嵌入式系统平台抽象层设计与接口实现

近年来,随着嵌入式计算机技术飞速发展,各种异构嵌入式硬件不断更新,提高操作系统的可移植性和应用程序的代码重用性成为了一种趋势.本文设计了一种通用性较强的平台抽象层,针对Linux操作系统、“锐华”操作系统与硬件平台的应用程序开发接口重新进行设计,为用户开发各种嵌入式应用程序提供标准化的接口.研究证明,平台抽象层能提高操作系统的可移植性和应用程序的代码重用性,同时具有可靠的实时性.     

SOA开发框架的研究和实现

针对当前企业供应链管理系统中存在的业务适应能力差等问题,提出了采用面向服务架构(SOA)的开发框架.采用Web服务技术,基于J2EE标准,划分为客户端调用层,Web服务发布层和Web服务实现层.它提供了粗粒度的服务,独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言.     

Parallel Programming of Multi-processor SoC: A HW–SW Interface Perspective

For the design of classic computers the parallel programming concept is used to abstract HW/SW interfaces during high level specification of application software. The software is then adapted to existing multiprocessor platforms using a low level software layer that implements the programming model. Unlike classic computers, the design of heterogeneous MPSoC includes also building the processors and other kind of hardware components required to execute the software. In this case, the programming model hides both hardware and software refinements. This paper deals with parallel programming models to abstract both hardware and software interfaces in the case of heterogeneous MPSoC design. Different abstraction levels will be needed. For the long term, the use of higher level programming models will open new vistas for optimization and architecture exploration like CPU/RTOS tradeoffs.     

A Collaborative Framework for Mould Design Based on Service-Oriented Architecture

Aiming at improving the traditional object-oriented three-layer architecture for collaborative design, a service-oriented framework for mould design is established by adding a Web service layer to decoupling the direct linking of user interface to functional modules,making the system being platform independent and programming language independent,greatly facilitating the reuse of existing software and hardware resources. .NET technology is adopted to implement the framework. An example scenario is introduce...     

基于去噪技术的DSP语音识别系统设计

针对语音识别系统对抗环境噪声的实际需求,提出一种二次组合抗噪技术,研究并设计了一种以数字信号处理器(DSP)为硬件平台,以隐马尔可夫模型(HMM)为算法的抗噪声嵌入式语音识别系统.DSP采用型号为TMS320VC5509A的芯片,配以外围硬件电路构成语音识别系统的硬件平台.软件设计以离散隐马尔可夫模型(DHMM)为识别算法进行编程,系统软件主要有识别、训练、学习和USB四个主要模块.实验结果表明:基于二次组合去噪技术的语音识别系统有更好的抗噪声效果.     

AnyWhere——面向设备的编程模式

嵌入式系统的特点及其传统编程模式决定嵌入式系统研发人员必须是复合型人才。嵌入式系统把越来越多的通用电脑功能集成进来,同时自身功能也极大增强,这个矛盾就越来越突出。Anywhere——面向设备的编程模式较好地解决了这个矛盾。AnyWhere最大的特点是着眼于系统。系统中的所有嵌入式设备都使用AnyWhere兼容设备,整体效果最佳。面向设备的编程模式把所有通过网络连接的嵌入式系统和计算机作为一个整体考虑,研发人员只需要知道设备地址和设备内端口地址的分配,通过有限的几个函数操作设备。     

多功能标准台VxWorks操作系统下红外警戒设备软件设计

以多功能标准显控台为硬件平台,红外警戒设备接口计算机软件采用分层结构,由核心层、中间层和应用层组成。在Vx-Works操作系统下采用中间件技术完成所有硬件模块加载、操控模块和图形窗口可视化管理等。在应用层运用面向对象软件设计方法,针对特定功能需求,应用面向对象软件设计基本原则为应用对象分配职责,完成软件编码所需类图和交互图设计。     

服务机器人分层式图形化编程平台

为了简化服务机器人编程流程,针对服务机器人任务规划特点,基于分层编程的理念,设计了一套简易图形化编程平台。平台由基本模块层、执行协调层、任务规划层3层组成,用户在不同层次采用不同编程方式,兼顾了编程效率和执行效率。同时,提供了友好的图形化编程界面,方便机器人编程。在交龙服务机器人上的编程实验验证了该平台编程的有效性和便捷性。     

流程图化的嵌入式系统开发平台

面向嵌入式零代码基础使用者和低成本开发者,搭建了一个基于STM32的软硬件一体化编程的流程图化的嵌入式系统开发平台.该平台采用STM32作为硬件载体,用QT跨平台C++图形用户界面搭建简单易懂的流程图操作界面.硬件框图界面能驱动嵌入式设备,用编译软件封装功能模块放置功能编辑盒,通过命令行调用编译器,调用外部烧录软件完成下载,代码查看器可直观监视编译全过程.测试结果表明,该平台可方便、快捷解决编程问题.     

基于Hadoop的校园云计算系统

针对传统的海量数据处理方法硬件成本太高,并行程序编写困难的缺点,在云计算理论的基础上设计了一个用于处理海量数据的校园云计算系统.此云计算系统是在Hadoop分布式计算框架的基础上采用Map-Reduce编程模型实现对海量数据的并行处理,有效解决了成本问题,降低了并行编程的难度.     

