UM-BUS总线测试系统中PCIe的设计与实现

UM-BUS总线单通道理论带宽可达200 Mb/s,采用16通道并发传输时,理论带宽可达400 MB/s,其测试系统需要在数据采集终端与PC之间建立不低于此带宽的通信通道。PCIe1.1采用4通道传输时理论带宽可达1 GB/s,满足了UM-BUS总线测试系统的传输带宽需求,由此设计实现了UM-BUS总线测试系统的PCIe1.1 x4链路通道的应用方案,给出了基于FPGA的PCIe总线的BMD传输方案。测试结果表明,该方案实际传输速度可达550 MB/s,满足UM-BUS总线测试系统的带宽需求。     

基于PCIe的DMA传输在UM-BUS测试系统中的设计与应用

动态可重构高速串行总线(UM-BUS)是一种利用多通道并发冗余的方式来实现总线动态容错的高速串行总线。它的测试系统可以实现对总线的通信过程进行监测、存储与分析。由于测试系统需要在数据采集终端与PC之间建立高带宽的通信通道,设计了UM-BUS总线测试系统的PCIe2.0 x1通道的应用方案,设计并实现了基于FPGA的PCIe总线DMA数据传输方案。实验测试结果表明,实际传输速度可以稳定达到200 MB/s以上,完全满足总线测试系统中对数据传输速率的要求。     

PCI总线扩展技术研究

本文介绍了ＰＣＩ总线的技术特点，并结合作者的实际经验重点讲述了一整套ＰＣＩ总线扩展接口的设计方法，最后从应用的角度说明了在实现一个ＰＣＩ总线扩展板时所应当注意的软硬件方面的问题     

EISA总线扩展板的设计

ＥＩＳＡ总线广泛应用于微机。本文介绍了ＥＩＳＡ总线的信号及特点，着重说明了在ＥＩＳＡ，总线上设计Ｉ／Ｏ扩展板、存储器扩展板、总线主设备扩展板的方法。     

基于ARM的商用车信息系统的设计

针对传统商用车车载终端信息显示不足、车辆数据提取困难的现状,设计了一款以S5PV210为主控制器的商用车信息系统。系统通过CAN总线网络采集车辆数据并根据J1939协议进行解析,在车载终端即时显示并利用3G网络实现了远程监控系统的实时监控。设计了将STM32作为控制器的扩展卡,利用加速度传感器和RFID技术实现驾驶员身份识别及事故自动报警功能。整个系统具有简洁的用户界面,软硬件易于扩展,可满足多样化需求。     

基于GPS/GPRS车载终端的研究与设计

主要介绍车载监控系统的组成和车载终端的开发,研究了如何应用Motorola M12和G20模块进行车辆定位及无线传输,并给出了与G20模块相关的AT指令的使用及流程.讨论了如何利用Microchip PIC系列单片机开发扩展灵活、功能完善的车载终端及AT指令的完善.     

基于FPGA的PXIe总线DMA设计与实现

PXIe总线标准是PCIe总线的工业扩展.通过对基于FPGA的PCIe IP Core的研究,在FPGA上实现了PXIe总线,并提出了PXIe总线DMA的新设计.从DMA作为总线主设备和总线从设备两种功能出发,设计了两个DMA通道,分别完成数据读和包的传输.并且设计了将小块离散数据整合成连续数据块的优化算法,使四通道PXIe能达到500MB/s的读写速度.经过实际信号的测试,验证了DMA模式数据传输的正确性及传输带宽.该系统可以满足高速PXIe总线传输带宽的要求,在工程应用中有显著的参考价值.     

基于FPGA的PCIe总线接口的DMA传输设计

串行的PCIe接口是第3代I/O互连标准,具有高速率和高带宽等特点,克服了传统PCI总线在系统带宽、传输速度等方面的固有缺陷,具有很好的应用前景;本设计使用Altera公司FPGA提供的PCIe IP硬核提出了一种实现PCIe接口的方法,并针对其高带宽的优势,设计了PCIe总线的高速DMA数据传输方案;利用自行开发的PCIe接口板,在QuartusⅡ11.0开发环境下进行SignalTapⅡ在线仿真并实际传输验证,DMA传输带宽在500MB/s以上,表明该设计方案可以满足PCIe总线传输带宽的要求。     

