_4QPSK调制器的软件仿真与硬件实现

/4QPS K 调制器的软件仿真与硬件实现

万慧琳,龚晓晖,殷奎喜,袁 赟

(南京师范大学物理科学与技术学院,江苏省南京市210097)

摘 要:针对 /4QPSK (正交相移键控)调制器与QPSK 进行了软件仿真比较,实验表明, /4QPSK 具有较高的频谱效率。通过硬件电路实现了 /4QPSK 调制器并用软件仿真对其进行了比较验证,结果证明了硬件实现的可行性及正确性,可用于移动通信实验及程控交换机中。

关键词: /4QPSK;调制器;软件仿真

中图分类号:TN914.3

收稿日期:2005 12 14;修回日期:2006 07 10。

基金项目:地理信息科学江苏省重点实验室资助(J K 20050304)

0 引 言

/4QPSK (正交相移键控)是在QPSK 基础上发展起来的一种线性窄带数字调制技术,它在码元转换

时刻的相位突变限于 /4或 3 /4,没有因180 相位突变而引起的100%包络起伏,因此它的频谱利用率高、频谱特性好。另外, /4QPSK 在解调上可采用差分检测,能避免由于时延扩展、多普勒频移等造成的载波提取困难。正因为 /4QPSK 调制具有这些突出的优点,它在移动通信、卫星通信中已得到广泛应用。 /4QPSK 已被确定为北美第2代数字蜂窝移动通信系统DAMPS 和日本J DC 蜂窝系统中的调制方式。

1 /4QPS K 与QPS K 的信号特征

/4QPSK 调制中,其相位跳变值是n /4(n = 1或 3),在QPSK 中,180 相位翻转对应有丰富的功率谱旁瓣能量,限带引起的包络起伏将通过非线性功放的AM (调幅)/P M (调相)和AM /P M 转换效应导致可观量值的频谱扩散,使旁瓣干扰增大和限带滤波作用抵消。与QPSK 相比, /4QPSK 限带滤波后有较小的包络起伏,在非线性信道中有更优的频谱效率。图1给出了QPSK 和 /4QPSK

信号状态转迁轨迹。

图1 信号状态跳转轨迹

图1(a)中QPSK 共有4个相位状态,其中一个状态可以转换为其他3个状态中的任意一个,因而存在180 的相位跳变;图1(b)中有8个相位状态,可以认为这8个相位点是由两个QPSK 信号叠加而成的。相

位跳变被限制在4个相位点之间,每个信号只用其中一个QPSK 星座点传送出去,全部状态转迁在两个QPSK 信号相位状态之间完成,图1中分别以白点和黑点表示两组QPSK 信号,相隔45 。相位转迁只能由白点组转到黑点组,或相反。因此, /4QPSK 可能出现的相位跳变为 45 和 135 ,与QPSK 相比,有较小的包络起伏,在非线性信道有更优的频谱效率。

2 /4QPS K 的调制原理

调制信号经过串/并转换、差分相位编码和低通滤波器后,再经过正交调制,就可得到已调信号。 /4QPSK 调制原理如图2

所示。

图2 /4QPSK 的调制原理

图2中,X k 和Y k 是互为独立的同步数据,在第K 个码元区间内,即KT !t !(K +1)T (T 为码元宽度)。X k 、Y k 与差分相位编码输出U k 、V k 的关系如下:

k = k-1+ (X k ,Y k )

(1)U k =cos k =cos [ k-1+ (X k ,Y k )]

(2)V k =sin k =si n [ k-1+ (X k ,Y k )]

(3)

式中:U k ,V k 分别为第k 个码元的同相正交分量; (X k ,Y k )为由输入数据(X k ,Y k )决定的相位差。 因此,如果用 k 表示第k 个码元结束时信号的绝对相位,则式(2)和式(3)可以表示为:

?

27?第32卷第10期2006年10月 电子工程师 ELECTRON I C ENG I N EER V o.l 32N o .10

O ct .2006

U k =cos k-1cos (X k ,Y k )- sin k-1sin (X k ,Y k )(4)V k =s i n k-1cos (X k ,Y k )+ cos k-1si n (X k ,Y k )

(5) 根据图2可得到 /4QPSK 已调信号为:

S (t)=X k cos k cos !t +Y k si n k si n !t

(6)

为了进一步证明 /4QPSK 的调制优于QPSK 调制,可通过对其功率谱密度与QPSK 的功率谱密度进行仿真比较,如图3所示。从图中可知, /4QPSK 的功率谱的旁瓣的衰减比QPSK 衰减得快,在归一化频率f 0=1.5处, /4QPSK 的功率谱密度比QPSK 的功率谱密度下降了3dB ,由此可知, /4QPSK 的频谱效率高于QPSK

。

图3 功率谱密度比较

3 基于Verilog HDL 的 /4QPS K 调制方式硬件实现

3.1 余弦函数的产生

采用CPLD (复杂可编程逻辑器件)实现 /4

QPSK 调制的重要步骤是产生一个稳定的余弦函数作为载波。本文中采用查表法,将一个周期余弦函数进行离散化,一个周期余弦函数中采样76个点,足以满足奈奎斯特采样定理(F s >2F c ),可以恢复出平滑的余弦波形。再将采样点的数值归一化,并放大处理为正数值,再转换成8位二进制数,按顺序存放到CPLD 片内的存储器中。为了节省存储空间,只存储了余弦函数第1象限的19个点,再由控制电路按固定算法读取RAM 中的数值,从而产生稳定的余弦载波。3.2 /4QPSK 调制器的实现

硬件产生框图如图4所示。根据 /4QPSK 调制原理,输入码流data i n 先经过串/并转换分成a ,b 两路信号,再经过差分编码,根据新输入的码元和上一组码元所产生的相位偏移,决定新的一组码元对载波相位引起的偏移。存储器1存放差分相位编码中的相移常数。根据相位变化产生地址信号addr[4#0],控制电路由该地址依次读出存储器2中的余弦序列。这样就实现了 /4QPSK 调制信号的数字部分,外围再经过D /A 转换器等模拟电路即可以实现完整的 /4QPSK

调制。

图4 硬件产生框图

本文中采用CPLD 设计一个产生伪随机序列的模块,用于检验硬件设计的正确性。其产生的序列为:000111101011001,依次循环。在ALTERA 公司的Qu artus ?设计环境下,对该调制器进行了系统仿真,仿真波形如图5所示,其中,clk 信号为系统时钟,c lr 信号是复位信号,a ,b 是输入的m 序列串/并转换后的两路并行信号,n1为标志位,data

是输出的调制信号。

图5 硬件仿真图

局部如图6所示,每一组码元对应输出76个8位二进制数值。输出的载波相位由新一组码元产生的

相位偏移和前一组码元结束时的绝对相位共同决定。

图6 硬件仿真局部图

4 /4QPS K 的软件仿真与硬件实现结果的比较

4.1 硬件电路的构建

为了验证硬件实现的正确性,将程序烧录至自行设计的测试电路板上的MAX ?芯片中,外围连接D /A 转换及滤波放大电路,通过示波器观测硬件实现的调制信号波形。

4.2 调制部分软件仿真与硬件实现结果比较

输入一串二进制码流(1,1,1,1,1,0,1,1,0,0,0,0,1,0,1,1,1,0,1,1,1,0%),码流速率为R b =625b it/s ,采样频率F s =64R b ,通过软件编程得到已调信号的数据,并绘制其仿真图,如图7(a)所示,从图中可以明显地看出它满足 /4QPSK 的相位跳变,在t =64处相位跳变 /4,t =128处相位跳变- /4,t =256

?

