基于SoC的小型集成化视频采集处理系统研究

由于传统视频采集和处理系统很难解决小体积、低功耗与高数据带宽和处理速度之间的矛盾,同时针对智能武器装备、工业自动化生产等领域对视频采集与处理系统小型化、集成化发展需求,基于Xilinx公司高性能Zynq-7000系列SoC芯片,搭建了一种小型化、集成化、通用化视频采集处理平台系统。通过充分发挥SoC芯片集成ARM处理器软件可编程和FPGA硬件可编程优势,提出了利用HLS工具将图像预处理算法快速打包生成IP核,在FPGA中实现图像算法硬件加速的设计方法,不仅保证了视频采集和处理的实时性,而且实现了视频处理设备小型化、集成化、低功耗设计。对系统软硬件设计和各组成部分原理进行了介绍,并以Sobel边缘检测算子为实例,对系统功能和性能与传统处理方法进行了对比测试,验证了系统的有效性。     

水声通信保密模块设计研究

本文首先分析了水下通信手段及特点，重点针对水声通信敏感应用开展了安全威胁和安全需求分析，结合水声通信场景给出了小型化低功耗和高性能保密模块设计方案，提出了安全防护策略、销毁机制以及安全防护模块设计，对于开展水声通信保密技术研究和设备设计实现具有参考价值。     

“以赛亚”搅局处理器市场

快速激增的Mini笔记本和超移动设备市场,证明了低功耗、高性能和小型化特点的产品在市场上备受重视。     

基于连接认证的低功耗蓝牙泛洪攻击防御方案

针对低功耗蓝牙易受泛洪攻击的问题,提出了一种连接认证模型,基于该模型设计了低功耗蓝牙泛洪攻击防御方案。方案结合HMAC(Hash-based Message Authentication Code)运算速度快与蓝牙通信同步性强的特点,设计检测模块判断通信状态,利用挑战应答的方式设计连接请求认证协议,在蓝牙协议运行前进行主从设备双向认证,过滤掉攻击报文,保证低功耗蓝牙连接建立的安全。安全性分析和实验结果表明,方案能够有效防御泛洪攻击,同时具有较小的存储和计算开销,适合应用于低功耗蓝牙中。     

一种小型化低功耗AFDX端系统的设计与实现

为满足航空电子系统对小型化、低功耗设计的要求,基于ARINC664 Part7标准和具体功能性能要求,设计实现了基于SOC芯片的AFDX端系统.搭建了测试验证平台,对AFDX端系统的功能性能指标进行了测试,测试结果表明,该AFDX端系统完全满足设计需求.     

基于蓝牙的远程控制方法的实现

蓝牙通信具有无线性、开放性和低功耗的优点,非常适合于野外场地的远程控制.本文讨论了在装有Windows Mobile 5.0操作系统的主设备上,用Socket方式和从设备通信,并在此基础上设计了一套通信交互协议,实现主从设备间的交互,同时,为了减少从设备搜索到操作执行动作函数的时间,设计了操作动作函数映射表.     

基于可配置技术的先验决策式侦察信号处理

面对日益复杂的电磁环境,为了对空间电磁信号进行实时精确监测,适应侦察系统小型化、低功耗的要求,设计实现了一种基于可配置技术的先验决策式侦察信号处理的工程化方案.构建了先验决策式可配置平台,在此基础之上设计实现了侦察信号处理系统.通过在已有的开发环境下进行系统测试,验证了该方法的可行性,兼顾了战略侦察与战术侦察的双重要求,节约系统资源,适合在机载和星载等侦察设备中应用.     

某省广电总局综合配电管理及数据转发系统

针对某省广电总局三个配电区域升级改造,并安装综合配电管理系统的项目,提出A区设备加装MODBUS通信线及MODBUS中继器的改造方案,B区加装IoT扩展通信模块的改造方案,C区直接应用内嵌IoT功能设备的建设方案。为保证IoT通信的安全性,设计出软硬件结合的三重加密体系。同时,为达到设备运行数据转发至广电总局已有监控系统的目的,设计出DTP数据转发程序,并选定光纤作为数据上行的通信介质。在配电管理综合系统部署后,包含时效性在内的指标均取得良好效果。     

