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嵌入监督方案

发布时间: 2021-01-10 13:13:15

1. 利用嵌入式技术设计一个多功能手持电子设备,写出设计方案、所使用的技术和方法

利用 FPGA进行手持产品的开发。FPGA的功能日益强大和丰富,而门数、面积和频率也在不断增加。FPGA的开发和周转时间要比定制ASIC短得多,可重复编程的额外优势使得FPGA成为手持嵌入式系统领域中颇具吸引力的解决方案。在基于ASIC或FPGA的设计中,设计人员必须认真考虑某些性能标准,他们面临的挑战主要体现在面积、速度和功耗方面。
与ASIC一样,供应商在FPGA设计中也需要应对面积和速度的挑战。随着门数不断增加,FPGA需要更大的面积和尺寸来适应更多的应用,设计工具需要采用更好的算法以便更有效地利用面积。不断演进的FPGA技术也给设计人员带来一系列新的挑战,电源利用率就是其中之一,这对于为手持或便携式设备设计基于FPGA的嵌入式系统来说是急需解决的问题。
嵌入式系统中的FPGA
典型的嵌入式系统由处理器、存储器、包括USB、SPI、I2C在内的标准接口以及液晶显示器、音频输出等外设组成。设备的核心仍是处理器和处理器接口,它们通过板载连线连接到各个外设。系统性能主要取决于处理器性能,而处理器通常具有非常标准的架构,因而不容易定制。
有时处理器可能忙于处理来自低速外设的信息,虽然在这种情况下处理器使用率可能达到100%,但并不是在做以微处理器为中心的事务,而是工作在特别低的性能水平。不管其内核频率是多少,微处理器必须等待来自低速时钟的数据。这也会导致较高的功耗,因为处理器的利用率是100%。其结果将缩短电池寿命,并且需要更大的散热器或风扇进行冷却,最终影响整个系统的可靠性。
于是,FPGA在这方面开始发挥重要作用,因为它们能从处理器卸载许多外设交互任务。如图1所示,利用标准千兆TCP/IP网络实现的未压缩音视频数据流的嵌入式分布系统。它有一个专用DSP处理器,这个处理器通过一个标准总线接口与赛灵思的FPGA相接,FPGA再连接到各个低速外设。