28??通信技术?电子工程师2006年10月

处相位跳变-3 /4,t =384处相位跳变- /4。我们基于硬件语言对调制部分做了硬件仿真,再通过D /A 转换电路,从示波器上显示的波形图如图7(b)所示,可以看出,硬件实现的调制信号的波形与软件仿真的

波形一致。

图7 软件仿真与硬件实现的调制信号波形

5 结束语

本文基于软件语言与硬件语言对 /4QPSK 的调制部分进行了仿真,通过硬件实现得到的波形与软件仿真的波形吻合,从而验证了该硬件实现的正确性和

可靠性。此外,通过对 /4QPSK 与QPSK 的功率谱密度的软件仿真,证明了 /4QPSK 的频谱效率优于QPSK 。此系统可用于程控交换机和移动通信实验中,具有一定的实用性。

参 考 文 献

[1]樊昌信,张甫翊.通信原理[M ].5版.北京:国防工业出

版社,2001.

[2]曹志刚,钱亚生.现代通信原理[M ].北京:清华大学出版

社,1992.

[3]袁俊泉,孙敏琪,曹瑞.V er ilog HDL 数字系统设计及其应

用[M ].西安:西安电子科技大学出版社,2002.

[4]王金明.V er il og HDL 程序设计教程[M ].北京:人民邮电

出版社,2003.

[5]祁玉生,邵世祥.现代移动通信系统[M ].北京:人民邮电

出版社,1999.

[6]沈保锁,候春萍.现代通信原理[M ].北京:国防工业出版

社,2002.

[7]PROAK IS J G.数字通信[M ].张力军,张宗橙,郑宝玉,等

译.北京:电子工业出版社,2001.

The Si m ulati on and Hard ware Realizati on of /4QPS K M odulat or

W AN Huilin ,GONG X iaohu,i Y I N K uix,i YUAN Y un

(N an jing Nor m alUn iversity ,Nan ji n g 210097,Ch i n a)

Abst ract :A si m u lated co m parison is m ade bet w een /4QPSK and QPSK.The co m puter si m ulations de m onstrate that /4QPSK has higher frequency spectrum effic i e ncy .In additi o n ,har dw are realization w as carried out and co m pared w ith so ft w are si m u lation .S i m ulati o ns pr oved the va lidity and feasi b ility of this de

si g n ,w hich can be used in m obile co mmun icati o n experi m ent and prog ra mm ed contro l of s w itchi n g equ i p m en.t

K eyw ords : /4QPSK;m odu lati o n ;so ft w are si m ulati o n

(上接第23页)

Application of GS M /GPRSM odule SI M 100 E inW ireless

M eter readi ng Syste m

YU Ji n lun ,ZHAO Yuanl,i ZHENG Guoheng ,YU Guohe

(Zhengzhou U niversity ,Zhengzhou 450052,China)

Abst ract :This paper introduces t h e characteristics of hardw are i n terface ,f u ncti o ns and AT co mm and o f the GSM /GPRS m odu le SI M 100 E ,and t h e for m at o f PDU and data codi n g m ode i n the S M S m ode .A t the sa m e ti m e ,it i n troduces i n detail t h e functions and app lications of the SI M 100 E m odu le in the w irelessm eter

read i n g syste m .The connecting d iagra m of hardw are of t h e module and parts of t h e key codes i n t h e w ire l e ss m eter reading syste m are presented .I n t h e m odu le ,t h e SC M AT89S52is e m ployed to contro l t h ism odule and the soft w are is C code ed ited i n KE I L C51.This m odu l e can send and rece i v e a ll t h e i n for m ation fr o m t h e m e ter readi n g syste m,enhance syste m flex i b ility and reduce syste m cost and po w er consum ption .

K eyw ords :GSM;si n gle chip m ach i n e syste m;m eter reading i n for m ation ;PDU

?

29?第32卷第10期万慧琳,等: /4Q PS K 调制器的软件仿真与硬件实现?通信技术?

GMP认证过程中GMP硬件软件和人这三大要素之间是怎样的关系资料讲解

GMP认证过程中GMP硬件、软件和人这三大要素之间是怎样的关系 ★、什么是GMP？ “GMP”是英文Good Manufacturing Practice 的缩写，中文的意思是“良好作业规范”，或是“优良制造标准”，是一种特别注重在生产过程中实施对产品质量与卫生安全的自主性管理制度。它是一套适用于制药、食品等行业的强制性标准，要求企业从原料、人员、设施设备、生产过程、包装运输、质量控制等方面按国家有关法规达到卫生质量要求，形成一套可操作的作业规范帮助企业改善企业卫生环境，及时发现生产过程中存在的问题，加以改善。简要的说，GMP要求食品生产企业应具备良好的生产设备，合理的生产过程，完善的质量管理和严格的检测系统，确保最终产品的质量（包括食品安全卫生）符合法规要求。 GMP所规定的内容，是食品加工企业必须达到的最基本的条件。 ★、食品GMP的意义 ·为食品生产提供一套必须遵循的组合标准。 ·为卫生行政部门、食品卫生监督员提供监督检查的依据。 ·为建立国际食品标准提供基础。 ·便于食品的国际贸易。 ·使食品生产经营人员认识食品生产的特殊性，提供重要的教材，由此产生积极的工作态度，激发对食品质量高度负责的精神，消除生产上的不良习惯。 ·使食品生产企业对原料、辅料、包装材料的要求更为严格。 ·有助于食品生产企业采用新技术、新设备，从而保证食品质量。 食品GMP的基本精神是： 建立健全的防止食品在生产过程中遭到污染或品质劣变；降低食品生产过程中人为的错误； 自主性品质保证体系。 推行食品GMP的主要目的是： ·提高食品的品质与卫生安全。 ·保障消费者与生产者的权益。 ·强化食品生产者的自主管理体制。 ·促进食品工业的健全发展。 食品GMP的基本原则是： （一）食品GMP之推行，采认证制度，由业者自愿参加。 （二）食品GMP之订定分通则与专则两种，通则适用所有食品工厂，专则依个别产品性质不同及实际需要予以订定。 （三）食品GMP产品之抽验方法，订有中国国家标准者应从其规定，未订者得参照政府检验单位或学术研究机构认同之方法。 GMP在食品安全方面的国内外应用情况: GMP原较多应用于制药工业，现许多国家将其用于食品工业，制定出相应的GMP法规。美国最早将GMP用于工业生产，1969年FDA发布了食品制造、加工、包装和保存的良好生产规范，简称

