基于ARM嵌入式长时间高精度的定时器的设计
发布时间：2021-08-23 12:00
随着磁约束核聚变研究和工程技术的发展,目前EAST托卡马克装置已经实现了长达数百秒的稳定运行。积分器设备作为各类磁场信号的前端处理环节,其是否能实现长时间低漂移的积分功能,对信号的后续正确处理至关重要。而积分器功能的实现,精确的时间信号提供,是首要的前提和基础。本文结合EAST托卡马克中央定时系统的时间参数等因素,在分析积分器设备所需的功能基础上,确定了定时器系统的架构设计方案,并依此进行了元器件的选型,搭建了基于ARM处理器的硬件平台。系统软件部分,在对当前嵌入式系统充分调研的基础上,综合考虑通讯和信息安全等因素,确定了以Linux作为系统软件的方案,并完成了Linux内核的裁剪和移植。针对定时任务的实时性要求,分析了处理器的中断流程,结合Linux系统调度的机制,提出了任务实时化的概念,设计出了一种在弱实时系统平台上,进行強实时任务处理的实现机制,在弥补Linux系统弱实时性的方面进行有有效的研究。为了精确定时功能的实现,本文针对系统内部定时和外接计数器定时两种方式进行分析研究。通过理论分析和实验分析相结合,确定了定时精度和长度扩展的实现方式,并提出了计数器串接模式下,确定计数器预...
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 定时器的国内外发展状况
1.3 定时器的实现方法
1.4 嵌入式系统的基本情况
1.5 本文主要研究内容及章节安排
第二章 系统设计的需求及技术分析
2.1 需求的来源
2.2 系统总体的设计需求分析
2.3 硬件平台的器件选型及电路连接
2.3.1 ARM9 CPU芯片S3C2440的特点
2.3.2 硬件平台的外围电路
2.4 本章小结
第三章 系统的选择与移植
3.1 常见的嵌入式系统介绍
3.2 开源系统Linux特性分析
3.3 Linux系统的移植
3.3.1 建立交叉编译环境
3.3.2 建立Bootloader
3.3.3 配置Linux内核
3.4 本章小结
第四章 定时任务的实时化
4.1 ARM9的中断系统
4.2 中断执行流程
4.3 ARM中断向量表的动态设置
4.4 本章小结
第五章 定时模块的设计
5.1 系统软件定时
5.1.1 软件定时器的算法分析
5.1.2 软件算法测试及数据分析
5.2 硬件定时模块的设计
5.2.1 内部定时器的级联
5.2.2 计数器串接的方式及其算法
5.3 本章小结
第六章 系统的整合与测试
6.1 人机交互界面
6.2 微处理器控制单元
6.3 系统测试
6.4 本章总结
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA的任务管理器和定时器设计[J]. 韩林,王正彦,高承. 工业控制计算机. 2015(08)
[2]多功能工业定时器设计[J]. 许洋洋. 自动化技术与应用. 2015(05)
[3]一种多核ARM平台下用户态定时器的实现[J]. 喻诗祥,顾乃杰,张旭,曹越. 计算机工程. 2015(01)
[4]利用单片机内部资源实现多通道计数器的两种方法[J]. 杨欣宇. 齐齐哈尔大学学报(自然科学版). 2014(06)
[5]可伸缩增强型DSP定时器的设计与实现[J]. 李晨,吴虎成,郭阳. 计算机工程与设计. 2014(10)
[6]定时器与计数器浅析[J]. 庞新法. 价值工程. 2014(20)
[7]关于利用PLC定时器和计数器进行长计时功能的探讨[J]. 侯肖霞. 电气技术. 2014(02)
[8]面向多通道控制系统的通道数可变的并行实时测试[J]. 刘海秋,徐抒岩,王栋,曹小涛,吴伟平. 红外与激光工程. 2013(12)
[9]多通道精密时间间隔测量系统的研制[J]. 辜新宇,郭际,施韶华,李孝辉. 电子测量与仪器学报. 2013(01)
