DICOM图像接口实现技术

介绍如何使用Java语言实现DICOM的接口软件,从而解决了DICOM硬件设备与后继PACS处理软件的接口问题.为了克服现有PACS系统的硬件瓶颈,对数据读入方式采取了优化,大大降低了CPU运行时间和内存占用空间,提高了系统的运行质量和性能.     

ARM微控制器快速实现ModBus协议中的CRC校验

通过软件并行计算来模拟硬件串行电路计算CRC校验码的输出结果,用于提高ModBus通信协议中CRC校验程序的执行效率,并由高效的ARM汇编语言封装而成的函数来实现.程序代码的运行时间和存储空间均超过常见的高度优化的查表法.     

动态可重配置的星上嵌入式实时计算系统

卫星上由于特殊条件的限制,计算机处理速度满足不了对信号处理的需要,而且不能在有限的硬件规模和功耗的情况下灵活地实现各种计算处理功能。提出了一种基于嵌入式微处理器配合大规模现场可编程门阵列（FPGA）的动态可重配置结构的星上实时计算系统的体系结构设计,可在一块FPGA资源上通过动态重配置实现不同的信号处理功能。实际应用证明,处理速度和性能得到了大幅度提高。     

基于FPGA的高速网络入侵检测系统

处理速度成为制约基于软件的网络入侵检测系统性能的瓶颈。文中提出了用可重配置硬件(FPGA)和商用千兆以太网MAC实现的网络入侵检测系统体系结构。在该体系结构中，网络数据包的特征匹配以及复杂协议分析等高强度的计算均由可重配置硬件电路完成，而使主机CPU更专注于对复杂入侵方式的检测和对入侵行为的实时响应。分析表明，该体系结构能够快速适应入侵特征变化对硬件电路的重配置需求，使网络入侵检测系统可以以线速处理网络数据包。     

基于FPGA的指示空速测量系统的研究

介绍了一种基于现场可编程(逻辑)门阵列(FPGA)的指示空速测量系统的设计与实现,阐述了该测量系统的工作原理和硬件与软件设计。针对指示空速与动压的函数关系式,提出了基于插值法逼近的系统设计方案,逼近函数的相对误差小于0.1%。此外,基于FPGA的硬件平台具有很高的计算速度和准确性。测试结果表明:系统性能稳定,效率好,精度高,优于传统的测量装置。     

嵌入式软件的动态测试

软件测试是软件质量保证的重要手段。本文构建了基于软件测试工具Testbed/RTInsight针对PC104系统的实时嵌入式软件测试环境。以求方程根的c程序为例进行PC104系统的软件动态测试,最后给出了动态覆盖率及性能分析的实验结果。性能分析能记录分析程序中每个函数的最大运行时间,最小运行时间,总的运行时间,以及运行次数。     

格子Boltzmann方法多GPU并行性能的研究

基于CUDA和MPI实现了格子Boltzmann方法的多GPU并行计算,利用程序对Tesla K80和Tesla P100的性能进行了测试,结果表明:Tesla P100有着远超Tesla K80的计算性能。单GPU下,P100在计算规模为2563达到最大值2880.0 MLUPS,K80在规模为384~3达到最大值801.6 MLUPS;在多GPU并行时,GPU间通信会带来计算性能的损失,但是P100较K80仍具有较大的提升;测定函数LBCollProp在不同规模下运行时间以及其在程序总运行时间中的占比,由此可以预估程序运行一定时间步的耗时。     

基于SVM概率建模的硬件实现优化算法

在2种基于一对一分类策略的支持向量机(SVM)多类概率建模算法中,Pairwise Coupling概率建模算法不适合FPGA硬件实现,而投票概率建模算法分类性能较差。为此,提出一种基于Sigmoid函数的SVM概率建模的硬件实现优化算法,该算法基于合并计算及Log-add计算方法。理论分析结果表明,该算法可避免复杂的迭代计算和大量指数计算,减少运算量,并易于FPGA硬件实现。     