计算机系统由硬件系统和软件系统组成

计算机系统由硬件系统和软件系统组成 硬件系统 -------------------------------------------------------------------------------- 计算机系统由硬件系统和软件系统组成。 计算机硬件系统：指构成计算机的所有物理部件的集合。从外观上看，由主机、输入和输出设备组成。根据冯·诺依曼原理，将计算机分成输入设备、存储设备、运算器、控制器和输出设备。 输入设备：使计算机从外部获得信息的设备，包括文字、图像、声音等信息。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、话筒、手写汉字输入设备，数码相机、触摸屏等。 输出设备：计算机中把信息处理的结果以人们能够识别的形式表现出来的设备。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪。 存储器：计算机的记忆和存储部件，用来存放信息。存储器分为内存和外存。 内存：存储程序和数据，又可分为只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）。 区别类别对信息的修改断电后信息情况用途 ROM只读不丢失永久存放特殊专用信息 RAM可读、可写全部丢失存放临时程序和数据 外存：长期存储程序和数据，容量大。主要有三种：软盘、硬盘和光盘。硬盘是一种硬质圆形磁表面存储媒体，不但存储量大，而且速度快，是目前计算机主要的存储设备。按光盘读/写功能来分：只读（CD-ROM）、一写多读（CD-R）和可擦型光盘。 存储容量：基本单位是字节（Byte）,一个字节由八位二进制数（Bit）组成。为了表示方便，还有千字节（KB）、兆字节（MB）、吉字节（GB）。 换算关系：1KB=210B=1024B1MB=210KB=1024KB1GB=210MB=1024MB 运算器：是计算机实施算术运算和逻辑判断的主要部件。例：＋、－、×、÷、＜、＞、＝、≠等。 控制器：指挥、控制计算机运行的中心。作用：从存储器中取出信息进行分析，根据指令向计算机各个部分发出各种控制信息，使计算机按要求自动、协调地完成任务。具体过程在工作原理。 说明：中央处理器（CPU）是运算器和控制器的合称，是微型计算机的核心，习惯上用CPU 型号来表示计算机的档次。例：80286、386、486、Pentium、PⅡ、PⅢ、P4。 软件系统 软件：程序、数据和有关文档资料的总称。可分为系统软件和应用软件。 系统软件：根据功能又可分为操作系统（OS）、各种语言处理程序和数据库管理系统。 操作系统：是系统软件中最基础的部分，是用户和裸机之间的接口，其作用是管理计算机的

计算机软硬件系统的组成及主要技术指标

计算机软硬件系统的组成及主要技术指标 硬件组成一般包括：CPU(中央处理器）、内存、主板、显卡、硬盘、显示器、键盘鼠标、音箱等其它外设，有时还有各种专用的设备如扫描仪、打印机、智能卡等，当然还应该有机箱、电源、导线、信号线等基础东西。硬件性能指标：CPU：要看主频（就是xxGHz那个参数），现在还要看核心数（单核、双核甚至四核），架构，步进制程，二级三级缓存，前端总线频率、外频、倍频等等指标。一般都是越高越好。基本总体性能与价格正比（同品牌同类型条件下）内存：容量（512M、1G、2G等），速度（667/800/1066等），技术（DDR、DDR2、DDR3等），现在主流是DDR2 800MHz，质优价廉，但如果是老主板插不上ddr2只能差ddr的，既贵又慢容量又小。所以性能并不和价格正比。主板：主要看芯片组（南桥/北桥），芯片组分为Intel、AMD、SiS、nvidia等多家，不同家的没可比性，现在最多的是Intel和AMD两家。Intel由大致低到高是815、845、865、915、945、P31、P35、P43、P45等等，还有G31、G43、X38、X48等，目前比较多的是P35、P43、P45；AMD主要的是770、780、790芯片；nvidia有nf520、Mcp78等。上面都是北桥芯片（主芯片），南桥一般是I/O控制类的，一般随北桥档次提升，有ICH7、8、9、10（intel），SB600、700、750（AMD）。除此外还要看提供的接口、支持的内存、有没有集成显卡等等。价格除了和芯片有关外，还与生产厂商有巨大关系。比如华硕的P35可能贵于杂牌昂达的P45。性能

软件与硬件区别

软件与硬件区别 软件及其蕴含的精髓曾经是计算机专业人员拥有的一种文化素养。随着软件地位的提高，如今已经是对整个社会产生重要影响的文化素养了。因此，有必要充分认识软件的特征。 一、软件是一种逻辑的产品，与硬件产品有本质的区别 硬件是看得见、摸得着的物理部件或设备。在研制硬件产品时，人的创造性活动表现在把原材料转变成有形的物理产品。 而软件产品是以程序和文档的形式存在，通过在计算机上运行来体现他的作用。在研制软件产品的过程中，人们的生产活动表现在要创造性地抽象出问题的求解模型，然后根据求解模型写出程序，最后经过调试、运行程序得到求解问题的结果。整个生产、开发过程是在无形化方式下完成的，其能见度极差，这给软件开发、生产过程的管理带来了极大的困难。 二、软件产品质量的体现方式与硬件产品不同 质量体现方式不同表现在两个方面。硬件产品设计定型后可以批量生产，产品质量通过质量检测体系可以得到保障。但是生产、加工过程一旦失误。硬件产品可能就会因为质量问题而报废。而软件产品不能用传统意义上的制造进行生产，就目前软件开发技术而言，软件生产还是“定制”的，只能针对特定问题进行设计或实现。但是软件爱你产品一旦实现后，其生产过程只是复制而已，而复制生产出来的软件质量是相同的。设计出来的软件即使出现质量问题，产品也不会报废，通过修改、测试，还可以将“报废”的软件“修复”，投入正常运行。可见软件的质量保证机制比硬件具有更大的灵活性。 三、软件产品的成本构成与硬件产品不同 硬件产品的成本构成中有形的物质占了相当大的比重。就硬件产品生存周期而言，成本构成中设计、生产环节占绝大部分，而售后服务只占少部分。

