者都期待其功能更加強大,能快速實現(xiàn)想要做的事,期待,6,COPYRIGHT2014FUJITSULIMITED,SIMULINK是什么,7,COPYRIGHT2014FUJITSULIMITED,SIMULINK能夠做什么,,視頻幀差分使能錄像仿真,,8,COPYRIGHT2014FUJITSULIMITED,SIMULINK能夠做什么,,使用自帶模塊搭建音頻解析器,方便快捷。稍作加工即可實現(xiàn)播放開始后進行音量調(diào)節(jié)、暫停、繼續(xù)以及播放停止等動作。構(gòu)成音樂播放器,9,COPYRIGHT2014FUJITSULIMITED,SIMULINK能夠做什么,10,COPYRIGHT2014FUJITSULIMITED,SIMULINK能夠做什么,11,COPYRIGHT2014FUJITSULIMITED,SIMULINK能夠做什么,SIMULINK能夠做什么,TARGETSUPPORTPACKAGE是針對某一系列MCU/DSP芯片的驅(qū)動代碼配置與自動生成工具箱,給MBD嵌入式開發(fā)者提供快速算法驗證環(huán)境,F(xiàn)M4TSP主要有以下優(yōu)點1無需編寫驅(qū)動代碼使用者通過簡單的對話框設(shè)置即可生成驅(qū)動代碼2生成代碼有效錯誤的不合理的驅(qū)動配置模型會通過錯誤提示讓使用者改正3流程自動化從模型代碼生成,IDE啟動,工程創(chuàng)建,編譯,下載一鍵完成,TSP,12,COPYRIGHT2014FUJITSULIMITED,13,COPYRIGHT2014FUJITSULIMITED,基于模型的嵌入式設(shè)計及應(yīng)用,MODELBASEDDESIGN,基于模型設(shè)計是一種流程,較之傳統(tǒng)軟件開發(fā)流程而言,使開發(fā)者能夠更快捷、以更少的成本花費進行開發(fā)。適用范圍包括信號處理,控制系統(tǒng),通信行業(yè)。表述系統(tǒng)的模型是整個開發(fā)流程的中心,貫穿需求,設(shè)計,實施與測試。模型本身就是一個可執(zhí)行的規(guī)格書,開發(fā)者修改優(yōu)化模型就是對設(shè)計的修繕,無需到實施之后通過測試再進行系統(tǒng)驗證,可以通過仿真在早期設(shè)計時期就及時進行正確性驗證,并且在實施階段,特別是對于嵌入式軟件,代碼由模型生成。,基于模型設(shè)計,14,COPYRIGHT2014FUJITSULIMITED,基于模型的嵌入式設(shè)計及應(yīng)用,以一個簡單的濾波器設(shè)計作為需求,通過基于模型設(shè)計簡化流程將需求與算法設(shè)計綁定起來,以保證所有需求都被覆蓋,最終實現(xiàn)需求與設(shè)計的一致性。,需求,15,COPYRIGHT2014FUJITSULIMITED,基于模型的嵌入式設(shè)計及應(yīng)用,根據(jù)濾波器的數(shù)學(xué)表達關(guān)系進行模型建立模型,并設(shè)計輸入輸出進行仿真,以驗證模型計算的正確性。模型輸入包括濾波系數(shù)和需要濾波的信號帶噪聲的正弦波仿真時,選擇合適的算法至關(guān)重要。,模型建立與仿真,模型建立與仿真,16,COPYRIGHT2014FUJITSULIMITED,基于模型的嵌入式設(shè)計及應(yīng)用,應(yīng)用于嵌入式開發(fā)的模型往往需要選擇固定步長的解算器,而不選用變步長的解算器這是因為微控制器的時鐘信號是以固定頻率的周期工作,雖然可以實現(xiàn)倍頻和分頻,往往在一個應(yīng)用的過程中每個基礎(chǔ)時鐘信號是保持不變的。,解算器的選擇,解算器的選擇,17,COPYRIGHT2014FUJITSULIMITED,基于模型的嵌入式設(shè)計及應(yīng)用,SYSTEMTARGETFILE是SIMULINK生成代碼不可或缺的起到總領(lǐng)作用的文件。