支持远程动态重构的嵌入式系统设计

为使嵌入式系统具备远程在线更新和维护能力,基于软/硬件统一多任务编程模型,应用互联网可重构逻辑设计方法设计并实现支持远程动态重构的嵌入式系统。提出的统一多任务编程模型为软/硬件任务提供统一接口和管理方式,可降低设计可重构系统的复杂度,同时远程重构功能增加了系统远程在线更新和维护的能力。实验结果表明,该模型可用于远程可重构系统的设计,同时硬件任务也具有较快的加速比。     

基于SOPC的望远镜多策略控制器设计

基于NIOS II为核心的可编程片上系统(SOPC),设计可重构的SOPC硬件配置和控制软核,将简单文件传输协议服务器扩展为专门的传输写入服务器,完成远程在线导入多个SOPC硬件配置和控制软核,并制定硬软件远程切换流程,从而实现基于FPGA3C25的多策略控制器设计。在大型望远镜控制系统中的成功应用验证了该设计的可行性。     

基于μC/OS-Ⅱ的多窗口显示屏控制器设计

多窗口显示屏控制采用μC/OS-II实时操作系统的多任务管理运行模式,各窗口视频数据由线程管理,Nios II 32位处理器作为显示屏控制器硬件系统的核心,软件系统控制多窗口任意显示。在1片FPGA上实现显示屏控制器的硬件系统,利用SOPC Builder软件定制系统所需的IP核,外扩存储设备实现视频数据的海量存储,解决了FPGA内部资源相对不足的问题。通过重构视频数据,合理组织数据的存储方式,解决视频数据的灰度控制问题,减少数据处理过程,降低了控制系统的复杂度。     

通用片上网络多处理器系统研究

随着硬件系统和软件技术的发展,对片上网络多处理系统的研究进入了交叉研究状态,但是关于实际软件应用与硬件平台结合的研究尚有些不足.本文讲述了基于实际硬件平台的片上网络系统实现.通过FPGA平台实现了一个通用片上网络系统,并通过多任务映射方法将两个多媒体应用程序映射在片上网络系统中,实现了软件多任务与硬件片上网络多处理系统的合理结合.     

嵌入式液压控制器的实现

嵌入式液压控制器是在国内某大型钢铁公司的技术改造中开发的。控制器硬件上采用研华工控机和I/O板,软件上使用了VxWorks嵌入式实时操作系统。本文给出了液压控制器的设计方案,并介绍了VxWorks下多任务和精确周期的实现方法。     

嵌入式液压控制器的实现

嵌入式液压控制器是在国内某大型钢铁公司的技术改造中开发的.控制器硬件上采用研华工控机和I/O板,软件上使用了VxWorks嵌入式实时操作系统.本文给出了液压控制器的设计方案,并介绍了VxWorks下多任务和精确周期的实现方法.     

基于SOPC的嵌入式Web服务器设计与实现

设计并实现了基于SOPC技术的嵌入式Web服务器,简单介绍了SOPC技术的特点及构建方法,随后对该嵌入式Web服务器的实现在硬件和软件两方面都作了详细论述,其中运用NiosII软核处理器作为主控制器,实时多任务操作系统uC/OS-II为应用软件运行平台,简化的TCP/IP协议LwIP为应用层通信协议。具有设计灵活、可重构、集成度高、实现风险低、开发周期短的优点。     

基于网络的嵌入式无刷直流电机调速系统的研究

针对网络化电机远程闭环控制系统的实时性问题,提出了一种基于以太网的嵌入式无刷直流电机远程控制系统设计方案.系统包括双控制器、无刷直流电机远程控制器及现场控制器.远程控制器实现无刷直流电机双闭环控制.本地控制器作为执行器,控制电机运行,并实时采集无刷直流电机运行状态参数,通过以太网传输给远程控制器.控制器采用嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ作为系统管理软件,以实现可靠的多任务运行.电机控制系统采用双闭环控制,速度调节器为PI控制和模糊控制相结合,电流环为PID控制.仿真结果表明,模糊自适应PI控制算法的引入能够补偿网络延时对系统控制性能的影响,改善系统的动态特性.     

GIS在军用车辆远程诊断系统中应用的关键技术研究

将GIS技术用于军用车辆远程诊断系统研发,目的是实现基于电子地图的维修资源图上可视化、车辆定位导航与最短路规划等功能。为了解决GIS系统数据管理与远程更新、最短路规划道路网重构两个问题,本文提出了地理数据组织与远程更新方法和道路数据拓扑重构技术,较好地解决了数据远程更新及图上展现问题,通过道路拓扑重构使得生成的最短路线更加符合军事实际。     

基于PCC的水轮机组现地控制单元的设计与实现

本文基于新型的B&R2005系列可编程计算机控制器——PCC(ProgrammableComputerController),设计并实现了一种功能丰富、稳定可靠的水轮机组现地控制系统,并且基于PCC强大的通讯功能实现了机组的上位机远程监控。PCC基于分时多任务系统,在拥有可编程逻辑控制器——PLC(ProgrammableLogicController)的高稳定性的同时,也拥有计算机的快速、高效以及编程功能强大等特点,能够胜任实时性、准确性要求较高的控制任务。     