图1:用于音频/视频分布系统的FPGA架构。
作为启动开发套件,这个FPGA通过I2S接口连接12位的PCM音频输入和12位的PCM音频输出;它还连接视频编码器和解码器,并与I2C从器件和RS232器件进行通信;连接到FPGA的通用I/O很少。与处理器相连的标准总线工作在高速的66MHz,而音频外设工作在低速的1.182MHz;UART和I2C串行接口分别工作在56.6kHz和100kHz。由于数据传输发生在多个时钟域,因而只有处理器能配置数据流。
在这种情况下,处理器不再与低速外设交互,而由FPGA从低速的PCM ADC音频器件读取数据,并将数据存放在FPGA的内部缓存中。处理器可以周期性地从这个缓存读取数据,或者当缓存中有足够数据时,由FPGA向处理器发送一个中断。这样,处理器就有更多的时间执行以处理器为中心的必要工作,在空闲时则进入睡眠模式。
功耗问题
在电池供电的嵌入式系统中,节能是最重要的考虑因素。功耗可以被分成三大类:启动功耗、静态功耗和动态功耗。设计人员无法控制启动功耗,而启动功耗在决定电源选型中扮演着重要的角色。大多数最大电流值指的就是这个阶段所达到的值。但静态功耗和动态功耗是两个不同的领域,通过合理的规划和以下正确的指导原则,使用FPGA的嵌入式设计人员可以在功耗优化方面作出显著改进。
静态功耗是指系统不工作时仍有电流流过元件时产生的功耗,一般由器件偏置电流和漏电流引起。静态功耗也取决于工作电压,降低工作电压可以降低静态功耗,但这个策略并不总是掌握在设计人员手中。设计人员能做的是定义合理的架构,在这种架构下需要使用的资源最少,同时尽可能使用资源共享,并以最高效的方式使用FPGA模块。
减少静态功耗的另外一种技术是在设计周期早期进行功耗预估,改变拓扑或使用不同的IP模块。例如,赛灵思的xPower Estimator工具这时就非常有用,它能很早知道设计是否满足功耗预算。早期阶段的功耗预估也许不完全准确,但作为指导工具确实很有帮助。
动态功耗是由于FPGA门的一些行为(比如信号开关)引起的,当两个门暂时导通时,将产生电流流动和电容。信号开关的速度决定了功耗的大小。影响动态功耗的另外一个因素是电路内部结构中形成的固有电容。动态功耗是时钟频率、正在开关的门数量和这些门开关速率的函数。门扇出和走线上的电容负载会增加动态功耗,并且功耗值正比于电容、电压和频率平方的乘积。
设计人员对这种功耗具有最大的控制能力,他们可以利用许多技术实现动态功耗的最大改善。降低信号开关频率可以使功耗呈指数式下降。正如图1所示,用于UART的控制逻辑、奇偶校验或帧超限错误都发生在速度较低的时钟域。即使门数没有减少,功耗也会下降。设计人员还可以通过降低整体工作频率(如果可行的话)来减小动态功耗。例如,在完成可行性和性能分析后,设计人员决定上述设计不仅能工作在133MHz,也能工作在66MHz。DSP支持这两种速率,而减小电压也有助于降低功耗。
另外一种技术是减少处于工作模式的有效门数。有时某部分逻辑虽然在开机时被打开和配置,但实际上不要求做任何事情。例如,模拟音频捕获单元处于工作状态,设备却不在执行任何数字SPDIF音频捕获。在这种情况下,一般的数字SPDIF音频捕获电路仍将执行数据采样、双相解码等工作,因而无谓地浪费功率。如果禁用整个数字SPDIF音频捕获电路,使电路中不发生任何信号开关动作,那么动态功耗将会显著降低。
设计人员可以禁用传送到这部分电路的时钟来达到这个目的。一种简单的做法是将时钟信号与使能信号相“与(AND)”,如图2所示。如果使能信号是低电平,那么与门的输出将保持低电平。如果使能信号为高电平,与门将输出时钟信号。

图2:一种简单的时钟选通机制。
还可以使用其它方法。如果可能并且拓扑又支持的话,可以通过复接地址和数据线来减少信号线数量。在我们这个例子中,到视频编码器的输出是16位数据,我们可以把它复接成8位,然后分别在时钟的两个沿(上升沿和下降沿)发送出去。这样做也能节省动态功耗。此外,选择串行接口代替并行接口也能降低功耗。使用带较低电容负载的LVTTL或LVCMOS I/O也很有用。
嵌入式处理器
将处理器嵌入到FPGA中是手持设备设计人员可以采用的又一种策略,它可以带来很多好处。首先,减少了定制处理器带来的上述挑战。其次,外设和处理器之间的交互发生在FPGA内部,因而可以减少I/O数量。由于I/O会消耗相当多的功率,此举也能达到一定程度的节能效果。赛灵思的Virtex-5版本支持PowerPC 440处理器、硬处理器和MicroBlaze软处理器,所有这些处理器都可以被设计人员用来创建高端或低端应用系统。
随着90m和65nm半导体技术的发明,门的尺寸在不断缩小,导致静态功耗问题越来越突出,在对功耗指标越来越敏感的今天,这是一个极具挑战性的现象。由于功耗问题获得了众多FPGA供应商的重视,在这个领域中已出现许多令人兴奋的新技术。低功耗设计将决定一个系统的集成能力有多强,业界也迫切需要将注重功耗的设计技术标准化。