它決定了自身被選擇時模型配置的動作,自定義GUI的追加,模型生成代碼的類型,以及主函數(shù)MAIN的生成與否,生成方式等等。GRTTLC快速原型ERTTLC嵌入式C代碼,通常使用此項或在此之上進行自定義硬件目標(biāo)TSP工具的定制CUSTOM往往都是以ERTTLC為基礎(chǔ),追加自定義硬件對應(yīng)的配置或功能,系統(tǒng)目標(biāo)文件,所謂TLC即TARGETLANGUAGECOMPILER的縮寫是一種解釋性編程語言,可以將模型編譯出來的RTW文件按照BLOCK級TLC程序轉(zhuǎn)化為目標(biāo)代碼。,聯(lián)編文件,,聯(lián)編文件,即MAKEFILE文件MK,在MAKE_RTW指令下以系統(tǒng)模板聯(lián)編文件SYSTEMTEMPLATEMAKEFILE即SYSTEMTMF為基礎(chǔ),生成MODELMK聯(lián)編程序,主要負(fù)責(zé)將模型產(chǎn)生的程序,附件的庫文件和自定義的模塊進行編譯和鏈接。系統(tǒng)模板聯(lián)編文件TMF允許用戶指定編譯器,編譯選項,以及可執(zhí)行文件生成時所附帶的信息。,,基于模型的嵌入式設(shè)計及應(yīng)用,18,COPYRIGHT2014FUJITSULIMITED,通過RMISETUP注冊ACTIVEXCONTROLS后SIMULINKMODEL菜單欄增加了需求追蹤功能追加了鏈接之后,文檔中出現(xiàn)SIMULINK的小圖標(biāo),能夠從需求文檔鏈接到模型;每當(dāng)需求出現(xiàn)了變更可以通過鏈接檢查是否及時反映到所設(shè)計的模型中,以保持一致性,需求與模型關(guān)聯(lián),基于模型的嵌入式設(shè)計及應(yīng)用,19,COPYRIGHT2014FUJITSULIMITED,隨著模型復(fù)雜度的提高,人工檢查模型屬性,配置以及對于MAAB標(biāo)準(zhǔn)的遵守度逐漸成為負(fù)擔(dān),使用SIMULINK工具欄中的MODELADVISOR工具可以自動進行標(biāo)準(zhǔn)以及模型配置和屬性的檢查,并產(chǎn)生檢查報告。檢查的內(nèi)容1是否會導(dǎo)致系統(tǒng)仿真出錯2是否會導(dǎo)致生成的代碼無效SIMULINKCODEREMBEDDEDCODER3生成的代碼是否符合安全標(biāo)準(zhǔn)SIMULINKCODEREMBEDDEDCODERSIMULINKVV,模型檢查與驗證,基于模型的嵌入式設(shè)計及應(yīng)用,20,COPYRIGHT2014FUJITSULIMITED,使用PROFILERREPORT來了解模型每個環(huán)節(jié)的時間消耗和調(diào)用次數(shù)。報告中會提示模型執(zhí)行時間,調(diào)用函數(shù)清單和每個函數(shù)調(diào)用的詳細(xì)效率分析信息使用注意1如果算法模型使用MODELREFERRENCE引用,那么需要使該模型在NORMAL模式2在進行PROFILER時并不分析MODELREFERRENCE內(nèi)部,需要單獨分析,模型效率分析,基于模型的嵌入式設(shè)計及應(yīng)用,21,COPYRIGHT2014FUJITSULIMITED,初次嘗試,先使用ERTTLC作為系統(tǒng)目標(biāo)文件生成嵌入式C代碼ERTTLC會啟動代碼生成過程,將模塊轉(zhuǎn)化為C代碼未經(jīng)過任何優(yōu)化的代碼可讀性不強,代碼自動生成,初次嘗試,先使用ERTTLC作為系統(tǒng)目標(biāo)文件生成嵌入式C代碼ERTTLC會啟動代碼生成過程,將模塊轉(zhuǎn)化為C代碼未經(jīng)過任何優(yōu