无消息间隔约束的1553B总线通信软件设计方法

介绍1553B总线通信软件常用的消息处理方式,提出一种BC软件采用无间隔的消息序列方式批量处理各类总线消息和通过矢量字握手采集RT数据的设计方法,减少BC软件设计约束,提高总线消息处理效率。针对消息间隔过短导致RT软件丢消息的风险,采取中断轮询消息堆栈和循环缓冲接收数据相结合的处理方式,实现了RT软件对接收任意间隔消息的正确处理。分析及测试结果表明:改进后的BC软件设计方式无消息间隔约束,提高了总线消息处理效率和设计通用性,而且避免了RT软件丢消息隐患,提升了总线通信的可靠性。

输电线路山火卫星监测与告警算法研究

输电线路走廊附近的山火容易引起线路跳闸。使用卫星监测山火技术可及时发现输电线路山火,为现场处置提供指导。与大面积森林火灾不同,输电线路山火具有面积小、过火迅速等特点,监测的时空精度要求高,为此,文中提出一种基于卫星热点粗判、火点细判的综合阈值火点判识方法,可准确识别较小面积山火。为求取不同地理、气候、天气等条件下的判识阈值,提出相应的求取试验方法。针对火点与输电线路杆塔告警计算繁琐的问题,提出几种基于卫星监测火点的输电线路山火告警计算方法：圆形缓冲区法、邻近网格法和区域分块查找法。通过测试,几种方法运算速度比传统的遍历算法提高2～3倍,其中,速度相对最快的为区域分块查找法,其次为邻近网格法,再次为圆形缓冲区法。此外,区域分块查找法和临近网格法的数据存储更方便、高效。因此在实际应用中,推荐使用区域分块查找法或临近网格法。

通用多通道高性能DMA控制器设计

直接存储器存取(DMA)是计算机应用系统中用于提高数据传输速率和微处理器使用效率的一项重要技术.文中提出了一种功能较为完备的通用多通道DMA控制器的设计方法,给出了系统仿真和测试结果.该控制器具有8通道,支持优先级和轮转相结合的仲裁机制,利用地址掩码和指针实现FIFO型环形缓冲.采用流水线结构设计,支持硬件握手模式和链表描述符传输方式,具有传输速度快和编程灵活的优点,适用于网络通信、多媒体处理等多种应用领域.

PF_RING与NAPI结合的捕包性能优化和仿真

频繁中断响应、冗余的数据拷贝和上下文切换等是影响网络数据包捕获性能的主要因素。为了减少这些因素的影响,提出将PF_RING与NAPI结合应用到捕包过程,以对性能进行整体优化。比较了PF_RING与传统数据包捕获机制的差异,分析了两者结合的优势,搭建实验平台,采用内核发包形式,进行实验仿真。在仿真实验中,从捕包率和处理效率与传统方式进行比较,分析实验数据得出该方法可以有效地提高捕包性能。

基于AFDX的高速数据采集记录系统设计与实现

分析了AFDX(avionics full duplex switched Ethernet)高速数据采集记录系统的需求,设计了系统的执行流程,确定了系统的模块组成,介绍了各模块的实现方案。利用多线程、循环缓冲区等技术,实现AFDX总线高速长时间无故障数据采集。该数据采集记录系统采用MFC实现,并利用了TeeChart控件。

关于Lempel－Ziv 77压缩算法及其实现的研究

本文在研究著名的ＬＺ７７压缩算法的基础上，讨论了对这一算法的种种改进。新的算法同样适用于任何类型的数据文件，而且无论是压缩速度还是压缩效率均好于ＬＺ７７算法。我们的算法所用到的工作缓冲区是一个循环缓冲区，不再包括一个输入符号超前缓冲区；结果，匹配过程是边接收输入边进行，无需等待一组输入数据填满超前缓冲区才开始，同时，最大匹配长度也不再受超前缓冲区大小的限制，而且，避免了大量的平移工作缓冲区的操作。另外，还涉及一些其他方面的改进，主要包括改等长压缩码为变长码和引入匹配位置滑动表技术等。本文详细讨论了各种改进及其对算法性能的影响。

OpenMP与环形缓冲技术在TFT-LCD缺陷检测中的应用

针对TFT-LCD玻璃基板缺陷检测过程中数据流量大、数据处理流程复杂、数据输入输出时序性要求高等问题,文中提出了一种使用环形缓冲和Open MP的多线程并行处理方法。该方法利用Open MP技术来实现复杂的多核并行处理,以达到充分利用多核处理器资源来提高数据处理能力的目的。同时,该方法在缺陷数据输入、数据处理、数据输出等流程中,利用环形缓冲技术进行数据分流,从而实现多线程并行处理与实时稳定输出。将该方法应用到实时缺陷检测系统中,使检测系统的处理速度提高了约2~3倍,数据输出时间误差降低了70%~80%,这充分表明了该方法的实用性和有效性。

