基于嵌入式的OFDM技术采煤机电力载波通信系统设计_杨超

作者简介：杨超，硕士，副教授，黑龙江工业学院。研究方向：电气自动化。

基金项目：2014年黑龙江省青年科学基金项目“基于AＲM 的OFDM 技术在采煤机电力载波通信中的研究”，项目编号：QC2014C082。

文章编号：1672－6758（2016）06－0046－3

基于嵌入式的OFDM 技术采煤机电力载波通信系统设计

杨

超，孔祥春，苏

畅，秦春波，胡丽娜

（黑龙江工业学院，黑龙江鸡西158100）

摘

要：电力线载波通信（PLC ），

在民用通信中已经广泛应用。煤矿开采技术应用中还没有大量开展，尤其是采煤机控制通信中没有得到应用。在煤矿开采过程中采煤机控制计算机采集的数据实时传输给顺槽集中控制计算机，目前采用的通信线路有同轴电缆和双绞线等，采煤过程中采煤机的位置是动态和实时变化的，由于同轴电缆、双绞线等控制芯线较细，移动时容易折断，一旦折断就要更换整条通信线，如果采用电力载波通信，则情况完全不同，电力线的直径大，耐拉和耐移动。那么，在采煤机控制信号通信系统中利用基于嵌入式的OFDM 技术电力载波通信取代采煤机传统的通信线路，可以解决采煤机专用通信线路移动过程中折断的问题。

关键词：载波通信；煤矿开采；嵌入式；OFDM 技术；采煤机中图分类号：TP273文献标识码：A

近年来，通过配电网实现通信，又称电力线载波通信（PLC ）越来越引起人们的广泛关注。随着调制解调和信号

处理技术的发展，

PLC 技术也得到了飞速的发展。随着AＲM 技术的迅猛发展和正交频分复用技术（OFDM 技术）应用于PLC 领域，传输的可靠性和速率也达到了一个新的高度。PLC 应用广泛：Internet 的接入、智能家庭组建、自动远程抄表等。社会需求的不断提升和对生活、工作便捷等各方面的要求，使得电力线载波技术在工业、民用等领域快速发展，但是在煤矿开采自动化技术中电力载波通信还未得到广泛应用，本项目旨在研究电力线载波技术应用到采煤机控制信号传输中以解决井下信号传输的部分问题。

1采煤机控制信号通信中应用电力线载波通信的意义

目前，工业和民用各类信号的传输主要采用光纤、同轴电缆、双绞线等通信媒介，随着电力载波的不断发展，低压电力线的主要功能不但是电力传输还可以作为载波信号的传输媒介，我国主要采用50Hz 频率的工频信号供电，虽然电力线可以作为载波信号的媒介但是却不可能直接支持高频通信。在煤矿开采过程中采煤机控制计算机采集的数据实时传输给顺槽集中控制计算机，目前采用的通信线路有同轴电缆和双绞线等，采煤过程中采煤机的位置是动态和实时变化的，由于同轴电缆、双绞线等控制芯线较细，移动时容易折断，一旦折断就要更换整条通信线，如果采用电力载波通信，即通信线路就是采煤机供电的电力线，则情况完全不同，由于采煤机的功率大，工作电流大，所以电力线的直径大，耐拉和耐移动，用电力通信取代采煤机传统的通信线路，可以解决采煤机专用通信线路移动过程中折断的问

题。

2嵌人式控制系统总体设计

嵌人式控制系统是整个系统的通信控制及数据处理的中枢机构，利用嵌入式控制系统不仅可以存储各类数据还可以进行数字信号的处理，当然，模拟信号也可以采集后经过模数转换由系统来处理，之后系统对信号进行算数运算和逻辑运算等。利用该系统负责采煤机控制信号（数据）的处理及ETHEＲNET IP 包和Power －Packet 电力包两种信号相互转换；首先，控制系统利用各类传感器采集工作环境的各项参数以反映采煤机的工作状态，这部分数据可以存储到系统的存储器中；接下来就是与采煤机的控制器进行控制数据的比较，将比较结果回传到控制器，通过运算后发出相应的控制命令。嵌人式控制系统一般安装在上位机

附近，与U 、V 、W 三相电力线链接，构成主控系统。硬件接

口电路总体设计如框图1所示。该系统主要由控制系统、通信系统、显示系统和信号采集系统（传感器系统）构成。在系统中嵌人式处理器选择比较通用的S3C2410嵌入式处理器作为核心处理器。

S3C2410处理器是韩国三星公司在AＲM 公司的AＲM920T 处理器核基础上开发的32位微控制器，32位处理器完全可以完成系统设计的需求，也可以为以后控制需求不断变化进行持续的升级需要。这里简单地介绍一下该处理器的基本功能：它具有独立的16KB 指令缓存器和16KB 数据缓存器，还有内存管理单元（MMU ），支持薄膜晶体管的彩色LCD 控制器，输入输出端口（I /O ），还具有8

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64·第16卷第6期2016年6月

鸡西大学学报

JOUＲNAL OF JIXI UNIVEＲSITY

Vol．16No．6Jun．2016

DOI:10.16792/https://www.wendangku.net/doc/0c16024572.html,ki.1672-6758.2016.06.013

路10位的模数转换器（ADC ）；S3C2410处理器主频率最高可达203MHz ，运行速度快，达到了实时控制要求。除此之外，S3C2410处理器接口也很丰富，很多文章对此都有介绍。所以，为了方便设计，系统设计中采用了S3C2410作为核心控制部件，利用32位总线扩展64M 的FLASH ＲOM 和64M 的SDＲAM 。其中FLASH ＲOM 用于存储系统程序和

应用软件，

SDＲAM 在系统中则作为数据存储器用来存储数据，选择代码开放的LINUX 加载嵌入式操作系统。

通信方式，选择利用电力载波通信方式进行数据传送，接收采煤机控制的各类指令，这里系统有采用ＲS232串口通信作为程序员开发程序的调试端口；其中电力载波信号的传输是利用S3C2410控制器的SPI 口控制电力载波通信模块的，以此来收发各类信号和控制指令；显示系统根据键盘输入的键值向主控系统发送请求，通过控制系统进行此类输入信号的采集，判断按键后发送控制信号和把相关数据显示在LCD 显示器和发光二极管LED 上，实现人机交互。嵌入式控制系统主要作用是：系统要和上位机之间机型通信，接收上位机发出的各类控制指令，系统根据上位机发出的控制要求，设置数据发送控制信号完成控制动作，系统还可以校正时钟、设置各类控制功能等。主控系统对上位机、传感器发送来的数据能够存储、运算以及发送控制命令等

。

图1硬件接口电路总体设计

3煤矿开采中电力线载波通信系统设计

在系统设计中数据的传输主要采用电力线载波通信的方式，那么通信系统需要完成的任务就主要包括采集作为通信介质的配电线路和线路中所有电力设备的运行参数，并接收上位机的相关控制信号。因此，系统需要控制器来协调和管理本地与远端的关系，研究中我们首先采用了S3C2410处理核心，主要负责采煤机控制信号（数据）的处理及ETHEＲNET IP 包和Power －Packet 电力包两种信号相互转换。

为了确定载波传输数据的准确性，通信模块首次选择了利用电力线通信收发芯片MAX2986和电力线通信模拟前端MAX2980为核心，建立了一套电力线载波通信综合实验测试平台，框图如图2。