)化的代碼可讀性不強,代碼自動生成,基于模型的嵌入式設(shè)計及應(yīng)用,代碼自動生成提高可讀性,22,COPYRIGHT2014FUJITSULIMITED,1為模型增加信號名2通過信號線屬性配置存儲數(shù)據(jù)類型,代碼自動生成提高可讀性1,基于模型的嵌入式設(shè)計及應(yīng)用,1為模型增加信號名2通過M代碼在BASEWORKSPACE創(chuàng)建信號數(shù)據(jù)對象3關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)對象與模型信號DISABLEIMPLICITSIGNALRESOLUTIONGCS命令可自動關(guān)聯(lián),代碼自動生成提高可讀性2,代碼自動生成提高可讀性2,23,COPYRIGHT2014FUJITSULIMITED,基于模型的嵌入式設(shè)計及應(yīng)用,1將模型轉(zhuǎn)換為子系統(tǒng)2在BLOCKPARAMETER中配置為原子子系統(tǒng)3CODEGENERATION頁面定義函數(shù)名與文件名,代碼自動生成結(jié)構(gòu)化,24,COPYRIGHT2014FUJITSULIMITED,基于模型的嵌入式設(shè)計及應(yīng)用,最終目的是將通過模型生成的代碼下載到目標(biāo)硬件中去使用,那么模型生成的代碼能不能如實地反映仿真過程是必須要去驗證的。模型與代碼的一致性驗證可以通過處理器在環(huán)仿真PROCESSORINTHELOOP,PIL來驗證。,代碼的有效性驗證,25,COPYRIGHT2014FUJITSULIMITED,MOREABOUTSIMULINKTOBECONTINUED,CMEXS函數(shù),子系統(tǒng)MASK,TLC語言,SIMULINKBLOCKHELP文檔制作,自定義SIMULINKLIBRARY,LEVEL1MS函數(shù)自動生成,CALLBACKS,ICONDRAWCOMMAND,模型定點化,代碼生成文件結(jié)構(gòu),26,COPYRIGHT2014FUJITSULIMITED,
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    • 簡介:全國計算機等級考試三嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)題庫第全國計算機等級考試三嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)題庫第1套一、選擇題一、選擇題1嵌入式系統(tǒng)是一類特殊的計算機系統(tǒng)。下列產(chǎn)品中不屬于嵌入式系統(tǒng)的是()。A電飯煲B路由器C巨型機DPOS機2嵌入式系統(tǒng)硬件的核心是CPU。下面關(guān)于嵌入式系統(tǒng)CPU特點的敘述中,錯誤的是()。A支持實時處理B低功耗C字長在16位以下D集成了測試電路3下面關(guān)于微控制器的敘述中,錯誤的是()。A微控制器將整個計算機硬件的大部甚至全部電路集成在一塊芯片中B微控制器品種和數(shù)量最多,在過程控制、機電一體化產(chǎn)品、智能儀器儀表、家用電器、計算機網(wǎng)絡(luò)及通信等方面得到了廣泛應(yīng)用C微控制器的英文縮寫是MCUD8位的微控制器現(xiàn)在已基本淘汰4片上系統(tǒng)(SOC)也稱為系統(tǒng)級芯片,下面關(guān)于SOC敘述中錯誤的是()。ASOC芯片中只有一個CPU或DSPBSOC芯片可以分為通用SOC芯片和專用SOC芯片兩大類C專用SOC芯片可分為定制的嵌入式處理芯片和現(xiàn)場可編程嵌入式處理芯片兩類DFPGA芯片可以反復(fù)地編程、擦除、使用,在較短時間內(nèi)就可完成電路的輸入、編譯、優(yōu)化、仿真,直至芯片的制作5數(shù)碼相機是嵌入式系統(tǒng)的典型應(yīng)用之一。