嵌入式电源远程监控系统中以太网通讯的实现

很多32位SoC芯片没有在片上集成以太网控制器,需要通过外围芯片扩展以太网控制功能。嵌入式电源远程监控系统是利用RTL8019AS为32位SoC芯片SEP3203扩展网络功能实现其网络化。包括SEP3203与P-TL8019AS的接口电路设计,以及结合驱动的工作机制、基本格式等,对设计在uClinux下的RTL8019AS芯片驱动程序的诸多要点进行了详细的分析探讨,给出了部分源代码,为SoC芯片的嵌入式系统的网络设备开发提供了参考。     

零翻转编码地址总线SoC的低功耗设计

分析系统芯片(SoC)设计中大电容负载的地址总线低功耗设计方法;利用地址总线零翻转编码和解码技术,有效地减少SoC地址总线活动,降低SoC芯片和系统的功耗;同时,应用于实际的SoC设计中,验证它的功能和适用范围。     

嵌入式网卡芯片设计及其低功耗DFT技术考虑

针对目前应用于信息家电的以太网多芯片解决方案具有成本高、性能较低等问题,文章设计实现了一款以太网控制SoC单芯片。同时,为了获得较低的测试功耗,进行了可测试技术的低功耗优化。该芯片采用TSMC0．25／μm 2P4M CMOS工艺流片,裸片面积为4．8×4．6mm^2,测试结果表明,该嵌入式以太网控制SoC芯片的故障覆盖率可达到97％,样片的以太网数据包最高吞吐量可以达到7Mbits／s。     

基于龙芯SoC的嵌入式网络收音机设计

针对嵌入式系统在高性能电子产品中的应用需求,研究并实现一个以龙芯SoC处理器HS3210为核心的嵌入式网络收音机的设计方案。以龙芯SoC处理器HS3210为核心,介绍Linux操作系统在龙芯SoC处理器上运行的实现,及外围部分电路芯片的选择与接口设计。实验结果表明,应用该方法设计的网络收音机成本低、性能高、功能易扩展。     

基于嵌入式Web服务器的网络设备测控系统设计

面向Internet是设备网络化设计的发展方向。介绍了互联网在嵌入式设备中的应用，说明了基于嵌入式Web服务器的网络智能设备测控系统的设计方案和软、硬件的实现。硬件上选用Rabbit 2000网络微处理器作为网络接口的Web服务器，构建嵌入式SoC Web服务器，底层软件采用Dynamic C软件开发环境。详细阐述了构建嵌入式Web服务器的具体技术及相关的实现方案，以及实现用TCP、UDP报文进行网络通信、串行口数据通信和对网络智能设备的测控技术等，并给出相关系统软件的程序代码及流程图。目前该系统的运行效果良好。     

嵌入式以太网接口硬件部分的设计与实现

给出了用Cirrus Logic公司开发的32位嵌入式微处理器EP7312和REALTEK公司的网络接口芯片RTL8019AS相结合实现的以太网接口。RTL80I9AS作为以太网的核心网络接口控制芯片,是在嵌入式系统硬件上和Internet相连的关键接口部件,它将完成嵌入式系统网络数据的收发功能。     

基于ARM处理器的嵌入式Internet技术研究与实现

嵌入式Internet技术使嵌入式系统与Internet相互连接,实现了嵌入式控制装置的网络化,为嵌入式控制装置的远程监控与故障诊断展现了广阔的前景。分析了嵌入式Internet技术的原理,并讨论了ARM应用系统接入Internet网的通信协议。在ARM平台下利用嵌入式Internet技术实现了智能家居远程监控系统,从而实现了嵌入式系统接入Internet。     

基于FPGA SoC的EtherCAT协议栈设计与实现

目前基于PC机及普通网卡实现的EtherCAT协议栈单元多数都存在体积大功耗高的缺点,而基于嵌入式平台实现的EtherCAT协议栈虽然体积和功耗上具有优势,但是性能不够稳定.针对这一问题,本文提出一种基于FPGA SoC的EtherCAT协议栈实现方式,通过在Xilinx的Zynq平台上构建具有实时性的操作系统,同时在FPGA上配置专用网络适配单元及安全功能单元,实现EtherCAT协议栈在嵌入式平台上的高效运行.与基于PC实现和传统嵌入式平台上实现方式相对比,在功耗体积和稳定性上均有提高,具有较高的实用价值.     