MAX 2986电力线收发器目前是领域内应用最为广泛的一种，它是采用CMOS 设计技术制造的收发器，灵活性好，性能可靠。MAX 2986是一款高度集成的收发器，内部不但有媒体访问控制层还有物理层。MAX2986数字收发

器采用了目前非常先进的OFDM 电力线引擎，具有高达14Mbps 的自适应数据传输速率。

OFDM 是Orthogonal Frequency Division Multiplexing 的缩写，OFDM 就是正交频分复用技术，是MCM 多载波调制的一种。OFDM 就是将通信信道分成了若干个正交子信道，可以把高速串行数据信号转换成并行的低速子数据流，并且可以通过调制控制分配到每个子信道上进行数据传输。正交信号利用OFDM 技术可以在接收端将传输来的信号分开，通过这种方式的处理就可以大大地减少各个子信道之间的相互干扰。经过处理后的信号在每个子信道上的信号带宽就不会超过信道的带宽，使得每个子信道上就可以近似看作线性衰减，消除了码间串扰。并且每个子信道的带宽又仅仅是传输信道带宽的一部分，传输信道均衡变得相对容易。

MAX2980是电力线通信模拟前端（AFE ）集成电路，一

般情况下与MAX 2986配合使用，

MAX2980也是采用先进的CMOS 工艺的集成器件。它的优点是不但具有高可靠性，而且价格低廉。MAX2980高集成度器件，在该片上厂家也集成了模/数转换器（ADC ）、数/模转换器（DAC ）以及信号调理和线驱动器等部件。

在系统设计中调制解调器模块采用MAX2986和MAX2980的主要原因是：MAX2986电力线集成收发器采

用改进的OFDM 调制法，并与HomePlug1．0协议兼容，MO-DEM 也可以更好地与其它设备实现相互兼容。前面介绍过MAX2986数据传输速率能够达到14Mbps ，这个传输速度完全胜任采煤机控制信号传输的要求。并且MAX2986电力线收发器是一款可编程集成收发器，能够直接接入MACAPI ，内嵌AＲM946微处理器，大大降低了系统设计的复杂程度。MAXIM 公司设计的模拟前端收发器MAX2980专门配合MAX2986使用，从而提高了系统应用的可靠性

。

图2MAX2986和MAX2980构成的调制解调器框图

4系统软件设计思路

采煤机电力载波控制系统硬件电路设计虽然不算复杂，但是软件系统工作过程相对复杂。不但系统需要和上位机相互通信，同时还要和各种采集器交换数据，实现采煤机各种工作信号传输，利用相关接口还要在LCD 输出相关信息，并在LED 上显示各类工作状态等功能。在煤矿的工作面上还要提高采煤机的工作效率，并把各类控制信号在电力线上传输、转换等，设计软件系统时对S3C2410利用Linux 操作系统作为片上操作系统，在Linux 系统上就可以编出多任务的应用程序。

建立交叉编译环境主机上配置交叉开发环境。Linux 操作系统与其它操作系统的内核稍有区别，编译时都要有

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74·第6期基于嵌入式的OFDM 技术采煤机电力载波通信系统设计2016年

固定的步骤，系统内核根据MakeFile文件的不同而产生一定差异，应该参考其他相关文档，软件系统编译的任务要在个人计算机上使用Telnet工具实现。操作时按照制定的步骤编译内核，在相应的文件夹下就会生成一个二进制的文件（机器码），这个二进制文件就是系统要执行的程序，将这个二进制文件传回个人计算机，再将文件写入系统的存储器中。

5结论

本系统是基于S3C2410处理器的采煤机控制信号传输的一个终端控制器。该系统利用嵌入式处理器芯片S3C2410，嵌入式LINUX操作系统构成软硬件系统，调制解调器部分分别采用MAXIM公司的MAx2986（电力线集成数字收发器）和MAX2980（电力线模拟前端收发器）。由于煤矿井下相对危险，那么只能在实验室增加一些干扰信号来测试此方案，测试中结果差距不大，这说明在通信环境比较恶劣时，此设计能够实现通信距离20m左右，基本能够满足煤矿井下对控制信号传递给采煤机实现自动控制的通信要求，数据传输速率大于100Kbps，控制信号误码率也不大，可以基本满足控制要求，本设计系统中的电力线载波通信表现出了良好的抗干扰能力和抗多径衰减性能，基本满足对采煤机的控制需求。在接下来的实验中还将进一步在如何提升通信距离和降低信号传递的误码率上深入研究。

参考文献

［1］张有兵，程时杰，何海波，等．低压电力线高频载波通信信道的建模研究［J］．电力系统自动化，2002，26（23）；75－78．

［2］仲元昌，杨洁，曾孝平．低压电力线高频载波通信通信的建模研究［J］．电力系统自动化，2002，26（23）：75－78．

［3］刘芳，刘思久，张礼勇．低压电力线载波通信的信道模型与模拟系统［J］．哈尔滨理工大学学报，2006，11（4）：67－71．

［4］侯思祖，杨丽，赫建国．电力线载波自动抄表系统网络结构的研究［J］．电力科学与工程，2008，24（8）：1－3．［5］戚佳金，刘晓胜，徐殿国，等．低压电力线通信分簇路由算法及网络重构［J］．中国电机工程学报，2008，28（4）：65－71．

Design of Power Line Communication in the

Shearer Based on Embedded OFDM Technology

Yang Chao，Kong Xiangchun，Su Chang，Qin Chunbo，Hu Li’na

（Heilongjiang University of Technology，Jixi，Heilongjiang158100，China）

Abstract：Power Line Communication（PLC），is widely applied in civil communication，nevertheless，it is not well developed in coal mining，particularly in shearer control communication．Sampling data from shearer control computer during coal mining process are transmitted to crossheading centralized control unit in real time．At Present，coaxial cable and twisted－pair cable are commonly used as communication cables which core wire for purpose of control are very thin and the wires are easily wrecked due to position of shearer process is dynamic and variable during coal mining．It needs to replace the entire wire if it is wrecked．PLC has its vantage，diameter of power line is bigger which has good tactility and good mobility．By applying power line communication in the shearer based on embedded OFDM to substitute conventional communication cable，the wire wrecked problem of communication ca-ble can be solved．

Key words：carrier communication；coal mining；flushbonading；OFDM technology；coal mining machine

Class No．：TP273Document Mark：A

（责任编辑：宋瑞斌）·

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第6期鸡西大学学报2016年

嵌入式系统设计与应用

嵌入式系统设计与应用第五章程序设计与分析（1） 西安交通大学电信学院 任鹏举

本章主要内容 Software Design Cycle ●嵌入式软件中的组件(状态机 、循环缓存器、队列) ●编程模型，如数据流和控制图●编译方法介绍 ●根据性能、大小和功耗来分析 和优化程序 ●如何测试程序以验证其正确性

1 嵌入式程序组件 ●状态机（State machine） 用变量来表示内部的状态，根据输入完成状态的转移交通灯控制、CPU design controller ●循环缓冲区（Circular buffer） I/O input buffer ●队列（Queue）

状态机（1） ● 反应系统（reactive system ）：响应外部事件的系统。 ●外部输入是间歇到达● 适合使用状态机描述 ● 有限状态机是表示有限个状态以及在这些状态之间的转移和动作等行为的数学模型。 ●Moore 机：● Mealy 机：输出只由当前状态确定 输出依赖于当前状态和输入

