浅谈基于WinCE环境下的ARM+FPGA系统

ARM嵌入式单片机和FPGA逻辑电路组成的系统平台是实现仪器仪表便携式、智能化发展的重要方法。系统设计的核心为ARM对FPGA进行管理控制。通过分析ARM的外围总线和与GPIO研究,设计出FPGA通过数据总线交换数据、GPIO完成状态传递的直接连接方式,有效利用了ARM处理器的地址资源,简化了接口电路;通过研究Windows CE系统驱动程序原理和编程,设计了简化的Windows CE对数据总线和GPIO驱动过程,节省了系统资源,完成了ARM+FPGA系统的多通道数据采集系统应用开发。     

WinCE下基于ARM的USB摄像头图像采集

目前基于linux操作系统的图像采集系统应用研究较多,而针对Windows CE平台下的探讨较少,本文着重探讨了基于ARM9内核和Widnwos CE平台的图像采集系统的设计,完成了Windows CE平台下的USB摄像头驱动软件的开发,并提出了一种提高实时显示图像数据品质的方法,最终实现了Windows CE平台下视频图像的采集和显示.     

基于FPGA与ARM的多路时序控制系统设计与实现

介绍了基于FPGA与ARM7的多通道、多时间范围的同步时序控制系统,采用FPGA实现20路高精度的信号延时输出控制,通过ARM7的数据总线接口实现了ARM与FPGA的数据交互;重点介绍了系统的硬件电路设计、ARM与FPGA总线的设计和FPGA内部程序模块的设计;各通道的输出信号类型与延时时间等参数均可以通过人机接口现场配置,也可以通过上位机软件来配置;该设计可以保证各通道信号通过外触发信号为基准来进行延时输出,系统的延时时间精度小于2μs;ARM7处理器芯片采用PHILIPS公司的LPC2214,FPGA采用Altera公司Cyclone系列的EP1C12Q240;采用硬件描述语言Verilog HDL来设计延时模块,延时精度达到1μs;该系统在靶场测试中验证了其正确性和有效性。     

嵌入式LabVIEW调用DLL实现数据采集

为了实现便携式高精度检波器测试仪的数据采集和信号处理,本文研究了嵌入式系统中开发LabVIEW应用程序的方法。本文以ARM+Windows CE为平台进行了检波器测试仪的软硬件设计。分析了基于24位地震勘探芯片组的数据采集模块的控制方法,开发了实现SPI总线通讯和GPIO控制的驱动程序,以及实现芯片组数据采集流程的接口函数。针对嵌入式LabVIEW应用程序编译和运行环境的跨平台问题,研究并验证了动态连接库的存根调用方法,最终在嵌入式系统中实现了LabVIEW应用程序的数据采集。     

Windows CE中基于TCP/IP的网络通信研究

本文根据Windows CE的网络通信体系及TCP通信原理,利用嵌入式实时操作系统Windows CE 6.0平台提供的Socket API函数,设计了一种基于Windows CE 6.0和ARM芯片的网络通信系统。分别讲述了服务器端和客户端的软件设计方法,实现Windows CE与PC机之间的TCP网络通信。     

ARM+FPGA的实时数据采集系统设计

研究设计了基于ARM+FPGA的实时数据采集的嵌入式平台,采用FPGA完成高速数据采集,通过ARM对FPGA进行管理控制.解决了测量仪器中高速数据采集与处理速度不匹配的问题以及Linux系统下中断的产生.通过ARM的高级外围总线实现了ARM与FPGA在测量仪器上的接口以及Linux系统下FPGA设备的驱动程序开发.     

基于ARM1O和Win CE.net的数采系统

提出了一种基于ARM10和嵌入式操作系统Windows CE.net的用于大体积混凝土温度监测中远程数据采集系统与方法,介绍了整个系统的原理,从硬件方面阐述了嵌入式系统的设计与工作原理,并介绍了嵌入式操作系统Windows CE.net的移植与Windows CE下的驱动软件开发.     

基于ARM10和Win CE．net的数采系统

提出了一种基于ARM10和嵌入式操作系统Windows CE．net的用于大体积混凝土温度监测中远程数据采集系统与方法，介绍了整个系统的原理，从硬件方面阐述了嵌入式系统的设计与工作原理，并介绍了嵌入式操作系统Windows CE．net的移植与Windows CE下的驱动软件开发。     

FPGA与ARM的GPMC总线通信接口设计

为满足数据快速、稳定的传输,同时简化硬件设计,增强设计的灵活性,本文提出了一种利用A RM自身带有的GPMC总线作为ARM与FPGA数据传输的接口方案,并详细介绍了GPMC接口原理及FPGA内部GPMC接口时序的实现.首先,FPGA内部要实现ARM处理器的GPMC接口的读写时序,从而完成ARM与FPGA的通信.其次,FPGA完成对高速信号的采集以及存储,当存储到一定量时,FPGA中断ARM处理器进行数据的读取.仿真结果表明,与以往接口相比,该接口能完成高速信号的稳定传输.     

