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嵌入監督方案

發布時間: 2021-01-10 13:13:15

1. 利用嵌入式技術設計一個多功能手持電子設備,寫出設計方案、所使用的技術和方法

利用 FPGA進行手持產品的開發。FPGA的功能日益強大和豐富,而門數、面積和頻率也在不斷增加。FPGA的開發和周轉時間要比定製ASIC短得多,可重復編程的額外優勢使得FPGA成為手持嵌入式系統領域中頗具吸引力的解決方案。在基於ASIC或FPGA的設計中,設計人員必須認真考慮某些性能標准,他們面臨的挑戰主要體現在面積、速度和功耗方面。
與ASIC一樣,供應商在FPGA設計中也需要應對面積和速度的挑戰。隨著門數不斷增加,FPGA需要更大的面積和尺寸來適應更多的應用,設計工具需要採用更好的演算法以便更有效地利用面積。不斷演進的FPGA技術也給設計人員帶來一系列新的挑戰,電源利用率就是其中之一,這對於為手持或攜帶型設備設計基於FPGA的嵌入式系統來說是急需解決的問題。
嵌入式系統中的FPGA
典型的嵌入式系統由處理器、存儲器、包括USB、SPI、I2C在內的標准介面以及液晶顯示器、音頻輸出等外設組成。設備的核心仍是處理器和處理器介面,它們通過板載連線連接到各個外設。系統性能主要取決於處理器性能,而處理器通常具有非常標準的架構,因而不容易定製。
有時處理器可能忙於處理來自低速外設的信息,雖然在這種情況下處理器使用率可能達到100%,但並不是在做以微處理器為中心的事務,而是工作在特別低的性能水平。不管其內核頻率是多少,微處理器必須等待來自低速時鍾的數據。這也會導致較高的功耗,因為處理器的利用率是100%。其結果將縮短電池壽命,並且需要更大的散熱器或風扇進行冷卻,最終影響整個系統的可靠性。
於是,FPGA在這方面開始發揮重要作用,因為它們能從處理器卸載許多外設交互任務。如圖1所示,利用標准千兆TCP/IP網路實現的未壓縮音視頻數據流的嵌入式分布系統。它有一個專用DSP處理器,這個處理器通過一個標准匯流排介面與賽靈思的FPGA相接,FPGA再連接到各個低速外設。