状态机（2） 例子：一个简单的座位安全带控制器 idle buzzer seated belted 未入座/-入座/定时器启动 未系安全带且定时器未超时/- 未系安全带/定时器启动系好安全带/-系好安全带/蜂鸣器关闭 定时器超时/蜂鸣器启动 未入座/-未入座/蜂鸣器关闭输入/输出-= 无动作

状态机（3） #define IDLE 0#define SEATED 1#define BELTED 2#define BUZZER 3switch (state) { case IDLE: if (seat) { state = SEATED; timer_on = TRUE; } break; case SEATED: if (belt) state = BELTED; else if (timer) state = BUZZER; break; case BELTED: if (!seat) state = IDLE; else if (!belt) state = SEATED; break; case BUZZER: if (belt) state = BELTED; else if (!seat) state = IDLE; break; } Inputs ：seat, belt, timer Outputs: buzzer

PLC电力载波通信技术优势介绍V

P L C电力载波通信技术优势介绍非原创 PLC电力载波通信原理介绍 电力线通信（Power Line Communication，简称PLC）技术是指利用电力线传输数据和媒体信号的一种通信方式。该技术是通过调制把原有信号变成高频信号加载到电力线进行传输，在接收端通过滤波器将调制信号取出解调，得到原有信号，实现信息传递。目标标准主要有： ?Home-Plug（家庭插电联盟），美国发起，已逐步成为国际标准。 ?OPERA—开放式PLC欧州研究联盟（The?Open?PLC?European?Research?Alliance） 电力线是一个极其不稳定的高躁声、强衰减的传输通道，要实现可靠的电力线高速数据通信，必须解决低压配电网上各种因素如：噪声、阻抗波动、配电网结构、电磁兼容性以及线路阻抗和容性负载引起的信号衰减等主要因素对数据传输的影响。为了解决以上低压配电网中各因素对数据传输的影响，在电力线上传输高速数据信号一般采用两种技术： ?电力线数字扩频(Spread Spectrum Communication ，SSC)，窄带PLC技术 ?正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)，即宽带PLC 技术 窄带PLC和宽带PLC比较 电力线数字扩频技术(Spread Spectrum Communication ，SSC)： 用伪随机编码将待传送的信息数据进行调制，实现频谱扩展后再传输，在接收端则采用同样的编码进行解调及相关处理。香农公式 C＝Wlog2（1＋S／N）（其中：C为信道容量，W为频带宽度，S／N为信噪比） 主要优点如下： 1)抗干扰能力强，适合在低压电力线这样的恶劣通信环境下实现可靠的数据信息。 2)可以实现码分多址技术，在低压配电网上实现不同用户的同时通信。 3)信号的功率谱密度很低，具有良好的隐蔽性，不易被截获。 缺点： 扩频通信虽然抗干扰能力较强，但受其原理制约，传输速率最高只能达到1?Mbit ／s左右。采用SSC技术的PLC通常称为窄带PLC。 正交频分复用技术(OFDM)： OFDM技术把所传输的高速数据流分解成若干个子比特流。每个子比特流具有低得多的传输速率，并且用这些低速数据流调制若干个子载波。 相比SSC技术，OFDM具有以下的优点：?

《嵌入式系统开发技术》设计报告

嵌入式系统开发技术 设计报告 组长： 成员： 中国石油大学（华东）计算机与通信工程学院计算机科学系 二0 年12 月

一、引言 OpenCV的全称是：Open Source Computer Vision Library。OpenCV是一个基于（开源）发行的跨平台计算机视觉库，可以运行在Linux、Windows和Mac OS操作系统上。它轻量级而且高效——由一系列C 函数和少量C++ 类构成，同时提供了Python、Ruby、MATLAB等语言的接口，实现了图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法。它的应用领域非常广泛，包括人机互动、物体识别、图像分割、人脸识别、机器视觉、汽车安全驾驶等。随着手机性能的不断提高，OpenCV往安卓上移植已经成为可能，安卓设备移植上OpenCV之后将能够进行复杂的图像处理和视频分析工作，人们不必拘泥于使用固定的设备进行图像以及视频的处理，从而增加了处理的灵活性。 本课程设计实现的就是OpenCV到安卓的移植以及在安卓上实现一个简单的图像处理应用。Android应用程序是通过Android SDK（Software Development Kit）利用Java编程语言进行开发，同时也可以通过JNI调用C动态库，不过这种开发方式存在技术障碍，伴随着Android NDK(Native Development Kit)的问世，使得“JA V A+C”的开发方式走向成熟。 二、总体设计 1、功能描述 本课程设计分为以下四个模块，各模块功能介绍如下： Android-OpenCV项目： OpenCV中大部分重要API在该项目中已经封装成了JA V A接口，为安卓上的OpenCV开发提供C、C++函数支持。 Android NDK： 它包括从C / C++生成原生代码库所需要的工具和build files，能够将一致的原生库嵌入可以在Android设备上部署的应用程序包文件（application packages files ，即.apk文件）中，支持所有未来Android平台的一些列原生系统头文件和库。在本课程设计中担任重要角色，包括交叉编译OpenCV源代码、编译测试程序等。 Cygwin: Windows下模拟Linux操作环境，在其中执行NDK编译。 Eclipse： Android开发环境，开发android程序，生成可执行的.apk文件,连接真机或虚拟机进行调试。 2、设计特色 本课程设计的特色在于成功的将android-opencv移植到eclipse开发环境中去，实现了在android设备开发图像处理、视频分析应用，提高了android设备的使用价值。编译环境采用Android NDK+Cygwin，方便开发者在windows环境下开发“java+c”程序。 3、体系结构

嵌入式软件开发流程图

嵌入式软件开发流程 一、嵌入式软件开发流程 1.1 嵌入式系统开发概述 由嵌入式系统本身的特性所影响，嵌入式系统开发与通用系统的开发有很大的区别。嵌入式系统的开发主要分为系统总体开发、嵌入式硬件开发和嵌入式软件开发3大部分，其总体流程图如图1.1所示。 图1.1 嵌入式系统开发流程图 在系统总体开发中，由于嵌入式系统与硬件依赖非常紧密，往往某些需求只能通过特定的硬件才能实现，因此需要进行处理器选型，以更好地满足产品的需求。另外，对于有些硬件和软件都可以实现的功能，就需要在成本和性能上做出抉择。往往通过硬件实现会增加产品的成本，但能大大提高产品的性能和可靠性。 再次，开发环境的选择对于嵌入式系统的开发也有很大的影响。这里的开发环境包括嵌入式操作系统的选择以及开发工具的选择等。比如，对开发成本和进度限制较大的产品可以选择嵌入式Linux，对实时性要求非常高的产品可以选择Vxworks等。