小型FBG解调系统中数据采集的实现

为了实现FBG解调系统的小型化和低功耗,提高FBG传感信号的采集精度,设计了一种用于小型化FBG解调仪的数据采集系统。该系统以DSP和CPLD为硬件开发平台,应用高精度A/D转换芯片采集光电检测器输出的电信号,完成了软硬件调试。实验结果表明,该系统能够准确地采集FBG光谱信号,满足FBG传感系统波长分辨率、采集速度和数据存储容量的要求。     

基于DSP与FPGA的嵌入式组合导航计算机系统设计

为了满足SINS/GPS组合导航系统高精度、低功耗、小型化的需求,设计出基于DSP和FPGA架构的嵌入式导航计算机平台。首先,描述了导航计算机系统的总体架构,提出了导航计算机硬件总体设计方案,并阐述了导航信息处理模块和数据采集通信模块;其次,设计了Kalman组合滤波器,描述了组合导航系统软件流程;最后,进行样机实证试验。实验结果表明,该系统可以实时高效完成外围传感器信息数据采集、实时导航解算、Kalman滤波、上位机的指令读取等任务,满足SINS/GPS组合导航系统对导航计算机的性能需求。     

基于AMBA总线的UART模块设计与验证

随着微电子技术的快速发展,电子设备逐渐趋向于小型化、集成化且要求设备功耗低、体积小、重量轻、可靠性高,因此在芯片设计中集成UART模块已成为一种趋势。介绍了一种基于AMBA总线的UART模块设计与验证方法,该设计采用了自顶向下和有限状态机相结合的方法,并且在ISE开发平台上采用Verilog HDL语言实现了UART模块的设计,最后借助于FPGA验证平台进行验证。结果表明,基于AMBA总线作为标准接口实现UART模块的设计可以传输准确的数据,可以满足扩展UART通信接口的要求。     

多核DSP软件调试环境研究与设计

针对武器装备嵌入式系统向自主化、智能化、小型化、低功耗快速发展的趋势,介绍了装备研制对自主多核处理器及其软件调试环境的迫切需求,分析了嵌入式系统远程调试的基本原理和特点、JTAG标准和边界扫描技术。以自主同构8核数字信号处理器为目标平台,基于目标平台JTAG控制器之间的菊花链连接方式,提出了面向该目标平台的软件调试环境设计方案,讨论了USB接口仿真器软硬件设计和多线程调试代理软件设计等关键技术。实现的软件调试环境能够在调试主机上对目标平台进行指令级和源码级交叉调试,解决了目标平台缺乏配套软件调试手段的实际问题,为目标平台在武器装备上的推广应用提供了有力支撑,对其他面向多核处理器的调试环境设计具有参考价值。     

便携式磁弹性传感器检测系统设计

通过对磁弹性传感器检测原理和研究现状分析,设计了一种便携式磁弹性传感器检测系统.采用永磁铁提供静态偏置磁场简化了硬件电路,以STM32嵌入式处理器为控制核心,结合锂电池供电,实现了系统硬件的小型化和低功耗;设计采用了SD卡本地存储和低功耗蓝牙无线传输的数据处理方式,并结合上位机进行命令的控制和数据传输.实验表明,检测系统可使磁弹性传感器在不同环境中完成共振频率的测量,另外,设计系统功耗可低至mW级并且在无线传输条件下实现3天以上的连续工作,而且这部分指标仍然有较大的优化空间.由此可见,该系统具有便携式、低功耗、可用于长期监测等优点,可以更好地发挥磁弹性传感器无线、无源、微型化、高灵敏的特点,使其在各领域内得到更广泛的应用.     