计算机硬件与软件之间的关系简述

计算机硬件与软件之间的关系简述 1 计算机的发展及系统构成 1.1 计算机硬件的起步阶段及未来发展 第一代计算机基于真空管技术，由Mauchly and Eckert 设计那时候的计算机无操作系统运行，都是采用机器指令或者汇编语言来进行计算;50 年代的计算机研制达到了一个高潮时期，由于那时的计算机中的主要大部分元器件都是用电子管制作而成的，所以后人将用电子管制作而成的计算机称为第一代计算机。这个时期的计算机发展有三个特点：军转民用，由实验室开发转入工业化生产，同时由科学计算扩展到数据和事务处理。EDVAC 的出现，实现了计算机之父冯. 诺伊曼的两个设想：采用二进制和存储程序。 第二代电子计算机采用晶体管制造的电子计算机，晶体管不仅能实现电子管的功能，又具有尺寸小、重量轻、寿命长、效率高、发热少、功耗低等优点。使用了晶体管以后，电子线路的结构大大改观，制造高速电子计算机的设想也就更容易实现了。其软件也开始使用面向过程的程序设计语言，如fortran、algol 等。1958 年IBM 1401 这是第二代计算机中的代表，用户当时可以租用。中国第一台晶体管计算机于1967 年制成，运算速度为每秒五万次。第三代计算机已经开始采用中、小规模集成电路制造。其外部设备品种繁多，并开始与通信设备相结合而发展为由多机组成的计算机网。运算速度可达每秒几百万次，甚至几千万次、上亿次。

第四代计算机采用大规模集成电路(LSI)和超大规模集成电路(VLSI)为主要电子器件制成的计算机，在面积约为10mm X l0mm的单个芯片上，可以集成大约32 万个晶体管。 1.2 计算机系统的组成 简单的说计算机系统的组成: 硬件部分和软件部分 1.2.1 硬件部分 由主机(cpu, 存储器)、外部设备(输入设备，输出设备、外村)构成，而cpu 是由寄存器，运算器，控制器组成。 (1)输入设备(Input Device)的作用是把计算机操作用户将需要的各种外部信息输入并经操作系统转化为计算机能识别的二进制数据送到相应的存储器中保存。用户与计算机之间的沟通，输入设备是第一位，它是人给电脑的指令设备，也是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要设备之一。 (2)输出设备(Output Device)就是用于接收计算机数据的输出显示、打印、声音、控制外围设备操作等。也是把各种计算结果数据或信息以数字、字符、图像、声音等形式表示出来，简单的说输出设备就是接收数据后，显示给人的设备。 (3)存储器(Memory)计算机系统中的记忆设备，好比人的大脑，用来存放相应程序和用户数据。计算机中全部信息，包括输入的数据、计算机运行程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。 (4)控制器(Controller)的职能是控制和协调整个计算机的动作。 1.2.2 软件系统部分：分为系统软件和应用软件

单片机软硬件联合仿真解决方案

单片机软硬件联合仿真解决方案摘要：本文介绍一种嵌入式系统仿真方法，通过一种特殊设计的指令集仿真器ISS将软件调试器软件Keil uVision2和硬件语言仿真器软件Modelsim连接起来，实现了软件和硬件的同步仿真。关键词：BFM，TCL，Verilog，Vhdl，PLI，Modelsim，Keil uVision2，ISS，TFTP，HTTP，虚拟网卡，Sniffer，SMART MEDIA，DMA，MAC，SRAM，CPLD缩略词解释：BFM：总线功能模块。在HDL硬件语言仿真中，BFM完成抽象描述数据和具体的时序信号之间的转换。PLI：Verilog编程语言接口，是C语言模块和Verilog 语言模块之间交换数据的接口定义。TCL：字面意思是工具命令语言，是一种解释执行语言，流行EDA软件一般都集成有TCL。使用TCL用户可以编写控制EDA工具的脚本程序，实现工具操作自动化。ISS：CPU指令集仿真器，可以执行CPU的机器码。TFTP：简单文件传输协议，Windows的tftp.exe既是该协议的客户端实现。SMART MEDIA：一种存储卡，常用于数码相机、MP3。DMA：直接内存访问。用于外部设备之间高速数据转移。MAC：媒体接入控制器。本文中是指网卡芯片。前言传统的嵌入式系统中，设计周期、硬件和软件的开发是分开进行的，并在硬件完成后才将系统集成在一起，很多情况下，硬件完成后才开始进行实时软件和整体调试。软硬件联合仿真是一种在物理原型可用前，能尽早开始调试程序的技术。软硬件联合仿真有可能使软件设计工程师在设计早期着手调试，而采用传统的方法，设计工程师直到硬件设计完成才能进行除错处理。有些软件可在没有硬件支持的情况下完成任务的编码，如不涉及到硬件的算法。与硬件相互作用的编码在获得硬件之前编写，但只有在硬件上运行后，才能真正对编码进行调试。通过采用软硬件联合仿真技术，可在设计早期开始这一设计调试过程。由于软件的开发通常在系统开发的后段完成，在设计周期中较早的开始调试有可能将使这一项目提早完成，该技术会降低首次将硬件和软件连接在一起时出现意外而致使项目延期完成所造成的风险。在取得物理原型前，采用软硬件联合仿真技术对硬件和软件之间的接口进行验证，将使你不会花太多的时间在后期系统调试上。当你确实拿到物理原型开始在上面跑软件的时候，你会发现经过测试的软件部分将会正常工作，这会节省项目后期的大量时间及努力。软硬件联合仿真系统由一个硬件执行环境和一个软件执行环境组成，通常软件环境和硬件环境都有自己的除错和控制界面，软件通过一系列由处理器启动的总线周期与硬件的交互作用。本文以一个Mini Web卡的开发介绍一种软硬件联合仿真系统。[!--empirenews.page--]该方案的核心是采用一个51单片机仿真引擎GoldBull ISS51（以下简称ISS51），ISS51是51单片机开发环境Keil uVision2的一个插件，ISS51具有连接Keil 和硬件仿真环境Modelsim的接口，可以实现软硬件同步仿真。在该系统中，Keil作为软件调试界面，Modelsim作为硬件仿真和调试界面，ISS51负责软件执行、监控软件断点、单步执行、内存和寄存器数据返回给Keil、CPU总线时序产生和捕获、内部功能模块（如定时器，串口）的运行等功能。Mini Web卡介绍Mini Web卡是一个运行在单片机上的Web服务器，提供网口连接，有大容量文件系统，提供TFTP和HTTP服务。尽管软件系统比较复杂，但优化编译后，执行代码还不足25K，为后续升级留下了足够空间。 51CPU采用SST89系列，这种CPU具有ISP功能，可以通过RS232串口，直接将目标码下载到CPU。DMA控制逻辑是一个可编程逻辑器件，采用的是ALTERA的CPLD EPM240，主要功能是实现外围器件之间的DMA传递。因为51CPU进行IO访问是很低效的，需要24个时钟周期才能进行一次IO访问，在外围设备之间转移数据则需要更多的时钟周期，使用DMA控制逻辑可以达到3个时钟周期就能转移一个字节。本系统中处理多种网络协议，需要大量报文收发和文件系统访问，采用DMA可以极大地提高51单片机的数据处理速度。DMA通道主要有MAC芯片与RAM之间的数据块转移，SMART MEDIA和RAM之间的数据块转移。网卡芯片采用的是AX88796，主要的优点是可以和51CPU方便地接口；支持100M以太网，速度高；有较大的接收报文缓存，能够平滑网络流量，减少因51CPU处理速度慢导致的报文丢弃和重发。SMART MEDIA是一个移动存储卡，主要用于存储文件，Mini Web卡支持8M到256M的SMD卡。文件系统是Mini Web卡的新开发模块，