1.2 嵌入式软件开发概述 嵌入式软件开发总体流程为图4.15中“软件设计实现”部分所示，它同通用计算机软件开发一样，分为需求分析、软件概要设计、软件详细设计、软件实现和软件测试。其中嵌入式软件需求分析与硬件的需求分析合二为一，故没有分开画出。 由于在嵌入式软件开发的工具非常多，为了更好地帮助读者选择开发工具，下面首先对嵌入式软件开发过程中所使用的工具做一简单归纳。 嵌入式软件的开发工具根据不同的开发过程而划分，比如在需求分析阶段，可以选择IBM的Rational Rose等软件，而在程序开发阶段可以采用CodeWarrior（下面要介绍的ADS 的一个工具）等，在调试阶段所用的Multi-ICE等。同时，不同的嵌入式操作系统往往会有配套的开发工具，比如Vxworks有集成开发环境Tornado，WindowsCE的集成开发环境WindowsCE Platform等。此外，不同的处理器可能还有对应的开发工具，比如ARM的常用集成开发工具ADS、IAR和RealView等。在这里，大多数软件都有比较高的使用费用，但也可以大大加快产品的开发进度，用户可以根据需求自行选择。图4.16是嵌入式开发的不同阶段的常用软件。 图1.2 嵌入式开发不同阶段的常用软件 嵌入式系统的软件开发与通常软件开发的区别主要在于软件实现部分，其中又可以分为编译和调试两部分，下面分别对这两部分进行讲解。 1．交叉编译 嵌入式软件开发所采用的编译为交叉编译。所谓交叉编译就是在一个平台上生成可以在另一个平台上执行的代码。在第3章中已经提到，编译的最主要的工作就在将程序转化成运行该程序的CPU所能识别的机器代码，由于不同的体系结构有不同的指令系统。因此，不同的CPU需要有相应的编译器，而交叉编译就如同翻译一样，把相同的程序代码翻译成不同CPU的对应可执行二进制文件。要注意的是，编译器本身也是程序，也要在与之对应的某一个CPU平台上运行。嵌入式系统交叉编译环境如图4.17所示。

嵌入式系统设计与应用复习资料.docx

嵌入式系统设计与应用复习资料 （一）?单项选择题： 1. 下面哪个系统属于嵌入式系统。 （ 八、“天河一号”计算机系统 C 、联想S10±网木 D ） B 、联想T400笔记本计算机 D 、联想OPhone 手机 2. 软硕件协同设计方法与传统设计方法的最大不同Z 处在于（B ）。 A 、软硬件分开描述 C 、协同测试 3. 卜?面关于哈佛结构描述正确的是（A A 、程序存储空间与数据存储空间分离 C 、程序存储空间与数据存储空间合并 4. 下面哪一种工作模式不属于ARM 特权模式 A 、用户模式 B 、系统模式 C 、 5. ARM7TDM1的工作状态包括（D ）。 A 、测试状态和运行状态 C 、就绪状态和运行状态 6. USB 接口移动硬盘最合适的传输类型为（ A 、控制传输 B 、批量传输 C 、 7. 下而哪一种功能单元不属于I/O 接口电路。（D ） A 、USB 控制器 B 、UART 控制器 C 、以太网控制器 &下面哪个操作系统是恢入式操作系统。（B ） As Red-hat Linux B 、 PCLinux C 、 Ubuntu Linux D 、 SUSE Linux 9. 使用Host-Target 联合开发嵌入式应用，（B ）不是必须的。 A 、宿主机 B 、银河麒麟操作系统 C 、目标机 D 、交叉编译器 10. 下面哪个系统不属于嵌入式系统（D ）。 A 、MP3播放器 B 、GPS 接收机 C 、“银河玉衡”核心路由器 D 、“犬河一号”计算机系统 11. 在嵌入式系统设计中，嵌入式处理器选型是在进行（C ）吋完成。 A 、需求分析 B 、系统集成 C 、体系结构设计 D 、软便件设计 12. 下面哪一类嵌入式处理器最适合于用于工业控制（B ）。 A 、嵌入式微处理器 B 、微控制器 C 、DSP D 、以上都不合适 13. 关于ARM 了程序和Thumb 了程序互相调用描述正确的是（B ）。 A 、 系统初始化Z 后，ARM 处理器只能工作在一种状态，不存在互相调用。 B 、 只要遵循一定调用的规则，Thumb 子程序和ARM 子程序就可以互相调用。 C 、 只要遵循一定调用的规则，仅能Thumb 子程序调用ARM 子程序。 D 、 只耍遵循一定调用的规则，仅能ARM 子程序调用Thumb 子程序。 14. 关于ARM 处理器的异常的描述不正确的是（C ）。 A 、复位属于异常 B 、除数为零会引起异常 B 、软硬件统一描述 D 、协同验证 B 、存储空间与10空间分离 D 、存储空间与10空间合并 （A ）0 软中断模式 D 、FTQ 模式 B 、挂起状态和就绪状态 D 、ARM 状态和Thumb 状态 B ）0 中断传输 D 、等时传输 D 、LED

电力载波通讯

电力载波通讯 在中国电力载波应用大概有数据传输又名叫电力猫，多媒体传输视频音频等，指令传输各种抄表系统及智能家具。此技术已不是什么新技术，但是在中国为什么没有看到其大规模的应用呢？更不说了大部分人听都没有听说过这个名词。除了人们的接受需要时间外，还与中国电网的质量以及电力载波系统的成本还有比价大的关系. 什么是电力载波技术? 电力载波通讯即PLC，是Power line Communication的简称。 电力载波是电力系统特有的通信方式，电力载波通讯是指利用输电和供电的电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递[/B]。 [B]电力线传输的优点 电力线遍布城市和乡村，其覆盖面是任何网络无法比拟的，有利于电力线通信（PLC）网络的推广。PLC通过电力线传输数据，不需要增设更多的线路及设备，只需将调制解调器插入电力插座就可以通信，使用简单，成本低廉，有利于信息资源共享和家电上网。 PLC除了施工中的明显优势之外，在总体价格上也存在优势。随着市场的发展，以前相对比较高的电力线上网价格在逐步的下降，目前PLC在单线成本上与xDSL、电缆调制解调器相当。 由于无线电通信易受地形和空间干扰的影响，而利用电力线通信刚好补充它的不足之处外，还可以节省资源，提高效益，降低辐射，更环保 在速率上，电力线上网经过14Mb/s、85Mb/s，目前已经迎来了200Mb/s的时代。将来还会有1GB/2GB/S问世。200Mb/s的带宽足以满足以后数字家庭的安全、教育、娱乐等要求，是数字家庭理想的骨干网络。 但是电力线载波通讯有以下缺点, 1、配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送； 2、三相电力线间有很大信号损失（10 dB -30dB）。当通讯距离很近时，不同相间可能会到收微小信号。一般电力载波信号只能在单相电力线上传输；不同信号藕合方式对电力载波信号损失不同，藕合方式有接地藕合和线中线藕合。线地藕合方式与线中线藕合方式相比，电力载波信号少损失十几dB，但线地藕合方式不是所有地区电力系统都适用；电力线存在本身因有的脉冲干扰。目前使用的交流电有50HZ和[60HZ，则周期为20ms和16.7ms，在每一交流周期中，出现两次峰值，两次峰值会带来两次脉冲干扰，即电力线上有固定的100HZ或120HZ脉冲干扰，干扰时间约2ms，因定干扰必须加以处理。有一种利用波形过0点的短时间内进行数据传输的方法，但由于过0点时间短，实际应用与交流波形同步不好控制，现代通讯数据帧又比较长，所以难以应用； 5、电力线对载波信号造成高削减。当电力线上负荷很重时，线路阻抗可达1欧姆以下，造成对载波信号的高削减。实际应用中，当电力线空载时，点对点载波信号可传输到几公里。但当电力线上负荷很重时，只能传输几十米。电力线载波通信系统作为电力系统专用通信网中较广泛使用的传统通信产品，曾经在电力系统通信中占主导地位。但近十年来，由于微波、光纤、卫星等通信手段的发展，而传统电力线载波机因技术水平限制，远不能满足现代电力系统通信要求。在市场竞争日渐激烈的今天，各制造商为了得到较稳定的市场份额，在新产品开发方面，均不同程度地引入了当前通信领域中的一些新技术、新概念、新器件、新工艺，从而使这一传统的模拟通信系统从结构、性能、业务能力…等方面均有很大的改良。其中结构的小型化、数字复用技术的应用、数字技术在高频调制/解调方面的革新是最引人注目的。[/B]虽然我们有一些问题还没有完全的解决，但是科技飞跃进步，技术问题随着时间的发展，最终都能被解决被克服的以上技术问题是要慢慢来的，而当前[/B][B]电力线传输需要解决的是

