面向车载功能安全的低开销超标量双核锁步处理器架构设计

在车载功能安全领域,双核锁步架构是一种被广泛应用于解决处理器故障的冗余架构。为支持细粒度故障处理的超标量处理器提出一种新颖的双核锁步架构,通过以分支跳转指令的形式执行程序回滚,该架构能在故障发生的同一时钟周期内检测和纠正故障,且不需要额外的专用硬件模块来满足细粒度回滚的需求。还提出一种虚拟写回机制,该机制将特定数据传送到只读寄存器以防止故障衍生,使处理器无需在程序执行期间持续保存现场,从而显著节省了面积开销。试验结果表明,该架构对注入处理器的故障实现了较彻底的故障覆盖,对处理器原型的性能影响很小,与先前双核锁步相关的工作相比,时间和面积开销更小。

配电网低压断路器智能监控技术的研究与应用

针对传统电磁低压断路器在测量监控、故障预警及组网通信等智能化功能方面的不足,导致断路器保护动作时间长、误动作及故障频率较高等问题,提出了一种基于DSP+ARM双核处理器的智能断路器监控方案。该方案在具备多种高精度短路、过载等保护功能的同时,可实现电网参数实时测量、断路器运行状态可视化监控及故障预警诊断,有效提高了低压断路器数字化及智能化水平。

基于双核锁步的多核处理器SEU加固方法

以单粒子翻转为代表的软错误是制约COTS器件空间应用的主要因素之一;为了满足空间应用对高集成卫星电子系统抗辐照防护的要求,提出了一种面向通用多核处理器的单粒子翻转加固方法,通过软件层面双核互检,在不额外增加硬件开销的前提下,充分提高了COTS器件的可靠性,具有良好的可移植性和较强的工程实用价值;进行软件故障注入实验,在程序执行的关键节点注入错误信息,验证该双核互检方法实用性;实验结果表明双核互锁方法可以100%检测出系统中产生的单粒子翻转,抗软错误能力满足应用需要。

失速告警系统应用异构双核处理器的安全性分析研究

飞机失速会影响飞机的飞行安全,失速告警计算机作为失速告警系统的核心控制部件,在失速发生前通过灯光告警、语音告警、振杆器抖动等方式为飞行员提供告警,提醒驾驶员进行操作,避免飞机进入失速状态;按照SAE ARP4754A中研制保证等级的分类,将失速告警计算机某些功能确定为灾难级,确定其研制保证等级定级为A类;采用异构双核处理器进行失速告警计算机的设计,由于ARP4761中的分析方法对相似性设计有着复杂性和难以模拟仿真的问题,故文章设计参照了IEC 61508参考标准,对采用异构双核处理器的失速告警计算机的安全性能进行了梳理和分析;分析研究结果表明,相比于采用传统的单核处理器或同构双核处理器设计的失速告警计算机,选择异构双核处理器进行失速告警计算机的设计有其独有的优势,其优势在于异构双核处理器所具备的“1oo2D”结构,通过计算分析满足失速告警计算机对于高安全性、高可靠性的要求;依照IEC 61508相关标准,结合失速告警计算机的高性能要求,选择正确的分析设计路径,可以确保失速告警计算机的功能安全完整性等级有效达成,为其他航空产品的设计开发提供参考。

异构双核处理器失速告警系统设计

失速会影响飞机飞行安全。传统的失速告警系统虽然通过采用多处理器同步时钟的方法提高了安全性,但系统可靠性降低且复杂度变高。为提升失速告警系统的可靠性、降低失速告警系统的复杂度,采用异构双核处理器所具备的核间数据交互和数据一致性检查功能来实现失速告警系统的高安全性设计。首先,依据总体设计选择合适的处理器。然后,根据所选的异构双核处理器对核间通信机制进行对比选择。最后,对双核数据传输任务进行合理分配。测试结果表明,利用双核处理器中的共享内存通信机制进行数据传输,数据的传输交互更加安全、快速和高效。通过对解算数据在同一处理器进行一致性检查的方法,提高了输出指令的正确率,提升了系统的安全性能,满足了失速告警系统对于高可靠性、高安全性的要求。此外,选用异构双核处理器进行余度设计同样适用于其他类型系统。

