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。

一种新型井温仪的研制及应用

针对现有井温仪存在的设计复杂度较高、采用模拟信号传输易受电磁干扰等问题,作者提出了一种新型井温仪的设计方案。采用数字输出型IC温度传感器+双处理器+双电源+数字通信,以期实现设计简单、数字传输、抗干扰能力强、传输距离远、使用方便等优点,介绍了具体的实现方法和工程应用。在某水库大坝开展渗漏分析与处理工作中使用新型井温仪进行井温测量,结果表明新型井温仪具有较高测量精度和分辨率,可广泛用于各种水体的直接水温测量,尤其是深孔井温测量。

基于AMP模式多核处理器的可信节点构建方法

针对多核处理器的安全性进行研究,深入探讨了微处理器技术的发展背景以及多核处理器在非对称多处理(AMP)模式下所面临的安全挑战。通过运用可信计算技术和双体系架构,结合AMP模式的工作特点以及多核之间的控制机制,提出一种主动免疫防御系统的策略和可信节点的构建方法,分析了可信计算在全工作过程中的度量机制,有效解决了多核处理器在AMP模式下的安全问题,同时很好地保持了核内原有系统的实时性。该方法不仅可以增强多核处理器的安全性,还能确保系统的可信运行环境,为未来计算设备的安全提供了坚实的支撑。通过对实验验证结果的分析,构建方案完全可行,能够在实际应用中推广。

基于3G技术的配电变压器远程监测系统

常规的基于GSM和GPRS的无线通信技术由于其传输速度问题,在配电变压器远程监测上的应用受到限制。随着3G技术的不断成熟和发展,提出了基于3G技术的配电变压器的远程监控系统,解决了基于GSM和GPRS无线信息传输系统所存在的传输量不足的缺点。为满足传输过程中编码和解码的需求,采用了双处理器构架,使图像和声音这些反映配电变压器状态的重要信息真正应用到配电变压器远程监测系统中,极大地提高了配电变压器监测的准确性。

基于双处理器架构的列车超限检测系统研究

铁路货运列车超限严重威胁着铁路运营安全。而目前国内已有的检测系统难以实现对静态列车的便携式、高速、高精度测量。研究了一种基于双处理器架构的列车超限检测系统,硬件上采用嵌入式主板代替个人计算机提高了系统的便携性,其中ARM管理系统实时多任务并维护嵌入式GUI,32位专用DSP保证了系统测量精度并优化了图像处理速度。软件部分基于嵌入式Linux系统,开发了各外设的驱动程序和应用程序,其中HPI中断方式的驱动程序提高了双核数据传输的效率。设计的超限检测系统机箱体积为40 cm×40 cm×25 cm,在30 min内可以完成一节10 m车厢的超限检测,耗时仅为手工测量的1/5并且能够达到mm级的测量精度。

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。

3G双处理器远程心电实时监护系统的研制

目的:详细介绍基于3G双处理器远程心电实时监护系统总体设计框架,以及各个具体功能模块的设计方法。方法:综合运用3G技术、网络技术、多媒体技术等技术,以高性能TMS302VC5402芯片为核心,专用数字信号处理器BSP15处理多媒体信息,3G通信模块HC25来实现。结果:基于3G双处理器的远程心电实时监护系统可以实时接收ECG数据并进行在线自动分析、波形显示,一旦检测到病变心电信号或可疑的心电信号时,给以预警和提示;医患可以通过远程双向音视频等技术在远离医疗设施的环境中实现急救处理。结论:本系统的实现可以帮助医生实时、全面地、无地域限制地获取病人心电信息,适合于监护具有长期带病与突然发病特点的冠心病人。3G的引入更进一步加强了信息传递的实时性与便利性。

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。

SPI总线用于双处理器通信的数据链路层设计及其实现

提出一种基于串行外设接口(serial peripheral interface,SPI)总线的双处理器间通信的数据链路层设计方法.该方法中的双向SPI总线具有占用引脚少(仅比SPI总线多一根线)、有完善的数据链路层协议控制的优点,能够保证数据透明地在双处理器之间进行传输.以一款带有显示单元的车身总线控制器为应用对象,采用ARM9和S12作为双处理器实现双向通信,并对这一通信方法的实现和应用情况进行描述.实验表明,采用该方法设计的协议比较完善,能够满足实际工程中的需求,对于其他SPI的应用也有很好的借鉴价值.