圖1:用於音頻/視頻分布系統的FPGA架構。
作為啟動開發套件,這個FPGA通過I2S介面連接12位的PCM音頻輸入和12位的PCM音頻輸出;它還連接視頻編碼器和解碼器,並與I2C從器件和RS232器件進行通信;連接到FPGA的通用I/O很少。與處理器相連的標准匯流排工作在高速的66MHz,而音頻外設工作在低速的1.182MHz;UART和I2C串列介面分別工作在56.6kHz和100kHz。由於數據傳輸發生在多個時鍾域,因而只有處理器能配置數據流。
在這種情況下,處理器不再與低速外設交互,而由FPGA從低速的PCM ADC音頻器件讀取數據,並將數據存放在FPGA的內部緩存中。處理器可以周期性地從這個緩存讀取數據,或者當緩存中有足夠數據時,由FPGA向處理器發送一個中斷。這樣,處理器就有更多的時間執行以處理器為中心的必要工作,在空閑時則進入睡眠模式。
功耗問題
在電池供電的嵌入式系統中,節能是最重要的考慮因素。功耗可以被分成三大類:啟動功耗、靜態功耗和動態功耗。設計人員無法控制啟動功耗,而啟動功耗在決定電源選型中扮演著重要的角色。大多數最大電流值指的就是這個階段所達到的值。但靜態功耗和動態功耗是兩個不同的領域,通過合理的規劃和以下正確的指導原則,使用FPGA的嵌入式設計人員可以在功耗優化方面作出顯著改進。
靜態功耗是指系統不工作時仍有電流流過元件時產生的功耗,一般由器件偏置電流和漏電流引起。靜態功耗也取決於工作電壓,降低工作電壓可以降低靜態功耗,但這個策略並不總是掌握在設計人員手中。設計人員能做的是定義合理的架構,在這種架構下需要使用的資源最少,同時盡可能使用資源共享,並以最高效的方式使用FPGA模塊。
減少靜態功耗的另外一種技術是在設計周期早期進行功耗預估,改變拓撲或使用不同的IP模塊。例如,賽靈思的xPower Estimator工具這時就非常有用,它能很早知道設計是否滿足功耗預算。早期階段的功耗預估也許不完全准確,但作為指導工具確實很有幫助。
動態功耗是由於FPGA門的一些行為(比如信號開關)引起的,當兩個門暫時導通時,將產生電流流動和電容。信號開關的速度決定了功耗的大小。影響動態功耗的另外一個因素是電路內部結構中形成的固有電容。動態功耗是時鍾頻率、正在開關的門數量和這些門開關速率的函數。門扇出和走線上的電容負載會增加動態功耗,並且功耗值正比於電容、電壓和頻率平方的乘積。
設計人員對這種功耗具有最大的控制能力,他們可以利用許多技術實現動態功耗的最大改善。降低信號開關頻率可以使功耗呈指數式下降。正如圖1所示,用於UART的控制邏輯、奇偶校驗或幀超限錯誤都發生在速度較低的時鍾域。即使門數沒有減少,功耗也會下降。設計人員還可以通過降低整體工作頻率(如果可行的話)來減小動態功耗。例如,在完成可行性和性能分析後,設計人員決定上述設計不僅能工作在133MHz,也能工作在66MHz。DSP支持這兩種速率,而減小電壓也有助於降低功耗。
另外一種技術是減少處於工作模式的有效門數。有時某部分邏輯雖然在開機時被打開和配置,但實際上不要求做任何事情。例如,模擬音頻捕獲單元處於工作狀態,設備卻不在執行任何數字SPDIF音頻捕獲。在這種情況下,一般的數字SPDIF音頻捕獲電路仍將執行數據采樣、雙相解碼等工作,因而無謂地浪費功率。如果禁用整個數字SPDIF音頻捕獲電路,使電路中不發生任何信號開關動作,那麼動態功耗將會顯著降低。
設計人員可以禁用傳送到這部分電路的時鍾來達到這個目的。一種簡單的做法是將時鍾信號與使能信號相「與(AND)」,如圖2所示。如果使能信號是低電平,那麼與門的輸出將保持低電平。如果使能信號為高電平,與門將輸出時鍾信號。

圖2:一種簡單的時鍾選通機制。
還可以使用其它方法。如果可能並且拓撲又支持的話,可以通過復接地址和數據線來減少信號線數量。在我們這個例子中,到視頻編碼器的輸出是16位數據,我們可以把它復接成8位,然後分別在時鍾的兩個沿(上升沿和下降沿)發送出去。這樣做也能節省動態功耗。此外,選擇串列介面代替並行介面也能降低功耗。使用帶較低電容負載的LVTTL或LVCMOS I/O也很有用。
嵌入式處理器
將處理器嵌入到FPGA中是手持設備設計人員可以採用的又一種策略,它可以帶來很多好處。首先,減少了定製處理器帶來的上述挑戰。其次,外設和處理器之間的交互發生在FPGA內部,因而可以減少I/O數量。由於I/O會消耗相當多的功率,此舉也能達到一定程度的節能效果。賽靈思的Virtex-5版本支持PowerPC 440處理器、硬處理器和MicroBlaze軟處理器,所有這些處理器都可以被設計人員用來創建高端或低端應用系統。
隨著90m和65nm半導體技術的發明,門的尺寸在不斷縮小,導致靜態功耗問題越來越突出,在對功耗指標越來越敏感的今天,這是一個極具挑戰性的現象。由於功耗問題獲得了眾多FPGA供應商的重視,在這個領域中已出現許多令人興奮的新技術。低功耗設計將決定一個系統的集成能力有多強,業界也迫切需要將注重功耗的設計技術標准化。