[10]一种适用于恒定导通时间控制的高性能定时器电路[J]. 黄建刚,吴杰,谢海武,周泽坤,明鑫,张波. 中国集成电路. 2012(09)
硕士论文
[1]嵌入式仪用定时器的研究[D]. 陈占靖.黑龙江大学 2012
[2]长时间低漂移模拟积分器的研究[D]. 单希然.东华大学 2011
[3]基于ARM技术的多路任意波形发生器研究[D]. 梁旭.山东理工大学 2007
[4]Linux2.6内核新型高精度定时器的设计与实现[D]. 李群.电子科技大学 2007
本文编号：3357823
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 定时器的国内外发展状况
1.3 定时器的实现方法
1.4 嵌入式系统的基本情况
1.5 本文主要研究内容及章节安排
第二章 系统设计的需求及技术分析
2.1 需求的来源
2.2 系统总体的设计需求分析
2.3 硬件平台的器件选型及电路连接
2.3.1 ARM9 CPU芯片S3C2440的特点
2.3.2 硬件平台的外围电路
2.4 本章小结
第三章 系统的选择与移植
3.1 常见的嵌入式系统介绍
3.2 开源系统Linux特性分析
3.3 Linux系统的移植
3.3.1 建立交叉编译环境
3.3.2 建立Bootloader
3.3.3 配置Linux内核
3.4 本章小结
第四章 定时任务的实时化
4.1 ARM9的中断系统
4.2 中断执行流程
4.3 ARM中断向量表的动态设置
4.4 本章小结
第五章 定时模块的设计
5.1 系统软件定时
5.1.1 软件定时器的算法分析
5.1.2 软件算法测试及数据分析
5.2 硬件定时模块的设计
5.2.1 内部定时器的级联
5.2.2 计数器串接的方式及其算法
5.3 本章小结
第六章 系统的整合与测试
6.1 人机交互界面
6.2 微处理器控制单元
6.3 系统测试
6.4 本章总结
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA的任务管理器和定时器设计[J]. 韩林,王正彦,高承. 工业控制计算机. 2015(08)
[2]多功能工业定时器设计[J]. 许洋洋. 自动化技术与应用. 2015(05)
[3]一种多核ARM平台下用户态定时器的实现[J]. 喻诗祥,顾乃杰,张旭,曹越. 计算机工程. 2015(01)
[4]利用单片机内部资源实现多通道计数器的两种方法[J]. 杨欣宇. 齐齐哈尔大学学报(自然科学版). 2014(06)
[5]可伸缩增强型DSP定时器的设计与实现[J]. 李晨,吴虎成,郭阳. 计算机工程与设计. 2014(10)
[6]定时器与计数器浅析[J]. 庞新法. 价值工程. 2014(20)
[7]关于利用PLC定时器和计数器进行长计时功能的探讨[J]. 侯肖霞. 电气技术. 2014(02)
[8]面向多通道控制系统的通道数可变的并行实时测试[J]. 刘海秋,徐抒岩,王栋,曹小涛,吴伟平. 红外与激光工程. 2013(12)
[9]多通道精密时间间隔测量系统的研制[J]. 辜新宇,郭际,施韶华,李孝辉. 电子测量与仪器学报. 2013(01)
[10]一种适用于恒定导通时间控制的高性能定时器电路[J]. 黄建刚,吴杰,谢海武,周泽坤,明鑫,张波. 中国集成电路. 2012(09)
硕士论文
[1]嵌入式仪用定时器的研究[D]. 陈占靖.黑龙江大学 2012
[2]长时间低漂移模拟积分器的研究[D]. 单希然.东华大学 2011
[3]基于ARM技术的多路任意波形发生器研究[D]. 梁旭.山东理工大学 2007
[4]Linux2.6内核新型高精度定时器的设计与实现[D]. 李群.电子科技大学 2007
本文编号：3357823
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3357823.html