三级嵌入式系统开发技术-5 (1)

三级嵌入式系统开发技术-5 (总分：100.00，做题时间：90分钟) 一、填空题(总题数：44，分数：100.00) 1.当前，智能手机之类的高端嵌入式系统应用，其主要特征是硬件采用 1位的CPU，软件配置了功能丰富的操作系统和图形用户界面。 （分数：4.00） 解析：32 2.SoC芯片是一种超大规模集成电路，它的开发过程极其复杂，其中大部分工作都是借助于EDA工具完成的，EDA的中文名称是 1。 （分数：4.00） 解析：电子设计自动化 3.在IC行业，已完成并经过验证的IC电路具有固定的不可再分解的功能特性，人们称之为“核”，它们属于知识产权保护的范畴，所以也称为知识产权核或 1核。 （分数：4.00） 解析：IP 4.某人使用电子书阅读器阅读一部中文长篇小说，其电子文本的格式为.txt，文件的实际大小为236KB，该小说包含的汉字大约有 1万字。 （分数：4.00） 解析：11.8 5.数字视频的数据量非常大，存储和传输时必须进行数据压缩。目前在VCD、DVD、数字有线电视、卫星电视等应用领域中广泛采用的压缩编码标准是国际标准化组织(ISO)制订的，其名称为 1。 （分数：4.00） 解析：MPEG 6.通过无线局域网(WLAN)接入Internet是目前无线上网的途径之一。WLAN技术采用IEEE 802.11协议，技术日益成熟，性能不断提高，目前普遍使用的IEEE 802.11n协议可以支持的数据传输速率已经达到 1，甚至更高。 （分数：4.00） 解析：108Mb/s 7.ARM公司把它的系列处理器划分为五个大的系列，分别是以ARM7/9/11为代表的经典ARM处理器、以Cortex-M等为代表的 1处理器、以Cortex-R等为代表的 2处理器、以Cortex-A5/A8/A9/A15为代表的应用Cortex处理器以及以SecureCore为代表的 3处理器。 （分数：2.00） 解析：ARM Codex嵌入式 ARM Codex实时嵌入式专家 8.在ARM处理器中，通用寄存器有R0～R15，其中无论何种模式、无论什么状态下都可以作为通用寄存器使用的寄存器是1，作为堆栈指针SP使用的寄存器是R13，作为程序链接寄存器LR的是R14，作为程序计数器PC的是R15。 （分数：2.00） 解析：R0～R7寄存器 9.经典ARM处理器复位后自动进入的地址为 1，外部快速中断的向量地址为0x0000001C。

电力线载波通信---有线通信

抄表系统及其方法 本发明公开了一种抄表系统包括电力线宽带载波通信单元、无线通信单元、时钟单元、控制单元以及存储单元；所述电力线宽带载波通信单元用于收发通过电力线载波方式传送的抄表信号；所述无线通信单元用于收发通过无线通信方式传送的抄表信号；控制单元用于信道状况的侦测，根据侦测结果控制抄表系统在电力线宽带载波通信以及无线通信之间的信道自动切换，切换信道后进行自动组网，并将从电力线宽带载波通信单元以及无线通信单元接收到的抄表信号进行格式转换生成电表数据。本抄表系统利用宽带载波通信可靠性高、数据传输率高、数据容量大、双向传输等特点，将无线通信方式以及电力线通信方式相互结合，使抄表布线等现场施工工作变得简便灵活。 电力线载波Power Line Carrier - PLC通信是利用高压电力线在电力载波领域通常指 35kV及以上电压等级中压电力线指10kV电压等级或低压配电线380/220V用户线作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式 PLC = Power Line Carrier,电力线载波 电力线载波(PLC)是电力系统特有的通信方式，电力线载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。 近年来电力线载波技术突破了仅限于单片机应用的限制，已经进入了数字化时代，并且随着电力线载波技术的不断发展和社会的需要中/低压电力载波通信的技术开发及应用亦出现了方兴未艾的局面。电力线载波通信这座被国外传媒喻为未被挖掘的金山正逐渐成为一门电力通信领域乃至关系到千家万户的热门专业。 但是电力线载波通讯因为有以下缺点，导致PLC主要应用－－“电力上网”未能大规模应用： 1、配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送； 2、三相电力线间有很大信号损失（10 dB -30dB）。通讯距离很近时，不同相间可能会收到信号。一般电力载波信号只能在单相电力线上传输； 3、不同信号藕合方式对电力载波信号损失不同，藕合方式有线-地藕合和线-中线藕合。线-地藕合方式与线-中线藕合方式相比，电力载波信号少损失十几dB，但线-地藕合方式不是所有地区电力系统都适用； 4、电力线存在本身因有的脉冲干扰。目前使用的交流电有50HZ和 60HZ，则周期为20ms和16.7ms，在每一交流周期中，出现两次峰值，两次峰值会带来两次脉冲干扰，即电力线上有固定的100HZ或120HZ脉冲干扰，

嵌入式Linux应用软件开发流程

从软件工程的角度来说，嵌入式应用软件也有一定的生命周期，如要进行需求分析、系统设计、代码编写、调试和维护等工作，软件工程的许多理论对它也是适用的。 但和其他通用软件相比，它的开发有许多独特之处： ·在需求分析时，必须考虑硬件性能的影响，具体功能必须考虑由何种硬件实现。 ·在系统设计阶段，重点考虑的是任务的划分及其接口，而不是模块的划分。模块划分则放在了任务的设计阶段。 ·在调试时采用交叉调试方式。 ·软件调试完毕固化到嵌入式系统中后，它的后期维护工作较少。 下面主要介绍分析和设计阶段的步骤与原则： 1、需求分析 对需求加以分析产生需求说明，需求说明过程给出系统功能需求，它包括：·系统所有实现的功能 ·系统的输入、输出 ·系统的外部接口需求（如用户界面） ·它的性能以及诸如文件/数据库安全等其他要求 在实时系统中，常用状态变迁图来描述系统。在设计状态图时，应对系统运行过程进行详细考虑，尽量在状态图中列出所有系统状态，包括许多用户无需知道的内部状态，对许多异常也应有相应处理。 此外，应清楚地说明人机接口，即操作员与系统间地相互作用。对于比较复杂地系统，形成一本操作手册是必要的，为用户提供使用该系统的操作步骤。为使系统说明更清楚，可以将状态变迁图与操作手册脚本结合起来。

