处理模块范文

处理模块范文（精选11篇）

处理模块 第1篇

在数字通信系统中接入话音是很常见的,话音通信的进程不同,通信系统中就需要产生不同的信令音。信令音的产生是话音通信不可缺少的一部分,信令音能使话音通信的操作员清楚地了解到通信的进展情况,从而根据通信进展的各个不同阶段而做出不同的操作。

在程控交换机、话音邮政等通信设备中,信令音的产生也是一个独立且必须的功能组成部分。目前数字信号处理器(DSP)的发展使开发者能快速、准确实现各种复杂算法,这就使基于DSP的音频信令处理模块得以实现。

1 方案设计

1.1硬件设计

基于DSP的音频信令处理模块作为一个独立的插件,其基本组成框图如图1所示。

该模块主要完成音频信令的检测及产生,硬件实现简单,其基本组成框图如图1所示。DSP选用电路TMS320VC5509,复位管理电路选用IMP809SEUR,电源管理电路选用TPS72116DBVT。

1.2软件设计

音频信令处理模块的软件流程如图2所示。

该软件是以模块化的方式实现,主要包括初始化模块、音频处理模块、HPI收发模块以及McBSPs收发模块。各模块主要功能如下:

① 初始化模块:系统加电初始化、自检;

② 音频处理模块:根据控制接口收到的命令选择相应的音频信号检测器,对从多通道缓冲型串行接口(McBSPs)收到的PCM音频数据进行数字滤波、频谱分析及能量判决,产生音频信号报告;选择音频信号发生器,产生相应的音频信号;

③ McBSPs收发模块:完成PCM音频数据流接收和发送;

④ HPI收发模块:完成所在系统的控制器单元与音频处理单元之间的消息接收和发送。

2 需解决的问题

2.1音频信令检测器

由于音频信令处理模块接收与处理的数据流是8 kHz采样的A律编码的2 Mbps的PCM数字码流,因此整个识别过程就是A律解码、数字滤波及双音多频/信号音译码。

2.1.1 A律解码

A律解码是将A律13折线非线性码线性化。对于8 bit的A律码 (a1a2a3a4a5a6a7a8)2 ,其解码算法如下:判断a1之值,确定符号;取出a1a2a3,乘以相应段落码起始值得x1;取出a4a5a6 a7,乘以相应段内阶梯得x2;将x1与x2相加,并依据之前所得符号性质进行修正,就恢复出了线性码。

2.1.2 数字滤波

数字滤波是识别双音多频/信号音译码的核心部分,采用Goertzel算法,其推导如下:

已知典型的DFT变换数学表达式为$X(k)={\displaystyle \sum _{n=0}^{{\rm N}-1}x}[n]W{}_{{\rm N}}^{kn}$,其中k=1～N-1,N取整数,

$W{}_{{\rm N}}=\text{e}{}^{-\text{j}(\frac{2\pi }{{\rm N}})}$, (1)

又因为$W{}_{{\rm N}}^{-k{\rm N}}=\text{e}{}^{\text{j}(\frac{2\text{π}}{{\rm N}}){\rm N}k}=\text{e}{}^{\text{j}2\text{π}k}=1$,所以将式(1)左右同乘W${}_{{\rm N}}^{-k{\rm N}}$,则有:

$X(k)=W{}_{{\rm N}}^{-{\rm N}k}\cdot [{\displaystyle \sum _{r=0}^{{\rm N}-1}x}[r]W{}_{{\rm N}}^{kr}]={\displaystyle \sum _{r=0}^{{\rm N}-1}x}[r]W{}_{{\rm N}}^{-k({\rm N}-r)}$; (2)

令:

$y{}_k(n)={\displaystyle \sum _{r=0}^{{\rm N}-1}x}[r]W{}_{{\rm N}}^{-k(n-r)}=x[n]\otimes W{}_{{\rm N}}^{-kn}$, (3)

式中,⨂为离散卷积,则式(2)可以以看为式(3)中n=N的特例,即$X(k)=y{}_k(n)|{}_{n={\rm N}}$;

因为式(3)是x[n](0nN-1)与序列W${}_{{\rm N}}^{-kn}$的离散卷积,所以,yk(n)可以看成是单位冲击响应为W${}_{{\rm N}}^{-kn}$的系统对输入x[n]的响应。根据该结论,将W${}_{{\rm N}}^{-kn}$作Z变换得到:

$\begin{array}{l}{\rm H}{}_k(z)={\displaystyle \sum _0^{\propto }W}{}_{{\rm N}}^{-kn}z{}^{-n}=\\ {\displaystyle \sum _0^{\propto }[W{}_{{\rm N}}^{-k}\cdot z{}^{-1}]}{}^n=\frac{1}{1-W{}_{{\rm N}}^{-k}\cdot z{}^{-1}}‚\text{可}\text{以}\text{变}\text{形}\text{为}:\end{array}$

按照该式的变形可以推导出系统函数的二阶递归计算流图如图3所示。

式中,n=0,1,,N-1,

coefk=$2\cos (\frac{2k\text{π}}{{\rm N}})$,$-W{}_{{\rm N}}^k=-\text{e}{}^{-\frac{2k\text{π}}{{\rm N}}}$。

由于系数是实数,而-1可以由减法代乘法,所以实现此系统极点只要2次乘法和4次加法。又由于只要求系统所处状态能使yk[N]为可计算的,所以实现零点要求的与-W${}_{{\rm N}}^k$相乘的运算不必每步都作,而只要在第N步作一回即可。所以总的计算量为2N次实数乘法与4N次实数加法,比起式(4)直接记算的方法效率提高1倍。

2.1.3 双音多频/信号音译码

信号音有450 Hz、1 100 Hz、2 100 Hz可能出现的频率点,检测时用上述算法依次检测信号中这3个频率分量的幅值,选择一定的门限对单音所在频带能量进行判断,如果超过门限即判其为单音。

双音多频信号中有8 个可能出现的频率点, 每次检测时用上述算法依次检测信号中这8 个频率分量的幅值, 并根据其大小判断信号存在的2个频率分量,进行查表就可以完成译码。

2.2音频信令发生器

2.2.1 双音多频发生器

双音多频(DTMF)发生器主要是通过2个可编程的二阶数字正弦振荡器组成,其中一个是行振荡器,另一个是列振荡器,这样的2个振荡器就代替了8个振荡器。对于每个DTMF数字编码,只要给2个振荡器赋予相应的系数和初始条件,产生相应的频率,通过8 kHz采样输出。

2.2.2 信号音发生器

信号音的产生依赖于正弦信号的产生,每一个音频信号的产生都可由二阶正弦波数字振荡器完成。为适应不同频率的单音的产生,信号音发生器设计为一个可编程数字正弦振荡器,根据所要产生的信号音,赋予合适的系数和初始条件,产生相应的频率,通过8 kHz采样输出。

2.2.3 2FSK发生器

2FSK发生器主要是通过2个可编程的数字正弦振荡器组成,赋予相应的系数和初始条件,产生相应的频率,通过8 kHz采样,根据调制数据“1”、“0”,接通相应的正弦振荡器输出。

3 关键技术

3.1数字信号处理器配置

数字信号处理器外接10 MHz的晶振,通过配置时钟模式选择管脚配置成10倍的倍频,提高软件的运算速度。

模拟的音频信号经过系统的A/D变换模块后变成数字信号,音频信令模块接收该数字信号经DSP处理后把运算解码后的结果通McBSPs送给D/A变换模块,再把变换后的音频信号送给音频设备。该设计只使用第1路McBSPs,McBSPs硬件工作条件是:

① 串口接收时钟(BCLKR0)、串口发送时钟(BCLKX0)配置成输入方式,时钟频率为 2.048 MHz;

② 接收帧同步脉冲(BFSR0)、发送帧同步脉冲(BFSX0) 频率为8 kHz;

③ McBSPs在BCLKR0的下降沿对串口输入数据(BDR0)进行采集,在BCLKX0的上升沿输出数据(BDX0);

④ McBSPs工作在中断方式。

3.2McBSPs采样时序

McBSPs接口的各管脚逻辑必须严格遵循一定的对应关系才可以做到无误码地接收和发送PCM音频数据码流,从而才可以准确地实现音频信令检测和DTMF检测。

与音频信令检测模块连接的音频PCM编解码设备遵循的采用时序也要与音频信令检测模块McBSPs接口的采用时序相同。

4 结束语

基于DSP的音频信令处理模块能产生满足YDN065–1997《邮电部电话交换设备总技术规范书》标准的信令音,同时能对满足该标准的DTMF和信令音进行检测。

在实际的话音应用系统中,有时电话交换设备产生的信令音的频率有偏差,只需对该设计中DSP的软件算法的参数进行修改即可实现。

该模块体积小,只需以单排插针即可接入应用的目标系统,使用非常方便。

参考文献

[1]常新华,林春勋.高频信号发生器原理、维修与检定[M].北京:电子工业出版社,1996.

