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关键词： RISC   整数控制单元   整数运算单元   指令流水   仿真  

摘要： 随着信息技术的发展,作为嵌入式系统的核心,微处理器以其灵活,功能强大等优势,已广泛应用在信息技术的各个领域。无论是家电产品多媒体和数字信号处理领域,还是卫星发射导弹制导都离不开微处理器。其中RISC（精简指令集计算机）因为产生的机器码更有效、更密集,使得编码器很容易实现其密度接近于机器能力的代码,其性能价格比超过了传统的CISC,速度也比CISC快,且硬件结构功能分布清楚,工艺技术先进等优点,越来越受到人们的重视和使用。论文在对嵌入式微处理器通用结构研究的基础上,参考SPARC V8指令系统,实现了微处理器整数运算和控制单元的设计。 本课题的内容是设计RISC处理器的整数运算和控制单元。该单元是微处理器的主要组成部分,其主要作用是执行所有的整数运算指令和控制指令。整数运算能力是CPU中重要的性能指标。整数运算和控制单元的设计研究对高性能的处理器设计有着重要的意义。本单元兼容SPARC V8标准的指令级;采用5级指令流水线实现;支持8个寄存器窗口;可配置的乘法器;基2的不恢复除法器;支持与IU串行的浮点处理器单元和协处理器等;本文详细阐述了整数控制单元五级指令流水的实现方式,同时对整数运算单元中加法器,乘法器,除法器和整数控制部件的设计分别做了详尽的阐述。作者使用VHDL语言对整数控制与运算单元进行RTL描述,在完成设计的功能仿真后,还对设计中的乘法器,除法器和控制部件在XILINX公司的Virtex-5系列芯片进行了FPGA验证,整数运算和控制单元频率达到184MHz,验证结果表明我们所设计的模块功能和性能都符合预期。