下面關(guān)于數(shù)碼相機的敘述中,錯誤的是()。A它由前端和后端兩部分組成,前端負(fù)責(zé)數(shù)字圖像獲取,后端負(fù)責(zé)數(shù)字圖像的處理B后端通常是以嵌入式DSP作為核心的SOC芯片,DSP用于完成數(shù)字圖像處理D全部采用哈佛結(jié)構(gòu)11以下關(guān)于ARM處理器內(nèi)核說法正確的是()。A經(jīng)典ARM處理器包括CTEXM、CTEXR和CTEXA三大類BCTEXA系列為應(yīng)用CTEX處理器,主要面向高端應(yīng)用設(shè)計CCTEXM系列為面向控制領(lǐng)域的實時嵌入式處理器DARM11性能優(yōu)于CTEXA5但低于CTEXA1512以下關(guān)于ARM處理器工作狀態(tài)說法錯誤的是()。A工作狀態(tài)包括ARM狀態(tài)、THUMB及THUMB2狀態(tài)和調(diào)試狀態(tài)三種BARM狀態(tài)既支持16位指令寬度也支持32位指令寬度CTHUMB狀態(tài)或THUMB2狀態(tài)下代碼密度大于ARM狀態(tài),占用存儲空間較小DARM處理器復(fù)位后總處于ARM狀態(tài)13如果要選擇ARM處理器工作在外部中斷模式,允許外部中斷IRQ,禁止快速中斷FIQ使用THUMB工作狀態(tài),則需要設(shè)置的寄存器是()。APSPBMSPCCPSRDSPSR14已知內(nèi)存0X80000000中的內(nèi)容為0X330X80000001中的內(nèi)容為0X310X80000002中的內(nèi)容為0X300X80000003中的內(nèi)容為0X32則ARM在大端模式下地址0X80000000所指示的一個字為()。A0X33303132B0X32303133C0X32303331D0X3331303215在THUMB指令集中,32位有效立即數(shù)是由8位立即數(shù)通過下面哪一種操作而間接得到的()。A左移B右移C循環(huán)左移D循環(huán)右移16ARM處理器在指令LDRR2,R5,2執(zhí)行后,R5中的值為()。
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    • 簡介:操作題(一)電動汽車充電樁(示意圖如圖31所示)以S3C2410芯片為核心,并外加其他功能電路來進行設(shè)計,其基本功能描述如下A、充電樁支持2種充電方式,一種是固定金額方式,如充300元的電能。那么,所充電能的金額等于300元后自動停止充電;另一種是隨機充電,即隨時按“停止“鍵來停止充電,若未按“停止“鍵,則電池充滿后也會自動停止充電。B、支持現(xiàn)金和IC卡付費。IC卡是預(yù)付費卡,金額不足將報警。C、能夠通過RS485總線與后臺結(jié)算服務(wù)器連接,傳遞結(jié)算信息。D、用LCD顯示器來顯示被充電電池的電量情況,并顯示充電時間、金額等信息。根據(jù)上述功能要求的描述,請完善下面的敘述(程序)和回答有關(guān)的問題。(完善程序或回答問題所需的寄存器格式見題后附錄)。1)充電樁控制器設(shè)計時,需設(shè)計一個鍵盤,鍵盤中應(yīng)包含09數(shù)字鍵及“切換“、“啟動“、“停止“等3個命令鍵。其鍵盤接口設(shè)計成44的陣列(按鍵排列示意如圖32所示)。圖32中的鍵盤接口電路中選用GPE4GPE7來輸出鍵盤行掃描信號,選用GPE0GPE3來輸入鍵盤列信號。軟件設(shè)計時設(shè)計者自行設(shè)計鍵盤掃描函數(shù),請你補功能的引腳。