[2]姜艳波.数字信号处理器DSP应用100例[M].北京:化学工业出版社,2009.

[3]苏涛.DSP接口电路设计与编程[M].西安:西安电子科技大学出版社2003.

[4]周霖.DSP系统设计与实现[M].北京:国防工业出版社,2003.

[5]谷萩隆嗣.数字滤波器与信号处理[M].北京:科学出版社,2003.

处理模块 第2篇

关键词：A/D转换 中频数字处理 数字信号处理器(DSP)

随着高速A/D转换技术和DSP技术的发展，中频数字处理技术亦得到发展。中频数字处理技术是提高现代通信接收机性能的重要技术之一。作为中频数字处理的核心器件，早期的A/D转换器由于速度和精度的限制，难以满足中频数字接收机高速数字化的要求。本文将以基于软件无线电技术的差分跳频电台中频数字接收机为例，给出一种基于新型ADC器件-AD6644的中频数字处理模块的设计方案。

1 系统总体结构设计

本方案的中频数字接收系统结构如图1所示。因差分跳频系统是一种异步跳频系统，省去了同步电路，结构得以简化。该系统主要由射频前端、中频预处理和中频数字处理三部分组成。系统主要功能为：工作在短波频段(2――30MHz)，对跳频速率为5000跳/s、带宽为2.56MHz的信号进行不低于12bit的采样，以合适的数据率送入DSP,然后由DSP完成各种算法处理。

射频信号先经过2――30MHz的前置滤波放大电路放大。为了有效抑制组合频率干扰和副波道干扰，本系统的中频预处理部分采用高中频方案?3?。信号经滤波放大后，再经二次下变频得到5.12MHz的低中频信号。该信号经带通滤波放大电路后，进入A/D采样。为了保证不发生频谱混叠，设计ADC的采样速率为8倍于信号带宽，即20.48MHz.关于二中频选择及采样速率的确定，请参见参考文献?3?，这里不再赘述。采样后的数据率达到14bit20.48MHz=286.72Mbit/s,经FIFO缓冲后，送入DSP进行正交变换、FFT、频点识别和解跳、信道译码等处理。下面着重就中频数字处理模块的硬件实现进行详细说明。

处理模块 第3篇

关键词：模块；兴趣；优化；计算机；文字处理；表格处理

中国分类号：G434

1.引言

计算机经历了从80年代初期到当下30多年的发展，已经实现了一种质的飞越，尤其随着现代互联网技术的盛行，计算机应用技能已经成为现在许多人入职技能的基本要求，而在这众多的计算机处理技能中，计算机的文字处理与表格处理又构成计算机应用技能中最基本的技能，所以加强计算机的文字与表格处理能力非常有必要。但是现在一些中职学生的这两种能力并没有随着计算机的发展实现突飞猛进的进步相反很多学生这两种计算机处理能力却在倒退，甚至不如80年代初期一些人的处理能力。文章结合当下一些学生的计算机处理能力的基本现状，分析了教学过程中的一些弊端，针对这些现状和学生的问题提出了一些具体的应对措施，并且结合教学中的问题推进计算机教学模块化和興趣化的开展。通过加强模块与兴趣的紧密结合等这些建议希望能够优化计算机教学中文字处理与电子表格处理两部分内容。

2.计算机教学现状分析

2.1考评形式单一化

考评的真正意图是要了解学生对于计算机理论与应用的掌握程度，学生的考试成绩可以作为一种参考尺度，但是我们不能完全依靠考试成绩判定一个学生的计算机能力，毕竟考试内容具有片面性非全面性，仅通过成绩来看很难全面反映一个学生的计算机掌握情况。但是在现实生活中，很多学校缺乏其他的考评制度，不得不选择学生的考试成绩作为唯一的考评标准，而这样的做法独断、专一，往往并不能帮助我们发现计算机专业学生的应用能力的真正水平。因此，新的考评制度迫切需要被制定出来。

2.2理论性很难与应用性完美结合

理论性与应用性的难以完美整合主要是教学课时有限，理论与应用的教学课时比例分配难以针对学生个人的学习情况，而其根本解决突破口在于，老师的知识教授与学生自主的课下练习。这些归根到底是学生缺乏对计算机学习的兴趣。我们都知道一台计算机是由硬件与软件构成的，学习计算机知识就不得不从这两方面学习入手，但是我们不能只是一味地学习知识。计算机的学习本身就是一个应用与掌握的过程，如果我们只是学习书本上的知识，那我们最后也很难真正熟练操作计算机，计算机学科本身就是一门应用型学科，只有在理解理论知识的基础上善于运用、熟练操作计算机软件才能称作真正学精。在学校的学习中，教学大纲规定的教学内容并不能满足计算机学科的学生掌握技能的基本要求，学习理论知识太多就会变成“纸上谈兵”而操作应用太多就会专一而不全面，怎样做到理论性与实践性的结合在计算机文字处理及电子表格处理过程中的关键是如何激起学生对计算机的热爱。

3.优化计算机文字处理及表格处理的建议

3.1模块化讲授，标准化考评

很多学生在学习计算机的文字处理与表格处理时缺乏必要的意识和有针对性的、模块式的练习。这样在打字时他们也能在短时内完成必要的文字输入和表格操作，但是耗费的时间和精力却比那些有针对性和模块式练习的学生多很多。这样同样是完成一种操作处理有的学生很轻松的完成但是有的学生却要费九牛二虎之力才能做完。这也是为什么我们要强调模块教学的原因。模块教学主要是针对一些文字处理和电子表格处理的操作过程分模块来练习、操作，进而达到熟练操作应用的目的。针对于每一模块采用一定的标准进行考评，对于文字处理部分可能采用中英文输入的时间长短、准确率的高低来考评，对于电子表格处理可能采用表格设置的完善程度，格式的正确与否等标准进行考评。这样通过分割模块进行针对性练习操作，通过标准化多形式的考评来达到检验的目的，通过这种方法使学生能够受到制度的约束努力加强提高计算机文字处理及电子表格处理的能力，优化其教学过程。

3.2多样化教学模式，激发学生的学习兴趣

计算机教学大纲规定的教学内容往往枯燥、乏味很难引起学生对计算机学习的兴趣。但是兴趣是最好的老师，缺乏兴趣的学习往往无功而返，并且会抑制学生在计算机领域的创造能力。我们应该积极改进计算机的教学模式，突破传统的单调的计算机学习课堂，采取灵活多样的，多元化的计算机教学方法，从而提高学生对计算机学习的兴趣，爱上计算机学习。例如采取“激励式”教学模式，老师对文字处理和电子表格处理能力强的学生给予一定的物质奖励或精神奖励，毕竟人都有一中荣誉感，都愿意得到他人的肯定与表扬。或者采取“追赶式”例如之前很多学生都不愿意学习五笔法输入汉字，但是有些学生愿意坚持，路遥知马力，日子久了就会知道技不如人，在与其他同学网络聊天时根本追不上别人的打字速度，这样在学生心理会产生一种追赶欲望，想要赶上甚至超过打字较快的学生，所以自己在以后认真努力练习。通过这种“激励式”与“追赶式”的教学模式的变化，会激发学生的学习兴趣甚至可以称作“好胜心”和“战斗欲”，这样学生慢慢就会爱上计算机的学习，并且会主动自己找时间练习计算机的应用，上述的一些问题慢慢就会得到一些改善。

4.总结

优化计算机文字处理和电子表格处理的教学我们从“模块+兴趣”两方面来分析，“模块”方面主要谈论的是从教师方面，从教学内容具有针对性、分割模块的方面改善来提高学生计算机处理的能力；“兴趣”方面主要谈论的是从学生自身的角度，教学模式和方法的转变激发学生内心对计算机文字处理与表格处理的浓厚兴趣。在不同的角度分析同一种问题得到不同的解决建议，优化计算机文字处理与电子表格处理的教学过程任重而道远，随着时代的不同又会产生不同的教学要求，针对于“模块”与“兴趣”相结合的方面来谈，上述建议对计算机教学有着不可小觑的参考价值。