论软件与硬件的关系

山西农业大学信息学院 论计算机发展与计算机软硬件的关系 班级：计科1206班 姓名：周国尧 学号：2012204634 二零一二年十二月

目录 摘要 (3) 一、计算机发展趋势展望 (3) 1.前言 (3) 2，智能化的超级计算机 (3) 3.新型高性能计算机问世 (4) 二、硬件与软件的关系 (5) 1, 硬件和软件是一个完整的计算机系统互相依存的两大部分，它们的关系主要体现在以下几个方面。 (5) 2，硬件与软件的统一性 (6) 三、计算机硬件与软件未来的关系 (6) 四、结论与建议 (6) 参考文献 (7)

论硬件与硬件的关系 【摘要】计算机的发展将趋向超高速、超小型、平行处理和智能化，量子、 光子、分子和纳米计算机将具有感知、思考、判断、学习及一定的自然语 言能力，使计算机进入人工智能时代。这种新型计算机将推动新一轮计算 技术革命，并带动光互联网的快速发展，对人类社会的发展产生深远的影 响。 【关链词】计算机发展趋势新型计算机 一、计算机发展趋势展望 1.前言 计算机的发展将趋向超高速、超小型、并行处理和智能化。自从1944年世界上第一台电子计算机诞生以来，计算机技术迅猛发展，传统计算机的性能受到挑战，开始从基本原理上寻找计算机发展的突破口，新型计算机的研发应运而生。未来量子、光子和分子计算机将具有感知、思考、判断、学习以及一定的自然语言能力，使计算机进人人工智能时代。这种新型计算机将推动新一轮计算技术革命，对人类社会的发展产生深远的影响。 2，智能化的超级计算机 超高速计算机采用平行处理技术改进计算机结构，使计算机系统同时执行多条指令或同时对多个数据进行处理，进一步提高计算机运行速度。超级计算机通常是由数百数千甚至更多的处理器(机)组成，能完成普通计算机和服务器不能计算的大型复杂任务。从超级计算机获得数据分析和模拟

软件与硬件区别及软件工程

1.什么是软件？它具有哪些区别于硬件的特点？ 软件是一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合。软件并不只是包括可以在计算机上的运行的计算机程序，与这些计算机程序相关的文档也被认为是软件的一部分。软件就是程序加文档的集合体。 软件是一种逻辑产品，与硬件产品有本质的区别。硬件是看得见、摸得着的物理部件或设备。软件产品是以程序加文档的形式存在，通过在计算机上运行来体现他的作用。 电脑软件分为系统软件和应用软件，系统软件和硬件一起提供一个“平台”，它们管理和优化电脑资源的应用。 2．详细说明“软件生存周期”的概念 软件生存周期(SDLC，软件生命周期)是软件的产生直到报废的生命周期，周期内有问题定义、可行性分析、总体描述、系统设计、编码、调试和测试、验收与运行、维护升级到废弃等阶段，这种按时间分程的思想方法是软件工程中的一种思想原则，即按部就班、逐步推进，每个阶段都要有定义、工作、审查、形成文档以供交流或备查，以提高软件的质量。 2.什么是软件危机？产生原因和主要体现是什么？如何解决？ 软件危机：落后的软件生产方式无法满足迅速增长的计算机软件需求，从而导致软件开发与维护过程中出现一系列严重问题的现象。 原因：软件本身的特点有关--- 软件不同于硬件，它是计算机系统中的逻辑部件而不是物理部件；软件样品即是产品，试制过程也就是生产过 程；软件不会因使用时间过长而“老化”或“用坏”；软件具有可 运行的行为特性，在写出程序代码并在计算机上试运行之前，软件 开发过程的进展情况较难衡量，软件质量也较难评价，因此管理和 控制软件开发过程十分困难；软件质量不是根据大量制造的相同实 体的质量来度量，而是与每一个组成部分的不同实体的质量紧密相 关，因此，在运行时所出现的软件错误几乎都是在开发时期就存在 而一直未被发现的，改正这类错误通常意味着改正或修改原来的设 计，这就在客观上使得软件维护远比硬件维护困难。 软件开发人员的弱点--- 软件产品是人的思维结果，因此软件生产水平最终在相当程度上取决于软件人员的教育、训练和经验的积累；对 于大型软件往往需要许多人合作开发，甚至要求软件开发人员深入 应用领域的问题研究，这样就需要在用户与软件人员之间以及软件 开发人员之间相互通讯，在此过程中难免发生理解的差异，从而导 致后续错误的设计或实现，而要消除这些误解和错误往往需要付出 巨大的代价；由于计算机技术和应用发展迅速，知识更新周期加快， 软件开发人员经常处在变化之中，不仅需要适应硬件更新的变化， 而且还要涉及日益扩大的应用领域问题研究；软件开发人员所进行 的每一项软件开发几乎都必须调整自身的知识结构以适应新的问 题求解的需要，而这种调整是人所固有的学习行为，难以用工具来 代替。

模拟仿真软件介绍

模拟仿真软件介绍 模拟仿真技术发展至今，用于不同领域、不同对象的模拟仿真软件林林总总，不可胜数，仅对机械产品设计开发而言，就有机构运动仿真软件，结构仿真软件，动力学仿真软件，加工过程仿真软件（如：切削加工过程仿真软件、装配过程仿真软件、铸造模腔充填过程仿真软件、压力成型过程仿真软件等），操作训练仿真软件，以及生产管理过程仿真软件，企业经营过程仿真软件等等。这里仅以一种微机平台上的三维机构动态仿真软件为例，介绍模拟仿真软件的结构和功能。 DDM（Dynamic Designer Motion）是DTI（Design Technology International）公司推出的、工作于AutoCAD和MDT平台上的微机全功能三维机构动态仿真软件，包含全部运动学和动力学分析的功能，主要由建模器、求解器和仿真结果演示器三大模块组成（见图1）。 1.DDM建模器的功能 1）设定单位制。 2）定义重力加速度的大小和方向。 3）可以AutoCAD三维实体或普通图素（如直线、圆、圆弧）定义运动零件。 4）可以定义零件质量特性：