在对需求进行分析，了解系统所要实现的功能的基础上，系统开发选用何种硬件、软件平台就可以确定了。 对于硬件平台，要考虑的是微处理器的处理速度、内存空间的大小、外部扩展设备是否满足功能要求等。如微处理器对外部事件的响应速度是否满足系统的实时性要求，它的稳定性如何，内存空间是否满足操作系统及应用软件的运行要求，对于要求网络功能的系统，是否扩展有以太网接口等。 对于软件平台而言，操作系统是否支持实时性及支持的程度、对多任务的管理能力是否支持前面选中的微处理器、网络功能是否满足系统要求以及开发环境是否完善等都是必须考虑的。 当然，不管选用何种软硬件平台，成本因素都是要考虑的，嵌入式Linux 正是在这方面具有突出的优势。 2、任务和模块划分 在进行需求分析和明确系统功能后，就可以对系统进行任务划分。任务是代码运行的一个映象，是无限循环的一段代码。从系统的角度来看，任务是嵌入式系统中竞争系统资源的最小运行单元，任务可以使用或等待CPU、I/O设备和内存空间等系统资源。 在设计一个较为复杂的多任务应用系统时，进行合理的任务划分对系统的运行效率、实时性和吞吐量影响都极大。任务分解过细会不断地在各任务之间切换，而任务之间的通信量也会很大，这样将会大大地增加系统的开销，影响系统的效率。而任务分解过粗、不够彻底又会造成原本可以并行的操作只能按顺序串行执行，从而影响系统的吞吐量。为了达到系统效率和吞吐量之间的平衡折中，在划分任务时应在数据流图的基础上，遵循下列步骤和原则：

(完整word版)嵌入式系统设计与应用

嵌入式系统设计与应用 本文由kenneth67贡献 ppt文档可能在W AP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 课程名称：课程名称：嵌入式系统设计与应用 总学时：其中讲课36学时，上机实践环节12 36学时12学时总学时：其中讲课36学时，上机实践环节12学时教材：嵌入式系统设计教程》教材：《嵌入式系统设计教程》电子工业出版社马洪连参考书：参考书：1、《嵌入式系统开发与应用》北航出版社、田泽编著. 嵌入式系统开发与应用》北航出版社、田泽编著. 2、《ARM体系结构与编程》清华大学出版社杜春雷编著ARM体系结构与编程体系结构与编程》嵌入式系统设计与实例开发—ARM ARM与C/OS3、《嵌入式系统设计与实例开发ARM与μC/OS-Ⅱ》清华大学出版社王田苗、魏洪兴编著清华大学出版社王田苗、ARM嵌入式微处理器体系结构嵌入式微处理器体系结构》4、《ARM嵌入式微处理器体系结构》北航出版社、马忠梅等著. 北航出版社、马忠梅等著. 张石．ARM嵌入式系统教程嵌入式系统教程》5、张石．《ARM嵌入式系统教程》．机械工业出版2008年社．2008年9月 1 课程内容 绪论：绪论： 1）学习嵌入式系统的意义2）高校人才嵌入式培养情况嵌入式系统设计（实验课）3）嵌入式系统设计（实验课）内容安排 第1章嵌入式系统概况 1.1 嵌入式系统的定义1.2 嵌入式系统的应用领域及发展趋势1.3 嵌入式系统组成简介 第2章嵌入式系统的基本知识 2.1 2.2 2.3 嵌入式系统的硬件基础嵌入式系统的软件基础ARM微处理器的指令系统和程序设计ARM微处理器的指令系统和程序设计 2 第3章 3.1 3.2 3.3 基于ARM架构的嵌入式微处理器基于ARM架构的嵌入式微处理器ARM 概述嵌入式微处理器的组成常用的三种ARM ARM微处理器介绍常用的三种ARM 微处理器介绍 第4章 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 嵌入式系统设计 概述嵌入式系统的硬件设计嵌入式系统接口设计嵌入式系统人机交互设备接口嵌入式系统的总线接口和网络接口设计嵌入式系统中常用的无线通信技术 3 第5章嵌入式系统开发环境与相关开发技术 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 6.1 6.2 6.3 6.4 概述嵌入式系统的开发工具嵌入式系统调试技术嵌入式系统开发经验嵌入式系统的Bootloader Bootloader技术嵌入式系统的Bootloader技术μC/OS-II操作系统概述C/OS-II操作系统概述ADS开发环境ARM ADS开发环境C/OS-II操作系统在ARM系统中的移植操作系统在ARM μC/OS-II操作系统在ARM系统

电力线载波通信系统解读

摘要 电力线载波通信是以输电线路为载波信号的传输媒介的电力系统通信。由于输电线路具备十分牢固的支撑结构，并架设3条以上的导体(一般有三相良导体及一或两根架空地线)，所以输电线输送工频电流的同时，用之传送载波信号，既经济又十分可靠。这种综合利用早已成为世界上所有电力部门优先采用的特有通信手段。这次的课程设计通过电力线在波芯片设计一个电力线载波通信系统。 电力线载波通信具有广阔的应用前景但由于电力线的噪声和干扰对信道的污染很大，严重影响了低压电线载波通信的质量。本文就电力线载波通信的优点缺点及发展现状进行了讨论，并分析了电力信道的噪声分类，特性及对我们信号的影响。以及我们对噪声的滤波耦合等。并且详细的介绍了电力线载波通信的具体实现形式方法和步骤最终形成一个系统达到我们的要求。 课程设计选用青岛东软的SSC1641的电力线载波芯片该芯片具有调制解条，a/d，d/a通信的功能，该芯片直接对信号数字信号处理，极大地提高了通信的可靠性。文中包括了他的外围电路，信号放大，耦合，滤波等最终实现功能。 实现了接收电力线的含有噪声的信号，然后对这个信号滤波模数转换等处理后通过串行通信的方式发送到过单片机，单片机经过数据处理后通过LCD1602显示出来，并且也通过串行通信发送到PC机显示出来。PC机或开关电路输入信号经过SSC1641处理后通过电力线发送。这样一个系统阶完成了接收与发送信号，形成了一个通信系统。 关键字：电力线载波通信系统SSC1641 调制解调 1、绪论 1.1设计任务及要求 电力线载波通信系统设计基本要求：下图一个电力线载波通信模块的结构组成，请看懂，并查阅资料了解电力线载波通信的原理和电力线载波芯片的技术资料。根据系统结构，完成载波芯片外的其他器件选型、配套硬件电路设计（包括原理图、PCB图）、软件设计和仿真调试。系统至少具备以下特性： 1）开关量输入和输出各5路； 2）系统24V供电； 3）具有通信状态指示功能； 4）有232、485或USB有线通信接口； 5）断电继续工作能力； 6）其他自己发挥的功能。

嵌入式系统设计与应用-西安交通大学教师个人主页

嵌入式系统设计与应用第六章进程和操作系统（3）西安交通大学电信学院孙宏滨 i n S u n i 'a n J i a o t o n g U i v e r s i t y I n t e r n a l T e a c h i n g U s e O n l y

● 我们该如何评估调度策略？● 能满足所有截止时限 ● CPU 利用率---CPU 执行有用工作所占的时间比例● 调度开销---做调度决策所需的时间 i n S u n i 'a n J i a o t o n g U i v e r s i t y I n t e r n a l T e a c h i n g U s e O n l y