关键词： CAN总线   LIN总线   控制单元  

摘要： 当今汽车技术的飞速发展，不仅得益于电子技术的发展，还有相应的汽车网络技术的发展，在科技发展的技术，受着科学技术的冲击与推动，汽车的发展更是如火如荼，为了跟上汽车发展的现代化步伐，很多汽车厂商都提出了一种新的概念，即网络汽车，现在的汽车已经远远高出了它本来的意义，绝对不仅仅是单纯意义上的交通工具，而是集信息，娱乐，舒适，安全，通讯，办公一体的综合网络设备，随着车上网络技术的发展，越来越多的电子设备都被应用到汽车上，虽然这些设备的引用给汽车带来了方便，但同时如何使这些设备高效的工作同时又不影响汽车本身，成为了应该解决的问题。 现在的汽车已经远远的高出了它本来的意义，绝对不仅仅是单纯意义上的交通工具，而是集信息，娱乐，舒适，安全，通讯，办公一体的综合网络设备，随着车上网络技术的发展，越来越多的电子设备都被应用到汽车上，虽然这些设备的引用给汽车带来了方便，但同时如何使这些设备高效的工作同时又不影响汽车本身，成为了应该解决的问题。 车载CAN和LIN总线不负众望，不仅解决的车身的繁琐的线束重量和链接问题，而且为汽车信息的可靠传输提供了保证，CAN总线一般应用在汽车的几个部分中，有发动机管理系统，防抱死系统，安全气囊系统等等，这些都要求总线的传输的实时性较高，稳定性较好，而CAN总线恰恰能达到这个要求，同时，对车窗，车锁，车灯，天棚，座椅等等都需要相应的控制，LIN总线适合这些低速设备，同时LIN总线开发方便适合大范围推广，所以在现在的汽车上很多都同时应用了这两种车载总线，分别应用在不同的用途上。这两种总线代表这不同的传输速率，但是整体上传输的质量较高，由于车身上的电气设备复杂，而且数量居多，这样就更加需要一个统一的网络设备统一的协议去连接管理好车上的各种电气设备，可以预见的是，在将来的汽车发展上，车载网络技术是个热门研究的课题，将来的发展会越来越好。 汽车网络技术是伴随着工业的现场总线的发展而发展的，原来的现场总线的发展是由于工业控制的需要，而汽车电子产品也属于这一范畴，现场总线的优点很多，抗干扰性强，传输的实时性好，所以这种现场总线的技术被引用到汽车网络技术上，车载总线发展成型的有CAN总线，LIN总线，其中CAN总线是由博士公司设计的，Lin总线是随着汽车的应用需求而诞生的，两种总线系统应用在汽车的不同部分上，CAN总线可以分为动力CAN总线，是连接发动机，防抱死系统的总线，仪表CAN总线，连接在汽车的仪表盘上，舒适CAN总线，连接在车窗，车门，座椅等等，LIN总线受到速率的限制，一般是适合低速CAN总线连接的设备，由于Lin总线传输的稳定性更高，而且Lin总线的设备相对更加便宜更容易推广，所以Lin总线被引进汽车网络技术中。汽车技术的不断发展，汽车上的执行机构不断增加，车上各种设备之间如果继续采用老式的点对点的连接方式，会有很多问题，比如复杂度很高，成本增加，空间消耗和车身本身重量都会大幅度增加。而且容易出现故障，每个设备的集成输入和输出被限制，这就迫使汽车网络技术使用总线结构。使用总线结构优点很多，诸如降低系统分布的复杂性，而且布线相对容易，同时成本和车身的重量都大幅度下降，同时可靠性提高了。 在节点控制系统中，远程查询流程主要是介绍客户端如何查询到车载终端执行结构信息而设计的，远程查询包括远程服务中车载终端网关、车内执行机构、以及各个模块之间的连接部分，其中客户端与远程服务中心相连接，通过向远程服务中心发出查询命令，远程服务中心收到命令之后通过cdma连接车载终端网关，网关接收到命令之后继续向车载执行机构发出命令，之后由执行结构查询状态信息，返回给网关，网关再返回给远程服务中心。 本文的安排如下：第一章介绍了车载总线的发展过程以及车载总线对汽车发展的作用，第二章介绍了车载CAN总线和LIN总线的相关协议，第三章针对本文内容作出了整体的详细的设计，包括软硬件开发，平台搭建以及CAN节点和LIN节点的整体设计，第四章针对节点后台功能作出了整体设计，包括查询，人机交互，还有中心数据库的建立。第五章通过测试实验给出了结果和建议，第六章总结了全文并提出展望。

摘要： System analysis and parameter estimation are fundamental tasks in the domain of control engineering. Analysis involves study of a system response to different excitations while estimation involves determination of system parameters given its model, inputs, outputs and initial conditions. Despite of being fundamental in nature, these tasks become complicated with increased system complexity. For instance, time-varying nature of a system makes both the tasks mathematically intractable. This situation has been handled to some extent with the help of different types of numerical methods. The success of these methods were limited mainly by the problem of convergence which could lead to disastrous results due to accumulation of numerical errors. Operational approach based on orthogonal functions, like Walsh, block, Fourier, Legendre, Laguerre, Hartley, discrete cosine etc., has overcome convergence problem of numerical methods. Besides, they convert system integro-differential equations into a set of matrix algebraic equations with the help of operator matrices, representing continuous time mathematical operations like integration, product etc. These formulations have been very suitable for computer implementations. From the last two decades, recursive Haar wavelet based operational approach has been widely used for system analysis and parameter estimation. Haar wavelet, the simplest of all other wavelets, preserves all properties of wavelets, such as compact support, denoising, multi-resolution etc., besides providing operational features of orthogonal functions. In addition, the explicit expressions of Haar scaling and wavelet functions make them suitable for easier computer implementations. Recursive nature of existing Haar wavelet based^^perational approach leads to following disadvantages: • Stack and memory overflows take place in computer implementations. • Whole domain of system analysis and parameter estimation has been made complex and diversified due to assorte