2. stc单片机为嵌入式系统提供什么方案

stc单片机是8位机,一般在大型系统中做终端控制或驱动,所以在嵌入式系统中,也一般做下位机来做执行部件的控制和驱动。

3. CPU 提供嵌入式方案什么意思

选择一个合适的ARM
CPU的嵌入式操作系统的几个重要因素:第一是应用。
如果想开发的嵌版入式设备是一个权和网络应用密切相关或者就是一个网络设备,那么应该选择用嵌入式
Linux或者mCLinux,而不是mC/OS-II.第二是实时性。
没有一个绝对的数字可以告诉什么是硬实时,什么是软实时,它们之间的界限也是十
分模糊的,这与选择什么样的ARM CPU,它的主频、内存等参数有一定的关系。
如果使用加入实时补丁等技术的嵌入式Linux,如MontaVista
Linux(2.4.17版本),最坏的情况只有436微秒,而99.9%的情况是195微秒。
考虑到最新的Linux在实时性方面的改进。

4. 嵌入式系统的系统方案

基于抄嵌入式系统在电网远程监控中的应用方案
基于嵌入式系统在电网远程监控中的应用方案可实现对电网参数的主动测量、分析、自动存储等功能,通过Internet光纤环网将电网监测数据传送到调度室的监控主机,工作人员可以对远程设备的运行状况进行及时、准确的监控,对其故障先兆做出判断和预测,采取有效措施解决问题,保证大型机组安全运行,防止恶性事故的发生,避免了定期检修引起的生产停顿,起到预防和消除故障的作用,提高设备运行的可靠性、安全性和有效性。
基于嵌入式系统的RFID手持机系统方案
基于嵌入式系统的RFID手持机系统设计,以微处理器LPC2142 为主控制器,根据系统的需求外扩了SRAM、Flash、SD 卡、键盘、LCD 显示、声响提示进行数据处理、数据存储、人机交互以及出错报警提示,通过USB 接口可以与主机进行数据通信,背光模块可以为LCD 和键盘提供背光,电压检测模块通过核心处理器的A/D 转换器进行电池电压的检测,从而间接检测出电池的剩余电量,RF 模块能够进行读写器与标签之间射频信号的收发,通过JTAG 接口可以进行程序的调试与下载。电源部分可以为系统中需要电源的各个模块提供电源。

5. 什么是嵌入式系统嵌入式设备嵌入式系统设计解决方案

就是把软件嵌入到硬件设备上!

6. 2682v4cpu支持可提供嵌入式方案吗

理论上主要是阵脚数量一致接口也就是相同的,可以直接安插,但是也有特殊的,如三代和二代处理器在7系 6系主板上互插的时候可能会识别不了,此时就得更新BIOS解决!