基于Nios Ⅱ的SPI接口实现

Nios Ⅱ是Altera公司的第二代FPGA嵌入式处理器,和其挂接的外围接口相当于一个完整的SOPC系统,AD9517-1ABCPZ是一款时钟芯片,需通过SPI接口配置,让其先于系统的其他部分工作,为系统其它芯片提供时钟。针对SPI接口的实现,目前有很多方法,基于Nios II实现,具有简单灵活、开发周期短、成本低和系统维护方便等优点,可应用于许多中、低速系统设计。实现主要包括硬件设计和软件设计,硬件设计包括基于Nios II的SOPC系统的搭建,SPI-MASTER接口FPGA程序设计;软件设计包括SPI读写函数设计,AD9517-1ABCPZ寄存器配置函数设计。     

SHUM-UCOS:基于统一多任务模型可重构系统的实时操作系统

在分析软硬件任务本质区别的基础上,提出并实现了一种基于统一多任务模型的实时操作系统,称为SHUM-UCOS,它能够跟踪和管理可重配置资源的使用,通过硬件任务预配置技术,提高了资源利用率和任务并行性,定义了两种标准硬件线程接口,对总线型和星型通信拓扑结构提供支持,Rhealstone Benchmark测试和实际应用都表明,SHUM-UCOS能够在提升系统性能的同时,有效缩减从软件实现到硬件实现的迁移时间。     

基于μC/OS-Ⅱ的多任务BLDCM驱动控制系统设计

无刷直流电机(BLDCM)控制系统具有时变、非线性、强耦合等特征,如何高效可靠地实现无刷直流电机的驱动控制是文章要解决的问题;文中以数字信号处理器(DSP)为硬件平台,以μC/OS-Ⅱ实时嵌入式操作系统为软件平台来设计无刷直流电机驱动控制系统,系统利用DSP周边外设丰富及运算速度快的优点简化了硬件系统,μC/OS-Ⅱ硬件实时性以及低成本、易控制、规模小、性能高,可大限度地缩短软件开发周期,降低开发成本.     

一种实时操作系统硬件加速设计

RTOS是嵌入式系统中重要的组成部分,但其本身的运行使整个系统的性能下降.针对RTOS的任务调度和时间延时处理部分进行分析,并加以硬件实现.在运行63个任务时,采用硬件加速模块,任务响应时间为2 180个时钟周期.相比没有硬件支持的系统,任务响应时间可降低85.8%,提高了系统的可预测性.     

基于MiniARM9080的车载监控系统设计

介绍了一种大型捣固车工作状态监控系统的设计方案,重点介绍车载主监控模块的硬件设计及相关的软件实现。该系统应用新型的M22A系列嵌入式工控模块MiniARM9080构建硬件平台,内嵌实时多任务操作系统μC/OS-II,实现对捣固车多个运行参数的实时监控。     

μC/OS-Ⅱ任务管理的硬件实现

针对实时操作系统的开销导致应用程序可执行性降低的问题,提出了基于FPGA的硬件实时操作系统设计方案,实现了μC/OS-Ⅱ任务管理模块的硬件化。采用FPGA片内寄存器实现等待任务列表,并设计了相应的硬件电路访问该表,节省了系统由于频繁访存而浪费的时间。通过设计基于片内寄存器的TCB及基于组合电路的任务调度器,充分发挥了多任务潜在的并行性。整个设计采用VHDL,通过ISE 8.2软件时序仿真验证。仿真结果表明,利用硬件实现减少了任务运行时间,使其在一些实时性要求较高的场合得到应用成为可能。     

基于C8051F的列车制动智能监控系统设计

本文针对机车运行过程中可能出现的制动故障,设计了一种以C8051F005单片机为核心控制器的列车制动监控系统,并给出了系统的总体结构、硬件组成及软件功能框图。此系统能对制动机进行实时监测、状态分析、故障报警与排除,从而保证列车安全稳定的运行,具有很好的经济效益和应用前景。     