参考文献

[1]邵永宾.给任务分模块挖潜能——浅谈职业教育计算机教学中创新精神与合作意识的培养.《理科爱好者（教育教学版）》.2011年4期

[2]赖小凤.创设情境，激发兴趣——职校计算机应用基础课程教学思考.《教育界》.2012年3期

机载高清视频处理模块的设计与实现 第4篇

现代飞机座舱显示技术的发展日新月异,需要显示各种传感器信息的数据已经达到海量规模。飞行员在不同飞行时段获得的信息也越来越多,为了使飞行员能够在某特定的飞行时段认读和处理更为精确的信息,并且各种传感器信息融合在同一个坐标系中,因此需要研究机载环境中高清视频处理技术,研究在较大尺寸的显示器上显示处理高清视频信号。

高清视频处理模块位于显示分系统中,加速显示高清视频信号,实现高清视频的缩放和叠加。满足了飞行员对大尺寸和高清晰视频显示的需求。模块接收显示命令和视频数据,将融合信息加速显示到显示器上,同时接收解码两路高清外视频信号,在FPGA芯片中实现内视频和外视频的运算处理,包括缩放和叠加,并且将处理后的视频信息按照不同的要求输出到显示器上。

1 高清视频处理模块系统结构

高清视频处理模块内部包含图形处理器,它接收显示命令和数据,加速渲染图形画面,输出为高清视频信号,在FPGA中运算融合外视频信号,两路分别输出到外部显示器上,视频格式分别为高清LVDS和高清DVI。

高清视频处理模块主要功能电路包括图形处理器电路、视频叠加和缩放逻辑电路、编解码电路和供电复位时钟电路。模块系统组成框图如图1所示。

2 高清视频处理模块硬件电路设计

2.1 图形处理器电路

图形处理器电路主要负责内部高清视频的生成和视频输出控制。它将绘图数据和命令通过二维和三维图形加速管线加速生成并且存储在显存中,输出控制部件将显存中的数据按照相应格式输出视频信号。

图形处理器选用AMD公司的M9000芯片,该芯片支持高清视频处理,支持二维和三维图形硬件加速,Open GL图形接口标准,工作频率高达250MHz,64MByte的显存容量,两路独立的显示输出通道,可选择LVDS、DVI、VGA、TV和并行LCD接口。本设计中,图形处理器生成内部视频信号分辨率为1920×1080,刷新频率为60Hz。

2.2 视频叠加和缩放逻辑电路

视频叠加和缩放逻辑电路包括FPGA和SRAM两部分电路,完成内视频和外视频的叠加运算和缩放。从FPGA的角度计算,其功能接口包括,一路高清内视频信号,由图形处理器生成,两路高清外视频信号,经过解码器解码后输出到FPGA芯片中,一路高清DVI视频输出,对外输出一路高清DVI信号,一路双LVDS视频输出,满足高清LVDS信号输出到液晶显示器上,最后是SRAM缓存部分,实现视频信号缓存功能。

基于FPGA功能接口数量和模块功耗的要求,本设计选择XILINX公司的SPARTAN-6系列中的XC6SLX150-2FGG900I芯片。该片共有147443个逻辑处理单元,可使用的I/O管脚多达576个,逻辑资源相当丰富,能够满足高清视频缩放和叠加功能对逻辑资源的需求。

SRAM存储器用来缓冲视频信息,它用触发器存储信息,触发器在信息读出后可以保持原有的状态,因此SRAM不需要再生。即使DRAM的集成度比S R A M高,并且功耗小,价格低,但是目前SRAM容量在增大,速度比DRAM高,时序控制比DRAM简单。最重要的是SRAM作为存储芯片比较稳定,因此本设计选择CYPRESS公司的SRAMCY7C1470BV33-167AXI作为视频信号缓存。模块采用6片SRAM,该芯片存储容量为2M×36bits,3.3V供电,支持167MHz的总线操作,工作温度为-40oC到+85oC,满足视频缓存的需求。

2.3 编解码电路

编解码电路由解码电路和编码电路组成。解码电路主要完成两路高清数字DVI视频的解码功能,将解码后符合类VESA视频时序的数字RGB信号传输到F P G A中。解码 电路采用 两片A D公司的ADV7162。该芯片为双通道高清数字DVI解码器,支持HDMI标准1.4a,具有可编程均衡器,每一个HDMI接口支持5V供电和热插拔检测,工作频率高达225 MHz,工作温度为-40oC到+85oC。

编码器电路完成两路视频的编码功能,分别将FPGA输出的数字RGB视频信号编码转换成一路双LVDS信号和一路高清DVI信号。双LVDS信号直接驱动液晶显示器,物理链路共有2对差分时钟线和8对差分数据线,它从FPGA接收并行数字RGB信号转换成串行LVDS信号。该编码器采用NI公司的DS90C387来完成双LVDS信号的编码和发送功能,该芯片支持单像素和双像素两种数据传输方式,能将48bit并行TTL数据(双24位色像素)转换成8对LVDS差分数据线,双像素速率最高支持112MHz,能够满足1080p高清视频的编码和驱动传输的要求。

另一路高清DVI信号同样是从FPGA芯片接收并行数字RGB信号后编码转换而来,所承载的逻辑传输内容和双LVDS信号通路相同,不同的是它将并行数字RGB视频编码成串行差分的TMDS物理链路信号,编码器采用AD公司的ADV7513,该芯片是一款高分辨率多媒体接口编码器,支持DVI的v1.4协议,其并行发送时钟高达165MHz,支持1080p的视频编码,满足编码格式和高清分辨率的要求。

2.4 供电复位时钟电路

供电复位时钟电路完成高清视频处理模块的电源设计、时钟设计和系统复位功能。本模块采用单+5V供电,需要输入电流大约4安培,模块内部各个芯片需要1.2V、1.8V、2.5V和3.3V四种电压,所有芯片没有上电顺序的要求,因此可以使用两路开关电源转换芯片LTM4616实现。

时钟电路提供支持模块需要的时钟频率,本设计中高清DVI解码器需要28.63636MHz的时钟频率,图形处理器和FPGA芯片需要25MHz和27MHz的时钟频率。这三种时钟均由相应频点的晶振产生。

稳定的复位电路是模块稳定工作的前提,本设计提供手动复位、上电复位和电源监控。当这三种复位条件之一具备时,均会复位模块。

3 视频叠加和缩放逻辑算法思想

3.1 视频画面缩放逻辑设计

高清视频处理模块需要在FPGA中实现的逻辑功能主要有视频信号的叠加和缩放,和两路视频信号的输出控制功能。它接收两路高清外视频信号,经过码流的解析后存储在SRAM中。接下来完成缩放功能,将两路外视频分辨率1920×1080的高清视频缩小到960×1080,然后将缩小的画面拼接成一幅画面,即拼接后的分辨率为1920×1080,接下来将内视频和拼接后的画面透明叠加在一起,构成一幅新画面。最后,输出控制逻辑将叠加后的视频分别以双LVDS和DVI格式输出到编码器,完成整个逻辑运算功能。图2逻辑运算流程框图。

高清视频处理模块对视频信号的缩放处理采用三次卷积法。该方法不同于常用的最近邻域法和双线性插值法。最近邻域法是通过反向变换得到一个浮点坐标,对其简单的取整后得到一个整数型坐标,这个整数型坐标就是目的像素的像素值,最邻近插值简单直观,但得到的图像质量不高。双线性插值算法的思想是目标图像中新创造的像素点值是由源图像位置在它附近的2×2区域4个邻近像素的值加权平均计算得出的。双线性插值算法获得的图像质量较高,不会出现像素点不连续的情况。但该方法低通滤波功能较好,高频分量会受损,所以可能会使图像轮廓在一定程度上变得模糊。三次卷积法克服了以上两种方法的不足,它输出图像的每一个像素都是原图16个像素(4×4)运算的结果。在使用三次卷积插值时,目标点的值借助周围的16个已知的像素点的值重采样计算得到。该方法图像质量较高,同时保留了高频成分。

3.2 视频叠加逻辑算法

本设计中,视频叠加实现了内视频信号和拼接后的外视频的透明叠加。这种方法能够将更多的高清晰的内容显示出来,并且叠加的两部分的分辨率是相同的。采用的叠加方法是成熟的阿尔法混合叠加法,其特点是叠加后能够同时看到两幅视频画面。该算法的思想可以描述为:

目标象素=图像1象素×α+图像2象素×(1-α) (1)

上述公式(1)中,α为叠加因子,当α取0.5时,叠加效果是半透明叠加。

4 性能结果及分析

高清视频处理模块实现了高清晰大分辨率视频信号的处理功能,图形处理器能够加速渲染HDMI视频信号,两路高清外视频实现了缩放和拼接,分辨率从1920×1080缩放到960×1080,在将两幅画面拼接在一起,形成一个分辨率为1920×1080的新的视频画面,最后将拼接后的画面和内视频透明叠加在一起,完成了整个视频信号的逻辑运算,满足了显示分系统的要求。

5 结束语

处理模块 第5篇

北斗/GPS双模卫星授时/无源定位一体化处理模块的设计与实现

本文首先介绍“北斗一号”卫星定位系统工作原理,着重阐述了无源定位及授时的`实现,并提出了对BDl+GPs无源联合授时方案,然后在上述理论基础上设计实现了北斗/GPS双模卫星授时/无源定位一体化处理模块,并对其基本特性和性能指标进行了描述.

