嵌入式系统Linux下LCD显示驱动的开发

嵌入式系统通常使用LCD作为显示设备,嵌入式Linux下,如果图形界面接口采用的是MicroWindows,MiniGUI或Qt-Embedded,则LCD设备的驱动程序必须采用Linux的帧缓冲设备来处理与LCD控制器有关的底层命令。帧缓冲是Linux为图形设备提供的一个抽象接口,它允许上层应用程序在图形模式下直接对显示缓冲区进行读写操作。文中介绍了Linux帧缓冲设备驱动程序框架,详细分析了帧缓冲设备驱动程序层次结构、核心功能模块和数据结构,最后基于三星公司S3C2410x处理器的开发平台,系统地给出了Linux下帧缓冲驱动程序开发和调试实例。

嵌入式系统Linux及USB驱动开发

嵌入式ARM处理器是当今世界上最流行的嵌入式处理器,广泛应用于个人通信等嵌入式领域。基于Linux良好的开放性和USB总线极佳的通用性,本文通过在ARM920T处理器的开发板上实现嵌入式Linux系统,并重点描述了Linux USB设备驱动程序的实现过程。

基于嵌入式Linux操作系统的车辆信息采集系统设计

车辆信息采集系统基于嵌入式Linux操作系统设计,打破了传统单片机“裸机”设计架构的限制,通过软件分层设计实现信息采集系统的数据收集、包装、加密、存储、发送等业务。系统采用Modem CPU+MCU架构模块化和定制化剪切,CPU负主要负责数据加密管理、数据结构协议适配以及蜂窝网络通信管理,并集成硬件加密模块,而微控制器MCU主要负责车辆数据的采集、电源管理、车辆定位数据的收集,具有实时性好、可靠性高、容错率低等优点,满足车辆车辆装备数据采集系统的设计要求。

技术如何赋能学生的认知能动性——嵌入式智能话语反馈系统WiseTalk设计与实现

教学需要为学生提供嵌入式反馈以支持其认知能动性的发挥,由于当前嵌入式智能话语反馈工具存在反馈与学生交互对象关联不紧密、反馈不系统等问题,因此,针对认知能动性各维度设计开发嵌入式智能话语反馈系统,为学生提供基于当前交互对象的即时反馈。首先,构建嵌入式智能话语反馈系统赋能认知能动性的理论框架,然后针对认知能动性具体维度提出反馈要素并设计WiseTalk的架构及算法,利用Golang、JavaScript语言和MySQL数据库开发实现相关功能。经过准实验研究,结果表明:使用WiseTalk的学生表现出更高水平的认知能动性,意向性、自我调节和自我反思水平都优于未使用的学生。

潜艇作战嵌入式训练系统研究

嵌入式训练是将仿真系统嵌入到实际装备中,人员操作真实装备进行训练。首先介绍了嵌入式训练的概念和应用情况,然后提出了潜艇作战嵌入式训练系统的三种结构:独立式、集成式和混合式,分析了潜艇作战嵌入式训练系统的工作原理和主要功能。重点研究了嵌入式技术、建模仿真、时空一致、虚拟作战环境生成、计算机生成兵力、评估反馈和航行模拟关键技术,最后提出了潜艇作战嵌入式训练系统的发展趋势。通过加装嵌入式训练系统,可以有效提高潜艇实装的训练效益。

支架式教学法在研究生嵌入式系统课程教学中的应用

分析研究生嵌入式系统课程教学中存在的问题,提出将建构主义中的支架式教学法引入到该课程中,具体阐述如何以教师为中心的教学方式转变为以学生为中心,从5个环节介绍该教学法的实施过程,并说明教学效果。

嵌入式系统环形缓冲区快速读写方法的设计与实现

针对常用环形缓冲区读写数据运行效率低的弊端,提出了一种快速读写环形缓冲区数据的方法。在读写缓冲区数据时,通过位与逻辑运算修改读写指针值,利用读写指针的差值作为缓冲区有效数据个数实现环形缓冲区状态判断。通过仿真测试实验和测试数据分析,这种快速读写环形缓冲区的方法可以显著提高系统运行效率。

“互联网+”背景下嵌入式系统沉浸式教学改革研究

针对“嵌入式系统设计”课程教学存在的问题,开展沉浸式教学模式改革。构建了以LaunchPad开发板为基础的嵌入式系统口袋实验室。以项目为驱动,设计了多层次、多目标实验案例。基于口袋实验室、虚拟仿真软件、在线教学资源和智慧教学工具,构建了一体化沉浸式学习平台,将以“授”为主转变为以“导”为主,将被动依赖转变为自主学习,极大地激发了学生的学习兴趣,提升了学习成效,取得了较好的效果。