异构双核处理器在多路模拟采集系统中的应用

介绍真有效值的概念和计算原理,阐述如何用软件算法来计算真有效值。描述一种基于异构双核处理器F28M35的32路模拟信号真有效值的采集系统;其C28核专注于做数据采集和真有效值算法处理,M3核专注于做人机交互、通讯等任务。两个核独立运行,核之间通过IPC交换信息,互不干扰,各自发挥所长。详细介绍该系统中的硬件电路、参数设定、软件各模块的功能、软硬件如何协同工作以及核之间IPC通信机制,使采集系统的设计更加完整。此设计极大地降低系统成本,提高技术水平,并具有较好的适应性。

基于改进SSD模型的无人机失效自启动寻找

无人机工作地形复杂多变,定位难度较高,如何有效提取无人机失效自启动寻找数据并进行异常数据的故障诊断成为亟待解决的技术问题.针对该问题,设计了一种无人机定位技术方案,采用ARM+DSP双核处理器实现工程调查位置的定位,其中ARM嵌入式处理器为ARM Cortex应用处理器,反应速度较快,通过行波定位模块和GPS模块实现工程异常信息的地理位置双重定位,在遇到障碍或异常情况时,通过行波定位模块实现故障特定目标定位.试验结果表明,该方法定位能力好,故障分析误差小.

一种基于异构双核处理器的嵌入式操作系统构架设计

当前应用于异构多核处理器嵌入式操作系统主要是主从式结构。这种结构由于存在通信协议和结构的异构性,使操作系统在实现上和通信处理存在复杂性。根据异构双核处理器的特点,通过分析通信硬件的结构,在单核嵌入式操作系统构架的基础上,提出一种基于对称通信的双核处理器嵌入式操作系统构架,解决了异构双核处理器中的通信效率和共享内存的利用问题。该操作系统构架成功应用于TIOMAP5910处理器。

数字化控制的埋弧自动焊装备的研制

将数字化控制技术、模糊控制方法、功率调节技术等应用于埋弧自动焊装备的研制中,以实现埋弧焊的自动化和智能化操作与运行.在深入分析埋弧焊工艺要求的基础上,引入电流双闭环控制,采用限制最小脉宽的方法,实现了一种恒流带外拖的埋弧焊电源外特性的稳定性.设计了基于80C320和80C552单片机双核处理器的埋弧自动焊控制器;采用模糊控制算法,将80C320用于电源外特性控制,80C552完成埋弧焊焊接过程的控制;控制器之间通过RS-485串行接口交换数据.实验表明,该埋弧自动焊装备具有操作控制简单、运行可靠、焊接过程稳定、起弧成功率高、成形好等优点.

基于双核MPC8641D处理器的计算机模块设计

双核或多核处理器能够在不大幅度提高计算机功耗的前提下提升计算机的性能;文章介绍了基于双核MPC8641D处理器的计算机模块设计,详细介绍了计算机的硬件功能电路设计,基于VxWorks6.6操作系统下的BSP开发和系统移植,通过双核对称多处理机制验证了双核多处理的高效性;计算机模块能够工作于CPCIe总线计算机系统中,可作为主控模块或从处理功能模块进行高性能计算与处理,模块具有广泛的应用前景。

基于双核心处理架构的视频监控系统的设计

提出一种基于嵌入式系统和双核心处理器架构的数字视频监控系统的设计方案。该系统基于ARM/FP-GA双核心嵌入式技术,具有低成本、高质量远程数字视频监控的优点,适合复杂的视频处理和控制逻辑。通过设计高速SRAM和VGA输出接口,实现双核心处理器间的高速通信。与传统的监控系统相比,该系统能大大降低组网成本和减小体积重量。系统性能测试结果表明,双核心处理架构能提高系统的可靠性和灵活性。

基于WLAN的家用安全监控系统的硬件设计

针对目前视频监控系统以基于有线网络、非民用场合应用为主的现状,提出一种基于无线局域网络(WLAN)的家用安全视频监控系统的硬件设计方案。其中嵌入式网络视频服务器采用具有双核处理器结构的OMAP5910作为主控芯片,视频信号的采集采用CMOS摄像头OV9650,WLAN传输功能由无线网卡模块TNET1100B来实现。方案不仅可以面向家庭安全监控,对其他领域的安全视频监控同样具有参考和借鉴意义。

