基于OMAP-L138数控裁剪上位机系统研究和开发

发布时间：2017-08-21 21:13

  本文关键词：基于OMAP-L138数控裁剪上位机系统研究和开发

  更多相关文章： OMAP-L138 双核处理器 数控裁剪系统 嵌入式

【摘要】：在服装布料、皮革制品、纸箱包装等柔性材料产品的生产链中,裁剪设备的加工是最核心的环节。数控裁剪系统作为裁剪设备的关键核心技术,正朝着开放性、高性能、集成化、柔性化等方向发展。嵌入式数控裁剪系统与传统数控裁剪系统相比具有性价比高,稳定性、可靠性高,灵活性强、扩展性好等优势,是裁剪设备发展趋势之一。本文旨在设计开发一种具有自主知识产权的高性能的嵌入式数控裁剪系统,实现柔性材料的加工生产,打破进口设备在国内高端市场的垄断。本文首先对柔性材料数控裁剪设备和OMAPL-L138处理器的研究现状和发展趋势做了详细的分析,进行多核嵌入式数控裁剪系统与传统裁剪系统的对比,论证了本文设计开发多核嵌入式数控裁剪系统的必要性和可行性。接着根据数控裁剪系统所要达到的设计要求,对现有四种主流的嵌入式数控系统解决方案进行分析,最终确定了以"OMAP-L138+FPGA"双处理器三核心为控制系统架构,决定采用DSPLINK进行ARM与DSP之间的通信,采用EMIF总线进行DSP与FPGA之间的通信。本文主要内容是在"OMAP-L138+FPGA"系统架构的基础上,决定采用OMAP-L138处理器作为系统的上位机,FPGA处理器作为系统接口扩展的总体方案,进行数控系统控制软件的开发。其中OMAP-L138处理器的ARM核移植了Linux开源内核、UBIFS文件系统和控制应用程序等,实现了系统事务管理、任务调度、HPGL代码和G代码的预处理；OMAP-L138处理器的DSP核主要进行控制算法处理工作,保证系统的实时性。文中根据数控裁剪系统软件的设计要求,进行分析,提出软件系统的整体解决方案,在ARM核运行Linux操作系统,DSP核运行DSP/BIOS实时操作系统,通过DSPLINK的通信机制进行双核的数据交互。同时,进行系统控制软件的详细的设计和实现,包括控制代码预处理模块、OpenGL图形显示模块、文件资源管理模块和网络通信模块。最后,在皮革切割机设备上进行数控裁剪系统电气控制柜的搭建,通过控制代码文件进行实际皮革加工,从实际加工效果来看,各项指标符合设计要求,验证了本文所开发的经济型多核嵌入式数控系统的可行性和加工能力。
【关键词】：OMAP-L138 双核处理器 数控裁剪系统 嵌入式
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TS941.56
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目录7-11
• CONTENTS11-15
• 第一章 绪论15-29
• 1.1 本课题的研究背景与意义15-18
• 1.1.1 课题的研究背景15-17
• 1.1.2 多核嵌入式数控系统的提出17
• 1.1.3 本课题多核嵌入式数控裁剪系统的研究的目的和意义17-18
• 1.2 数控裁剪系统的国内外研究现状和发展趋势18-26
• 1.2.1 国际研究现状18-22
• 1.2.2 国内研究现状22-25
• 1.2.3 发展趋势25-26
• 1.3 OMAP-L138的研究现状和意义26-28
• 1.4 课题的来源28
• 1.5 本论文研究内容和组织结构28
• 1.6 本章小结28-29
• 第二章 基于OMAP-L138数控裁剪系统总体方案设计29-43
• 2.1 数控裁剪控制系统的设计要求和架构方案29-32
• 2.1.1 设计要求29-30
• 2.1.2 系统架构方案30-31
• 2.1.3 模块化设计31-32
• 2.2 硬件系统的设计方案和实现32-39
• 2.2.1 系统处理器的选择32-33
• 2.2.2 硬件系统的架构33-34
• 2.2.3 硬件系统模块功能的划分34-35
• 2.2.4 系统的硬件设计35-38
• 2.2.5 硬件系统平台的搭建38-39
• 2.3 软件系统的设计方案39-42
• 2.3.1 操作系统的确定39-41
• 2.3.2 软件系统的架构41-42
• 2.4 本章小结42-43
• 第三章 数控裁剪上位机软件开发环境的搭建43-55
• 3.1 软件系统总体方案的设计43-47
• 3.1.1 操作系统的设计要求43-45
• 3.1.2 应用软件的设计要求45-46
• 3.1.3 软件系统整体解决方案46-47
• 3.2 操作系统的实现47-52
• 3.2.1 嵌入式Linux操作系统的实现47-49
• 3.2.2 DSP/BIOS实时操作系统的设计49-50
• 3.2.3 ARM与DSP通信机制DSPLINK50-52
• 3.3 应用软件的开发52-54
• 3.3.1 应用软件的开发环境52-53
• 3.3.2 应用软件的开发流程53-54
• 3.3.3 OMAP-L138启动过程分析54
• 3.4 本章小结54-55
• 第四章 数控裁剪上位机系统应用程序的开发55-81
• 4.1 应用程序功能模块布局55-56
• 4.2 控制代码预处理模块设计与实现56-65
• 4.2.1 HPGL代码的预处理56-59
• 4.2.2 G代码的预处理59-62
• 4.2.3 预处理与DSP的数据交互62-65
• 4.3 图形界面模块设计与实现65-70
• 4.3.1 OpenGL简介66
• 4.3.2 基于OpenGL图形界面模块开发流程和结构层次66-67
• 4.3.3 基于OpenGL图形界面模块的实现67-69
• 4.3.4 程序测试验证69-70
• 4.4 文件资源管理模块的设计和实现70-74
• 4.4.1 文件资源管理器的简介70
• 4.4.2 文件资源管理器的设计70-71
• 4.4.3 文件资源管理器的实现71-73
• 4.4.4 程序测试验证73-74
• 4.5 网络通信模块的设计和实现74-80
• 4.5.1 FTP和TCP/IP简介74-75
• 4.5.2 基于FTP协议通讯模块的设计和实现75-77
• 4.5.3 基于TCP/IP协议通讯模块的设计和实现77-80
• 4.6 本章小结80-81
• 第五章 嵌入式数控裁剪系统的实验测试和应用81-87
• 5.1 实验验证方案81-82
• 5.2 实际加工验证82-85
• 5.3 结果分析85-86
• 5.4 本章小结86-87
• 总结与展望87-89
• 参考文献89-95
• 攻读硕士学位期间发表的论文及申请的专利95-97
• 致谢9

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