基于ARM芯片的嵌入式运动控制系统设计

嵌入式智能运动控制技术包含了多个学科,它覆盖了嵌入式技术、计算机技术、智能控制技术、检测技术和运动控制技术等诸多方面.基于国内现状,本文设计了一套基于ARM和FPGA的嵌入式智能运动控制系统方案.文中讨论了工业运动控制器的主要组成结构,分析了在工业运动控制器中经常用到的关键技术,并给出了完整的软硬件结构设计.     

一款高可靠嵌入式处理器芯片的设计

基于申威自主指令系统设计开发了一款高可靠性、高性能嵌入式处理器芯片。该处理器采用SoC技术和AMBA总线架构，片上集成自主研发的申威第3代64位高性能处理器核心Core3,以及PCIe2.0、USB2.0等多种标准I/O接口，基于国内成熟工艺开发，片上集成2.5亿晶体管，在-55℃～125℃宽温下的核心工作频率达到800 MHz,双精度浮点峰值性能为3.2 GFlops,全片峰值功耗小于3.2 W。详细介绍了该处理器为了实现高可靠性、低功耗和高性能等设计目标，在芯片结构设计、可靠性设计、低功耗设计和物理实现方面所采取的技术方法和手段，并给出了芯片频率、功耗和成品率等主要技术指标的测试结果。该处理器已在多个信息设备领域得到了应用，并取得了较好的社会效益。     

多处理器片上系统任务调度研究进展评述

多处理器片上系统在单芯片上集成了多种指令集处理器,可完成复杂完整的功能,在图像处理、网络多媒体和嵌入式系统等应用领域前景广阔.任务映射与调度是多处理器片上系统设计的关键问题之一.介绍了多处理器片上系统的基本结构和面临的挑战,从调度算法分析和实现框架两个方面着重探讨了近年来多处理器片上系统任务调度的国内外研究进展情况,分析了当前亟待解决的问题与下一步主要的研究方向,可为多处理器片上系统相关研究提供参考.     

基于Spartan3S400的LIN总线控制器IP核设计与车载应用

针对LIN总线在车身网络系统中的应用,提出一种基于FPGA技术设计LIN总线控制器的方案,应用IP(Intellectual Property)功能软核设计方法,实现多条LIN总线控制器在一片芯片内集成,可减少车身网络LIN控制器的硬件数目,降低功耗。介绍了基于Spartan3S400芯片的LIN总线控制器的软、硬件设计与实现,并对总线控制器系统功能进行仿真实验与分析验证。实验结果表明,其功能核满足车载LIN总线通信要求,与传统的MCU设计方式相比,在系统可靠性、成本、体积和功耗等方面具有明显的改善,在未来绿色、节能、环保车型上具有广泛的应用。     

基于SoC的VGA/LCD控制器设计和实现

在集成电路制造工艺进入深亚微米后，片上系统以其性能好、体积小、功耗低的优点得到广泛应用，通过片上总线将各个IP核连接起来。该文介绍了基于SoC的VGA/LCD图形控制器的设计与实现，使用AMBA规范中的AHB总线互连，采用迸发传输、分割传输、ping-pong帧切换以及FIFO时钟控制等技术在保证图像输出的同时，尽可能降低控制器的总线占用率。     

基于ZigBee技术的无线电能抄表网络节点的设计

ZigBee无线网络技术具有低功耗、低成本和短延时等优势,是目前世界上发展最快,市场前景最广阔的新技术之一。本文针对ZigBee技术特点,在ZigBee协议基础之上,采用TI公司ZigBee解决方案的高集成度、高性能SOC片上系统芯片CC2430作为控制器和无线收发器,电能表的设计采用电能计量芯片ATT7022B,设计了一种基于ZigBee技术的无线电能抄表网络节点的硬件系统方案,并对网络节点与协调器之间的无线收发进行了实际验证,协调器可以对节点进行无线抄表。结果表明:电能计量和ZigBee的点对点无线传输的正确性和可靠性。     

基于WIA-PA的工业无线网关开发及实现

从WIA-PA工业无线网络的应用背景和意义出发,在详细分析WIA-PA无线网络的体系结构以及网络通信要求的基础上,设计了基于WIA-PA的无线网关.该网关采用集射频与微控制器于一体的无线单片机CC2431和具有体积小、功耗低、集成度高等特点的微型计算机嵌入式PC/104作为核心器件.详细介绍了WIA-PA无线网关的硬件架构,简要分析了WIA-PA无线网关的应用程序软件设计.该网关实现了无线接发数据、管理无线网络内部节点以及与外部工业网络通信的功能.     