一种基于蓝牙串口模块的数据处理算法

针对采用蓝牙技术以虚拟串口方式组建工业数据采集系统时,因蓝牙发送数据包的频率和长度不确定,导致以规定长度的数据包协议进行串口编程可能出现的数据丢失问题,提出了一种基于环形缓冲区的数据处理算法,并详细说明了该算法的实现过程。实践证明该算法不仅稳定高效,而且原理简单,易于实现。同时该算法还适用于其他不规则数据的处理。

不完全非圆齿轮传动钵苗移栽机构缓冲装置研究

针对旱地和水稻钵苗旋转式移栽机构中的不完全非圆齿轮传动机构存在较大冲击和振动、动力学性能较差问题,采用解析法对不完全非圆齿轮机构的缓冲装置进行改进设计。开展缓冲装置运动学和受力分析,开发基于VB平台的缓冲装置设计与分析软件,设计出缓冲装置结构;通过理论分析研究缓冲装置改进设计后移栽机构的动力学性能,搭建移栽机构动力学试验台,对安装了改进前、后缓冲装置的移栽机构分别进行动力学试验。动力学试验结果表明:移栽机构X、Y方向支座反力的最大幅值分别由改进前的365.5 N和48.4 N减小为345.2 N和42.2 N,降低了5.55%和12.81%;同时其方差分别由改进前的4 880.3和148.7减小为4 516.1和126.1,降低了7.46%和15.20%,且与理论分析结果基本吻合,缓冲装置的改进设计是正确和有效的,移栽机构的动力学性能得到了改善。

基于循环缓冲区的xPC目标串口通信研究

针对半实物仿真中的串口通信要求,提出一种xPC系统下采用CPU中断和软件定时的基于循环缓冲区的串口通信方法,解决了基于S函数的串口模块工作原理设计、硬件中断获取、循环缓冲区设计及参数传递和缓冲区读写操作等关键技术。采用该方法设计了惯性测量单元通信模块,并用三轴转台进行了动态测试,可以实现三路加速度和三路角速率信号的正确采集。实验证明了该方法的有效性,有助于xPC目标的应用扩展。

基于CAN网络的嵌入式软PLC系统设计

针对当前煤矿安全生产中传统PLC应用的弊端,提出了基于CAN网络的嵌入式软PLC系统。为保证传输的实时性和可靠性设计了基于环形缓冲区的信息传输模型,通过仿真对其定量分析,说明了基于环形缓冲传输模型能够很好地应用于基于CAN网络的嵌入式软PLC运行系统。

一种多媒体会议系统的实时同步混音转发算法

在集中式多媒体音频会议中,混音算法决定了其混音输出语音质量的高低,而混音算法的实现要依靠同步混音转发机制的支持。对Perkins提出的混音循环缓冲区进行分析,提出一种适用于集中式多媒体音频会议系统的实时同步混音转发算法。该算法通过设置多个循环混音缓冲区,并对其实施同步控制来实现音频数据的混音、转发功能,并利用反映操作系统调度情况的声卡缓冲区数据长度确定每次混音处理的数据长度,以减轻操作系统调度对混音的影响。实验验证了此算法的可行性和稳定性。

哈希桶Variety-B树的数据流处理方法

为方便对数据流数据的存储和查询,分析了Variety-B树结构存在的缺陷,设计一种改进的Variety-B树结构。通过在内存中开辟循环缓冲区,并在叶子结点采用哈希桶结构,以达到根据流数据信息动态分配内存空间。对哈希桶中数据存储引起的地址冲突设计一种线性探测哈希函数解决方法,及建立Variety-B树结构索引,可有效降低地址冲突,提高数据的检索效率。在此基础上,对历史数据流的存储和查询操作算法进行了设计和分析。实验测试结果表明,本文所提改进Variety-B树对历史数据流的存储和查询操作所消耗的计算机资源相对Variety-B树有所减少。

基于BU65170与单片机系统的RT设计与实现

为实现有效载荷上MCU与1553B总线间的通讯,采用总线协议芯片BU65170,设计了与单片机的硬件和软件接口,将有效载荷作为一个远程终端(RT)挂接到1553B总线控制器(BC)上,实现了以单片机处理器为核心的有效载荷测控系统与1553B总线间的指令通讯和数据传输。

基于FIFO循环缓冲区的DSP外围设备实时调度研究

使用先入先出(FIFO)循环缓冲区方案解决实时系统中数字信号处理(DSP)外围设备调度问题。解析证明了循环缓冲区可调度的充要条件是外围设备总响应时间占总时间的比率小于1,并对数据帧周期输入到外围设备的情况,提出一种求解开辟缓冲区最小空间的离线数值计算方法。该方法应用于某高端导航接收机DSP外围设备调度设计,可以快速求出缓冲区所需开辟的最小空间。