基于双核处理器OMAP5910的超声多普勒流量计

传统的工业管道用超声多普勒流量计,由于采用的测量方法和技术实现手段上水平较低,性能普遍不高,限制了超声多普勒流量计的推广和使用;在对超声多普勒测量管道流量的原理分析基础上,提出了对于工业管道流量的新的测量方法,并且采用ARM+DSP双核结构的OMAP5910芯片实现了一种新型超声多普勒流量测量系统,给出了系统硬件结构和工作原理;实现的新型超声多普勒管道流量测量系统可以动态显示流速和方向、瞬时流量、累积流量、信号强度等测量结果,较高的流速测量动态响应能力以及稳定性,具有较好的推广和应用前景。

基于SOPC技术的视频点播系统设计

提出一种以Altera公司高性能的FPGA芯片为平台,利用SOPC技术和双Nios II处理器设计实现16终端视频点播系统的方法。阐述了在可编程逻辑设计中使用"乒乓操作"实现高速数据传输的设计思想与实现方法。介绍多CPU系统中各CPU之间同步通信技术的设计方法。

一种大动态惯导技术在旋转弹上的仿真与实验研究

针对大动态环境下旋转弹的特点,在无陀螺惯性测量系统的基础上,采用一种基于MEMS双陀螺多加速度计的捷联惯导方案。该方案可以克服单纯加速度计的惯导方案对加速度测量和安装精度的苛刻要求,实现对弹轴方向角速度的解算。计算机仿真结果表明,导航解算的误差可以满足旋转弹的精度要求。在仿真分析基础上,给出了一种面向炮弹系统,基于FPGA双核处理器结构惯导系统的硬件实现方案。

基于双核处理器的低功耗电子耳蜗体外装置设计

电子耳蜗是重度耳聋和全耳聋患者恢复听觉的最主要医疗装置。目前,耳聋患者对于电子耳蜗的要求越来越高,电子耳蜗体外装置的多功能和个性化设计是电子耳蜗的发展趋势。本设计采用双核语音处理和控制系统,具有多种形式语音输入、多种接口数据传输、多种程序和数据存储功能。同时,设计了功耗控制电路,可以根据发射线圈和接受线圈的距离,采用程序控制发射电流,对系统的功耗进行有效控制。经测试,本设计可满足对电子耳蜗多功能化和低功耗的要求。

基于Nios Ⅱ双核处理器的数字水印系统设计

为了提高数字水印系统的处理速度,引入多核处理技术非常必要。提出一种基于NiosⅡ双核处理器的数字水印系统的设计方案。系统采用主从处理器架构,处理器之间通过Mutex互斥硬核和共享存储进行通信。利用栅障同步机制和有限状态机思想进行相关硬件系统搭建和软件程序设计。系统采用一种基于DCT变换和Arnold置乱的新型彩色图像水印算法。实验证明,与基于单个NiosⅡ处理器、ARM或者DSP实现的数字水印嵌入式系统相比,双核系统在没有增加过多硬件资源占用的基础上,有效提高了数字水印处理的执行效率,同时兼顾了很好的便携性。

混合动力汽车信息集成控制网络研究

针对混合动力汽车控制系统的通信需求和控制策略,提出了一种基于CAN总线的分布式信息集成控制网络的拓扑结构。采用飞思卡尔HCS12系列双核微处理器开发了用于传感信号采集和总线数据收发的信息集成模块;设计了CAN总线应用层协议,研究了协议中优先级分配、单帧与多帧标识、数据长度与帧编号等机制;采用RMA方法对所设计的总线控制网络的负载率、实时性进行分析。台架试验测试结果表明,该信息集成控制网络综合性能良好,能够满足混合动力汽车控制系统的要求。

基于ADSP-BF561的双核通信研究

本文介绍了ADSP-BF561双核处理器的构造,分析了传统的处理器通信模式,提出了一种混合的双核通信模型,并据此模型在μCLinux操作系统上设计与实现了双核通信功能。

基于双核数字信号处理器的人脸识别门禁系统

为了解决传统的人脸识别门禁系统稳定性差、处理速度低的问题,提出了基于双核数字信号处理器(DSP)的人脸识别门禁系统设计方案,研究了系统的结构组成和软件实现技术,利用双核技术和代码优化技术提高识别速度。实验结果表明,系统稳定性好,识别率高,识别速度较快,有较好的实用效果。