ARM+FPGA嵌入式系统设计及在测量仪器上的应用
发布时间：2021-12-31 12:28
目前在各行各业中应用种类繁多的测量仪器随着仪器性能指标要求的逐渐提升以及功能的不断拓展,对仪器控制系统的实时性和集成化程度等性能的要求也越来越高。目前发展的趋势是开放式、集成度向芯片级靠拢的高实时性仪器。针对目前传统的系统设计存在着功能简单、速度慢、实时性差、对数据的再加工处理能力极为有限等问题,本文根据课题需要提出了一种基于ARM+FPGA架构的高速实时数据采集嵌入式系统方案,应用在小功率半导体测量仪器上。方案采用三星S3C2410的ARM处理器进行管理控制,处理数据,界面显示;Altera公司的Cyclone系列的1C12 FPGA器件用来进行高速数据采集,提高了系统的实时性和集成化程度。本文首先给出了ARM+FPGA架构的总体设计。硬件方面,简要讨论了ARM处理器的特点和优势,FPGA在高速采集和并行性上的优势,给出了硬件的总体结构和主要部件及相关接口。软件方面,研究了基于嵌入式Linux的嵌入式系统的构建和BootLoader的启动以及内核和根文件系统的结构,构建了嵌入式Linux系统包括建立交叉开发环境,修改移植BootLoader和裁减移植Linux内核,并且根据课题实际需...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Linux2.4.21内核启动成功界面
行数据采集、数据缓冲和存储。将三星公司高性能的 53C2410ARMg嵌入式处理器与Ahera的FPGA相结合的高速数据采集系统，与单独使用ARM处理器相比，具有更高的数据采集频率及可扩展性。图4.1是高速数据采集的系统结构框图。输入信号}二入卜龟八UF工F口-满标谁A哪9处理器卜飞GU，显示回图4.1高速采集系统结构框图系统主要由刀D转换器、FPGA和ARM处理器三部分组成。通过AD芯片将输入的模拟信号转换成数字信号，经过FPGA中的FIFO存储器缓存后由ARM处理器以中断的方式接收采集到的数据，再将数据在ARM进行处理显示并保存到Flash中。4.，，，接口的结构本文设计了应用在半导体特性测量仪器上的系统。本设计为了提高系统实时性效果，采用了ARM+FPGA的架构模式，FPGA专门用来进行高速的实时数据采集。比单纯使用ARM的方案提高了实时性。我们选用53C2410芯片作为系统的主控制器，FPGA采用Altera公司的Cyclone系列的EPIC12器件。
一一一一一一钾叹叹一一几几丫丫一一瓜瓜咖咖-----:::。科竺:::。。未20““000x10QQQ集电极波形RAMPSZ数据寄存器测量结果FIFO参数暂存FIFO状态寄存器图4.3FPGA内部地址分配2、集电极波形发生器。基极和集电极是半导体三极管的两个电极。一个半导极管有三个电极，分别是发射集、基极和集电极。半导体管在工作时需要加电压，于是就产生了各级电流。测量仪器主要就是测量基极和集电极的特性，用以检查半导体产品是否合格。集电极波形发生器由集电极波形RAM、换器、读地址计数器组成。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ARM+FPGA的高速信号采集系统设计[J]. 蔡弘,戴胜华. 仪器仪表标准化与计量. 2007(06)
[2]基于FPGA的PS/2鼠标接口设计方法及其应用[J]. 王小明. 世界电子元器件. 2007(10)
[3]基于PCI总线的数据采集接口的研究与实现[J]. 纪勇,肖铁军. 微计算机信息. 2007(07)
[4]基于ARM与FPGA的嵌入式数控系统设计[J]. 田家林,陈利学,寇向辉. 机床与液压. 2007(02)
[5]基于ARM&FPGA的虚拟/智能手持式存储示波表[J]. 宋跃,余炽业,胡升平,雷瑞庭. 计算机工程与科学. 2006(10)
[6]当前电子测量仪器发展趋势及对策探讨[J]. 许光福. 电子质量. 2006(10)
[7]XScale PXA270在Linux下的FPGA设备驱动[J]. 乾正光,王田苗,魏洪兴. 单片机与嵌入式系统应用. 2006(06)
[8]在ARM上扩展PS2键盘接口[J]. 张海波. 浙江水利水电专科学校学报. 2006(01)