作 者：李鉴海 易大江 王浩  作者单位：国防科技大学,电子科学与工程学院空间信息技术研究所,湖南,长沙,410073 刊 名：电脑知识与技术 英文刊名：COMPUTER KNOWLEDGE AND TECHNOLOGY 年，卷(期)： 5(9) 分类号：V474.2+1 关键词：北斗一号GPS   授时   无源定位   卫星导航定位  

处理模块 第6篇

关键词：ERP；销售退货；内部控制

华菱涟钢ERP在2003年成功上线后，给华菱涟钢销售结算带来了翻天覆地的变化，极大地提高了销售结算效率，减轻了销售结算强度，将销售订单、预收货款、生产计划、物流配送等的销售业务的全部进程都在系统内完成，做到信息的流动始终与物料、资金的流动同步。随着外部环境和内部环境的变化，公司的有些流程已不太适应发展的需要，下面笔者就现在所在科室，对销售模块的退货管理结合内控在流程中需要完善又待探讨的地方发表一些看法，

一、ERP环境下销售模块退货的流程介绍

企业的销售退回是质量异议处理的一种，由销售部服务管理室的质量异议处理员根据客户提出的退货要求，经服务室主任审核，经销售部主管部长审核，报公司主管销售副总批准后，由销售部服务管理室系统管理员在系统中作退货申请动作，销售退回的钢材由质量检验中心检验和物流中心仓储科清点后方可入库。质量检验中心应当对客户退回的钢材进行检验并出具检验证明；物流中心仓储科应当在清点钢材、注明退回钢材的品种和数量后再在系统做收货动作；由服务管理室系统管理员在系统编制“贷项通知单”即“红字交货单”，在系统外编制“数量异议处理通知单”，将“数量异议处理通知单”交财务部销售结算科结算会计，结算会计判断客户是否已经抵扣税金，没有抵扣，联系客户寄回发票，已经抵扣，获得税务抵扣证明书，根据客户开具的红字发票申请单，开具红字增值税发票，但大部分情况下，因客户是长期客户，而且出现质量问题，客户已经很烦，基本不会去税务局要求提供红字发票申请单。财务根据审核无误的“数量异议处理通知单”在系统与客户正常发货的数量进行对冲业务处理，冲减收入和客户的应收账款。

二、ERP环境下销售模块退货存在的问题：

1、正常业务流程应该由客户退回发票，已抵扣的情况根据税务局红字发票申请单开具红字发票。实际操作是出现退货情况，而客户在已经抵扣的前提下，又不愿意到税务局开红字发票申请单，还有正常钢材要发的情况下，销售经办针对退货数量和规格与客户协商好，补发相同数量和规格，可以红字蓝字金额对冲，但可能存在明细规格，厚度不一致；或原明细规格产品退货当月不生产；或装运方式不一致，以前是火车，现在是火车加盖篷布等等不同，总而言之，开票项目有一项不同，就导致ERP系统会自动生成两张系统发票，就导致在ERP系统开具的其中一张红字增值税发票，不能导入金穗增值税发票系统。这种情况下，为了维护企业信誉，不能占用客户资金，在退货当月只好采用金额冲红，以差异形式在系统发票中手工录入，冲减企业收入，冲减客户预付账款，而红字交货单就一直留在未开发票系统中，显示未开票未结算。

2、已经金额冲红的红字交货单，可能会在开票会计岗位轮换或疏忽大意中，在下一批发票开具中，重复开票，导致多冲减客户货款，多冲减公司收入。

3、 销售经办在建立新的红字交货单时，存在红字交货单定价日期与原发货订单定价日期不一致，导致所冲红发票冲减收入的价格与原发货价格不一致现象，要由销售结算科复核会计检查出错误后，再删除已开系统发票，通知市场部进行价格修改，再重新开具发票，影响了结算进度，如复核会计没有认真复核价格，可能出现冲红价格与原价格不一致现象，导致多冲减收入或少冲减收入，对客户有利，客户不会提出，对客户不利，客户马上会找来，影响了会计信息的真实性，影响了企业的信誉度。

4、在系统外编制数量异议处理单，编号是与其他不退货质量异议处理单统一编号，没有单独编号，不利于退货统一管理。不利于查找。

三、ERP环境下加强销售模块退货内部控制的具体措施

企业的销售退回必须经过审批流程后才能执行。要求退货的批准、退货钢材的接收和开具贷项通知单、应收账款的冲减应分别由不同人员负责，并确保与此业务有关的部门和人员各司其职，分别控制实物流和会计处理。在ERP系统中质量检验中心出具检验证明、销售部出具退货接收报告，才能到财务环节，财务部进行审核后办理相应的退款事宜；企业应对退货原因进行分析并明确有关部门和人员的责任。

1、 质量检验中心验收客户退回的钢材。质量检验部门要清点、检验和标明退回钢材的数量和质量情况。做为以后赔偿客户退款金额和确定退货是否需要降等判废和打包销售提供依据

2、销售部填制退货接收报告。退货接收报告是对退回钢材进行文件记录和进行控制的重要方法。它应在事先进行编号，在发生退货时填制，填制该报告的人员不应同时从事钢材发运业务。一切有关的资料，例如，客户名称、退货名称、数量、日期、退货性质、原始发票号及价格以及一般情况的说明的退款理由等，必须记录在该报告上。填制后的退货接收报告应受到独立于发货和收货职能的市场部人员的检查。

3、销售部服务管理室调查退货索赔。退回的钢材经物流清点和检验后，服务管理室要对客户的索赔要求等进行调查和谈判，最终把调查结果和建议记录在退货接收报告上，交给市场部和财务部做最后的审核

4、销售部门核实退货。退货的最终核准是要根据钢材的仔细调查和退货接收报告为依据，由销售部门最终决定。批准意见应签署在退货接收报告上

5、销售部门填制和邮寄贷项通知单。贷项通知单应由销售部门业务经办在得到批准的退货接收报告的基础上编制。贷项通知单事先应编号加以控制，所有开具的贷项通知单都已记录。其标明的数量、价格和其他内容在邮寄该贷项通知单前经其他人员复核。贷项通知单和其他相应的资料应附在有关分录凭证上，作为应收账款明细分类账的附件。退货批准后应及时入账，以便减少营业收入和应收账款的余额。

四、对照内部控制标准措施我公司ERP环境下销售模块退货处理须完善之处：

1、在客户已经抵扣税金的情况下，耐心与退货客户解释，获得客户到税务局开具的红字发票申请单，单独对退货开具红字发票，可以避免开票项目有一项不同，就导致系统会自动生成两张系统发票，从而导致在ERP系统开具的红字增值税发票，不能导入金穗增值税发票系统的情况，同时可以避免红字交货单在金额冲红后，还留在未开票库，避免重复开票的情况，还便于退货发票查询和管理。

2、系统的红字交货单编制要建立与原发货交货单的关联，必须相同规格价格一致，如果服务科室系统管理员疏忽导致输入价格不一致，系统提示不能通过，或退回钢材毁损需要减价，要经过上一层领导审批方可通过。