(3)為了實現(xiàn)與后臺結(jié)算服務(wù)器連接,選擇S3C2410內(nèi)部的UART1部件,并外加電平轉(zhuǎn)換芯片來實現(xiàn)支持RS485串行通信的接口電路。下面一段程序是初始化UART1部件(注UART1的波特率要求為9600BPS,數(shù)據(jù)格式要求為8位數(shù)據(jù)、1位停止位、奇校驗,主頻為PCLK。)。VOIDUART1_INITRGPHCONRGPHCON端口H相應(yīng)引腳功能初始化RUFCON10X0FIFODISABLERUMCON10X0RULCON1133|02|14設(shè)置線路控制寄存器RUCON10X245設(shè)置控制寄存器RUBRDIV1INTPCLK15051設(shè)置波特率,小數(shù)采用四舍五入(4)充電樁的LCD顯示器,由于顯示的內(nèi)容不復(fù)雜,因此選用16色LCD屏。設(shè)計LCD屏接口電路時,選用S3C2410芯片的GPC0GPC7連接到LCD模塊的8位數(shù)據(jù)線上,用來傳輸顯示信息。在相關(guān)驅(qū)動程序中,可以用以下語句來初始化GPC0GPC7為輸出RGPCCONRGPCCON|0X0000555516RGPCCON對應(yīng)GPC端口的控制寄存器設(shè)計時,選擇專用電池電量檢測芯片來測量被充電電池的電量。該芯片能提供被測電池的電量信息,并具有1個電量充滿狀態(tài)的引腳。若設(shè)計時,將該引腳連接到S3C2410芯片的GPF0引腳上,使該引腳有效后產(chǎn)生中斷信號,立即執(zhí)行停止充電程序,防止過充。在相關(guān)驅(qū)動程序中,可以用以下語句來初始化GPF0為中斷請求信號輸入RGPFCONRGPFCON0XFFFFFFFC|17RGPFCON對應(yīng)GPF端口的控制寄存器(5)充電樁的應(yīng)用軟件將在無操作系統(tǒng)環(huán)境下進行開發(fā)。若設(shè)計者自行設(shè)計一個啟動引導(dǎo)程序,來引導(dǎo)應(yīng)用程序。啟動引導(dǎo)程序中需要完成異常向量表的設(shè)置。ARM9體系結(jié)構(gòu)中規(guī)定異常向量之間各相差18個字節(jié),因此,需要在各異常向量處設(shè)計一條分枝指令。對于S3C2410微處理器來說,其啟動引導(dǎo)程序還需要完成禁止19部件和禁止中斷,并設(shè)置各工作模式下的20指針。附錄綜合題中完善程序或回答問題所需的寄存器格式附錄綜合題中完善程序或回答問題所需的寄存器格式端口E控制寄存器(GPECON)的格式符號符號位描述描述初始狀態(tài)初始狀態(tài)GPE15313000輸入01輸出10IICSDA11保留00GPE14292800輸入01輸出10IICSCL11保留00GPE13272600輸入01輸出10SPICLK11保留00GPE12252400輸入01輸出10SPIMOSI011保留00GPE11232200輸入01輸出10SPIMISO011保留00GPE10212000輸入01輸出10SDDAT311保留00GPE9191800輸入01輸出10SDDAT211保留00
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    • 簡介:20142014計算機三級考試嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)上機試題及答案計算機三級考試嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)上機試題及答案11選擇題選擇題1以下哪個不是嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計的三個階段之一(A)A分析B設(shè)計C實現(xiàn)D測試2以下哪個不是RISC架構(gòu)的ARM微處理器的一般特點(C)A體積小、低功耗B大量使用寄存器C采用可變長度的指令格式,靈活高效D尋址方式靈活簡3通常所講的交叉編譯就是在X86架構(gòu)的宿主機上生成適用于ARM架構(gòu)的(A)格式的可執(zhí)行代碼。