一种多核动态可重配置处理器设计

动态可重配置技术因其所具有的高性能，低功耗和高度灵活性等特点，已经成为研究的热点。本文从动态可重配置处理器技术的基本概念，产生背景，实现方案分类等方面进行了介绍。提出了一种多核动态可重配置处理器设计方案。并简述了该技术目前存在的问题，展望了未来的研究方向。     

面向可重构控制器实时中间件的设计与实现

可重构控制器的出现要求系统软件模块不但要满足性能和精度要求,还应具有模块化、可集成、可重用等特性.如果将实时中间件引入到控制器的设计中,由中间件管理模块间的交互,可实现控制器的可重构.建立基于RTLinux和实时CORBA的实时中间件平台,需要将CORBA引入RTLinux实时内核空间.该文给出了RTLinux实时内核中的实时CORBA和minimum CORBA实现RTCK的设计,并基于RTLinux MBuff共享内存驱动和实时FIFO设计和实现了GIOP通信协议,最后给出了RTCK与TAO的延迟抖动测试结果并做了相关的分析.     

基于网络处理的多核共享SDRAM控制器

设计一种基于网络处理的多核共享SDRAM控制器,提出分层优先级仲裁算法以提高多核访问共享内存的效率,针对IP包处理特点,给出一种基于指令控制的块数据传输机制来缩短IP包的读写延迟。在FPGA平台上进行验证,结果表明,当处理长度为64 Byte的IP包时,SDRAM控制器的读写效率能提高55%以上。     

基于多核DSP的星载并行遥感图像压缩系统设计与实现

随着星载遥感技术的不断发展,产生的遥感数据也变得日渐庞大,目前有限的通信带宽远不能满足遥感图像数据传输的需求。因此研究面向星载应用的图像压缩技术对空间应用技术的发展有着十分重要的意义。采用传统单核数字信号处理器（DSP）难以满足性能需求,而采用现场可编程门阵列（FPGA）则难以满足功耗需求,近年来随着硬件技术发展,多核DSP技术已经成熟,且在弹载场景已有比较成熟的多核DSP图像压缩解决方案,可供星载应用参考。基于多核DSP,即TI公司的C6678多核浮点DSP平台,构建一个并行图像压缩系统,并充分利用多核DSP的硬件资源。考虑星载遥感图像压缩对压缩质量、压缩速度等多方面指标都有着较高的要求,系统采用JPEG2000标准进行图像压缩,并且采用了主核负责外部通信与内部任务分配、从核执行JPEG2000图像压缩的设计方案。测试结果表明,该系统运行稳定可靠,且整体压缩性能优秀,能够满足对星载遥感图像压缩系统的性能要求。     

基于多核计算机的遥感影像多尺度分割

多尺度分割作为一种成熟的影像分割方法,在遥感影像信息提取中得到广泛应用,但算法整体效率较低。利用多核计算机实现了基于数据并行的遥感影像多尺度分割。传统的影像IO(Input and Output)方法在影像数据量较大的情况下无法满足多核计算机并行处理的需要,设计了一种新的影像IO策略消除了这种缺陷;此外,在遥感影像多尺度并行分割的过程中,普遍存在分割结果无法直接进行合并的问题,利用对特定区域重分割的方法在保证效率的前提下解决了这个问题。结果表明:针对各种数据量与尺寸的遥感影像,并行分割效率有了较大提升,并且分割算法具备了处理大数据量影像的能力,极大地增强了通用性。利用多核计算机提升影像分割效率取得了显著成效。     

一种新型智能空调遥控器

为了解决空调遥控器不兼容问题,设计了一款基于Atmega16单片机的智能空调遥控器。该遥控器采用测量脉冲宽度的方法学习红外信号,同时使用游程编码算法对数据进行压缩后存储,并利用单片机内部定时器PWM模式产生红外载波,成功实现了对红外遥控的学习与再现,并可通过上位机进行控制。经运行测试表明,该智能遥控器操作灵活,性能稳定,为智能遥控器设计提供了一种新方案。     

基于多智能体的可重构网络化控制系统

提出了一种基于多智能体（Multi-Agent System,MAS）的可重构网络化控制系统体系结构,该系统中的各控制节点可根据实际工况重新配置并相互配合完成控制任务,从而有效提高系统的灵活性和可扩展性。利用面向对象Petri网给出了该可重构网络化控制系统系统的通信模型,并提出了一种带宽调度策略以确保其中数据传输的实时性。     

基于实时组件的可重构数控系统研究

针对可重构数控系统存在的行为与定时问题，将调度机制引入基于口的组件，提出一种实时组件模型，并以此为基础建立了层次化多模式的数控系统体系结构。该结构通过层次化有限自动机描述系统的控制行为；通过组件网络刻画系统的定时特性，为分析可重构控制器构形的变化提供了有效的手段。针对2轴控制器的重构过程有效地验证了文中方法的有效性。     

OpenMP数据分布子句自动生成算法

将OpenMP程序扩展到异构多核结构时,非本地存储访问会导致访存开销增加,影响程序性能。针对该问题,引入带数组划分信息的数据分布子句,对数据在异构多核存储系统的布局进行管理,提出一种基于并行循环识别和数组引用模式分析的算法,实现该类子句的自动生成。实验结果表明,自动生成的OpenMP程序包含数据分布子句,具有较好的数据局部性,可降低访存开销,在异构多核系统上获得明显的性能提升。