关键词： 运算放大器   计算机辅助设计   MOS模型   IC电路  

摘要： 运算放大器设计在IC电路设计中始终占有重要地位。本文建立了一种基于边界条件约束的运算放大器优化方法。根据设计需要设定相关边界条件，如面积约束，静态工作点约束，和小信号带宽约束等，以较为简单的MOS模型为基础，将若干电路方程和边界约束不等式代入MATLAB进行计算，由此得到在固定电路拓扑结构下，最优化的且符合设计条件的运算放大器MOS管尺寸。由于使用的模型较为简单，所以该方法适用于指导电路设计，减小设计时间成本，提高设计效率，避免了在设计中出现的穷举试探带来的巨大工作量。该计算机辅助设计方法与现阶段流行的EDA仿真工具不同的是：此方法在电路拓扑结构确定之后，MOS管尺寸确定之前使用，起到电路设计指导作用;内置复杂MOS模型的EDA工具在电路细节全部确定之后起验证作用。本文利用在MATLAB中内置的优化工具平台，通过计算机代替人工搜索试探最优化结果，并将优化后得到的MOS管尺寸进行HSPICE仿真，与未经优化的MOS管尺寸相比，运放带宽可由77MHz优化至135MHz。增大了75.3％。本文将带宽优化后的运算放大器应用于0.8um工艺锂电池充电电路反馈系统中，由于增加了运放模块的低通带宽，系统的响应速度有所改善，可以部分弥补使用0.8um工艺在速度上的缺点。

关键词： 小学数学   运算方法   多样化   最优化  

摘要： 新课程理念引导下的课堂,以学生的学为主,小学数学教学中更注重培养学生“一题多解”的运算思维,运算的多样化和最优化成了师生教与学的难点和关键.

关键词： 供电系统   智能控制   传感器   AT89S52   节能  

摘要： 节能降耗是供电系统的一项重要性能指标要求,供电系统中传统的人工控制和人工诊断的方式,已经远远不能满足要求。供电系统智能控制单元的主要功能就是分析用电系统的各个环节,对各个供电环境和供电场所进行具体情况的研究和分析,监视设备的运行状态和计量设备的电气参数,实现对公共场所用电设备的统一管理,达到合理供电,节约资源的目的。 本课题设计的供电系统智能控制单元,以AT89S52为中央控制单元,通过多种传感器进行数据的采集,设计数据采集电路,包括温度采集电路、电流采集电路和电压采集电路等,然后由单片机进行控制,使得供电系统智能控制单元可以在无需人工干预的情况下,都能够自主地驱动智能电路及其设备,实现智能化控制,同时,利用AT89S52单片机的强大的中断功能实现供电系统对某些紧急情况的实时处理。 本课题的研究成果应用于江西信息应用职业技术学院的校园供电系统,效果良好。

关键词： 闭锁   GOOSE报文   Modbus   RS485   嵌入式Linux   IEC61850   间隔层   AT91SAM9G45  

摘要： 变电站的防误闭锁电力安全运行中非常重要的一项。在数字化、智能化变电站高速发展的现如今,如何能实现变电站的防误闭锁成为该领域的研究重点和难点。随着变电站的自动化技术的发展,防误闭锁经历了机械防误闭锁、电气防误闭锁和微机防误闭锁三个阶段。目前国内大多数变电站使用电气防误闭锁和微机防误闭锁,一些变电站甚至还在使用机械防误闭锁方式。 由于机械和电气防误闭锁不能实现复杂逻辑的联锁,而微机防误不能实现在线实时的防误功能。本文在针对上述问题研究分析的基础上,按照IEC 61850协议中关于变电站的电站层、间隔层、过程层三层体系结构模型,提出了基于间隔层的在线式防误闭锁系统。该系统以嵌入式系统为系统平台,依据IEC 61850的通信模型,实现间隔内的联锁和控制、间隔间闭锁信息、的传输,最终实现了间隔层的防误闭锁控制功能。 本文主要做了以下几个方面的研究工作： (1)提出了一种基于总线的间隔层的在线实时监控方案,采用Modbus通信协议,实现在Linux环境下实时采集间隔层控制的各个设备的状态,实现远程监控。 (2)依据IEC 61850提出的变电站信息模型、通信模型建立的方法,采用了GOOSE传输技术,实现了嵌入式Linux平台GOOSE闭锁报文的接收和发送。 (3)本文构建了以ATMEL的ARM9芯片AT91 SAM9G45为主处理器,以Linux为操作系统的控制平台,实现了系统的硬件设计、操作系统移植、文件系统移植、设备驱动移植、以及应用程序的编制,给出了基于嵌入式Linux的带电间隔防误闭锁系统的实现。