AELFBEXECPEDSH4下面不屬于BOOTLOADER階段1所完成的步驟的是(C)A硬件設(shè)備初始化。B拷貝BOOTLOADER的階段2到RAM空間中。C將KERNEL映像和根文件系統(tǒng)映像從FLASH讀到RAM空間中。D設(shè)置堆棧。5以下哪個不是ARM的7種運行狀態(tài)之一(B)A快中斷狀態(tài)B掛起狀態(tài)C中斷狀態(tài)D無定義狀態(tài)6用以下的哪個命令可以把SERVER的TMPMOUNT到CLIENT的MNTTMP并且是(A)AMOUNTOROSERVERTMPMNTTMPBMOUNTOROMNTTMPSERVERTMPCMOUNTOROCLIENTMNTTMPSERVERTMPDMOUNTOROSERVERTMPCLIENTMNTTMP7以下哪個GUI是由中國人主持的一個自由軟件項目(A)AMINUGUIBOPENGUICMICROWINDOWSDQTEMBEDDED8在下面的敘述中,D不是嵌入式圖形用戶接口(GUI)的主要特點。A運行時占用的系統(tǒng)資源少B模塊化結(jié)構(gòu),便于移植和定制C可靠性高D美觀華麗,圖形算法復(fù)雜9以下敘述中,不符合RISC指令系統(tǒng)特點的是B。BATM取款機C個人計算機D機頂盒20下列是開源的嵌入式操作系統(tǒng)的是(A)A嵌入式LINUXBUCOSDPALMOSEWINCE21下列是虛擬文件系統(tǒng)的是(B)APROCBVFSCEXTDFAT3222英國電機工程師學(xué)會的定義“嵌入式系統(tǒng)為控制、監(jiān)視或輔助設(shè)備、機器或甚至工廠操作的裝置,具有(A)A通常執(zhí)行特定功能B以微電腦和外圍構(gòu)成核心C嚴(yán)格的時序和穩(wěn)定性要求D全自動操作循環(huán)23下列任務(wù)不是在嵌入式產(chǎn)品設(shè)計初期,即需求分析階段完成的任務(wù)是(D)A性能B成本C功耗D操作系統(tǒng)和硬件選型24下列不屬于ARM處理器異常工作模式的是(D)A快速中斷模式B未定義模式C數(shù)據(jù)訪問終止模式D用戶模式25嵌入式軟件開發(fā)與通用軟件開發(fā)增加了(C)環(huán)節(jié)A代碼編寫B(tài)代碼調(diào)試C代碼固化D軟件測試26嵌入式系統(tǒng)調(diào)試方式中不占用系統(tǒng)資源的調(diào)試方式是(C)A模擬器方式B監(jiān)控器方式)CICE在線仿真器DIDE在線調(diào)試器方式27ARM匯編程序中實現(xiàn)程序跳轉(zhuǎn)的方式有(A)A使用跳轉(zhuǎn)指令B使用GOTO語句C向PC寄存器賦值D使用JUMP指令28ADDR0R1R2中的第二操作數(shù)屬于(B)方式。A立即尋址B。寄存器間接尋址C寄存器尋址D基址變址尋址29燒寫到FLASH里的是(B)格式的文件。AASMBBINCOBJ
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    • 簡介:紅外通訊協(xié)議在嵌入式系統(tǒng)中的實現(xiàn)摘要從紅外通訊協(xié)議的特點、基本原理對紅外無線通信技術(shù)進行了分析,結(jié)合實際例程探討了紅外數(shù)據(jù)通信在嵌入式系統(tǒng)中的基本設(shè)計要點。S0100關(guān)鍵詞紅外通訊協(xié)議嵌入式系統(tǒng)異步通信收發(fā)器狀態(tài)機紅外和藍牙協(xié)議是兩種較流行的短距離無線通信協(xié)議。