3、数量异议处理单相当于内控中的退货接收报告，但内容不完整，只有客户名称、退货名称、数量、日期、拟退货金额，应按内控要求补充完整。

4、数量异议处理单应区别于其他不退货质量异议处理单，要单独编号，备查。

处理模块 第7篇

关键词：综合模块化航空电子,通用信号处理模块,动态重构,在线更新

0 引言

IMA是当前航电体系结构发展的最高阶段[1], 其体系架构实现了基于模块的高度综合, 硬件资源与软件资源均采用模块化设计, 系统通过对软硬件资源进行配置及重构来实现各项功能线程[2]。在IMA系统中, 通用SPM通过加载不同的应用程序和配置参数来实现不同的数字信号处理功能[3], 其设计难点在于如何实现稳定可靠的功能线程动态重构和应用程序在线更新。目前国内航空电子领域已知范围内尚缺乏相关专门研究和工程实践。本文介绍了一种机载通用SPM功能重构和代码更新技术。通用SPM以大规模可编程逻辑器件 (FPGA) 和高速数字信号处理器 (DSP) 为主处理单元, 引入应用程序3级加载流程, 可按照系统指令动态配置主处理单元, 可实现数10种数字信号处理功能程序的存储和加载。

1 通用 SPM 硬件设计

通用SPM每个处理通道配备高速LVDS串行解串器 (SERDES) [4]、FPGA、DSP和通用异步收发器 (UART) [5], 此外还有大容量FLASH存储器、SDRAM存储器、用户自定义接口以及模块支持单元。模块支持单元可由CPLD或小容量FPGA编程实现。通用SPM单处理通道如图1所示。

FPGA和DSP是通用SPM的主处理单元[6]。其中, DSP除了是数字信号处理的核心器件, 还是功能线程动态重构和应用程序在线更新的主控器。DSP挂接的FLASH存储器用于保存各种数字信号处理功能的DSP和FPGA应用程序代码, 此外还存储功能重构和代码更新所需的自举加载程序 (BOOTLOADER) [7]以及功能管理程序。模块支持单元主要负责在功能重构过程中实现FPGA加载接口和加载过程监控。SDRAM存储器为功能管理程序和应用程序提供了数据暂存空间。

2 功能重构和代码更新解决方案

基于自身具备的自举加载 (BOOTLOAD) [8]能力, DSP成为功能线程动态重构和应用程序在线更新的主控器。为了突破DSP自举加载程序代码尺寸不能超过1 KB的限制以满足系统需求, 通用SPM采用了应用程序3级加载流程。

2. 1 DSP 应用程序加载流程

通用SPM DSP应用程序加载流程分为3个阶段:自举加载程序加载运行、功能管理程序加载运行和应用程序加载运行, 即3级加载。

通用SPM FLASH存储器挂接在DSP芯片EMIFB总线CE1空间, DSP通过上拉 /下拉电阻配置成从EMIFB总线CE1空间的8 bit ROM上电/复位自举加载。FLASH低地址段保存BOOTLOADER程序, BOOTLOADER用汇编语言编写, 编译后大小不超过1 KB。DSP上电/复位后, CPU处于“挂起”状态, 增强型直接存储器访问 (EDMA) 控制器使用默认的ROM访问时序, 以单帧数据块传输方式自动把FLASH中前1 KB地址单元 中存储的BOOTLOADER代码拷贝到片内程序存储区, 在此过程中EMIF接口自动把连续的8 bit字节组合成32bit指令字以便EDMA控制器复制。数据块传输结束后, CPU从“挂起”状态中被释放并从内存地址0开始执行BOOTLOADER代码, 该阶段为第1级加载[9]。

受限于代码尺寸, BOOTLOADER的主要任务是把FLASH中保存的功能管理程序代码整块搬移到DSP片内程序存储区, 然后跳转到功能管理程序起始处执行, 该阶段为第2级加载, 功能管理程序可视为第2级BOOTLOADER。

应用程序的加载由功能管理程序完成。功能管理程序根据模块支持单元CPLD中保存的加载参数信息, 从FLASH中特定存储空间读取数字信号处理应用程序代码并写入DSP内存, 校验正确后跳转执行, 该阶段为第3级加载。至此, DSP应用程序加载流程结束。

2. 2 FPGA 应用程序加载流程

和DSP应用程序一样, FPGA应用程序也保存在FLASH存储器中。FPGA配置模式通过硬件设定为从并模式 (Slave SelectMAP) [10], 由DSP充当FPGA加载的主控器。DSP在自身加载流程的第2阶段运行功能管理程序对FPGA进行配置。一般情况下可将FPGA视为DSP的外设, 因此功能管理程序先配置FPGA, 再加载DSP。功能管理程序通过DSP EMIF总线从FLASH中读出FPGA应用程序代码, 然后通过模块支持单元CPLD写入FPGA加载端口。CPLD实现DSP EMIF总线至FPGA加载端口之间的接口适配逻辑[11], FPGA加载如图2所示。

通过CPLD实现的FPGA加载时序如图3所示。

2. 3 功能线程动态重构流程

系统在需要对通用信号处理模块进行功能重构时, 首先通过UART接口向DSP发送功能重构指令。DSP当前运行的应用程序接收到该指令后, 将指令中包含的关键参数信息保存在模块支持单元中, 然后通过模块支持单元发出DSP复位信号, 启动DSP加载流程。DSP依次运行BOOTLOADER和功能管理程序。功能管理程序根据模块支持单元中保存的功能重构参数, 从FLASH存储器中对应地址空间读取用户程序FPGA和DSP代码。用户程序FPGA代码通过CPLD中的适配逻辑写入FPGA配置口。FPGA在数据加载正确完成后自动启动配置流程。此后, 功能管理程序将用户程序DSP代码直接写入DSP内存, 校验正确后跳转执行。在跳转执行DSP应用程序前, 功能管理程序通过UART接口将功能线程动态重构操作结果上报系统。功能重构流程如图4所示。

2. 4 应用程序在线更新流程

应用程序在线更新流程如图5所示。

通用SPM在功能重构流程中读取的DSP和FPGA应用程序代码全部存放在大容量FLASH存储器中。模块单板调试时, DSP可挂接仿真器, 在PC机CCStudio开发环境中将保存在本地硬盘上的DSP和FPGA应用程序代码烧录到FLASH内。在系统联试和维护的情况下, 系统主控可通过UART接口向通用信号处理模块DSP发送应用程序代码更新指令。DSP当前运行的应用程序接收到该指令后, 将指令中包含的关键参数信息保存在模块支持单元中, 然后通过模块支持单元发出DSP复位信号, 启动DSP加载流程。DSP依次运行BOOTLOADER和功能管理程序。功能管理程序解析模块支持单元中保存的指令参数, 并通过UART接口接收系统下发的DSP和FPGA应用程序代码数据。应用程序代码以数据帧的形式分包传送, 每一帧数据内含该包数据的CRC校验值。通用SPM将接收到的应用程序代码数据暂存在SDRAM存储器中。校验无误后, 功能管理程序再将应用程序代码烧写到FLASH相应地址空间中并将操作结果上报系统主控。

2. 5 功能重构常见问题

通用SPM功能重构有2个常见问题:加载耗时和加载可靠性。

加载耗时受以下因素制约:被加载代码长度、DSP内核时钟速率和EMIF接口工作速度、FLASH存储器访问位宽以及FPGA配置时钟速率和配置接口位宽。因此, 提高加载速度的可行办法有:提高DSP内核和EMIF接口运行速度;在功能管理程序开始运行后把FLASH访问位宽从字节 (8 bit) 改为字 (16 bit) ;将FPGA配置位宽增大到32 bit并提高配置时钟速率。

加载可靠性可分为硬件可靠性和操作完备性2个问题。硬件可靠性是指模块长时间工作以及应对极端使用环境的能力, 如高低温、振动和复杂电磁环境。硬件可靠性问题的关键是PCB及其完整性设计, 不仅包括信号完整性、电源完整性, 还包括EMC、防护、热设计、结构和易测试性等内容[12]。而操作完备性主要指在功能动态重构过程中严格遵循相关器件使用要求, 做好器件复位、配置和校验等操作, 最大限度保证器件正常可靠工作。

3 结束语

浅析油田压裂废水的模块化处理技术 第8篇

(1) 压裂废水的来源油田压裂是现阶段油田提高生产效率所普遍采用的一种工业措施, 压裂过程中的压力废水主要来源于两个方面:第一是在油田压裂施工开始时, 首先要对油井进行清洗工作, 以此保证后期油田作业中石油的纯度。由于清洗过程需要用到大量的活性水, 这部分活性水在完成清洗工作后就变成了工业废水。第二是压裂施工结束之后, 井筒中反排出的压裂破胶液, 以及其他工业剩余原料, 多种废弃物混合而成的压裂废水。由此可以看出, 压裂废水不仅产生量大, 而且成分相对复杂, 含有多种工业原料, 如果不经特殊处理和加工, 直接排入环境中, 必然会造成严重的环境污染。