地方高校“嵌入式系统及应用”一流课程建设实践

地方高校专业课程教学的水平直接影响全国高等教育的质量。以徐州工程学院“嵌入式系统及应用”课程为研究对象,从线上资源的建设、线下课堂教学的设计、思政育人的融入、行业规范的结合等方面进行了线上线下混合式一流课程建设的实践,取得了较好的教学效果。

嵌入式机房多功能模块智能监控系统设计

为充分提高大型机房智能化运维能力,及时排除各种异常情况,实现高精度、低功耗的系统设计目标;提出基于嵌入式的机房多功能模块智能监控系统设计方法;设计针对机房空间的传感信号采集层、数据传输层、后台监控层的多层系统架构;硬件结构设计了用户登录模块、传感器运行模块、数据记录模块和监控显示模块,4个功能模块在多层架构下工作;软件部分通过数据传输程序连接终端设备与云计算中心,利用数据处理程序完成功能模块参数设置,完成嵌入式机房运行数据自动监控,针对系统的功耗问题,设计了微结构级功耗模型,降低系统功耗;实验结果表明:所设计系统容错率在80%以上,数据采集精度高,当浓度超过100 ppm时,自动对烟雾超标情况启动报警装置;可以实时响应接入设备,及时获取预警信息,功耗低,平均响应时间均在2.8 s以下,实现嵌入式机房自动智能监控。

面向任务协同的异构多核嵌入式系统实时调度方法

以往的异构多核嵌入式系统实时调度方法由于仅设置了系统实时调度模型的单项参数,导致系统调度时间过长。本文设计了面向任务协同的异构多核嵌入式系统实时调度方法。面向任务协同构建嵌入式系统实时调度模型,计算系统任务节点的传输情况,构建系统实时调度的数学模型,对构建的实时调度模型中的任务数据信息进行汇集,并进行自适应分析处理,以此为基础,设置实时调度模型的时间均衡控制参数和安全性系数,从而实现嵌入式系统的实时调度。通过上述设计,完成对异构多核嵌入式系统实时调度方法的设计。在仿真实验中,与以往的异构多核嵌入式系统实时调度方法相比,本文设计的面向任务协同的异构多核嵌入式系统实时调度方法的调度时间最长仅为5 s,调度时间更短。

基于OBE理念的“嵌入式系统与应用”课程改革与实践

“嵌入式系统与应用”作为信息工程专业的专业必修课程,是高素质复合型新工科人才培养的重要课程。文章以“嵌入式系统与应用”课程存在的问题为出发点,以OBE理念为指导思想,考虑学生的学习特点,从明确教学目标、优化教学体系、调整教学内容、开展线上线下混合教学、实践教学和量化教学评价等方面探讨了该课程的改革举措,有效地激发了学生的学习兴趣,为培养高素质、复合型新工科人才奠定良好的基础。

基于嵌入式系统的输电线路除冰机器人设计

阐述一种基于嵌入式系统的输电线路除冰破冰机器人,利用破冰锥的特殊结构进行除冰破冰。此装置以嵌入式系统,通过物联网设计、3D建模和打印技术应用,能够确保高效除冰。

基于嵌入式ARM的微流控PCR检测系统设计

为了实现微流控设备功能的集成化、提高交互系统的可操作性,提出一种基于嵌入式ARM的微流控聚合酶链式反应(PCR)控制系统及上位机软件的设计方案。系统硬件采用多个嵌入式ARM控制器与功能模块相互协调,制定可扩展的通信机制和协议,实现微流控PCR检测过程中的流路运动、温度控制、荧光信号采集等功能的集成控制。采用Qt结合SQLite数据库设计了上位机软件,利用多线程和节点映射,实现对硬件模块的协调控制以及检测信息存储。实验表明:该系统运行稳定,人机交互效果好,可操作性高,满足微流控PCR的集成功能需求。