一种小型无人机大气数据测量系统设计

针对现有的无人机大气数据测量的设备种类稀少、价格昂贵、精度偏低等问题,设计了一个小型无人机大气数据测量系统样机。结合无人机大气数据测量系统的工作原理,选用32位高速处理芯片(AVR32UC3B0256)、新型数字式压力传感器BMP085,以AVR32 Studio为开发平台,采用去最值滑动平均滤波算法进行数据处理,实时测算出飞行参数。经实验验证,所设计的系统具有实时性、低功耗、小型化、低成本等特点,能较好地完成无人机气压高度、指示空速、温度等大气数据的测量,有较强的现实意义。     

飞机外挂物管理系统无线原位检测技术研究

原位检测技术是一种无损检测方法,可在设备运转或基本不拆卸的情况下,对某些设备零件或部位进行检查和测试。本文以飞机外挂物管理系统为研究对象,针对其设备的原位检测问题进行研究,根据飞机外挂物管理系统设备的特点,设计有针对性的原位检测系统。该检测系统要求测试设备小型化、低功耗、便于携带和能够满足外场试验检测。本系统以微控制器STM32F103ZET6为核心,将高性能的ARM芯片、ZigBee无线通信技术以及模块化的功能电路结合在一起,并最终在远程监控终端实现检测参数的显示。最后通过系统的软硬件调试,实时的显示出飞机外挂物管理系统设备的状态信息,实现了系统的设计初衷。     

火电厂智慧水务关键技术及信息平台建设研究

针对火电厂耗水量大、能耗物耗高、水复用率低、智能化水平低等关键科学技术难题,基于智慧水务研究成果,提出火电厂智慧水务关键技术及信息平台建设的研究方法。根据火电厂水务信息化面临的现状及形势,确立研究的总体、具体目标。融合现场监测资料和智能分析理论和方法,提出水量平衡智能测算方法,建立火电厂污水处理主要设备的故障诊断及寿命预测智能方法,构建火电厂水处理系统历史和实时成本测算模型。提出了信息平台的网络架构、体系架构和逻辑架构设计方案,信息平台融合火电厂水务管理专家辅助决策系统、火电厂系统运行关键设备及构筑物可靠性分析与评价模型等。为实现集节水型、节能型、环保型、安全型、经济型为一体化的智能火电厂水务管理提供技术支撑。     

基于RF2.4GHz的超低功耗无线数传系统设计

当前无线数据通信的应用越来越广泛,而系统设计的微型化、低功耗是电子产品设计的必然趋势。本文在分析MSP430系列超低功耗单片机和2.4GHz射频芯片EM198810的特点及工作原理的基础上,进行了超低功耗无线数传系统的软硬件设计,最终实现了一种可用干电池供电的无线节点终端。     

一种低功耗系统芯片的可测试性设计方案

低功耗技术,如多电源多电压和电源关断等的应用,给现代超大规模系统芯片可测试性设计带来诸多问题。为此,采用工业界认可的电子设计自动化工具和常用的测试方法,构建实现可测试性设计的高效平台。基于该平台,提出一种包括扫描链设计、嵌入式存储器内建自测试和边界扫描设计的可测性设计实现方案。实验结果表明,该方案能高效、方便和准确地完成低功耗系统芯片的可测性设计,并成功地在自动测试仪上完成各种测试,组合逻辑和时序逻辑的扫描链测试覆盏率为98.2%。     

煤矿综采工作面输送设备嵌入式监控平台设计

针对目前国内煤矿综采工作面输送设备监控系统存在的硬件结构复杂、成本过高、尺寸过大及散热不理想等问题,提出了一种基于嵌入式技术的煤矿综采工作面输送设备监控平台设计方案。该平台以嵌入式微控制器STM32为核心,通过集成RS485和以太网等接口实现监控数据传输。基于嵌入式实时操作系统μC/OS-II开发了平台多任务应用软件,并采用图形用户界面软件μC/GUI设计人机交互界面。该平台可实现对各输送设备工况和启停状态的集中监控,具有性价比高、集成度高、功耗低等优点。     

基于COTS SoC的星载微型GNSS接收机硬件设计

卫星平台的小型化使小卫星、纳卫星及皮卫星等微小卫星成为研究热点。针对微小卫星对星载导航接收机小型化、低功耗、低成本等要求,提出一种基于COTS (Commercial off-the-shelf)组件和SoC技术构建星载微型导航接收机的硬件设计方法。该设计包括射频模块,基带处理模块、时钟模块和电源管理模块。实测表明,该导航接收机原理样机重约45g,尺寸100mm×60mm,功耗约3W,兼容处理GPS L1/L2、BD2 B1/B2信号,可完成双模、双频、双模双频等多种模式的配置,符合微小卫星对导航接收机提出的技术要求,为微小卫星等空间飞行器的卫星导航提供了新的思路。