图1 DDM仿真软件模块结 ①如果将三维实体定义为零件，可以自动获得其质量特性。 ②如果用其他图素定义零件，则可人工设定质量特性。 5）可以定义各种铰链铰链用于连接发生装配关系的各个零件，系统提供六种基本铰链和两种特殊铰链。 基本铰链： ①旋转铰——沿一根轴旋转。 ②平移铰——沿一根轴移动。 ③旋转滑动铰——沿一根轴旋转和移动。 ④平面铰——在一个平面内移动并可沿平面法线旋转。 ⑤球铰——以一点为球心旋转。 ⑥十字铰——沿两根垂直轴旋转。 特殊铰链：

计算机硬件与软件之间的关系简述

计算机硬件与软件之间的关系简述 本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！ 1 计算机的发展及系统构成 计算机硬件的起步阶段及未来发展 第一代计算机基于真空管技术，由Mauchly and Eckert 设计那时候的计算机无操作系统运行，都是采用机器指令或者汇编语言来进行计算;50 年代的计算机研制达到了一个高潮时期，由于那时的计算机中的主要大部分元器件都是用电子管制作而成的，所以后人将用电子管制作而成的计算机称为第一代计算机。这个时期的计算机发展有三个特点：军转民用，由实验室开发转入工业化生产，同时由科学计算扩展到数据和事务处理。EDV AC 的出现，实现了计算机之父“冯. 诺伊曼”的两个设想：采用二进制和存储程序。 第二代电子计算机采用晶体管制造的电子计算机，晶体管不仅能实现电子管的功能，又具有尺寸小、重量轻、寿命长、效率高、发热少、功耗低等优点。使用了晶体管以后，电子线路的结构大大改观，制造高速电子计算机的设想也就更容易实现了。其软件也开始使用面向过程的程序设计语言，如fortran、algol

等。1958 年IBM 1401 这是第二代计算机中的代表，用户当时可以租用。中国第一台晶体管计算机于1967 年制成，运算速度为每秒五万次。第三代计算机已经开始采用中、小规模集成电路制造。其外部设备品种繁多，并开始与通信设备相结合而发展为由多机组成的计算机网。运算速度可达每秒几百万次，甚至几千万次、上亿次。 第四代计算机采用大规模集成电路(LSI)和超大规模集成电路(VLSI)为主要电子器件制成的计算机，在面积约为10mm X l0mm的单个芯片上，可以集成大约32 万个晶体管。 计算机系统的组成 简单的说计算机系统的组成: 硬件部分和软件部分 硬件部分 由主机(cpu, 存储器)、外部设备(输入设备，输出设备、外村)构成，而cpu 是由寄存器，运算器，控制器组成。 (1)输入设备(Input Device)的作用是把计算机操作用户将需要的各种外部信息输入并经操作系统转化为计算机能识别的二进制数据送到相应的存储器中保存。用户与计算机之间的沟通，输入设备是第一位，

计算机系统由硬件系统和软件系统组成

第1章Fedora Core Linux简介 计算机系统由硬件系统和软件系统组成，硬件是计算机的物质基础，而软件则是计算机的灵魂。随着计算机技术的快速发展，操作系统也日趋成熟起来，例如Windows操作系统、Unix操作系统等。本书将向大家介绍一种现在比较流行的操作系统——Linux操作系统。 Linux操作系统是一款优秀的操作系统，支持多用户、多线程、多进程，实时性好，功能强大且稳定。同时，它又具有良好的兼容性和可移植性，被广泛应用于各种计算机平台上。 通过本章的学习大家可以详细了解Linux操作系统的发展史、Linux操作系统的特点以及Linux 操作系统的结构等。 本章学习目标： 了解Linux操作系统的发展史 了解Linux与Unix操作系统的关系 了解Linux操作系统的发布版本 掌握Fedora Core操作系统的特性 掌握Linux操作系统的组成 了解Linux操作系统的发展前景 Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix的操作系统，是一种基于POSIX和Unix操作系统的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统。它能运行主要的Unix工具软件、应用程序和网络协议并支持32位和64位硬件。Linux操作系统继承了Unix操作系统以网络为核心的设计思想，是一个性能稳定的多用户网络操作系统。它主要用于基于Intel x86系列CPU的计算机上。这个操作系统是由全世界各地的、成千上万的程序员设计和实现的。其目的是建立不受任何商品化软件的版权制约且全世界都能自由使用的Unix操作系统的兼容产品。 Linux操作系统以它的高效性和灵活性著称。Linux模块化的设计结构，使得它既能在价格昂贵的工作站上运行，也能在廉价的PC机上实现全部的Unix特性，具有多任务、多用户的能力。Linux 操作系统是在GNU公共许可权限下免费获得的，是一个符合POSIX标准的操作系统。Linux操作系统软件包不仅包括完整的Linux操作系统，而且还包括了文本编辑器、高级语言编译器等应用软件。它还包括带有多个窗口管理器的X Windows图形用户界面，如同使用Windows NT操作系统一样，允许用户使用窗口、图标和菜单对系统进行操作。 Linux操作系统具有Unix操作系统的优点：稳定、可靠、安全、有强大的网络功能。在相关软件的支持下，可实现WWW、FTP、DNS、DHCP、E-mail等服务，还可作为路由器使用，利用ipchains/iptables可构建NA T及功能全面的防火墙。

