32位微处理器中存储管理单元的全定制设计

介绍了一种支持32位精简指令集处理器中页式地址管理的存储管理单元（MMU）的设计与实现。该单元实现了完整的虚实地址转换功能和保护机制,支持固定映射和地址转换旁路缓冲器转换两种模式。该单元基于全定制设计方式完成设计,采用中芯国际0.18 μm工艺。两次流片后的测试结果表明,采用此设计的32位微处理器可以正常地完成所定义的各类存储管理功能,可以正常地启动和运行Linux操作系统。     

嵌入式流媒体携带式系统的设计及改进

本文提出了基于32位的RISC嵌入式处理器的流媒体携带式系统的设计及改进.该系统以32位的嵌入式处理器IntelPXA270处理器为设计的硬件平台,以嵌入式Linux操作系统为软件平台,并且对处理器PXA270的I/O接口以及视频解码端口进行改进,使其支持PCI总线协议.本文论述了系统的硬件和软件模块的设计,以及采用FPGA设计PCI接口的过程.     

SPARC V8处理器断点调试的设计与实现研究

以一款 SPARC V8处理器为例,分析了处理器分级存储系统中 Cache 和 MMU 对断点调试实现的影响,提出有效的解决办法,并成功应用到该处理器的调试工具中。该方法也适用于其他具有Cache 和 MMU 的处理器断点调试设计。     

重叠地址空间的二次重定向研究

为了提高操作系统内核在地址空间切换时候的效率,利用ARM处理器上的快速上下文切换扩展(fast context switching extension,FCSE),实现任务地址空间的二次重定向.该方法首先将任务地址空间重定向到一个大的单地址空间,内存管理单元再进行从虚拟地址空间到物理地址空间的重定向.单地址空间到物理地址空间的地址转换信息始终保持有效.因而,内存管理单元(memory management unit,MMU)在任务切换的时候不必清空转换查询表(translation look-aside buffer,TLB),可提高处理器在任务切换时候的效率.通过在ARM920RT处理器上的实验发现,按该方法设计实现的内核可以稳定地运行在虚拟机上.     

针对嵌入式系统的存储器管理单元设计

针对Linux操作系统,实现了面向32位RSIC嵌入式处理器的存储器管理单元。通过在指令快表中增加预比较电路,提高了处理器连续访问同一虚拟页面时的地址转换效率。快表失效时,设计了专门的硬件来实现页表查询及快表填充,处理速度明显优于软件。论文设计的MMU能够很好地和Linux配合,完成地址映射及存储权限管理。     

一种6读2写多端口寄存器堆的全定制实现

采用全定制设计方法实现了一种6读2写的3232位的多端口寄存器堆，包括结构设计、电路设计、版图设计、仿真验证以及建模建库。该多端口寄存器堆的读写端口互相独立，在一个时钟周期内，能够同时读出6个32位数据，并写入2个32位数据。在电路实现上，采用高速SCL结构的地址译码和分组字线的方法来减少读写延迟。采用了0.18µm 6层金属P阱CMOS工艺来实现版图设计，通过了版图验证和后端仿真。     

龙芯2E嵌入式处理器模块设计

介绍了一款嵌入式处理器模块的设计,该模块采用龙芯2号增强型处理器,并针对嵌入式应用特点自行设计了北桥。模块体积为100 mm×66 mm,板载FLASH和DDR内存,可独立引导系统内核工作,利用串口作为系统终端。实际使用可作为嵌入式系统子卡使用,板载了32位PCI总线接口和32位LOCAL BUS接口,用户可根据实际需求来进行系统功能扩展和二次开发。介绍了该模块设计中的关键技术以及系统扩展方法。     

OpenRISC1200的MMU介绍

本文基于开源处理器OpenRISC1200处理器的开发与研究,分析了其中的内存管理单元在其中所起到的作用,概述了MMU的特点,对于整个模块的开发有借鉴意义。     

一种USB OHCI主机控制器的根集线器设计

USB OHCI根集线器的基本功能是根集线器设计的基础.由根集线器的基本功能需求确定其具体实现中采用的结构并对这种特定的实现方法加以验证是USB主机控制器根集线器设计的关键.根据USB规范和OHCI规范,根集线器在功能上划分为寄存器模块、端口状态机模块、端口接收模块、端口恢复模块以及端口多路复用器模块.下行端口在根集线器中具有核心作用,而下行端口状态机是下行端口设计中的难点,其运行机制通过状态图做了详细介绍.设计分别在虚拟仿真环境和FPGA验证平台上得到了验证,验证结果论证了设计的正确性.     

基于LabVIEW的SFP光模块测试平台的设计与实现

介绍了一种利用LabVlEW构建SFP(Small Form-factor Pluggable)光模块测试平台的方法.测试平台通过读写计算机并口来映射地址上的数据,控制并口端口的逻辑电平实现计算机并口模拟I2C总线.计算机利用模拟的I2C总线与SFP光模块实现通信.分析了生产者/消费者结构队列状态机并用于设计中,该设计...     