(2) 压裂废水的特征①内部悬浮颗粒物较多。由于部分压裂废水是通过前期清洗油井所产生的, 那么其中必然包含了大量的工业残渣、黏土泥沙以及化学材料, 由于这些物质难以融入到废水中, 因此以固体颗粒物的形式存在。②含有大量的高分子有机物和污染物。通过大量的抽样检测, 初步估算出压裂废水中的COD浓度在8000mg/L~10000mg/L之间。根据钻井方式和生产条件的不同, 有害物质的具体成分也存在较大差别, 例如:深井钻井施工产生的压裂废水含有较多的原油、工业添加剂、稳定剂等;而盐水钻井中的钠离子含量较高, 这些废水如果不经处理排放到土地中, 就会导致土壤金属离子浓度失衡。③废水p H碱性较强。普通的油田所产生的压裂废水p H约在8~11的区间内, 但是现阶段的油田生产作业中, 为了提高原油的析出率, 往往在分离过程中加入大量的钙离子混合液。经过混合液处理后的压裂废水p H高达11~13左右, 具有极高的碱腐蚀性。

(3) 压裂废水的处理现状根据油田实际生产作业的需要, 结合压裂废水产生的原因, 目前国内较为常用的压力废水处理措施主要分为三个阶段:分散收集、集中处理、合理排放。从操作理论上看, 该种废水处理措施具有较多的优点, 例如处理成本低、处理效果好、除污降污明显等, 但是在实际执行过程中, 往往受到许多外界条件的影响。就集中处理阶段来说, 现阶段国内各大油田的压裂返排液处理技术有待改进, 虽然经过近年来的科研实验, 以及取得了较好的成绩, 但是处理成本相对较高, 不利于石油企业经济效益的增长, 因此推广效果不理想。对于处理液的排放工作也存在一些不利的影响因素。首先, 一些石油企业为了防止工业污染, 往往在较为偏僻的地方选址建厂, 这就给处理液的集中运输造成了困难。有些企业为了节省运输成本, 将处理后的废水直接排放到附近农田, 给当地的土壤环境和水环境都造成了严重的污染。

2 油田压裂废水模块化处理技术研究

(1) 物理处理技术①气浮技术。上文中提到油田压裂返排液中含有大量的悬浮颗粒物, 因此, 可以向返排液中通入空气, 让这些悬浮颗粒物能够借助气泡的上浮力, 从废水的中下层逐渐富集在表层, 从而降低了中下层废水中有害颗粒物的含量, 然后通过其他技术处理表层废水, 极大程度上降低了废水处理量。需要注意的是, 气浮技术的上浮力有限, 通常情况下适用于分离粒径20μm的废水悬浮液, 其优势在于技术操作简便, 并且成本低廉, 实用性较强。②膜技术。膜技术的处理原理就是对废水进行分离提纯, 利用高分子膜过滤废水中的大分子颗粒和油珠。膜技术的推广应用与近年来高分子膜的研究发展密切相关, 根据废水处理要求的不同, 可以选用不同性质的高分子膜。例如在分离分散油和乳化油时, 由于两者间的融合性较强, 利用其它物理方法很难分离, 而膜技术则能够根据两者溶水性的不同, 进行分离提纯, 分离率高达95%。膜技术的优点在于安全性好、分离稳定性好, 而且操作方便, 是一种具有较高发展潜力的废水处理技术。

(2) 化学处理技术①混凝法。混凝法是通过向水体中投加混凝剂破坏胶体的稳定性, 使胶体粒子称胶粒发生絮凝, 产生絮凝物, 并发生吸附作用, 将废水中污染物吸附在起, 然后沉降而与水分离的方法。②电解絮凝浮选技术。该方法主要分离比重接近于水的悬浮物质, 如油类、纤维、活性污泥等。油气田浮选处理技术多采用加压溶气或剪切气浮技术, 通过浮选剂改善废液中悬浮物质接触角, 在重力场中利用密度差实现污染物与水相的相对运动, 达到污染物的去除的目的。

(3) 生物处理技术这里主要介绍好氧生物处理法, 是指在游离氧存在的条件下, 以氧气做电子受体, 利用微生物的新陈代谢实现污染物的降解。由于压裂废液的复杂性、多变性污染特征, 生化处理技术在压裂废液处理的应用大多处于研究实验阶段, 工程实践少。

参考文献

[1]陈明燕, 吴冕, 刘宇程.酸化和压裂废液处理技术研究进展[J].环境科学与技术, 2011, (09) :19-21.

处理模块 第9篇

MVB多功能车辆总线是在国际标准IEC61375列车通信网络(TCN)中被详细定义的一种现场总线,按照TCN标准,列车通信网分为两级,第一级绞线式列车总线实现车辆间的数据通信,第二级多功能车辆总线MVB主要实现同车辆内各个功能控制单元之间的数据通信。MVB以其高实时性、高可靠性及可管理性等多方面的优势而广泛应用在列车总线控制当中。但是由于MVB是专门针对列车通信网络而开发的,其实用范围、供货商、经济型均不如CAN总线。CAN总线作为现场设备级的通信总线具有很高的可靠性和性价比。目前很多机车车辆的列车通信网络系统都采用MVB总线和CAN总线共同组成的异构网络。因此,本文提出了一种基于μC/OS-Ⅱ的ARM7内核芯片LPC2294的MVB-CAN双向通信模块。

1MVB多功能车辆总线

MVB是国际标准IEC61375-1的车辆总线部分,它主要用于具有互操作性和互换性要求的互联设备之间通信的串行数据总线。MVB采用主帧/从帧应答方式,可以实现设备和介质冗余,实时性靠RTP实时协议保证。MVB介质分为3种:电气短距离介质为RS 485差分传输导线对,传输距离为20 m;电气中距离介质为双绞屏蔽线,传输距离为200 m;电气长距离介质为光纤,传输距离为2 km。

MVB 作为主从方式的串行通讯总线,是可以实现过程控制优化的总线。MVB 具有良好的实时响应,一般用作车辆内部设备之间的数据通信,其采用曼彻斯特编码方式,数据传输速率为1.5 MHz。MVB多功能车辆总线主要由通信介质、MVBC协议控制器和MVB链路软件3部分构成。

MVB具有2种帧格式,一种是只能由总线主设备发送的主设备帧,简称主帧;另一种是为响应主帧而由从设备发送的从设备帧,简称从帧。总线主设备在每一个特征周期里通过发主帧的方式对进程数据进行轮询,相应地从设备发送从帧进行真正的数据传输。报文由主帧和响应此主帧而送出的从帧组成。一个主帧应以主起始分界符开始,其后为16 b帧数据,接着为8 b 校验序列。

一个从帧应以从起始分界符开始;接着为(16,32,64,128或256) b帧数据,在每64个数据位包含一个8 b的校验序列,当帧数据只有16 b或32 b时将一个8 b的校验序列附加其后。

2CAN总线

控制器局域网(Conteoller Area Network,CAN)是国际上应用最广泛的现场总线之一,最早由德国BOSCH公司推出,是一种用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信协议,CAN总线作为一种技术先进,可靠性高,功能完善,成本合理的远程网络通信控制技术,CAN总线已被广泛应用于各个领域。它为分布式控制系统实现各功能节点之间实时、可靠的数据通信提供强有力的技术支持。其报文结构可以分为2种不同的帧格式,两种帧格式的不同之处为标识符的长度不同:具有11 位标识符的帧称为标准帧,具有29 位 标识符的帧称为扩展帧。本设计中主要考虑标准帧的情况。标准帧的报文由4 种不同类型的帧构成表示:数据帧、远程帧、出错帧和超载帧。以数据帧为例:数据帧由7个不同部分构成:帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC场、应答场和帧结束。

3通信网关模块硬件设计

网关模块的硬件框图如1所示。

处理器采用基于ARM7的LPC2294。LPC2294是一款基于16 b/32 b ARM7TDMI-S内核,内带16 KB RAM和256 KB高速FLASH的微处理器,最大时钟速率60 MHz。内带2路CAN通道,其CAN控制器集成了数据链路层功能,符合CAN2.OA和CAN2.OB的规范。

CAN收发器采用Philips PCA82C250。主要提供对总线的差分发送能力和对CAN 控制器的差动分接收能力。微处理器对CAN控制器进行相应配置后,收发器自动完成相应的CAN总线动作。