● 分配优先级主要有两种方法：● 静态优先级：在整个执行过程中优先级始终不变● 动态优先级：在执行过程中优先级发生变化 i n S u n i 'a n J i a o t o n g U i v e r s i t y I n t e r n a l T e a c h i n g U s e O n l y

● 单调速率调度（Rate-Monotonic Scheduling, RMS ）：首先为实时操作系统开发的调度策略之一，直至现在仍然被广泛使用。● RMS 属于静态调度策略。事实证明，固定优 先级的做法在许多情况下都足以有效地调度进程。● RMS 的理论基础是单调速率分析（Rate Monotonic Analysis, RMA ）。i n S u n i 'a n J i a o t o n g U i v e r s i t y I n t e r n a l T e a c h i n g U s e O n l y

2020年嵌入式系统设计师考试大纲内容

2020年嵌入式系统设计师考试大纲内容 一、考试说明 1、考试目标 通过本考试的合格人员能根据项目管理和工程技术的实际要求，按照系统总体设计规格进行软、硬件实际，编写系统开发规格说明书等相应的文档；组织和指导嵌入式系统靠法实施人员实施硬件电路、编写和调试程序，并对嵌入式系统硬件设备和程序进行优化和集成测试，开发出符合系统总体设计要求的高质量嵌入式系统；具有工程师的实际工作能力和业务水平。 2、考试要求： （1）掌握科学基础知识； （2）掌握嵌入式系统的硬件、软件知识； （3）掌握嵌入式系统分析的方法； （4）掌握嵌入式系统设计与开发的方法及步骤； （5）掌握嵌入式系统实施的方法； （6）掌握嵌入式系统运行维护知识； （7）了解信息化基础知识、信息技术引用的基础知识； （8）了解信息技术标准、安全，以及有关法律的基本知识；（9）了解嵌入式技术发展趋势； （10）正确阅读和理解计算机及嵌入式领域的英文资料。

3、考试科目 （1）嵌入式系统基础知识，考试时间为150分钟，笔试，选择题；（2）嵌入式系统应用技术（案例分析），考试时间为150分钟，笔试，问答题。 二、考试范围 考试科目1：嵌入式系统基础知识 1.计算机科学基础 1.1数制及转换 ·二进制、八进制、十进制和十六进制等常用数制及其相互转换 1.2数据的表示 ·数的机内表示（原码、反码、补码、移码，定点和浮点，精度和溢出） ·字符、汉字、声音、图像的编码方式 ·校验方法和校验码（奇偶验码、海明校验码、循环校验码） 1.3算术和逻辑运算 ·计算机中的二进制数运算方法 ·逻辑代数的基本运算和逻辑表达式的化简 1.4计算机系统结构和重要部件的基本工作原理 ·CPU和存储器的组成、性能、基本工作原理 ·常用I/O设备、通信设备的性能，以及基本工作原理 ·I/O接口的功能、类型和特点 ·虚拟存储存储基本工作原理，多级存储体系

通信领域中电力线载波通信的应用及其原理

通信领域中电力线载波通信的应用及其原理 Power Line Carrier 电力线载波Power Line Carrier - PLC通信是利用高压电力线在电力载波领域通常指35kV及以上电压等级中压电力线指10kV电压等级或低压配电线380/220V用户线作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。 近年来高压电力线载波技术突破了仅限于单片机应用的限制，已经进入了数字化时代，并且随着电力线载波技术的不断发展和社会的需要中/低压电力载波通信的技术开发及应用亦出现了方兴未艾的局面。电力线载波通信这座被国外传媒喻为未被挖掘的金山正逐渐成为一门电力通信领域乃至关系到千家万户的热门专业。在这种形势下，本文旨在通过对电力线载波通信技术的发展及所涉及的一些技术问题的讨论，阐明电力线载波通信的发展历程特点及技术关键。 电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行而应运而生的，它同电力系统的安全稳定控制系统，调度自动化系统，被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。目前，它更是电网调度自动化网络运营市场化和管理现代化的基础，是确保电网安全稳定经济运行的重要手段，是电力系统的重要基础设施。由于电力通信网对通信的可靠性保护控制信息传送的快速性和准确性具有及严格的要求，并且电力部门拥有发展通信的特殊资源优势，因此世界上大多数国家的电力公司都以自建为主的方式建立了电力系统专用通信网[1]。长期以来，电力线载波通信网一直是电力通信网的基础网络。目前，在长达670000km的35kV以上电压等级的输电线路上，多数已开通电力线载波通道[1]。形成了庞大的电力线载波通信网，该网络主要用于地市级或以下供电部门构成面向终端变电站及大用户的调度通信远动及综合自动化通道使用。 近年来，随着光纤通信的发展，电力线载波通信已从主导的电力通信方式改变为辅助通信方式，但是由于我国电力通信发展水平的不平衡，由于电力通信规程要求主要变电站必须具有两条

江苏科技大学通信专业嵌入式系统设计及应用_复习大纲

嵌入式系统设计复习 题型： 1、填空，15分左右 2、选择，30分左右 3、简答题40分左右 4、综述15分左右 第一章嵌入式系统概述 提纲： 1、掌握嵌入式系统的定义 2、了解嵌入式系统的一般组成 嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序 （嵌入式系统一般由嵌入式计算机和执行部件组成。其中嵌入式计算机是整个嵌入式系统的核心，主要包括硬件层、中间层、系统软件层以及应用软件层） 知识点： 1、嵌入式系统的定义与特点 定义：是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统 特点：软件硬件可裁剪 ①专用性：嵌入式系统具有特定的功能,用于特定的任务； ②低成本：嵌入式系统极其关注成本； ③低功耗：嵌入式系统大都有功耗的要求； ④高实时性OS； ⑤嵌入式系统的运行环境广泛； ⑥嵌入式系统的软件通常要求固态化存储； ⑦嵌入式系统的软件、硬件可靠性要求更高； 2.RISC指令系统的特点 答：指令系统：RISC设计者把上要精力放在那些经常使用的指令上，尽量使它们具有简单高效的特色。对不常用的功能，常通过组合指令来实现。因此，在RISC机器上实现特殊功能时，效率可能较低。但可以利用流水技术和超标量技术加以改进和弥补。 存储器操作：RISC对存储器操作有限制，使控制简单化 程序：RISC汇编语言程序一般需要较大的内存空间，实现特殊功能时程序复杂，不易设计 中断：RISC机器在一条指令执行的适当地方可以响应中断 CPU：由于RISC CPU包含少的单元电路，因而面积小、功耗低 设计周期：RISC微处理器结构简单，布局紧凑，设计周期短，且易于采用最新技术易用性：RISC微处理器结构简单，指令规整，性能容易把握，易学易用 应用范围：由于RISC指令系统的确定与特定的应用领域有关，所以RISC机器更适合于嵌入式应用 3、嵌入式系统由硬件与软件组成，其中软件的组成 答：由实时多任务操作系统、文件系统、图形用户界面接口、网络系统及通用组件模块组成 4、嵌入式系统的运行可靠性指标