基于Cortex M3处理器的开关磁阻电机控制器设计

针对常见的开关磁阻电机控制器性能与成本难以兼顾的现状,以32位ARM Cortex M3内核的高性能微处理器STM32F103为核心,设计实现了低压开关磁阻控制器,包括处理模块、功率变换器和检测模块。采用处理器内部模块完成数字和模拟信号的采集、计算和控制信号输出,并通过三相不对称半桥式功率变换器和电流、电压、位置反馈信号实现了对三相12/8极结构开关磁阻电机的控制。测试结果满足设计目标要求。     

用于IToF传感器的极低功耗RISC-V专用处理器设计

IToF深度探测技术是当前主流的3D感知实现方案之一，该技术的核心部件是IToF传感芯片。随着当今社会数字化与智能化进程的加快，各科技领域对IToF传感芯片的需求日益提高，然而IToF传感芯片产能的提升引起了由芯片运行所带来的功耗问题。针对IToF传感器设计一款基于第五代精简指令集架构（RISC-V）的极低功耗专用处理器IToF-miniRV。IToF-miniRV包含支持RV32I指令集、RV32M指令集和自定义IToF型指令的处理器，以及用于加速深度计算和光幅度运算的IToF硬件加速器。将IToF-miniRV处理器与蜂鸟E203、PULPissimo这两款开源的基于RISC-V的超低功耗处理器分别部署在Xilinx Zynq-7000芯片上，进行FPGA资源使用情况和运行功耗的对比实验，结果表明，相比蜂鸟E203和PULPissimo，IToF-miniRV处理器的FPGA资源使用率分别减少5.2和10.9个百分点，运行功耗分别下降37.6%和89.7%。     

基于SOPC的高精度超声波温度计设计

根据在介质中超声波的传播速度随温度变化而变化的特点为设计原理,以基于Nios II处理器软核的可编程系统级芯片(SOPC)为控制核心,设计了高精度超声波温度计。在SOPC上同时实现了高频信号发生器模块、高速信号电路控制模块、信号自动采集控制模块以及Nios II软核处理器模块,缩小了体积,并降低了成本。传播时间的精确测量采用软件细分插补算法,经过理论分析和实验验证,该方法能够达到ns级超声波传播时间的测量,使设计的超声波温度计能够实现分辨率优于0.001℃的温度测量。     

基于NIOS的SCSI应用系统设计

介绍一种基于可编程片上系统和处理器软核技术的SCSI应用系统的设计方案,其应用系统控制核心选用了基于NIOS软核的微处理器,将SCSI控制单元的外部主机处理器,DMA数据通道控制和数据缓存控制逻辑等集成在1片FPGA上实现,在能充分利用逻辑器件资源的同时,使得设计更紧凑、灵活、高速和可靠。     

以ARM为核心的嵌入式体感遥控器设计

介绍一种以ARM为核心的嵌入式服务机器人体感遥控器的设计。硬件上,本遥控器采用具有ARM Cortex—M3内核的STM32F103C8T6作为核心处理器,选用ST公司的iNEMO惯性导航模块进行手部姿态的识别,同时还具有LCD显示模块、无线收发模块和电源模块;软件上,采用嵌入式操作系统μC／OS—Ⅱ实现多任务的调度和外围设备的管理。经实验验证,本遥控器具有高稳定性、高实时性、高可靠性、低误码率等优点。     

基于STM32嵌入式系统的无人物流车运输控制系统设计

摘要：传统的运输控制系统在控制无人物流车时,控制精度较大。为解决上述问题,利用STM32嵌入式系统设计了一种新的无人物流车运输控制系统,使用STM32F103VE作为核心处理器,在传感器模块中同时加入了多个传感器,并使用了MM440变频器负责变频操作,同时设计了电阻反馈模块电路、驱动模块电路、以太网通信模块电路,利用Visual C++软件实现无人物流车位置控制功能、无人物流车行驶方向保持程序、无人物流车跟踪功能。与传统控制系统进行实验对比,结果表明,基于STM32嵌入式系统的无人物流车运输控制系统控制精度明显高于传统系统。     

STM32和iNEMO模块的高精度计步器设计

设计了一种基于STM32F103RET6和iNEMOMEMS模块的高精度计步器。采用ST公司基于ARMCortex—M3内核的STM32单片机作为核心处理器,iNEMOMEMS模块采集行人行走时腰部的加速度信息,结合人行走时的步态特征,对加速度信息的实时处理实现高精度计步功能。实验结果表明,本计步器能够将步态信息及计步数据可靠地传输至远端PC机,具有体积小、可靠性高、计步准确等优点。     

基于STM32的嵌入式语音识别模块设计

介绍了一种以ARM为核心的嵌入式语音识别模块的设计与实现.模块的核心处理单元选用ST公司的基于ARM Cortex-M3内核的32位处理器STM32F103C8T6.本模块以对话管理单元为中心,通过以LD3320芯片为核心的硬件单元实现语音识别功能,采用嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ来实现统一的任务调度和外围设备管理.经...     

一种用于水质监测的WSNs节点的设计与实现

提出了一种基于无线传感器网络的水质监测传感节点设计方案,该节点由传感器模块、主处理器模块与无线通信模块和能量供应模块组成,其中传感器模块采用独立的模块结构,与主处理器之间由RS-485总线相连,主处理器与无线通信模块是以符合IEEE 802.15.4协议的CC2430芯片为基础设计的。多个传感器节点采用Zig Bee协议栈实现自组网,从而构建一个参数设置灵活、节点布置快速的水质自动监测系统。     

基于SOPC的SCSI应用系统设计方法的研究

在分析了SCSI应用系统结构和常规设计方法的基础上，提出了一种基于可编程片上系统和处理器软核技术的SCSI应用系统的设计方案，其中应用系统控制核心选用了基于NIOS软核的微处理器，将SCSI控制单元的外部主机处理器，DMA数据通道控制和数据缓存控制逻辑等集成在1片FPGA上实现，在能充分利用逻辑器件资源的同时，使得设计更紧凑、灵活、高速和可靠，