媒体处理器软硬件协同仿真验证平台

收稿日期!!""#$"$!%!!!!!!浙江大学学报"工学版#网址!&&&%’()*+,-.%/’)%01)%2+"0+3 基金项目!国家#84#$高技术研究发展计划资助项目%!""!Q Q $B $$5"&’浙江省重大科技项目资助%"!$$"$??9&’霍英东教育基金%95"#$&%作者简介!吴皓%$969(&)男)湖南株洲人)硕士)从事集成电路设计)验证方面研究%:;<,=-!C ,(＿&)!*0,-.=-%2(<%2+第#9卷第#期 !""?年#月浙!江!大!学!学!报"工学版#@()*+,-(A B C 0’=,+3D +=E 0*.=F G ":+3=+00*=+3H 2=0+20#I (-%#9J (%#7,*%!""? 媒体处理器软硬件协同仿真验证平台 吴!皓!刘!鹏!王维东!蔡!钟!姚庆栋 %浙江大学信息与电子工程学系)浙江杭州#$""!6 &摘!要!为了加快媒体处理器设计的软硬件协同仿真速度)基于可配置平台的软硬件协同设计方法)建立了一个通用媒体处理器的软硬件协同仿真和验证平台%该平台由可配置的硬件子平台和软件子平台组成)通过平台的配置性 和重用性来进行媒体处理器设计的验证%采用此平台进行了#!位媒体数字信号处理器701=,L H P #!""的功能验证 和应用程序开发%实验结果表明)该平台加快了媒体处理器设计的仿真验证过程)与硬件描述语言%K L T & 软件仿真器相比)平台仿真速度快6&$?万倍’ 利用软件子平台对硬件子平台的控制)实现了硬件仿真验证中难以实现的调试功能% 关键词!媒体处理器’软硬件协同设计’协同验证’数字信号处理器 中图分类号!N P ##6!!!!!!!!文献标识码!Q !!!!!!!文章编号!$""896#R %!""?&"##58"4 Y -*(,G ."1-%%".3,.*+,.-"%"4&+,.-1"D %(/$’,&("),)* 1"D Q -.(4(1,&(")G ’,&4"./ ‘D K ,()T S D P 0+3)‘Q J O ‘0=;1(+3)M Q S B C (+3)U Q _a =+3;1(+3 %=%)1,+(%0+#’>0’#,(1+/#0102R $%.+,#0/.R 0&/0%%,/0&)64%7/10&80/9%,:/+5);10& <4#*#$""!6)"4/01&7#%&.,1&!N (,220-0*,F 0<01=,>*(20..(*c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’C ,*1&,*0".(A F &,*02(;10.=3+’2(;E 0*=A =2,F =(+’1=3=F ,-.=3+,->*(20..(*!!媒体处理器是进行媒体处理的数字信号处理 器)它分为可编程媒体处理器*专用媒体处理器和可 配置媒体处理器三类+$,%当前的媒体处理器通常既包含可编程处理器)又包含专用硬件部分%因此媒体处理器的设计需要采用软硬件协同设计方法+!,%软硬件协同设计通过对应用和系统资源限制的分析和优化)将系统的软件和硬件进行优化配置)从 而更好地满足系统的性能要求%为了实现软硬件优化划分)需要在系统级设计对系统进行仿真和评估%在媒体处理器的设计中)通常采用一个硬件仿 真平台和软件仿真平台相互通信)共同完成协同仿 真过程)如采用硬件描述语言仿真平台和软件仿真 平台协同仿真+#,)或者采用硬件仿真平台和软件仿 真平台协同仿真+5,%硬件描述语言仿真平台能够观万方数据

视频会议系统硬件和软件对比

视频会议系统硬件和软件对比 作者：转载自网络日期：2010-02-11 【IT168 安防】目前视频会议行业日趋火爆，视频会议系统也由硬件视频会议一统天下的局面变成软件硬件平分秋色，许多企业在选择视频会议系统的时候，不知道到底是软件好还是硬件好，公说公有理，婆说婆有理，也不知道到底该相信谁说的，国视科技结合其多年在视频会议领域的经验，特将这两种视频会议的介绍和区别整理如下，供各预备用户参考! 一、硬件视频会议系统及其特点 硬件视频是基于嵌入式架构的视频通信方式，依靠DSP+嵌入式软件实现视音频处理、网络通信和各项会议功能。其最大的特点是性能高、可靠性好，大部分中高端视讯应用中都采用了硬件视频方式。 硬件视频会议系统主要包括嵌入式MCU、会议室终端、桌面终端等设备。其中MCU 部署在网络中心，负责码流的处理和转发;会议室终端部署在会议室，与摄像头、话筒、电视机等外围设备互联;桌面终端集成了小型摄像头和LCD显示器，可安放在办公桌上作为专用视频通信工具。 硬件视频会议系统的优势 1、集成度高 硬件视频终端可提供多种视音频接口和网络通信接口，有些还内置了视频矩阵功能，在使用时只需联接外围视音频输入/输出设备并接入网络，即可使用。硬件多点控制单元(MCU)可集成多画面分割、T.120数据服务、GK、数字混音等各类硬件模块，其集成度大大优于软件系统中采用的多台服务器共同运行的方式。 2、具有极高的安全性和稳定性 嵌入式架构天生具备良好的抗病毒能力，网络上流传的99%以上的病毒无法攻击嵌入式系统。基于DSP处理器的设计让硬件视频会议设备具有很低的功耗和良好的稳定性，一些中高档的硬件视频会议设备还具备关键处理单元备份、冗余散热、硬件AES加密、防火墙等功能，进一步保障了系统的安全性和可靠性，实现网络的7×24小时不间断运行。 3、视音频效果好

计算机软件系统和硬件系统

第一章计算机软件系统和硬件系统 姓名： 提示：可以查阅书本，也可以网上查阅资料。 一、填空题 ◆多媒体技术是指（）。 ◆一个完整的计算机系统由（）和（）两大部分组成。 ◆计算机同外部世界进行信息交换的设备称为（）。 ◆计算机系统的中央处理器通常指（）。 ◆一般微机系统中必不可少的输出设备是（）。 ◆鼠标器（MOUSE）是（）。 ◆下列控制键中，用于字母大小写转换的是（）。 ◆微型计算机中存储容量最大的部件是（）。 ◆PentiumIII/850、Pentium IV/1500中的850和1500的含义是（）。 ◆CPU可以直接访问的存储器是（）。 ◆在计算机中，"数据"不仅仅指数（）、（），也可以是（）、（）、（）等。 ◆从计算机系统角度来看，软件可（）、（）两大类。 二、选择题 ◆一台完整的冯.诺依曼型计算机的硬件系统应包括（）。 A．CPU、运算器、存储器、输入设备和输出设备 B．CPU、存储器、输入设备和输出设备 C．CPU、辅助存储器、输入设备和输出设备 D．CPU、辅助存储器、键盘和显示器 ◆计算机的内存储器比外存储器（）。 A．更便宜 B．储存更多信息 C．存取速度更快 D．虽贵，但能储存更多信息 ◆计算机的主机主要由（）组成。 A．控制器，运算器，驱动器 B．CPU，内存储器，驱动器 C．控制器，运算器，内存储器 D．内存储器，驱动器，显示器 ◆计算机的内存储器比外存储器（）。 A．更便宜 B．储存更多信息 C．存取速度更快 D．虽贵，但能储存更多信息 ◆计算机的硬盘存储器通常比内存储器（）。 A．容量大，速度快 B．容量小，速度慢 C．容量大，速度慢 D．容量小，速度快 ◆鼠标器（MOUSE）是（）。