嵌入式系统开发技术

XX邮电大学研究生堂下考试答卷 考试科目嵌入式系统开发技术 一、【实验题目】 实验题目：QT程序设计之数码管 二、【实验目的】 实验目的： 1、学会开发板的挂载； 2、掌握数码管驱动程序的编写方法； 3、熟练并掌握QT程序设计的控制界面设计方法； 4、学会对QT应用程序进行条件编译和下载； 5、通过QT应用程序，可操控数码管进行加1计数或者 减1计数。 三、【实验步骤】 1、先进行开发板的挂载： ①安装交叉编译器：将压缩包cross-4.2.2-eabi.tar.bz2解压 到/usr/local/arm目录下即可。 ②编译UBOOT：将压缩包uboot1.1.6_FORLINX_6410.tgz

解压到/forlinux目录下，并用make smdk6410_config进行配置,然后用make编译。 ③编译Linux-2.6.28: 将压缩包 linux2.6.28_FORLINX_6410.tgz解压到/forlinux录下，用make menuconfig命令，依次进入Device Drivers->Graphics support->Support for frame buffer drivers->Select LED Type目录下，选择液晶屏类型，分辨率为640×480。按Esc推出并保存。然后用make zImage命令编译内核。 ④在电脑上查看设备端口号，并用超级终端建立连接。在ubuntu上配置IP地址为172.24.58.11并重启开发板，在超级终端界面中快速按下空格键，输入setenv bootargs"root=/dev/nfsnfsroot=172.24.58.11:/forlinux/root ip= 172.24.58.22:172.24.58.11:172.24.58.1:255.255.255.0::eth 0:console=ttySAC0,115200"后按下回车，并输入saveenv 保存配置。 ⑤重启开发板，超级终端界面显示如下即挂载成功

三级嵌入式系统开发技术-4 (1)

三级嵌入式系统开发技术-4 (总分：100.00，做题时间：90分钟) 一、选择题(总题数：50，分数：100.00) 1.与通用计算机(如PC)相比，嵌入式系统具有许多不同之处。下面不属于嵌入式系统特点的是______。（分数： 2.00） A.嵌入式系统与具体应用紧密结合，具有很强的专用性 B.嵌入式系统大多面向控制应用，可靠性十分重要 C.应用于过程控制、数据采集、通信传输等领域的嵌入式系统对实时性有一定要求 D.用户可以方便地对嵌入式系统的软件进行修改、升级和扩充√ 解析： 2.下面是关于嵌入式系统CPU的叙述，其中错误的是______。 （分数：2.00） A.嵌入式系统中目前仍大量使用8位和16位的CPU B.使用32位CPU是嵌入式系统技术发展的主流 C.数字信号处理器不能用作嵌入式系统的CPU √ D.嵌入式系统CPU大多能支持实时处理并具有低功耗特性 解析： 3.微控制器是嵌入式处理芯片的一个重要品种，下面有关叙述中正确的是______。 （分数：2.00） A.微控制器将CPU、存储器、I/O控制电路等全部集成在一块IC芯片中 B.微控制器的品种多，应用面广，是嵌入式处理芯片中历史最长的一个品种 C.4位和8位的MCU目前已很少使用，接近淘汰√ D.当前大多数32位MCU产品中都使用ARM处理器内核 解析： 4.片上系统也称为系统级芯片，它是嵌入式处理芯片的一个重要品种，下列叙述中错误的是______。 （分数：2.00） A.片上系统的英文原文是System On Chip，其缩写为SOC或SoC B.它是集成电路加工工艺进入到深亚微米时代的产物 C.片上系统实现了使用单个芯片进行数据的采集、转换、存储、处理和I/O等多种功能 D.片上系统能把除了模拟电路之外的各种电路都集成在单个芯片上√ 解析： 5.下列有关汉字编码标准的叙述中，错误的是______。 （分数：2.00） A.GB2312国标字符集仅包含6000多个汉字，许多情况下已不够使用 B.GB18030编码标准与Unicode编码标准完全兼容√ C.Unicode字符集包含的汉字超过2万个，既包括简体汉字，也包括繁体汉字 D.GB18030汉字编码标准与GB2312保持向下兼容 解析： 6.一幅1024×768的彩色图像，其数据量在2.25MB左右，若图像数据没有经过压缩处理，则图像中每像素是使用______二进制位表示的。 （分数：2.00） A.8位 B.16位 C.24位√ D.32位 解析：

2019嵌入式课程设计-嵌入式系统设计与应用(第2版)-王剑-清华大学出版社

嵌入式系统课程设计计划 具体内容、进度安排及要求 （附课表，包含指导、答疑、上机的时间、地点，指导教师，学生班级，分组情况等）一、内容及要求： 通过本次课设，使学生了解嵌入式系统的特点，进一步理解和巩固课堂所学的嵌入式系统的基本理论和知识。掌握嵌入式系统的基本设计与分析方法，从而达到理论与实际相结合，并为今后从事嵌入式系统设计及其相关领域的各项工作打下坚实的基础。具体要求如下： 1、掌握嵌入式系统的硬件设计原理。 2、掌握嵌入式linux操作系统下的C语言应用程序设计技术 3、掌握嵌入式linux操作系统驱动程序设计技术 4、掌握嵌入式linux操作系统的移植技术 5、掌握嵌入式linux操作系统的交叉编译与动态调试技术 具体内容如下： （1）熟悉嵌入式硬件系统基础知识及基于Linux的应用开发环境的建立和程序设计方法 熟悉嵌入式硬件系统基础知识，熟悉嵌入式操作系统Linux的特点，了解Linux的主要模块及各自的功能。掌握虚拟机VMW ARE的使用方法，掌握通过交互式的环境来设计和定制内核、选择系统特性，然后进行编译和调试的全过程。了解BSP在嵌入式系统中位置及其作用。掌握在嵌入式操作系统Linux上搭建嵌入式应用开发环境的方法，熟悉Bootloader的使用方法。 （2）嵌入式操作系统Linux平台的编译移植搭建 安装嵌入式实验开发平台的BSP。根据嵌入式实验开发平台的特点和系统需求，利用VMARE环境配置Linux操作系统的特性和功能, 熟悉Bootloader的使用方法,使用TOOLCHAIN进行交叉编译、链接生成操作系统内核，生成系统映像文件ZImage。下载并运行编译好的Linux系统内核。对文件系统同样进行相关编译移植下载至嵌入式开发平台上。 （3）嵌入式数据库SQLITE与UI开发工具QT的掌握。 （4）根据所学理论知识和嵌入式硬件开发平台的具体情况，设计一个具有一定规模较复杂功能的嵌入式系统（如嵌入式系统设备驱动程序），一般来讲需要2个学生共同完成. （5）编写课设报告。课设报告要求： 1．要求使用A4纸打印，必须有封面和目录。封面内容有课设题目、班级、序号(两位)、姓名、指导教师、日期等内容。 2．课设内容一般应包含如下部分： ①课设名称、目的、要求、内容。 ②嵌入式系统a8开发硬件平台的基本概述。 ③嵌入式操作系统Linux配置、编译、移植的基本原理和过程及测试程序设计。 ④嵌入式数据库sqlite的移植过程及程序设计。 ⑤基于QT的数据库应用程序设计。 ⑥目标系统如嵌入式设备驱动程序的设计。 ⑦课设结果及分析。 ⑧收获、体会和建议。 二、进度安排： 1．嵌入式开发平台的熟悉（硬件设计环境和软件开发环境）（1天） 2．嵌入式操作系统Linux平台的编译移植搭建（1天） 3．嵌入式linux操作系统的交叉编译与动态调试（1天） 4．嵌入式数据库SQLITE的熟悉（1天）