2. stc單片機為嵌入式系統提供什麼方案

stc單片機是8位機,一般在大型系統中做終端控制或驅動,所以在嵌入式系統中,也一般做下位機來做執行部件的控制和驅動。

3. CPU 提供嵌入式方案什麼意思

選擇一個合適的ARM
CPU的嵌入式操作系統的幾個重要因素:第一是應用。
如果想開發的嵌版入式設備是一個權和網路應用密切相關或者就是一個網路設備,那麼應該選擇用嵌入式
Linux或者mCLinux,而不是mC/OS-II.第二是實時性。
沒有一個絕對的數字可以告訴什麼是硬實時,什麼是軟實時,它們之間的界限也是十
分模糊的,這與選擇什麼樣的ARM CPU,它的主頻、內存等參數有一定的關系。
如果使用加入實時補丁等技術的嵌入式Linux,如MontaVista
Linux(2.4.17版本),最壞的情況只有436微秒,而99.9%的情況是195微秒。
考慮到最新的Linux在實時性方面的改進。

4. 嵌入式系統的系統方案

基於抄嵌入式系統在電網遠程監控中的應用方案
基於嵌入式系統在電網遠程監控中的應用方案可實現對電網參數的主動測量、分析、自動存儲等功能,通過Internet光纖環網將電網監測數據傳送到調度室的監控主機,工作人員可以對遠程設備的運行狀況進行及時、准確的監控,對其故障先兆做出判斷和預測,採取有效措施解決問題,保證大型機組安全運行,防止惡性事故的發生,避免了定期檢修引起的生產停頓,起到預防和消除故障的作用,提高設備運行的可靠性、安全性和有效性。
基於嵌入式系統的RFID手持機系統方案
基於嵌入式系統的RFID手持機系統設計,以微處理器LPC2142 為主控制器,根據系統的需求外擴了SRAM、Flash、SD 卡、鍵盤、LCD 顯示、聲響提示進行數據處理、數據存儲、人機交互以及出錯報警提示,通過USB 介面可以與主機進行數據通信,背光模塊可以為LCD 和鍵盤提供背光,電壓檢測模塊通過核心處理器的A/D 轉換器進行電池電壓的檢測,從而間接檢測出電池的剩餘電量,RF 模塊能夠進行讀寫器與標簽之間射頻信號的收發,通過JTAG 介面可以進行程序的調試與下載。電源部分可以為系統中需要電源的各個模塊提供電源。

5. 什麼是嵌入式系統嵌入式設備嵌入式系統設計解決方案

就是把軟體嵌入到硬體設備上!

6. 2682v4cpu支持可提供嵌入式方案嗎

理論上主要是陣腳數量一致介面也就是相同的,可以直接安插,但是也有特殊的,如三代和二代處理器在7系 6系主板上互插的時候可能會識別不了,此時就得更新BIOS解決!