含圆弧形缓冲结构的仿袋鼠腿悬架建模与行为特性研究

为追求综合性能更优的车辆悬架,借鉴长期跳跃行进在复杂地形中的袋鼠腿部结构,针对一种含圆弧形缓冲结构的三连杆式仿袋鼠腿悬架(简称仿生悬架)开展研究。设计一种双圆弧道缓冲阻尼结构以模拟袋鼠腿跳跃运动中筋腱、肌肉等组织的缓冲减振效果,并将其布置于3个仿生关节处;为探讨所提悬架的行为特性,采用Lagrange方程建立1/4车辆动力学模型;通过Pro/E建立三维圆弧形缓冲结构并导入ADAMS进行悬架动力学特性仿真分析。研究发现:①仿生悬架运动参数间存在严重非线性耦合关系,其动力学方程难以解析求解。②采用亚元结构与柔性体相连并将约束施加到亚元结构的方法,可实现圆弧形缓冲结构实体建模与运动仿真。③随着路面等级和车速的增加,悬架的动态特性参数值增加,但均在合理范围内;车身垂向加速度相对增长率降低,其传递率(10.7%~2%)整体呈下降趋势;轮胎动位移传递率(8.6%~10.6%)增加,但变化平缓;悬架结构设计合理,具有良好的路面适应性、高速舒适性和稳定性。④仿生悬架表现出良好的抗冲击性能。⑤仿生悬架各项特性参数均优于对比文献中传统悬架的,表明悬架仿生设计的正确性和有效性。⑥仿生悬架在2 Hz和14 Hz附近出现共振峰,避开了人体敏感的频率区间,表现出良好的频响特性。

循环缓冲机制在DSP异步数据访问中的应用

目前,数字信号处理器(DSP)芯片被广泛应用于声频信号处理系统中,各种数据接口日趋复杂。在这些嵌入式程序设计中,经常需要在多个中断服务程序之间进行数据交互,然而在很多系统中这些中断的时钟源并不一致。由于时钟抖动使得这些中断的相对到来时刻不是固定的,导致数据传输的不可靠性。提出通过建立循环缓冲区来协调系统中异步数据的传输。该机制通过合理地选择循环缓冲区的长度,使得数据的读操作和写操作之间具有一定的延时,从而缓解了时钟抖动导致的数据丢失或覆盖问题。实验验证了该方法的有效性和稳健性。

DSP处理器循环寻址和位翻转寻址的设计

文章介绍了DSP(digitalsignalprocessing)处理器中面向滤波、FFT、卷积、相关等算法的循环寻址和位翻转寻址方式的设计。先讨论了循环寻址和位翻转寻址的设计思想和硬件实现算法,再根据算法设计了相应的电路,并且用Cadence工具Verilog-XL进行了逻辑仿真。

Modbus通讯中的环形FIFO队列算法

在工业控制Modbus通讯过程中,当数据量较大,站点较多时容易产生通讯异常现象。此外,由于处理器无法从繁忙的数据通讯中解放出来,忽略其他任务,而降低其利用率。文中详细介绍了一种基于Modbus协议的RS485通讯中环形FIFO队列算法,并结合双缓冲区结构,完成对数据的接收与发送。该设计方法不仅使得CPU不在专注于数据通讯而提高其利用率,而且增加了系统的安全性和可靠性。该算法已成功应用于单主站多站点控制系统中,表现出了较高的优越性。

景观格局对阳澄湖小流域水质变化影响的空间尺度效应

[目的]研究阳澄湖小流域不同空间尺度上景观组成与结构变量对水质的影响,为该区域湿地水环境质量提升和景观格局优化提供科学依据。[方法]以阳澄湖12个水质采样点为中心,利用GIS软件生成6种空间尺度的圆形缓冲区域,采用景观格局指数、冗余分析、Pearson相关分析等方法,识别景观格局对湿地水质影响最有效的缓冲区空间尺度,探讨其与水质的相互关系。[结果]①总体上,乔木林地和湖泊的面积占比在空间尺度上逐渐减小,城镇住宅用地、水田和养殖塘的面积占比逐渐增加。②景观格局对湿地水质影响的空间尺度效应体现在不同圆形缓冲区内,在半径为800 m的圆形缓冲区内总解释变异值最大为68.2%。③景观组成变量仅有在半径为1000 m的圆形缓冲区内PLAND FOR与水质参数具有相关性。④养殖塘在半径为200 m的圆形缓冲区内对水质影响较大;水田、乔木林地和湖泊在空间尺度较大的圆形缓冲区(半径大于500 m)是影响水质的主要景观类型。[结论]景观格局与水质最相关的空间尺度为800 m的圆形缓冲区,不同尺度缓冲区内景观结构变量对水质的解释能力均比景观组成变量明显,湿季水质参数与景观格局指数的相关性大于干季。