基于FPGA的逻辑分析仪连续触发模块设计

该文介绍一种逻辑分析仪数据捕获模式的设计原理与实现方法。该模式主要用于嵌入式软件的测试分析,它不再采用采样的方式来采集数据,而是利用软件插桩与硬件设置触发字相结合的方法来监视系统总线。当程序运行到插桩点时,硬件将产生触发,此时才会主动地到总线上将相应数据与对应的具体时问捕获回来,从而实现有效数据的精确捕获。此外,在FPGA内部采用双RAM交替读写的方式来暂存数据,在不中断程序运行的情况下,实现有效数据的长时间实时存取与分析,提高嵌入式软件性能分析的范围和质量。采用FPGA作为构成硬件架构的基本功能器件,提高了工作速度,使整个设计具具有集成度高、性能稳定、调试方便等特点。该模块在实际应用中得到了验证,并取得了良好的效果。     

实时嵌入式系统协调设计的行为验证模型

嵌入式系统协调设计中，通常采用协同验证方法检验系统设计的正确性，目前比较常用的验证手段有行为验证和基于处理器结构的指令集模拟．指令集模拟从底层时序关系模拟CPU功能，通过建立与硬件模拟器连结关系来验证软硬件接口．指令集模拟的主要特点是模拟精度高，但模拟速度慢，对于不同的CPU结构需要构造不同的指令集模拟器．文中研究一种基于RTOS实时嵌入式系统行为验证模型，通过扩展RTOS功能，建立RTOS软件模拟器，实现RTOS模拟器和VHDL／VerilogHDL协同模拟交互．RTOS模拟器把嵌入式软件功能代码、CPU接口代码以及定制硬件驱动代码分开，实现嵌入式软件设计与硬件平台的弱相关，从更高层次验证系统功能。     

A comparison of and future trends in personal computer-based computer-aided design and drafting software

Drawing software has become available on personal computers only within the last year and a half. Given the wide availability and relatively low-cost of personal computers and the great benefits that can be gained from their use as drawing processors, hundreds of thousands of people will within a few years be using these tools. The drawing software that is now available is impressive and in some cases provides better performance than software available on mini-computers. I expect that competitive pressures and a large market for this type of software will continue to encourage manufacturers to enhance the capabilities of their packages. I will be discussing the varieties of drawing processor software that is available on personal computers and in particular personal computers running the MS-DOS operating system and adhering closely to the IBM-PC software and hardware standards. In addition, I will be examining the features that one might expect to get with drawing processor software and what future trends one can expect. In the next few years there will continue to be rapid growth in the variety and power of CAD software running on personal computers. Personal computer CAD workstations will vastly outnumber those on mini-computers within five years. The features available in the personal computer CAD software will equal those available on mini-computer systems today.     

一种按需加载的DSP程序扩容方法

随着软件无线电的发展,软件无线电平台的处理能力越来越强大、平台上实现的功能越来越多,平台的硬件结构也多种多样,各平台之间无法实现软硬件资源的共享,在实现通用数字中频的工作中,DSP程序的扩容需求逐步增大。针对上述问题,本文提供一种按需加载的DSP程序扩容方法,这种方法可以根据需要加载不同的DSP函数,相当于对DSP的内存进行了扩容。这种方法减少了加载时间,并且不必保证DSP程序的运行速度。本方法适用于TI公司、ADI公司以及目前国产化DSP,型号不限于TMS320C6713、TMS320C6416、TMS320C6455、TMS320C6678等。     

智能用电终端研发仿真平台

利用Microsoft Visual C++6.0和开源软件cygwin技术对基于嵌入式Linux的智能用电终端研发仿真系统进行设计和开发。此系统在PC机上运行后就是一台完整的仿真智能用电终端。在VC++6.0开发环境下,采用VC++6.0控件和cygwin技术,利用硬件工装的辅助实现系统的设计,实现了在windows下直观的调试Linux代码并可以和外围硬件模块通讯的功能。利用此系统开发成功的载波集中器已经运行到现场。通过实践开发,充分证明了利用此开发系统技术可以大大提高嵌入式应用软件的开发效率和软件质量,大大缩短项目开发周期。