7. CodeMeter如何为嵌入式系统提供全面的保护方案

物联网把计算技术带入了与国家基础设施、人们日常生活密切相关的领域,小如心脏起搏器,大如国家电网。CPS大部分应用领域是与食品卫生一样的安全敏感的领域,CPS的技术和产品需要经过政府严格的安全监督和认证。CPS技术和产品必须成为高可靠的、行为确定的产品,由此需要可靠和确定的嵌入式系统。嵌入系统在提供便利和带来增值效益的同时,也向外界敞开了系统,从而增加了来自外部攻击的风险。这些风险真实存在并日益增长,企业急需应对措施,用于防止知识产权的流失,防止恶意代码篡改。 什么是嵌入式系统的安全保护? 从嵌入式系统安全保护的角度来看,可分为完整性保护、机密性保护及可鉴别性保护。 什么是完整性保护? “完整性保护”包括各种安全保障措施,即保护系统资源、程序代码和数据内容等信息,防止非法篡改及未经授权的身份。保证数据的完整性,即使不能完全实现,也要确保整个系统进入安全模式,并停止执行任何功能。最好的完整性保护解决方案是基于加密技术即诸如数字签名、消息认证等相关安全机制而产生的。 什么是机密性保护? “机密性保护”是指要构建整体的加密体系来保护嵌入式系统代码安全和数据隐私。 防止整个机器或设备被非法伪造,通过防止逆向工程保护企业自主研发的专有算法或方法;通过数据保护确保生产数据不被非法篡改,保证生产安全。 什么是身份认证保护? “身份认证保护”要构建完整的信任体系来保证所有的行为、来源、数据的完整性等都是真实可信的。用户在与某个安全的嵌入式系统交互之前,必须经过一个认证过程来核实他们的身份。认证方案可能包括秘密口令、生理特征(如指纹)或安全设置(如智能卡或密钥)三者的各种组合。 CodeMeter是德国威步公司研发的加密解决方案,采用强大的加密算法及安全的嵌入式硬件元器件(智能卡安全芯片),可用于完整性保护、软件版权、数据保护及身份认证保护。 下面我们看看完整性加密流程: 通过AxProtector加密工具,未经加密的原程序需要按以下步骤进行设计和加密: 1. 计算原程序中的Hash值; 2. 采用开发商的私钥对Hash值签名; 3. 采用原程序种子码生成的密钥、开发商的私钥及其他一些公开的参数,对原程序进行加密; 4. 加载用于加密软件签名证书的公钥部分。 CodeMeter完整性检验流程: 检验包括以下步骤:当程序加载时,按下列步骤执行。同时执行的应用程序被加载。此时需要借助系统集成工具—威步信息系统加解密引擎AxEngine。 1. 如验证到当前有效许可,则加密的软件进行解密 2. 公用根密钥检验授权过程中的证书以及证书链 3. 计算解密后的原始软件的HASH值 4. 使用公钥验证HASH签名。 CodeMeter嵌入式系统软件版权及数据加密方案 基于CodeMeter技术的解决方案,完全不用任何代码开发,即可全自动实现以下功能: 1. 加密程序代码,防止静态代码分析和逆向工程 2. 签名程序代码,包括应用程序和操作系统图像 3. 存储私钥用于解密 4. 存储供应商的签名私钥 5. 加载和运行系统过程中进行签名和HASH验证,用于防伪 6. 采用先进的ECC和RSA非对称算法,实现身份认证功能 CodeMeter产品,基于大容量的安全智能卡芯片,存储和管理安全密钥。为嵌入式系统提供有效的防护措施,以免遭受恶意攻击,并保护敏感数据和密钥。 CodeMeter硬件产品可提供多种工业接口形式,诸如USB、CF卡、SD卡及TF卡等等用于满足不同的工业应用。CodeMeter软授权产品可以采用绑定硬件设备硬件指纹的方式,为嵌入式系统加密及授权提供更多的选择。 CodeMeter支持Windows, Mac OS X, Linux ,Unix等多种操作系统,以及Windows Embedded, Linux, VxWorks 以及诸如CODESYS 的PLC也同样适用。CodeMeter软件保护解决方案采用了先进的对称和非对称加密算法 (AES, RSA, ECC),同时使用了哈希函数(SHA-256),椭圆曲线数字签名方案(ECDSA)以及随机数生成器。 CodeMeter凭借上述多种加密方法,用于防止盗版、逆向工程以及非法入侵,有效的保护专业知识产权不被侵犯;并且可以有效防止代码篡改及非法身份登陆,确保嵌入式操作系统和应用程序安全地启动和运行。

8. “嵌入式解决方案”是什么意思

解决方案就是你提出来要求,比如价格、功能、大小,这个公司全部给你设计好。嵌入式解决方案就是给你按照你的需求做一个嵌入式的系统。

9. 网页中嵌入excel的解决方案10 如题,要求1、嵌入到网页中的excel的功能与正常excel

如果是想要在web页面上嵌入一个类似Excel的表格,可以在webapp中使用一些第三方版控件来做到,例如SpreadJS,诸如此类权控件,本身已经实现了Excel的相关功能,只需要将其嵌入进webapp中就实现了上述需求。反观Excel本身,并不支持这种嵌入第三方项目的相关功能。

并且上述需求中所说:

嵌入到网页中的excel的功能与正常excel文件一致,SpreadJS本身会最大限度的去还原Excel上的设置,并且在SpreadJS中的设置也可以在Excel中还原,这样就可以实现跟Excel文件保持一致的需求

跟数据库中交互的功能,SpreadJS本身实现了数据绑定的双向绑定机制可以利用这个功能很快实现。

如果上述回答能够解决你的实际问题,还望点击采纳

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