但目前藍牙協(xié)議各大廠商尚未有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,加之硬件價格較為昂貴的缺點,因此市場上紅外通信在手機、筆記本電腦等小型移動設(shè)備中仍然應(yīng)用廣泛,在嵌入式系統(tǒng)中的實際應(yīng)用有著較高實際意義。1紅外協(xié)議背景紅外線是波長在750NM至1MM之間的電磁波,其頻率高于微波而低于可見光,是一種人的眼眼看不到的光線。目前無線電波和微波已被廣泛應(yīng)用在長距離的無線通信中,但由于紅外線的波長較短,對障礙物的衍射能力差,所以更適合應(yīng)用在需要短距離無線通信場合點對點的直接線數(shù)據(jù)傳輸。為了使各種設(shè)備能夠通過一個紅外接口進行通信,紅外數(shù)據(jù)協(xié)議(INFRAREDDATAASSOCIATION,簡稱IRDA)發(fā)布了一個關(guān)于紅外的統(tǒng)一的軟硬件規(guī)范,也就是紅外數(shù)據(jù)通訊標(biāo)準(zhǔn)。2紅外協(xié)議基本結(jié)構(gòu)紅外數(shù)據(jù)通訊標(biāo)準(zhǔn)包括基本協(xié)議和特定應(yīng)用領(lǐng)域的協(xié)議兩類。類似于TCPIP協(xié)議,它是一個層式結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)形成一個棧,如圖1所示。其中基本的協(xié)議有三個①物理層協(xié)議(IRPHY),制定了紅外通信硬件設(shè)計上的目標(biāo)和要求,包括紅外的光特性、數(shù)據(jù)編碼、各種波特率下幀的包括格式等。為達到兼容,硬件平臺以及硬件接口設(shè)計必須符合紅外協(xié)議制定的規(guī)范。②連接建立協(xié)議(IRLAP)層制定了底層連接建立的過程規(guī)范,描述了建立一個基本可靠連接的過程和要求。③連接管理協(xié)議(IRLMP)層制定了在單位個IRLAP連接的基礎(chǔ)上復(fù)用多個服務(wù)和應(yīng)用的規(guī)范。在IRLMP協(xié)議上層的協(xié)議都屬于特定應(yīng)用領(lǐng)域的規(guī)范和協(xié)議。④流傳輸協(xié)議(TINGTP)在傳輸數(shù)據(jù)時進行流控制。制定把數(shù)據(jù)進行拆分、重組、重傳等的機制。⑤對象交換協(xié)議(IROBEX)制定了文件和其他數(shù)據(jù)對象傳輸時的數(shù)據(jù)格式。⑥模擬串口層協(xié)議(IRCOMM)允許已存在的使用串口通信的應(yīng)用象使用串口那樣使用紅外進行通信。⑦局域網(wǎng)訪問協(xié)議(IRLAN)允許通過紅外局域網(wǎng)絡(luò)喚醒筆記本電腦等移動設(shè)備,實際遠(yuǎn)程搖控等功能。整個紅外協(xié)議棧比較龐大復(fù)雜,在嵌入式系統(tǒng)中,由于微處理器速度和存儲器容量等限制,不可能也沒必要實現(xiàn)整個的紅外協(xié)議棧。一個典型的例子就是TINYTP協(xié)議中數(shù)據(jù)的拆分和重組。它采用了信用片(CREDITCARD)機制,這極大地增加了代碼設(shè)計的復(fù)雜性,而實際在紅外通信中一般不會有太大數(shù)據(jù)量的傳輸,尤其在嵌入式系統(tǒng)中完全可以考慮將數(shù)據(jù)放入單個數(shù)據(jù)包進行傳輸,用超時和重發(fā)機制保證傳輸?shù)目煽啃浴R虼丝梢詫f(xié)議棧簡化,根據(jù)實際需求,有選擇地實現(xiàn)自己需要的協(xié)議和功能即可。3紅外協(xié)議數(shù)據(jù)基本傳輸原理要流程實現(xiàn)等。