基于软件仿真和硬件电路联调的单片机课程设计

基于软件仿真和硬件电路联调的单片机课程设计 摘要：通过对单片机的实际应用，结合对现代科技产品开发技术发展趋势，针对宏观经济需求，对培养新兴人才以及课程设计目的做出准确定位。结合现代教育方向，了解软件仿真和硬件电路联调的实际应用，对单片机课程实施方案设计提出提供建设性意见。 关键词：单片机课程设计软件硬件教学 引言 就目前对单片机重视程度而言，各省的教育机构组织单片机设计大赛，目的是通过竞争激发学生兴趣，挖掘学生潜在创造能力。如福建、天津等省市组织的应用设计比赛中，不仅完美展现了学生创新意识，而且达到将课程理念应用到实际设计中，达到学以致用的标准。在培养单片机实就应用中，提高教学质量，达到设计课程新颖化，突破传统教学模式，为社会主义培养栋梁之才。 1.仿真联调的关系及行业中的实际应用 1.1单片机与软件仿真和硬件电路联调设计的关系 在五十年代中期，软件仿真技术逐步被重视起来，发展速度越来越快，软件硬件的结合给实际应用带来很多方便，电子设备应用中，单片机与软硬件融合，许多产品设计都采用其设计原理，实现生活中处处自动化。单片机课程设计作为一门必修课，在基础课程中，将软件硬件结合，单片机需依靠软件仿真及硬件电路联调进行数据分析，使得两部分课程相互作用、相辅相成不可分割。 1.2仿真联调在各行业的应用 软件仿真及硬件电路联调应用于各行各业，对实现工程开发项目做出极大贡献。在上海举行与软件仿真及硬件电路联调相关的技术交流会，仿真联调在能源领域的应用及发展备受关注。在汽车行业，企业需要高级技术人员，在高校招聘三维数字仿真联调技术开发。中国航空工业的发展中，仿真联调技术对航空制造业，比如仿真飞机、零部件设计应用等发挥着至关重要的作用。 2基于仿真联调的单片机应用与课程设计的目的 2.1单片机在生活中的应用 单片机的应用与人们的生活融为一体，家用的电动用品，自动牙刷、自动剃须刀、门锁感应器等，不仅在家庭应用中随处可见，而且在国家社会中比比皆是。办公用品，如工厂自动化设备、应急灯等，市场的需求大，经济发展越来越快，单片机的发展趋势随市场需求增大而占据重要位置。 2.2开始课程设计的目的 基于仿真软件的单片机课程设计，在许多高校中，对学生的动手实践能力的培养要求越来越高，课程设计的目的通过学习达到实现人生目标。课程设计的目标定位越清晰，在实际解决问题和学习中的应用能力就越高。在教学方面侧重能力培养，基于软件仿真的单片机课程设计正是培育学生实践能力的体现。 3．单片机优势及市场需求认知 3.1自身优势显著，利用研究与开发 单片机在结构特征上优势显著，在独立完成一个项目中，首先从了解认知开始，然后掌握其优势分析市场占有率及利润空间，最好达成协议。单片机也有逻辑功能，在自动智能化上的优势得天独厚，加上自身特点，体积小、质量轻便等优势，方便开发商研究与探索。生活需要依赖科技，科技又因人类创新而进步，自身优势是发展前进的动力。 3.2结合市场需求，培养新兴人才

硬件在环仿真系统的软硬件基础

1998年(第27卷)第6期小 型 内 燃 机No.6(Vol.27)1998 硬件在环仿真系统的软硬件基础 清华大学　朱辉　北京轻型汽车有限公司　王丽清　北京理工大学　程昌圻 (北京 100084) 摘要　本文总结了硬件在环仿真系统的硬件结构特点和软件开发环境特点,介绍了硬件在环仿真系统软硬件在国内外的发展状况,提出了软件在环仿真与硬件在环仿真相结合的设计思想并给出了实现方法。 关键词　硬件在环　仿真　软件　硬件 1　前言 硬件在环仿真系统(Hardware2In2the2 Loop Simulation System,简称HIL SS)是在计算机软硬件技术发展到一定程度之后才出现的一种集多种技术于一体的综合系统。该系统在其体系结构、软硬件构成及开发环境、开发方法方面都有自己的特点。 1.1　硬件特点 硬件在环仿真的实时性和硬件在环的要求决定了其硬件系统具有以下特点: (1)高速运算能力,以满足实时性或严格的时间要求; (2)高速而适应面广的I/O接口,以适应控制器硬件及传感器、执行器不断更新换代; (3)体积小、轻便,适于在不同的实验室及随车使用; (4)可扩展性好,以满足控制器控制项目的增加及控制复杂性不断提高的要求。 1.2　软件开发环境 作为重要的研究开发工具,它应具有的作用决定了其软件系统应具有以下特点: (1)模型编程过程简单; (2)灵活而友好的人机交互能力; (3)强大的数据记录及后处理能力。2　HIL SS软硬件系统发展状况 HIL SS的软硬件特点决定了该系统应采用由多个微处理器组成的多处理器结构,而不是使用大型超级计算机。 自80年代中期以来,用于实时仿真与硬件在环仿真的软硬件系统,在发展过程中出现了以下三种形式。 1.第一种形式 由开发人员通过购买商品化的处理器模板组成多处理器系统,专用接口模板自主设计。典型结构如图1所示[1,2] 。 图1　普通多处理器系统结构 2.第二种形式 第二种形式是ADI专门为实时动态仿真设计的计算机系统———ADR TS(Applied Dynamics Real2Time2Station)。它由高速计算发动机和高速I/O系统组成[3]。其典型结构如图2所示。 3.第三种形式 第三种形式是dSPACE公司生产的面

计算机的硬件和软件教学设计

《信息新技术——计算机的硬件与软件》教学设计 一、教学内容分析 《信息新技术——计算机的硬件与软件》是清华大学“大、中、小学一条龙教学研究”实验教材七年级下册第一单元信息大世界中第2课的教学内容，本课主要内容由计算机硬件、计算机软件和计算机系统三部分组成。通过计算机与人的关系引领学生认识信息新技术，并由此展开，从硬件与软件两个方面去认识计算机的组成，从硬件工作流程、硬件与软件的关系去提升对智能机器的认识。 二、学生情况分析 本节课授课对象是七年级学生，在这之前学生已经对计算机有了一定的了解，他们认识鼠标、键盘等硬件设备，部分学生还掌握了一些常用的软件操作，但学生对计算机的系统组成、主机箱内部结构认识不清晰，对计算机的神秘感还没有完全揭开，本节课主要对电脑硬件进行深入“解剖”，了解电脑各组成部分，让学生感觉到计算机不过是为人服务的工具而已。 三、教学目标分析 1、知识与技能 （1）使学生初步认识计算机技术是信息技术的核心； （2）理解计算机系统由硬件和软件组成，硬件与软件之间的关系； （3）认识一般的计算机硬件和软件，了解计算机的基本工作原理。 2、过程与方法 通过举例和教师的操作演示，让学生明白计算机技术是信息技术的核心，并利用实物和课件进行辅助教学，让学生能更直观的了解计算机系统的组成，了解各个功能模块的作用，并通过解决实际问题，引导学生了解计算机处理信息的过程。 3、情感态度与价值观 （1）培养学生使用计算机的良好习惯和品德； （2）培养学生科学探索与认知的能力，使学生从智能机器的高度去认识、使用计算机。 四、教学重点 认识计算机硬件系统。 五、教学难点 理解计算机的基本工作原理。 六、教学资源