7. CodeMeter如何為嵌入式系統提供全面的保護方案

物聯網把計算技術帶入了與國家基礎設施、人們日常生活密切相關的領域,小如心臟起搏器,大如國家電網。CPS大部分應用領域是與食品衛生一樣的安全敏感的領域,CPS的技術和產品需要經過政府嚴格的安全監督和認證。CPS技術和產品必須成為高可靠的、行為確定的產品,由此需要可靠和確定的嵌入式系統。嵌入系統在提供便利和帶來增值效益的同時,也向外界敞開了系統,從而增加了來自外部攻擊的風險。這些風險真實存在並日益增長,企業急需應對措施,用於防止知識產權的流失,防止惡意代碼篡改。 什麼是嵌入式系統的安全保護? 從嵌入式系統安全保護的角度來看,可分為完整性保護、機密性保護及可鑒別性保護。 什麼是完整性保護? 「完整性保護」包括各種安全保障措施,即保護系統資源、程序代碼和數據內容等信息,防止非法篡改及未經授權的身份。保證數據的完整性,即使不能完全實現,也要確保整個系統進入安全模式,並停止執行任何功能。最好的完整性保護解決方案是基於加密技術即諸如數字簽名、消息認證等相關安全機制而產生的。 什麼是機密性保護? 「機密性保護」是指要構建整體的加密體系來保護嵌入式系統代碼安全和數據隱私。 防止整個機器或設備被非法偽造,通過防止逆向工程保護企業自主研發的專有演算法或方法;通過數據保護確保生產數據不被非法篡改,保證生產安全。 什麼是身份認證保護? 「身份認證保護」要構建完整的信任體系來保證所有的行為、來源、數據的完整性等都是真實可信的。用戶在與某個安全的嵌入式系統交互之前,必須經過一個認證過程來核實他們的身份。認證方案可能包括秘密口令、生理特徵(如指紋)或安全設置(如智能卡或密鑰)三者的各種組合。 CodeMeter是德國威步公司研發的加密解決方案,採用強大的加密演算法及安全的嵌入式硬體元器件(智能卡安全晶元),可用於完整性保護、軟體版權、數據保護及身份認證保護。 下面我們看看完整性加密流程: 通過AxProtector加密工具,未經加密的原程序需要按以下步驟進行設計和加密: 1. 計算原程序中的Hash值; 2. 採用開發商的私鑰對Hash值簽名; 3. 採用原程序種子碼生成的密鑰、開發商的私鑰及其他一些公開的參數,對原程序進行加密; 4. 載入用於加密軟體簽名證書的公鑰部分。 CodeMeter完整性檢驗流程: 檢驗包括以下步驟:當程序載入時,按下列步驟執行。同時執行的應用程序被載入。此時需要藉助系統集成工具—威步信息系統加解密引擎AxEngine。 1. 如驗證到當前有效許可,則加密的軟體進行解密 2. 公用根密鑰檢驗授權過程中的證書以及證書鏈 3. 計算解密後的原始軟體的HASH值 4. 使用公鑰驗證HASH簽名。 CodeMeter嵌入式系統軟體版權及數據加密方案 基於CodeMeter技術的解決方案,完全不用任何代碼開發,即可全自動實現以下功能: 1. 加密程序代碼,防止靜態代碼分析和逆向工程 2. 簽名程序代碼,包括應用程序和操作系統圖像 3. 存儲私鑰用於解密 4. 存儲供應商的簽名私鑰 5. 載入和運行系統過程中進行簽名和HASH驗證,用於防偽 6. 採用先進的ECC和RSA非對稱演算法,實現身份認證功能 CodeMeter產品,基於大容量的安全智能卡晶元,存儲和管理安全密鑰。為嵌入式系統提供有效的防護措施,以免遭受惡意攻擊,並保護敏感數據和密鑰。 CodeMeter硬體產品可提供多種工業介面形式,諸如USB、CF卡、SD卡及TF卡等等用於滿足不同的工業應用。CodeMeter軟授權產品可以採用綁定硬體設備硬體指紋的方式,為嵌入式系統加密及授權提供更多的選擇。 CodeMeter支持Windows, Mac OS X, Linux ,Unix等多種操作系統,以及Windows Embedded, Linux, VxWorks 以及諸如CODESYS 的PLC也同樣適用。CodeMeter軟體保護解決方案採用了先進的對稱和非對稱加密演算法 (AES, RSA, ECC),同時使用了哈希函數(SHA-256),橢圓曲線數字簽名方案(ECDSA)以及隨機數生成器。 CodeMeter憑借上述多種加密方法,用於防止盜版、逆向工程以及非法入侵,有效的保護專業知識產權不被侵犯;並且可以有效防止代碼篡改及非法身份登陸,確保嵌入式操作系統和應用程序安全地啟動和運行。

8. 「嵌入式解決方案」是什麼意思

解決方案就是你提出來要求,比如價格、功能、大小,這個公司全部給你設計好。嵌入式解決方案就是給你按照你的需求做一個嵌入式的系統。

9. 網頁中嵌入excel的解決方案10 如題,要求1、嵌入到網頁中的excel的功能與正常excel

如果是想要在web頁面上嵌入一個類似Excel的表格,可以在webapp中使用一些第三方版控制項來做到,例如SpreadJS,諸如此類權控制項,本身已經實現了Excel的相關功能,只需要將其嵌入進webapp中就實現了上述需求。反觀Excel本身,並不支持這種嵌入第三方項目的相關功能。

並且上述需求中所說:

嵌入到網頁中的excel的功能與正常excel文件一致,SpreadJS本身會最大限度的去還原Excel上的設置,並且在SpreadJS中的設置也可以在Excel中還原,這樣就可以實現跟Excel文件保持一致的需求

跟資料庫中交互的功能,SpreadJS本身實現了數據綁定的雙向綁定機制可以利用這個功能很快實現。

如果上述回答能夠解決你的實際問題,還望點擊採納

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