在硬件設(shè)計方面根據(jù)對設(shè)備的需求和硬件板芯片性能,可以設(shè)計出相應(yīng)的電路在仿真板上進行實驗。固件程序和編寫可采用分塊的方法,例如初始化(INITILIZE)模塊、中斷處理(INTERRUPT)模塊、時鐘(TIMER)事件處理模塊等。初始化模塊可根據(jù)硬件板的指南說明(SPECIFICATION)提供的各個寄存器值設(shè)備初始化參數(shù);中斷處理模塊可按照中斷向量表提供的入口地址編寫,其基本要求短小精悍,運行的時鐘周期與微處理器頻率和設(shè)備需求的波特率緊密相關(guān)。時鐘事情處理可根據(jù)硬件板提供的基本時鐘設(shè)備不同的時鐘精度,以滿足不同的需求。在紅外傳輸實際設(shè)計中定時器主要用于三個方向第一是SNIFF探查過程中主站發(fā)廣播幀后輔站超時未響應(yīng)的處理;第二是超時重發(fā)控制;最后一個是數(shù)據(jù)傳輸過程中輪轉(zhuǎn)時間片的控制。其中第三個方面要求的精度比較高,紅外協(xié)議制定的標(biāo)準(zhǔn)是在25MS~85MS之間。因此有必要把超時處理放在中斷處理。在程序編寫時使用信號量和程序計數(shù)器進行時間控制。其基本思路得設(shè)備一個程序計數(shù)器進行累加計時,當(dāng)各自事情時間到達時分別設(shè)置三個信號量來標(biāo)志事件處理,當(dāng)事件處理完畢后重置各自信號量,轉(zhuǎn)入重新計時。在軟件設(shè)計方面,要對發(fā)送的數(shù)據(jù)進行幀包裝(FRAMEWRAPPER),添加CRC16校驗,用匯編實現(xiàn)CRC算法比C稍微復(fù)雜些。一個主要的技巧是將要進行校驗的數(shù)據(jù)地址和CRC數(shù)據(jù)表的索引地址置入一個零頁的內(nèi)存地址中,采用通用寄存器對其進行間接尋址。這樣就實現(xiàn)了C語言中的指針效果,可以比較方便地查詢CRC表。在數(shù)據(jù)收發(fā)應(yīng)用中,分為主站(PRIMARYSTATION)和輔站(SLAVESTATION)兩種角度。主站角度負(fù)責(zé)發(fā)起,建立連接,進行時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度等。輔站主要負(fù)責(zé)應(yīng)答,響應(yīng)命令。在一定條件下主站輔站角度可以互換,主輔站均可收發(fā)數(shù)據(jù)。收發(fā)數(shù)據(jù)的中斷函數(shù)最重要也是底層的核心所在。在接收方首先公進行硬件初始化,設(shè)置UART接收初始化狀態(tài)并進行中斷允許標(biāo)志設(shè)置(具體設(shè)置可以參考所選擇的電路板說明)等。當(dāng)紅外數(shù)據(jù)到達后即會觸發(fā)一個UART中斷,系統(tǒng)處理完當(dāng)前事件后便會根據(jù)中斷向量表提供的入口地址調(diào)用接收中斷處理接收數(shù)據(jù)。在接收過程中,UART會搜索匹配開始位和結(jié)束標(biāo)志。接收完畢后,返回系統(tǒng)調(diào)用程序。在實際應(yīng)用中,當(dāng)接收完數(shù)據(jù)后,即可按裝收幀控制域判斷幀類型,并結(jié)合接收站所處的相應(yīng)狀態(tài)機進行流程處理。下面是紅外接收數(shù)據(jù)的中斷程序源碼UARTRECEIVERINTERRUPTSERVICEROUTINEISR_URXPHAPHX;壓棧,保存通用寄存器值CLD;清空十進制標(biāo)志位LDX00001100B;允許接收,并設(shè)置可以接收下一字節(jié)STXUSTR
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