基于CAN总线的悬浮控制器监控终端的设计

一种基于TMS320LF2407A DSP的便携式CAN总线监控终端及在基于CAN总线的 悬浮控制器的监控中的应用,详细介绍了这种监控终端的硬件和软件实现。     

3G无线网络的视频监控的应用

<正>随着3G技术的发展与延伸,3G移动通信无线系统从概念的运作,到小范围的试点,再到目前的正式商用,经历了漫长的过程,三大运营商纷纷提前规划基于3G高速无线接入特性的业务,而基于3G无线网络的视频监控应用将是核心支柱。3G技术的移动性、高带宽等特性使得传统的安防监控方式有了更深度的融合应用。大家都知道安防监控的技术发展是:从第一代的模拟监控,发展到第二代的数字监控,再升级到第三代的网络监控,而现在在3G的带动下,网络化监控从有线向无线快速发展,应该说,3G移动监控业务大大扩展了监控行业商用市场空间。3G无线监控设备根据监控端不同类型可以分为两大类,一类是指监控前端是移动/无线的,比如3G网络视频服务器、     

FPGA的多路数据并行录取和时序资源优化

PCIe总线在雷达系统中应用日益广泛,但FPGA内部集成的PCIe硬核数量有限,难以满足雷达并行录取多种数据的需求.为此,本文提出了一种改进的PCIe DMA数据传输方法,利用Xilinx FPGA集成的单个PCIe硬核实现了多路数据在高速传输情况下的并行录取.针对实现过程中遇到的时序问题,提出了采用多级FIFO级联方法进行时序优化.依据Xilinx FPGA的时钟网络特点,对时钟资源进行优化,便于日后系统的扩展和升级.     

基于5G通信及遥感卫星的气象观测站数据监测系统设计

针对传统气象观测站数据监测系统受到干扰数据影响而导致监测精准度低的问题,提出了基于5G通信及遥感卫星的气象观测站数据监测系统设计;根据系统平台架构,将系统分为应用层、插件层、数据层和软件硬件支撑层4个层次;使用CC2530采集终端采集空气温湿度、土壤湿度等数据,利用5G通信技术将数据发送至物联网关,再通过Web将数据存储到手机中;使用PCIE数据采集卡采集遥感卫星气象观测站数据,选择MSOP8监测器监测串口通信数据,完成系统硬件设计;选择后台遥感卫星气象观测站数据库,利用平均算子分析滤波器降噪情况,得到异常数据模型,确定正常数据,实现气象观测站数据监测系统设计;由实验结果可知,该系统监测最高监测效果可达到99%,能够为气象观测站提供设备支持。     

Toward a hardware man-in-the-middle attack on PCIe bus

The growing need for high rate communication of recent embedded systems is leading to the adoption of the PCIe protocol (Peripheral Component Interconnect express) as an internal data bus. This technology is used in some recent smartphones, and will probably be adopted globally in the next few years. The communication between the processor (in the SoC) and its memory through the PCIe bus represents an important source of information for criminal investigations. In this paper, we present a new attack vector on PCIe based on a hardware Man-in-the-Middle. This system allows real-time data analysis, data-replay, and a copy technique inspired by the shadow-copy principle. Through this one, it is possible to locate, duplicate, and replay sensitive data. The main challenge here is to develop an architecture compliant with PCIe protocol constraints, such as response time, frequency, and throughput, in order to be non-detectable to the communication parts. We designed a proof of concept of an emulator based on a computer with PCIe 3.0 bus and a Stratix 5 FPGA with an endpoint PCIe port as a development target.     

Optimized FFT computations on heterogeneous platforms with application to the Poisson equation

We develop optimized multi-dimensional FFT implementations on CPU–GPU heterogeneous platforms for the case when the input is too large to fit on the GPU global memory, and use the resulting techniques to develop a fast Poisson solver. The solver involves memory bound computations for which the large 3D data may have to be transferred over the PCIe bus several times during the computation. We develop a new strategy to decompose and allocate the computation between the GPU and the CPU such that the 3D data is transferred only once to the device memory, and the executions of the GPU kernels are almost completely overlapped with the PCI data transfer. We were able to achieve significantly better performance than what has been reported in previous related work, including over 145 GFLOPS for the three periodic boundary conditions (single precision version), and over 105 GFLOPS for the two periodic, one Neumann boundary conditions (single precision version). The effective bidirectional PCIe bus bandwidth achieved is 9–10 GB/s, which is close to the best possible on our platform. For all the cases tested, the single 3D data PCIe transfer time, which constitutes a lower bound on what is possible on our platform, takes almost 70% of the total execution time of the Poisson solver.     

