基于FSMC总线的多处理器并行计算系统的研究与设计

嵌入式系统在图像处理、空间计算等领域越来越广泛,如何在功耗、成本和计算能力三个主要方面取得平衡,利用多核和多处理器系统以并行计算方式提高嵌入式系统计算能力是一种有效的解决方案。意法半导体公司基于CortexM3架构的STM32系列提供FSMC总线,利用该总线系统设计一种特殊的SMP多处理器系统并进行图像算法并行化研究。实验结果分析表明,在该嵌入式多处理器平台上配合并行算法能够成倍提图像算法的运行性能。

基于FPGA+STM32的多功能压电陶瓷控制系统

针对微位移压电陶瓷控制系统数据传输方式单一、通道少、可靠性低等缺点,设计一种FPGA+STM32的多功能压电陶瓷控制系统。该系统以光纤为主通信方案,网络+FSMC总线为备通信方案;并以Artix7系列FPGA芯片为主控芯片,负责接收4路光纤与FSMC总线传输的数据和命令,并行控制19片16通道的DAC81416数/模转换,实现304通道的模拟电压输出,而STM32负责网络与FSMC总线的数据传输控制;同时,采用桥式电路+差分放大电路+模/数转换器的电路设计与温湿度传感器相结合的方式采集环境数据,并通过RS 422接口实现25 Hz频率回传。此外,预留RS 485接口,可控制外部环境测量装置,完成更多环境数据的采集。目前,该系统已成功应用于某光学系统的压电陶瓷位移控制中。测试结果表明,整个系统工作稳定,两种通信方式均可实现高速数据传输,通过配置可实现304通道-5~5 V的模拟电压实时输出,环境数据能按照25 Hz频率实时刷新显示。

嵌入式多处理器系统混合调度机制的研究

通用高性能计算机需求不断增加,传统多处理系统得到了快速发展,但其成本和功耗也大幅攀升,以嵌入式系统构成群集替代传统平台成为未来焦点。讨论了一种成本低廉的嵌入式多处理器系统的基本结构与实现,利用平台特性实现了一种特殊MIMD结构,在集中式工作池的基础上能够支持混合调度机制以适应不同工作环境、任务条件需要。试验结果分析表明,该系统能够支持多种调度机制的混合调度策略,更能够较大幅度提升系统的运算能力。

成像制导中的多处理器并行及二值化算法研究

导弹成像制导涉及大量图像处理和计算,一般系统实现多以高性能单或多处理器为核心。讨论了一种嵌入式多处理器系统的基本结构,利用平台特有的FSMC总线同时支持静态分割和任务级调度2种并行算法,并以此进行图像二值化算法的并行化研究。试验结果分析表明,该设计能够支持2种并行化算法,成倍减少图像处理的时间。

基于A＊算法的电子地图系统的设计

为降低成本、合理利用软硬件资源而设计的基于A*算法与STM32微控制器的电子地图系统,运用于公共信息服务。系统以STM32F103ZET6微控制器为核心,配合少量的外围电路,在其上运行以高效、紧凑的程序以及算法。利用STM32芯片的FSMC总线驱动IS62WV51216 SRAM存储芯片,以扩展主控处理地图数据所需要的内存空间。同时使用FSMC总线驱动7.0寸LCD模块,大大提高了LCD的刷屏速度。使用SD卡存放可更换的地图数据,系统初始化时先将SD卡中的地图数据读取到外扩的SRAM中待处理,以加快主控对数据的处理速度。软件上,在STM32上移植了UCOSII嵌入式操作系统以及UCGUI图形库,实现对各个任务的处理以及整个系统界面的设计。通过移植A*算法,实现了两点间最短路径查找的功能。试验表明,系统运行界面流畅美观,路径查找准确,可作为一般小范围场所的导航电子地图系统,取代传统的路标或静态地图。

分布式波控的设计与实现

大型有源相控阵雷达的天线阵面由几千或上万个射频收发通道组成,如何快速的实现天线波束快速的切换成为检验雷达性能的重要指标之一。