嵌入式电容层析成像系统的成像加速方法研究

为了提高嵌入式系统设计中电容层析成像(ECT)的图像重构速度,研究了一种针对进阶精简指令集机器加上现场可编程门阵列(ARM+FPGA)硬件架构的图像重构算法加速技术。针对广泛应用且鲁棒的Landweber迭代算法(ILA),首先分析算法结构,然后基于FPGA的流水线特点,改进ILA涉及的循环结构,从而达到加速的效果。同时,针对ARM+FPGA架构的特点,讨论了ARM核与FPGA核各自的任务分配方式,进一步优化了算法速度。为了验证算法的有效性,分别在使用MATLAB编程和使用提出的加速方法搭建的ZYNQ平台进行了图像重构实验,从图像重构耗时、图像相对误差和图像相关系数3个指标论证提出方法的有效性。实验结果显示,使用搭建的ZYNQ平台进行Landweber算法成像时,每个图像的运行时间比使用MATLAB编程的运行时间减少了30%~40%。该研究在保持重构精度的同时有效提升了迭代算法的速度,对于ECT系统的硬件加速具有一定适用性。

适用于海洋动态观测设备嵌入式系统的低功耗管理预测模型

能耗是制约海洋设备在水下工作时长的关键因素。为进一步降低海洋动态观测设备嵌入式系统的动态功耗,本文针对前人提出的用于预测空闲时间的指数平滑算法所存在的权重系数基于凑数法确定、算法难以适应大波动等问题,设计了一种新的权重系数,并构建了一种自适应的低功耗管理预测模型。当模型检测到预测的空闲时间超过工作和休眠状态切换的时间阈值后,中央处理器关停系统的部分外设,使系统进入低功耗休眠状态。仿真和单片机实验均表明,本文提出的低功耗管理预测模型能够有效地提高对处理器工作的空闲时间预测的准确性,且面对突发状况具有良好的自适应性,可显著降低嵌入式系统的功耗,有效延长设备的工作时间。

基于嵌入式系统的表面划痕测量装置的设计与实现

针对飞机机身蒙皮、座舱玻璃等装备零部件表面的划痕深度和宽度现场定量检测的需求,研制了一套基于嵌入式系统的表面划痕测量装置。装置基于光切原理设计,以嵌入式ARM(advanced RISC machines)开发板为硬件平台,连接工业相机和显微镜组,采集由投射光路投射出的平行光条并经过被测表面调制后的图像,经过图像处理和划痕特征提取,计算划痕的深度和宽度,测量结果可数字化显示并保存。试验结果表明,装置在0.005~0.060 mm测量范围内的示值误差不超过±2.0μm,在0.060~2.000 mm的测量范围内的相对示值误差优于±4%。测量装置具备小型化、一体化、高精度、快速、易操作等特点,适用于在现场环境中对飞机机身各处的划痕进行直接测量。

基于嵌入式Linux平台的数字化视频格式转换系统设计

大体量的多媒体数字化视频在传统的格式转换系统中转码耗时时间长,转换效率低,设计一种基于嵌入式Linux平台的数字化视频格式转换系统。系统硬件设计中,对嵌入式Linux平台SOC芯片进行了优化,选择的芯片型号为HD920F,对芯片内部架构以及主要功能区域进行了功能设计和参数调整。软件设计中,使用线性滤波实现去隔行操作,分析过程,并提升帧率,设计插帧流程,最后优化HDMI信号解码方案,对其中的两条IIC控制链的功能和控制过程进行设计。为验证系统有效性,设计单视频格式转换和多视频格式转换测试,结果表明,设计的系统在不同视频条件下,格式转换单位大小耗时均低于三种传统方法,验证了系统有效性。

基于VR+CDIO模式的嵌入式系统课程的教学改革研究

针对当前嵌入式系统课程教学存在的不足及嵌入式系统课程的教学特点,本文将CDIO工程教育理念与虚拟现实技术(VR)有效结合,提出了VR+CDIO教学模式,并将其应用于嵌入式系统课程的教学改革中。从教学方法、师资队伍建设、构建虚拟现实实验平台及教学评价体系构建等方面对基于VR+CDIO模式的嵌入式系统课程教学模式进行有效实施。经过多个周期的教学实践表明,本文提出的基于VR+CDIO模式的教学改革方法使学生真正实现了“做中学”和“学中做”,能有效培养学生的自学能力、工程实践能力、团队合作能力及创新能力等,激发学生的学习热情,提高教师教学水平。

基于Linux的ARM-嵌入式智能家居网络监控系统设计研究

随着社会的发展与进步,人们的生活节奏在加快,对于安全诉求更高,如家里、工作场所等,建立适当的安全监控系统变得十分重要。在现有的智能监控系统中大多需要使用红外、烟雾等传感器,实施智能监控,会增加成本,降低系统效率。在此基础上,本文结合嵌入式技术的发展,研究基于Linux智能家居网络的嵌入式ARM监控系统的设计,以期可以为相关人员提供参考和帮助。