基于物联感知的城区内河应急决策支持系统建设

针对城区内河突发事件的事前实时预警、事中高效分析处理及事后及时反馈的应急处置需求,采用 B/S 架构,基于 Web GIS 平台设计应急决策支持系统。系统架构分为信息采集层、数据支撑层、业务应用层和用户层及信息安全体系。研究设计物联感知体系,实现水环境信息的自动监测预警和闸泵自动化远程控制;集成已有业务应用系统和数据,通过科学的数据组织形式制定应急会商专题信息展板,并结合 ArcGIS API 地图可视化方法在线直观展示各类应急信息,辅助专家进行决策判断。该系统已运用于宁波城区内河城区管理,效果良好。     

大容量数据采集存储系统设计与实现

为解决现有数字示波器和数据存储记录仪对复杂系统覆盖性和可靠性测试不适用问题,设计了基于PCIe总线架构的大容量数据采集存储系统,保证多路高速测量时完整保留测试数据便于后续分析和回顾。给出了基于主控单元片上系统的硬件框架和PCIe总线存储架构设计,多种数据存储方式满足不同数据量的需求。设计了系统通信协议,HPS与FPGA之间的控制指令和交互方式。对数据存储流程中HPS获取采样数据过程,HPS将采样数据写入磁盘过程,以及数据写入磁盘的数据格式进行了设计。测试结果表明,系统硬件、软件设计方案可行,运行稳定,在相同采样速率和分辨率下能存储记录数据量远优于现有数字示波器和数据存储记录仪,目前已投入多款产品的研制和生产过程,取得良好测试效果。     

基于CAN总线和以太网的煤矿井下变电所远程监控系统

为了提高煤矿井下变电所检测数据和控制数据的可靠性和实时性,提出了一种基于CAN总线和以太网的煤矿井下变电所远程监控系统的设计方案。该系统采用高压开关综合保护器将煤矿井下变电所各种保护检测信号转换成CAN总线数据,每个变电所设置1个或多个监控分站;监控分站采用基于PIC18F4680单片机和ENC28J60以太网控制器开发的CAN总线-以太网协议转换器将CAN总线数据转换成以太网数据帧,并通过以太网传输;地面监控中心的上位机采用多线程技术将以太网数据帧转换为Modbus协议数据,实现对井下变电所的远程监测与控制功能。实际应用表明,采用CAN总线和以太网的网络结构可以较好地满足煤矿井下变电所远程监控系统的要求。     

基于CAN总线的电气火灾远程监控系统

为了解决传统电气火灾监控系统在远距离数据通信时误码率高、总线上可连接的终端节点数量少、传输速率低等问题,设计了一种基于CAN总线及STM32F103单片机的电气火灾远程监控系统。给出了系统的整体框架及其组成,重点阐述了火灾终端监控设备的硬件及软件设计思路,制订了火灾监控设备与上位机的通信协议。系统实现了消防联动设备的工作状态、被监控设备的供电电压、电流,被保护用电设备的剩余电流值,以及用电设备工作的环境温度的实时监测,并通过CAN总线将监测状态实时传输到远端计算机。在实现火灾监控的基础功能上,增加了通过现场总线与现场其它监控设备通信的主机功能。测试结果表明,系统在远距离数据通信时传输速率提高、增加监控节点的情况下,系统间的数据通信误码率非常低。     

基于LonWorks总线式煤气管道监控系统的研究

随着计算机技术、通信技术和控制技术的不断发展,在自动控制领域内LonWorks现场总线控制系统将逐步取代传统的集散控制系统.通过一种基于LonWorks现场总线的煤气管道监控系统的研究,以CO有毒气体浓度监测为例,给出了模拟量智能节点的软件、硬件的设计.最后,提出了总线远距离数据传输及监控系统的解决方案,说明了LonWorks技术在工业自动化领域的应用前景美好.