关键词： 柴油机SCR系统   喷射系统   功能测试  

摘要： 随着柴油机排放法规的日益严格,SCR(选择性催化还原)技术被认为是众多排放后处理措施中最具前途的技术之一。目前,添蓝喷射系统作为SCR技术的还原剂加注系统,其内部主要部件仍需进口。要真正提升国内柴油机SCR系统的自主化水平,必须实现添蓝喷射系统的国内自主化。 本文基于武汉理工大学和武汉添蓝发动机排放控制技术有限公司联合推出的柴油机SCR系统(具有OBD功能),依据添蓝喷射系统的功能要求,初步确定喷射系统及其机械部分的结构形式,从硬件和软件方面设计喷射系统控制单元,并构建功能测试平台进行验证。 本文作者主要完成以下内容： (1)基于喷射系统硬件需求,包括SCR控制、还原剂定量执行和加热控制、OBD功能等需求,设计其控制单元的硬件； (2)基于平台的通用性,结合喷射系统功能的程序流程,包括SCR控制、还原剂定量执行、OBD功能等流程,设计其控制单元的软件； (3)基于柴油机排放法规要求,结合喷射系统软、硬件设计,确定其测试依据和标准,设计喷射系统的功能测试平台。

关键词： 拓扑优化   板壳结构   设计变量控制单元   ICM方法  

摘要： 作为工程中十分重要的承载结构形式，板壳结构的拓扑优化设计是当今拓扑优化领域的研究热点。尽管连续体结构拓扑优化研究在国内外已有相当深入的发展，但均为一个单元对应一个设计变量处理，这就从两点耽搁了结构拓扑优化的的发展：(1)能够预先确定具有相同拓扑参数的单元不能简化为由一个拓扑变量控制。(2)不能满足工程实际要求某些单元具有同一拓扑变量控制的需要。为此，文本基于ICM方法，研究静力载荷下每个设计变量控制多个单元的板壳结构拓扑优化问题。 (1)详细介绍了设计变量控制单元的具体实现过程。基于ICM方法，建立了在位移或应力约束下，寻求重量极小化的每个设计变量控制多个单元的板壳结构拓扑优化模型，采用精确对偶映射下的序列二次规划求解，减少设计变量数目，提高了求解效率。动态反演的优化策略使反演后的拓扑结构更加合理。 (2)将每个设计变量控制多个单元的设计思想应用到位移约束下的板壳结构拓扑优化中，利用莫尔定理显式化优化模型。分析了不同位移约束下的板结构模型和不同边界条件下的壳结构模型，算例表明：与每个设计变量控制一个单元的思想相比，每个设计变量控制多个单元不仅可以大幅度提高计算效率，且可以满足人为地控制结构的拓扑优化构型的工程需求。 (3)依据畸变能理论，将应力约束转化为畸变能约束，实现应力约束全局化，将其用于解决应力约束下板壳结构拓扑优化问题，减少了应力约束数目。分析了板结构和不同边界条件、不同应力约束下的壳结构模型。算例表明：设计变量控制单元的设计思想切实可行，能够得到合理的拓扑结果，且计算时间短。为工程实际中大型的模型计算提供了支持。 (4) ***及***软件取作本文算法的二次开发平台，应用PCL语言予以实现，软件具有友好的用户操作界面，并与Matlab软件链接，进行优化计算。通过软件二次开发，将优化方法应用到工程实际当中。

关键词： 汇编语言   实验教学   指令系统  

摘要： 汇编语言课程是计算机及相关专业一门重要的基础课程，是一门能够利用计算机的硬件特性直接控制计算机硬件的语言。分析目前汇编语言教学效果不理想的主客观原因，有针对性地提出相应的教学改革措施。同时从实验平台以及实验内容等方面提出了相应的措施和方法。