MVB 通信控制器采用MVBC02专用芯片,它采用16 b 数据总线,提供了丰富的接口控制信号,简化了与各种宿主CPU 以及通信存储器的接口设计,支持MVB协议中链路层及物理层的功能。MVB物理层接口采用电气短距离介质ESD+接口,系统信号通道使用光耦实现主系统与外界的电隔离,从而提高了系统的可靠性。使用RS 485 芯片LTC1485I作为收发器,并使用过压保护模块以防止瞬间过压对器件造成损坏。MVB物理层接口电路如图2所示。

4软件实现方案

在本设计中,关键是实现MVB总线和CAN总线之间的数据交换,它具有MVB检测和接入功能,以及CAN总线检测和接入功能,通过处理器控制数据帧的解析和重新封装,实现符合CAN总线 V2.0规范和MVB 标准格式帧的相互转换。因此从CAN侧接收到的数据要通过MVB传输, 就需要按照一定的格式把CAN帧中的数据组合成MVB帧的数据格式;同样从MVB侧接收到的数据要通过CAN传输, 也需要按照一定的格式对MVB帧中的数据进行分帧处理。另外,为了实现透明传输需要在MVB端口中将各种变量的含义按照一定的规则和CAN总线侧帧的标识符等信息对应,从而形成一个表格,同样在CAN总线侧也将CAN侧的标识符与MVB侧的过程数据的数据集进行对应形成表格。

软件主要由主函数调度模块、MVB控制模块、CAN控制模块以及2个数据缓冲组成。当CAN 应用层有数据要发送到MVB网络时,主函数需调度模块得到CAN 数据传输后调度CAN 控制模块接收数据, 解码分析获取标识符, 依据标识符查询索引表找出对应MVB端口相关变量,后将报文中的相关数据提取出来发送到数据缓冲区B 。主函数调度模块通知MVB控制模块从缓冲区B中提取数据,并进行完整的MVB报文封装,发送到MVB总线上,释放缓冲区B 。反过来,当MVB应用层有数据要发送到CAN节点时,首先,数据发送到MVB上,主函数调度模块检测MVB上是否有数据传输,通知MVB控制模块接受数据,并对信息解码分析,从中获取端口相关变量,依据端口相关变量查询索引表找出对应CAN标识符,同时将数据发送到数据缓冲区A 。此时,总调度模块通知CAN 控制模块从缓冲区A中提取数据,并进行完整的CAN报文封装,发送到CAN总线上,释放缓冲区A 。CAN控制模块主要负责从CAN数据包中解析出完整CAN协议报文,存入数据缓冲区B。同时,将数据缓冲区A中的CAN数据封装成完整的CAN协议报文后发送到CAN总线上。MVB控制模块主要负责从MVB数据包中解析出完整MVB协议报文,存入数据缓冲区A 。同时,将数据缓冲区B中的MVB数据封装成完整的MVB协议报文后发送到MVB上。总调度模块主要起到综合调度和监控作用,同时,它还用于整个传输过程中的中断响应。

图3说明了软件流程框图。

5结语

本文描述了基于ARM7处理器LPC2294的MVB-CAN通信模块的实现方法,概述了MVB网络和CAN总线网络的报文结构,提出通信模块的硬、软件实现方法。通过考核该通信模块实现了MVB与CAN总线间的数据传递,其性能稳定,可靠性高。各种现场总线都有各自应用特点及优势。所以,多类型总线异构组网方式在列车通信网络中的应用越来越广泛。MVB及CAN总线的异构组网方式具有广阔的市场前景。MVB-CAN通信模块的设计为列车通信网络的多元化发展提供了支持,也为其他网络异构组网(例如:RS 485/RS 422-MVB,HDLC-MVB等)方式的网络通信模块设计提供了参考。

参考文献

[1] 国际电工委员会.IEC61375-1-1999 铁道电气设备列车总线第一部分:列车通信网络[S].北京:中国标准出版社,1997.

[2] 曾嵘,杨卫峰,刘军.列车分布式网络通信与控制系统[J].机车电传动,2009(3):17-19.

[3] 李洋,石丽.机车车辆的MVB-CAN 总线网关设计[J].计算机应用,2008(8):9-12.

[4] 谢芳.MVB与CAN总线协议转换的研究与实现[J].工业控制计算机,2004(2):56-58.

[5] 路向阳.我国列车通信网络的发展与应用[J].机车电传动,2001(6):32-35.

[6] 刘海新,谢维达.MVB网络接口单元的应用研究[J].工业控制计算机,2002(9):90-93.

[7] 李元熙.基于ARM7的CAN总线到以太网网网关研究与实现[D].南京:南京理工大学,2006.

[8] 邬宽明.CAN总线原理和应用系统设计[M].北京:北京航空航天大学出版社,1998.

[9] 杜春雷.ARM体系结构与编程[M].北京:清华大学出版社,1998.

处理模块 第10篇

一、让不同的学生学习不同层次的化学知识

新课程的新教材体系的最大共同特点是:“让不同的学生学习不同的化学”, 因此, 不同模块内容有自己不同的目标和不同的功能.必修模块的目标是培养具有科学素养的劳动者而不是化学专业人才.因为, 不是所有学生都要学习化学专业, 所以不必对所有高一学生提前进行高考能力的题目进行训练;他们的知识水平也没有必要在高一年级就达到那样的高度.这样, 我们在布置《化学1》和《化学2》模块化学试题时, 应在知识绝对难度上降低要求, 如对上述习题难度的调查所发现的那样, 对于学生普遍认为容易的教材中的课后习题以及配套作业本中的“基础题”要求学生必须完成, 而对于配套作业本中的能力提升题和带“*”的习题中的题目, 就选做, 学生只要有能力就可以做, 要觉得实在不行可以不做, 也可以组织有能力的学生组成学习共同体, 通过他们的合作学习达到解决问题的目的.尽量做到让不同的学生学习不同层次的化学知识, 让每一个学生都有收获和提高.

二、选择合适教辅提倡创造性编写

教师要对习题教辅资源进行筛选, 选择难度适合、考查点适合的题目, 不要让习题牵绊教师的教学.有的教辅习题质量较差, 挂着新课程配套资源的字样, 内容却是原来教辅资料的简单重组.若在新课程的教学实践中, 教师不是对习题进行筛选, 而是将习题中涉及到的内容 (新课程中不作基本要求的内容) , 在课堂上进行大量补充, 这是不倡导的错误做法.

教师要根据新课程标准和教材内容的要求为学生选择适合于学生实际的教辅资料, 对不符合要求的题目要坚决删除, 要指导学生不要一味地钻进题海, 学会放弃、学会选择.还有, 对于难度较大的题目不可操之过急, 可暂时放一放, 待选修相应模块时进行二次处理.另外, 更要提倡教师在新课程理念指导下, 创造性地编写一些适合于新课程内容及理念的教辅资料, 让学生在做题中感受到化学的乐趣, 全面体现教辅的功能与价值.

三、习题的处理也要分出层次水平

习题的处理也要分出层次水平, 要分清教学阶段, 注意训练层次.新课程的教学进度较快, 在较短的时间内, 很难达到原来要用一个月的教学时间达到的水平和难度.如果仍按照原来的处理, 实验区的事实证明, 会导致学生连基本的计算都未能掌握.因此, 关于物质的量计算的习题要分出阶段, 在开始只要求学生掌握最基本的计算, 即简单的公式换算, 在后面的学习中, 逐渐加大难度和复杂程度.另外, 对于一些知识点, 在必修一和必修二中的要求较低, 但在选修模块中有较高的要求, 而且对这些知识的学习稍加深化, 则非常有利于学生的后继学习, 还可以把有关的知识点稍加深化.例如, 在化学必修一专题四第2单元“硝酸的性质”中没有涉及氧化还原方程式的配平, 但在课后的习题中却出现了要利用氧化还原反应的配平才能书写的化学方程式, 而且学会了氧化还原反应方程式的配平, 也有利于学生对铜和硝酸等反应方程式的记忆.所以, 对于氧化还原方程式的配平等内容可以作适当补充, 但不需要让学生做过多过难的题目, 只需让学生理解这种方法可以配平氧化还原反应即可.

四、关注习题教学

传统的题目对巩固知识有明显的作用, 但是思考题、讨论题、开放题, 更有助于学生学会发现问题、提出问题和解决问题.例如, 在学习氮的化合物时, NO、NO2、O2混合物的计算方法, 如果由教师来讲解, 一节课也不够, 但如果设计为由师生讨论得出综合的方程式, 课后思考如何用综合的方程式来解决下列问题: (1) 有关氮的氧化物溶解于水后剩余气体量的问题; (2) 所得溶液的浓度的问题, 就可以根据具体情况让学生进行不同深度的思考.这样, 不但解决了课时紧张的问题, 给了学生充分的思维活动空间, 对有困难的学生不做具体要求, 也体现了关注和尊重学困生的发展需要的新课程理念.因此, 在教学实践中, 不能将习题课简单处理成练习课, 要将典型的习题进行全面剖析, 带领学生一起分析, 培养学生将新知识运用到习题的分析和解答中的迁移能力, 以及用已有的知识分析解决问题的能力.这是新课程评价所倡导的, 也是中学化学教育评价的趋势.