基于TAP.7适配器的电源管理技术的研究

IEEE1149.7标准的提出对系统芯片在测试过程中出现的片上多TAPC、测试功耗急剧增加等难题提供了有效的解决办法；现有TAP.1器件通过添加基于IEEE 1149.7标准设计的TAP.7适配器后,使其具有TAP.7协议接口并支持TAP.7测试架构,从而可利用TAP.7架构对其进行测试;文章重点介绍了TAP.7适配器中的电源管理技术的原理及其模块实现过程；最后基于Quartus II平台及Modelsim进行了该功能模块的仿真验证,结果表明该电源管理模块能够有效地对TAP.7控制器的电源进行控制。     

嵌入式电子节能控制器的设计与实现

节能控制能够有效降低能耗,对保护环境等方面具有重要影响;但目前大多数电子节能控制器都是通过采用单片机技术和双向晶闸管过零触发交流调压电路对电子节能控制器进行设计;通过介绍电子的负荷特点和节能原理,分析电子节能控制器的硬件组成电路,并对电子节能控制器的主要软件程序的流程图进行设计,完成电子节能控制器设计;但这种方法节能控制效果较低,难以保证电子节能控制器性能,为此,提出一种基于模糊PID控制的嵌入式电子节能控制器设计与实现方法;首先通过对嵌入式电子节能控制器的处理器、电源电路、复位电路、系统时钟电路、JTAG接口电路、D/A转换电路、功放电路、双极性电源电路以及嵌入式电子节能控制器硬件PCB板器件布局等的设计,完成嵌入式电子节能控制器硬件设计;在此基础上,选用模糊PID控制方法对嵌入式电子节能控制器进行设计;通过分析模糊PID控制原理,介绍加入自调节因子的模糊PID控制的算法设计,以此确定输入输出隶属度函数,再利用模糊推理和模糊规则,得到电子节能控制器的模糊控制过程,从而完成嵌入式电子节能控制器的设计;实验证明,所提方法能够有效提高嵌入式电子节能控制器的节能控制效果,具有良好的使用价值。     

嵌入式系统应用现状及发展趋势概述

嵌入式系统自上世纪七十年代问世以来,先后经历了单芯片可编程控制器、嵌入式CPU结合简单操作系统、专用嵌入式操作系统三个标志性发展阶段．现在正朝着与Internet相结合的方向发展。嵌入式系统具有高效性、稳定性、可靠性、节能性等特点,其应用目前主要集中在消费类电子、通信、医疗、安全等行业。随着嵌入式系统进一步的系统化、人性化、网络化,嵌入式产品必将渗入到人们生活的更多方面中,在科技进步以及人民生活中发挥更加重要的作用。     

INTELLIGENT MOTION CONTROL FOR OMNIDIRECTIONAL MOBILE ROBOTS USING ANT COLONY OPTIMIZATION

This article presents an intelligent system-on-a-programmable-chip-based (SoPC) ant colony optimization (ACO) motion controller for embedded omnidirectional mobile robots with three independent driving wheels equally spaced at 120 degrees from one another. Both ACO parameter autotuner and kinematic motion controller are integrated in one field-programmable gate array (FPGA) chip to efficiently construct an experimental mobile robot. The optimal parameters of the motion controller are obtained by minimizing the performance index using the proposed SoPC-based ACO computing method. These optimal parameters are then employed in the ACO-based embedded kinematic controller in order to obtain better performance for omnidirectional mobile robots to achieve trajectory tracking and stabilization. Experimental results are conducted to show the effectiveness and merit of the proposed intelligent ACO-based embedded controller for omnidirectional mobile robots. These results indicate that the proposed ACO-based embedded optimal controller outperforms the nonoptimal controllers and the conventional genetic algorithm (GA) optimal controllers.     

嵌入式运动控制器平台的研究与设计

提出了一种基于AVR单片机的开放式的嵌入式运动控制器平台,并定义了供功能扩展的MM-BUS总线接口。该平台充分利用了AVR单片机资源,采用了CPLD芯片作为辅助。介绍了该平台的硬件结构和软件组成,并给出了一个应用实例。