基于FPGA的动态目标跟踪系统设计

为了解决基于PC机的视频动态目标跟踪实时性瓶颈问题,设计出一种基于FPGA的动态目标跟踪系统。设计遵循图像处理金字塔模型,针对低层和中层算法简单、数据量大且存在一定并行性等特点采用FPGA硬件实现,而高层较复杂算法使用Nios Ⅱ软核进行C语言编程。整个设计采用Verilog-HDL对算法完成建模与实现,并在QUARTUS Ⅱ上进行了综合、布线等工作,最后以Altera公司的DE2开发板为硬件平台实现了整个系统。     

基于嵌入式系统的手机编程开发平台

为满足研究和教学的要求,设计了一个能满足教学和开发双重需求的手机编程开发平台。手机编程开发平台具有手机功能设计和应用开发所需要的全部硬件支持,软件系统支持WinCE和Linux。硬件平台由通信模块、ARM处理器模块、彩色显示和键盘模块以及输入/输出模块等组成;软件平台包括Bootloader、嵌入式操作系统以及GUI。实际测试证明,该手机编程开发平台满足了设计要求,具有很高的实用价值。     

一种面向IXP2400的编程模型

网络处理器体系结构的复杂性和多样性给程序员造成很大负担,因此需要开发一种软件平台,对网络处理器的硬件体系结构进行抽象,以方便程序员编程。讨论了网络处理器IXP2400的一种基于Click的编程模型,使得程序员不需要了解目标体系结构的细节就可以有效开发应用。     

基于ZYNQ深度学习模型部署的锂电池健康预测

为实现低成本、快速、高精度的电动汽车锂电池健康预测,提出一套基于深度学习模型和ZYNQ硬件平台的锂电池健康预测系统。首先,使用锂电池历史退化数据训练多层卷积神经网络模型,得到模型各层的权重;其次,采用动态精度数据量化策略对各层的模型参数进行量化,有效减少内存占用和带宽需求,进而提升硬件加速器的性能;然后,利用高层次综合工具实现了模型参数在ZYNQ硬件平台的嵌入和部署;最后,整套系统在Xilinx XC7020平台上进行验证。实验结果表明,该系统在实现高精度预测的同时,能够有效降低功耗、降低时延,满足车载条件下锂电池健康管理系统的嵌入式应用需求。     

三层交换机软件系统的设计

随着网络技术的发展,三层交换机开始取代路由器,成为内部网完成三层转发的核心设备。介绍了千兆三层交换机SW1200软件系统的设计。首先介绍了SW1200的硬件结构和软件平台,接着采用网络层次模型分析系统的软硬件关系,给出软件系统框架的设计,最后论述框架内各个功能模块的设计,重点是实现三层交换的核心驱动和三层任务。     

硬件构件的形式化描述及其组装机制

针对构件化的路由交换平台设计,提出硬件基础构件的抽象模型及其内部处理流程的形式化描述,提取出顺序、并行、分支以及聚合4种原子组装机制,用于构建更高层次的复合构件,并推导出复合构件抽象模型及其处理流程的形式化描述,从而有利于抽象出更大粒度的构件用以组装复杂的硬件平台。     

基于多智能体的区域监控系统

以多个智能机器人协作完成的实时区域监控为应用背景,3个智能车为硬件平台,设计定位算法、通信模型和控制任务,用C#编程语言实现该应用方案。考虑3台智能车保持队形在区域内巡逻,用于保证完整覆盖、设定入侵目标的特征以及发现目标后的行为策略。该实验系统的构建为多智能体系统的理论研究提供了测试平台。     

FPGA prototyping of emerging manycore architectures for parallel programming research using Formic boards

Performance evaluation of parallel software and architectural exploration of innovative hardware support face a common challenge with emerging manycore platforms: they are limited by the slow running time and the low accuracy of software simulators. Manycore FPGA prototypes are difficult to build, but they offer great rewards. Software running on such prototypes runs orders of magnitude faster than current simulators. Moreover, researchers gain significant architectural insight during the modeling process. We use the Formic FPGA prototyping board [1], which specifically targets scalable and cost-efficient multi-board prototyping, to build and test a 64-board model of a 512-core, MicroBlaze-based, non-coherent hardware prototype with a full network-on-chip in a 3D-mesh topology. We expand the hardware architecture to include the ARM Versatile Express platforms and build a 520-core heterogeneous prototype of 8 Cortex-A9 cores and 512 MicroBlaze cores. We then develop an MPI library for the prototype and evaluate it extensively using several bare-metal and MPI benchmarks. We find that our processor prototype is highly scalable, models faithfully single-chip multicore architectures, and is a very efficient platform for parallel programming research, being 50,000 times faster than software simulation.     

基于双MCU的ZigBee技术硬件平台设计

ZigBee技术的应用越来越广泛,成为了无线通信领域内的研究热点,一个好的硬件平台就显的尤为重要。根据ZigBee协议栈的层次结构和特点,提出了一种基于双MCU的ZigBee硬件平台实现方式,即节点由双MCU和CC2420射频收发器组成,解决了双MCU之间和MCU与CC2420射频芯片之间数据传输的问题,使软件编程更加灵活方便。并在此基础上构建了ZigBee网络。     

无线传感器网络系统平台的开发与设计

基于SIA-MS_1.0硬件平台,在TinyOS操作系统下设计无线传感器网络研究平台。在该无线传感器网络平台上,设计了一个含多传感器的数据采集节点,并在数据链路层对该节点的发送帧进行了研究与设计。对完成的无线传感器节点进行测试、监控。实现了分布式无线传感器网络节点的功能。