[9]基于嵌入式Linux下的MiniGUI的应用[J]. 周晓光,翟尹羚. 电脑知识与技术. 2005(35)
[10]近年来国外仪器与测量技术发展趋势[J]. 周渭,渡边健藏. 仪器仪表学报. 2005(07)
硕士论文
[1]基于ARM9的嵌入式软件平台的研究与实现[D]. 彭侃.东华大学 2008
[2]基于Linux嵌入式操作系统的设备驱动程序的研究[D]. 邓鹏鹏.华中科技大学 2006
[3]基于LabVIEW和USB接口的虚拟晶体管特性图示仪[D]. 方尚侠.电子科技大学 2006
本文编号：3560257
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Linux2.4.21内核启动成功界面
行数据采集、数据缓冲和存储。将三星公司高性能的 53C2410ARMg嵌入式处理器与Ahera的FPGA相结合的高速数据采集系统，与单独使用ARM处理器相比，具有更高的数据采集频率及可扩展性。图4.1是高速数据采集的系统结构框图。输入信号}二入卜龟八UF工F口-满标谁A哪9处理器卜飞GU，显示回图4.1高速采集系统结构框图系统主要由刀D转换器、FPGA和ARM处理器三部分组成。通过AD芯片将输入的模拟信号转换成数字信号，经过FPGA中的FIFO存储器缓存后由ARM处理器以中断的方式接收采集到的数据，再将数据在ARM进行处理显示并保存到Flash中。4.，，，接口的结构本文设计了应用在半导体特性测量仪器上的系统。本设计为了提高系统实时性效果，采用了ARM+FPGA的架构模式，FPGA专门用来进行高速的实时数据采集。比单纯使用ARM的方案提高了实时性。我们选用53C2410芯片作为系统的主控制器，FPGA采用Altera公司的Cyclone系列的EPIC12器件。
一一一一一一钾叹叹一一几几丫丫一一瓜瓜咖咖-----:::。科竺:::。。未20““000x10QQQ集电极波形RAMPSZ数据寄存器测量结果FIFO参数暂存FIFO状态寄存器图4.3FPGA内部地址分配2、集电极波形发生器。基极和集电极是半导体三极管的两个电极。一个半导极管有三个电极，分别是发射集、基极和集电极。半导体管在工作时需要加电压，于是就产生了各级电流。测量仪器主要就是测量基极和集电极的特性，用以检查半导体产品是否合格。集电极波形发生器由集电极波形RAM、换器、读地址计数器组成。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ARM+FPGA的高速信号采集系统设计[J]. 蔡弘,戴胜华. 仪器仪表标准化与计量. 2007(06)
[2]基于FPGA的PS/2鼠标接口设计方法及其应用[J]. 王小明. 世界电子元器件. 2007(10)
[3]基于PCI总线的数据采集接口的研究与实现[J]. 纪勇,肖铁军. 微计算机信息. 2007(07)
[4]基于ARM与FPGA的嵌入式数控系统设计[J]. 田家林,陈利学,寇向辉. 机床与液压. 2007(02)
[5]基于ARM&FPGA的虚拟/智能手持式存储示波表[J]. 宋跃,余炽业,胡升平,雷瑞庭. 计算机工程与科学. 2006(10)
[6]当前电子测量仪器发展趋势及对策探讨[J]. 许光福. 电子质量. 2006(10)
[7]XScale PXA270在Linux下的FPGA设备驱动[J]. 乾正光,王田苗,魏洪兴. 单片机与嵌入式系统应用. 2006(06)
[8]在ARM上扩展PS2键盘接口[J]. 张海波. 浙江水利水电专科学校学报. 2006(01)
[9]基于嵌入式Linux下的MiniGUI的应用[J]. 周晓光,翟尹羚. 电脑知识与技术. 2005(35)
[10]近年来国外仪器与测量技术发展趋势[J]. 周渭,渡边健藏. 仪器仪表学报. 2005(07)
硕士论文
[1]基于ARM9的嵌入式软件平台的研究与实现[D]. 彭侃.东华大学 2008
[2]基于Linux嵌入式操作系统的设备驱动程序的研究[D]. 邓鹏鹏.华中科技大学 2006
[3]基于LabVIEW和USB接口的虚拟晶体管特性图示仪[D]. 方尚侠.电子科技大学 2006
本文编号：3560257
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