基于双处理器和CAN总线的现场液位智能控制器

利用AVR 8位高速单片机ATmega64和ATmega162以及具有国际标准的CAN总线,采用双处理器、双口RAMIDT7130数据缓存的结构,设计了一个用于工业现场液位控制调节的智能控制器。在重点设计控制器硬件结构电路和软件流程的同时,尝试应用了多种液位控制算法。不仅可以实现工业现场液位对象的智能监测、控制和调节,而且可以有效地提高工业现场液位对象的计量精度和自动化水平。

一种新型智能数字触发器的设计与实现

设计了一种新型大功率晶闸管整流装置智能数字触发控制器。该控制器硬件核心由基于16位微控制器MC9S12DP256B与TI DSP TMS320LF2407的双处理器系统构成。算法上采用模糊自适应比例积分(PI)进行稳流控制,整流变压器档位与控制角解耦控制优化功率因数。为满足该系统的实时性及高可靠性的要求,为主控制器移植了嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ。实验结果表明,采用该方案的智能数字触发器获得了令人满意的性能,主电路电流稳态精度高、抗干扰能力强、换档期间电流无冲击。

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。

一种连接WSN与Internet的多核嵌入式网关设计与实现

针对Internet与WSN这两种网络协议转换时网关的传输带宽受限问题,设计了一种多核嵌入式网关.使用双口RAM存储器CY7C026作为公共存储区域、ATmega128(L)单片机作为处理器模块、RTL8019AS网络控制器作为网卡模块、CC2420射频收发芯片作为无线通信模块;采用具有精简网络协议栈的Nut/OS实时操作系统作为软件平台.通过多个处理器并行处理数据方式,最终实现Internet与WSN无缝连接.实验表明,系统能够稳定运行,并有效地提高传输带宽.

超音频复合脉冲GMAW电源设计

提出了一种全新的脉冲熔化极气体保护焊(GMAW)方法,并研制出新型超音频复合脉冲GMAW电源,即在传统脉冲GMAW电流基础上复合叠加频率为20~80 k Hz、电流幅值为0~100 A、占空比为0%~100%的连续可调的超音频脉冲电流。设计了并联结构的主电路拓扑及MCU+DSP双处理器数字化控制系统,通过软件编程实现了电流给定信号与PWM信号的同步输出及不同逻辑组合,可实现不同工作模式的焊接电流波形输出。对电源输出电流波形的测试结果表明:本文所设计的超音频复合脉冲GMAW电源输出电流波形满足不同工作模式的设计目标,超音频脉冲电流频率在80 k Hz时,仍保持较快的电流上升沿与下降沿变化速率。初步进行了铝合金平板堆焊试验,焊缝成形良好。

基于GPS和GSM移动安全终端的硬件系统设计

根据油田员工安全信息系统建设对员工定位器的功能需要,设计了GSM模块和GPS模块,作为信息中心与定位器间信息交互的硬件部件;在系统控制核心上采用了双处理器管理模式,实现了系统的硬实时功能;在双处理器系统设计中,利用双口存储器来构建紧密耦合多处理器体系结构,来提高双MCU之间通信能力;两个MCU之间异步通信的采用PETRI网模型,确保了通信可靠性.

一种新型的安全Windows终端系统研究与实现

针对Windows终端的安全问题,提出主/辅式双核、双操作系统的Windows终端主动安全防护解决方案.说明了方案的设计思路、硬件体系结构和软件框架.在保持主核Windows系统的软硬件结构不变的基础上,增加辅核系统,独立运行高安全嵌入式操作系统,对所有进出Windows系统的网络数据进行安全处理.硬件采用"PC处理器+PCI控制系统+双端口缓冲+ARM处理器+网络接口"的架构.软件主要包括各种驱动程序、系统管理模块和安全控制模块等.

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。