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嵌入式多处理器控制系统结构的研究

吴翔  
【摘要】:随着军事、航空航天、通信、自动控制等应用领域中各类现代化智能技术的不断发展,高性能控制系统的需求同益增长。与传统控制系统不同,现代控制系统已经从对控制对象的简单处理控制拓展到了全面采集控制对象的复杂信息,借助丰富的算法库对复杂信息进行系统分析、逻辑决策。在对复杂对象的控制中,既需要做非实时的逻辑决策,也需要完成一部分实时控制。尽管当前的单片处理器技术已经达到了较高的水平,但在一些实时性要求很高的场合,单片处理器的处理能力还是不能满足要求。 本文的研究工作是以广东省重大科技攻关项目“高精密数控微型工具磨削中心的研发”为主要研究背景开展的,提出了一种嵌入式异构多处理器控制系统的结构模型,并详细介绍了这种控制系统的硬件实现。当前设计主要是面向运动控制领域的实时分布式的运动控制系统,并为以后更复杂以及要求更高的应用打下基础。为了适应不同控制对象对测试系统性能的要求,本设计采用模块化的设计思想开发了一种结构灵活的由嵌入式处理器和DSP构成的主从式的多功能平台,并在此平台上完成了若干接口功能模块的设计。 本文绪论部分论述了选题的意义,介绍了控制处理单元的发展现状和多处理器系统结构的研究重点及发展现状,并介绍了课题提出的背景、主要研究内容和任务。 正文系统地介绍了主从式多处理器控制器硬件系统的模块划分、各个模块的功能以及相互之间的接口;详细描述了主节点的主要功能需求,介绍了嵌入式处理器的主要类型,详细说明了基于S3C2410嵌入式处理器的主节点电路设计;介绍了从节点的主要功能需求和从节点DSP处理器的特性,详细说明了基于TMS320F2812的单DSP从节点电路设计和双DSP从节点电路设计。 最后介绍了电路板设计和布线过程中要注意的一些问题,介绍了调试过程中常用的一些方法,并且对整篇论文做了总结,提出了进一步工作的方向。


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