3G网家庭状况远程实时监控系统的研究

针对传统监控系统中无法联网以及查询取证比较困难等不足,提出一种基于3G网络的B/S方式的嵌入式家庭状况远程实时监控系统的实现方案。该方案通过构建嵌入式服务器,完成对视频的采集、处理、存储和传输。服务器端采用基于ARM11硬件平台以及嵌入式Windows CE软件平台,可借助Windows CE操作系统的友好人机界面查看历史监控记录。试验证明,系统具有实时性强、交互性好以及开发成本低等特点。     

面向分布式设备监测的嵌入式信号采集器的开发

介绍了一套面向分布机组的嵌入式信号采集器。该采集器由ARM作为中央控制器,应用FPGA对信号进行A/D采样,经MiniISA总线接口传输给ARM。此设计方案实现了对快变信号、慢变信号和开关信号数据的不间断采集和处理。     

Zynq-7000的柔性直流输电桥臂控制器设计

介绍了基于Xilinx Zynq-7000芯片的柔性直流输电桥臂控制器的设计方案。集成在Zynq-7000芯片上的FPGA和ARM之间采用AXI4总线传输数据;配置芯片上的ARM双核各自运行独立的应用程序,移植了Linux操作系统;同时,基于Linux增加了HDMI图形控制界面和SD卡数据记录等功能。FPGA和ARM间的数据速率实测达到8.9Gb/s,大大地提高了桥臂控制系统的实时性。     

基于ARM和FPGA的1553B总线设备检测系统的设计

1553B总线在军事领域应用非常广泛,目前针对1553B总线设备的检测系统并不能完全满足实际应用需求。为使计算机与1553B总线设备的数据通信更加方便,提高总线设备检测效率,基于ARM和FPGA设计了一种1553B总线设备检测系统。首先给出了系统的总体设计框架,详细介绍了硬件设计和软件设计方法。设计时采用了模块化的方法,对ARM模块、FPGA模块及接口连接部分进行分别设计。ARM模块实现了USB和以太网双接口。用FPGA设计1553B协议IP核采用自顶向下的方法。同时,也对外围电路和电源模块进行了优化设计。完成设计后进行了仿真验证,结果表明设计实现了接收与发送功能,符合设计要求。最后,在电路板上进行了实际调试,测试取得了良好的效果,能够满足实际应用要求。     

基于Zynq的图像角点及边缘检测系统的设计与实现

以Zynq芯片为基础,采用软硬件协同设计的方法设计并实现整个系统。Zynq芯片内部采用ARM+FPGA的异构架构,既具备ARM处理器的灵活性,又拥有FPGA并行处理的能力。本系统的设计充分发挥了Zynq芯片的优势,在软硬件划分上, 通过ARM处理器来实现图像的采集;图像角点及边缘检测用FPGA来完成,即通过硬件加速提升系统的整体性能。ARM处理器与FPGA通过AXI4总线进行数据交互,在Zynq上实现集图像采集、图像特征提取、图像显示为一体的片上系统。最终系统测试结果表明,采用硬件加速实现图像特征提取的相关算法比在ARM处理器软件上实现的算法的速度提高了6～8倍。     

基于ARM处理器的运动控制器的设计与实现

针对传统的运动控制器二次开发难、成本高、功能单一等缺点,设计了基于网络接口的运动控制器,该运动控制器集灯源、光栅尺计数和运动控制于一体,采用ARM+ FPGA的结构,FPGA对光栅尺信号进行处理及完成运动控制规划,ARM上运行Linux操作系统,实现对灯源的控制,负责与FPGA的总线通信以及与PC的网络通信.该控制器适合二次开发,且大大降低了成本.该运动控制器主要应用于影像测量系统中,实验已经证明该设计的可行性.     

基于SEP3203处理器的LCD转VGA接口设计

SEP3203是东南大学自主研发的基于ARM7TDMI内核的一款微处理器.该处理器内置了LCD控制器,在与VGA接口的模块连接时需要对其进行转换.同时该处理器内部没有I2C总线控制器,在需要使用I2C总线进行通讯时要用GPIO口对其进行模拟.本文将介绍基于SEP3203处理器的LCD转VGA接口的硬件设计框架,以及用GPIO口模拟I2C总线的软件设计.     

基于ZYNQ的远程图像采集系统设计

针对传统图像采集系统远程图像传输延时长和数据丢失的缺点,设计了一种基于ZYNQ芯片开发的实时视频采集与图像传输系统;系统具有两个采集通道,模拟视频信号通过BNC(bayonet neill-concelman)信号线接入设备并经过ADC(analog-to-digital converter)完成信号的数字化;利用主控芯片内部的FPGA资源部署并行处理单元完成对数字化图像数据的低时延处理;通过驱动片内AXI(advanced eXtensible interface)总线以DMA(direct memory access)的方式将数据传输至DDR3存储器中;利用芯片内部的双核ARM Cortex-A9处理器高性能,在采集设备上移植嵌入式Linux系统,搭建Gstreamer流媒体应用服务器端,实现整个采集系统复杂任务调度和图像数据远程网络传输;与传统单ARM或DSP处理器的图像采集系统相比,该系统具有FPGA的并行处理能力和高带宽的内部互联总线的优势,提高了图像数据处理速度,降低了图像数据由采集端到存储器的传输延时,提供了稳定远程图像传输功能,经实验测试该系统实现了每秒25帧的视频信号...     

基于ARM和FPGA的高扩展性超声检测模块设计与实现

介绍了一种以ARM和FPGA联合作为中央控制处理单元的4路超声探伤模块。给出了其整体结构方案,阐述了以4路超声模拟信号为一组的多路超声探伤模块硬件扩展的设计思路和实现方案,讨论了FPGA对高速LVDS数据的采集、处理、时序同步功能的实现,ARM与FPGA之间总线接口的实现,ARM嵌入式系统功能以及网络通信功能的实现。实际应用表明,该功能模块能达到预期的设计要求,并能方便地实现硬件扩展。