参考文献

[1]化学课程标准研制组.普通高中化学课程标准 (实验) 解读.武汉:湖北教育出版社, 2004.

[2]教育部制订.《高中化学课程标准 (实验稿) 》[S].北京:人民教育出版社, 2003 (4) .

[3]朱慕菊.走进新课程与课程实施者对话.北京:北京师范大学出版社, 2002.

处理模块 第11篇

某机载通用模块要求通过以太网接口实现数据获取、管理控制功能, 支持Linux操作系统。可加载安全等级为E级的应用程序, 如维护应用、加载应用、文件导入导出应用、航空公司的第三方应用等功能。模块工作在-40℃~+70℃, 且对产品功耗及有较高的要求。根据产品需求, 本文重点介绍一种以ATOM的第三代低功耗双核CPU N2600为核心, 机载通用模块硬件平台的设计实现方法。

1 硬件架构

机载通用模块的硬件功能包括处理功能、大容量存储功能、以太网交换功能、接口功能、电源变换功能和BIT功能。

其中接口功能部分主要实现100/1000M以太网口、VGA接口、RS232串口、I2C总线、USB接口等通用接口。电源变换功能部分主要实现12V直流电源到5V、3.3V、1.8V、1.5V、1.2V、1V电源的转换, 并按ATOM N2600的要求提供正确的上电时序。BIT功能部分对电源状态进行监控, 实现上电复位以及掉电数据的NVRAM保存, 并通过指示灯提供直观的工作状态显示。以上三部分所实现的功能为嵌入式硬件平台设计的基本通用技术。以下重点介绍与ATOM N2600核心能力相关的处理功能、大容量存储功能、以太网交换功能的硬件实现方法。

2 处理功能设计实现

处理功能由CPU+桥芯片+内存的方式来实现。ATOM N2600主频能够达到1.6GHz, 提供DDR3 800/1066 MHz的64位内存接口, 提供最大分辨率1920*1200, 60Hz VGA显示接口。与ATOM N2600配套的南桥芯片为INTEL NM10, NM10南桥芯片可提供4路PCIe x1接口、2路PCI接口、8路USB2.0接口、2路SATA接口、1路LPC接口等。ATOM N2600与南桥芯片NM10通过Direct Media Interface (DMI) 总线连接。DMI总线是INTEL公司开发用于取代HUB-LINK总线的南北桥互联总线。DMI采用点对点的连接方式, 时钟频率100MHz, 总线带宽可达到2GB/s。内存设计是处理功能部分的核心, 考虑到整个机载通用模块的稳定性和可靠性, 选用板贴内存芯片的方式替代传统的内存槽加内存条的方式, 并可以加强模块的抗振动冲击能力。目前DDR3的内存芯片有4位、8位、16位三种, 而该ATOM N2600提供的DDR3内存通道为64位, 选用16位的内存芯片, 则只需要4片内存就可完成设计需求, 但4片内存要达到机载通用模块所要求的2GB容量的芯片成本较高, 因此选用8片8位内存来实现设计是最合理的。选用容量为2Gbit, 组成1个64位的2GB内存。具体设计采用A通道的片选信号CS2/3和时钟使能信号CLKE2/3来实现内存的控制, 其时钟信号采用CLK2/2#和CLK3/3#两对差分时钟, 数据通道采用DQ0-DQ63, 每颗内存芯片连接8位数据线和14位地址线。8颗内存芯片的数据线连接顺序分别为D0-D7、D8-D15、D16-D23、D24-D31、D32-D39、D40-D47、D48-D55、D56-D63。8颗内存芯片的地址线共享A0-A15。

3 大容量存储功能设计实现

机载通用模块要求分别为存储操作系统和应用软件提供独立的物理存储介质, 每个存储介质的容量不小于2GB。另外还需要提供一路存储容量不小于256GB的存储器。结合所选用的ATOM平台应用接口, 采用高传输速度的SATA接口来实现存储功能, 物理存储介质则选用目前流行的SATA硬盘。ATOM平台搭配的南桥芯片NM10提供2路SATA接口, 南桥芯片NM10的SATA控制器工作时钟应为差分100MHz, 由外部提供。而第三路SATA扩展接口则采用PCI总线通过PCI转SATA接口的桥接芯片来实现。PCI转SATA桥接芯片采用Sil512, 它支持66/33MHz的PCI32位总线, 总线速率支持132MB/s, 转换出的SATA接口支持SATA 1.0规范, 最高支持1.5Gb/s的速率。

实际EDA布局布线时, 因为PCB板的尺寸空间有限, 为了满足应用需求, 因此把用于存储操作系统和应用软件的两颗独立的物理存储介质设计在一块可拆卸的背板上, 采用小间距的连接器把2路SATA信号传输到背板上, 在背板上固定两颗SATA DOM盘。容量可在2GB-16GB可选。而扩展的SATA资源采用SATA 7+15PIN的加高连接器, 最大可支持1TB的SSD固态硬盘。

4 以太网交换功能实现

实际设计中第1个交换机输出6路百兆以太网口和2路千兆以太网口, 其中1路千兆以太网口LAN7与处理器的LANSW2千兆以太网连接, 另1路千兆以太网口LAN6则与第3个交换机的LAN6口连接, 其余6个百兆以太网口输出板外;第2个交换机输出6路百兆以太网口和2路千兆以太网口, 其中1路千兆以太网口LAN7与处理器的LANSW3千兆以太网连接, 另1路千兆以太网口LAN6则与第3个交换机的LAN5口连接, 其余6个百兆以太网口输出板外;第3个交换机输出8路千兆以太网口, 其中4路千兆以太网口输出板外, 1路千兆以太网口LAN7与处理器的LANSW1千兆以太网口相连, 1路千兆以太网口LAN4连接到PMC连接器备用。模块上电时, 单片机根据3路开关量输入的状态执行相应的程序进行交换机模式一和模式二的切换, 模式一通过SPI接口配置并关闭交换机1、2、3的LAN6端口, 使各交换机之间的互联断开, 模式二通过SPI接口配置并关闭交换机1、2、3的LAN7端口, 使各交换机与处理器的以太网连接断开。

5 硬件设计中的关键技术问题

过合理的散热板设计和运用外部供风的风流道等可以解决高温环境下的散热问题, 这种设计方式通过热设计仿真和其它项目应用的实际效果得到验证。低温工作环境的实现, 根据理论分析, 在低温环境中PCB和大部分元器件的特性会发生少许的变化, 其阻抗略有增大, 实际测量也发现压降有增大的现象, 因此在设计中采用适当的提升电压的方式可增强产品的低温性能, 另外在PCB布线方面增大设计余量, 外围器件选用工业级别以上器件, 对商业档ATOM N2600芯片和桥片NM10设计额外的加热电路来满足机载通用模块的低温工作要求。

当机载通用模块的温度逐渐高于0℃并低于50℃时, 即0℃环境温度50℃时, 温度继电器K1断开, K2闭合, 此时如果整机上电, 则加热膜不能获得28V的供电, 加热膜不工作, 被加热的器件不能获得热量。当机载通用模块的温度逐渐高于50℃时, 即环境温度≥50℃时, 温度继电器K1和K2均断开, 此时如果机载通用模块上电, 则加热膜不能获得28V的供电, 加热膜不工作, 被加热的器件不能获得热量。

6 总结

ATOM (凌动) 处理器因其出色的性能及低功耗特性在消费电子领域获得了广泛应用。但因INTEL公司只提供商业级ATOM系列套片、温度特性不满足宽温要求而限制了其在工业领域及机载民用产品领域的推广。本文描述了基于ATOM最近双核N2600处理器的机载通用模块的设计与实现。重点描述了具有机载特点的内存设计、大容量存储接口设计、可配置交换机设计, 并针对机载产品的宽温环境需求, 设计了使用有效的加热电路。且在实际使用中达到了良好的效果。可对ATOM高性能低功耗产品在工业控制、民用机载等有宽温环境使用要求的领域起到一定的借鉴作用。

参考文献