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关键词： 存储架构   预测性预取   程序存储   嵌入式系统  

摘要： 在迅速发展的嵌入式芯片SoC(System on Chip)领域,Flash被广泛用于指令和数据的存储,而Flash取指速度会直接影响SoC的整体性能。传统XIP(eXecute in Place)架构执行指令周期长、效率低。为此,提出一种新型XIP架构方案,该架构对SPI NOR-Flash的数量进行扩展,并针对不同容量代码分别采取奇偶地址分离存储方案和镜像代码存储方案,其中奇偶地址分离存储方案采用位宽扩展技术和多字节访问技术来加速指令的读取;而镜像代码存储方案采用预取技术加速顺序指令的读取,并采用缓存存储非顺序指令。基准程序的测试表明,所提出的新型XIP架构在MIPS上相比于传统XIP架构提升3倍以上。

关键词： 国产DSP编译器   正确性测试   自动化测试   嵌入式系统  

摘要： 本文针对国产DSP编译器的正确性展开系统性测试与分析，旨在验证其代码生成功能与参考编译器的功能一致性。研究内容聚焦于测试用例移植与自动化测试工具开发两大核心任务，提出了一种基于参考编译器的对比验证方法。测试用例移植自LLVM和GCC标准测试集，并针对DSP芯片的硬件特性，解决了数据类型匹配、标准库兼容及测试用例代码体积等关键难题。开发了自动化测试工具DSPValidator，其核心思想在于引入一款经过实践验证的成熟编译器作为参考编译器，通过对比被测编译器与参考编译器的输出结果，支持跨平台（模拟器与物理开发板）的批量测试、结果比对及错误定位，与手工测试相比，测试效率提升34.6倍（单用例验证时间从45分钟降至1.3分钟），显著提高了测试效率。

关键词： 辐射监测系统   MODBUS协议   嵌入式系统   现场总线   故障诊断  

摘要： 辐射监测系统是核电厂保障运行安全重要屏障，提高其通信故障诊断与处理效率尤为重要。鉴于辐射监测系统各通讯设备工作环境复杂性，为提高设备故障监测的实时性和便携性，设计了一种基于嵌入式系统的通信故障诊断装置。该装置可分别作为主站、从站及监听机实现对任意设备的通信诊断。其设计具有可视化诊断，通信记录和地址扫描等功能，可推广应用于同类核电厂。

关键词： 可控核聚变   RISC-V微控制器   嵌入式系统  

摘要： 在托卡马克等离子体的辅助加热系统中，随着高压电源设备的不断增加，对高压电源控制系统的实时传输和数据可靠性有了更严苛的要求。为保障HL-3装置高压电源控制系统的稳定性及数据准确性，研究选用了Chisel语言，设计并开发了一款高压电源控制系统的RISC-V微控制器。设计的实现采用了诸如数据前推和分支预测等流水线相关技术以创建一个单发射五级流水线微控制器。这款微控制器已成功通过预定的测试集，并能在高云TangPrimer25K开发板上顺利运行RT-Thread嵌入式实时操作系统的运行测试。在功耗受限的条件下，此RISC-V微控制器能够高效地执行数据处理，满足可控核聚变领域对嵌入式微控制器开源可定制化设计及可靠性的需求。

关键词： 桥梁异常检测   深度学习   嵌入式系统   可视化平台  

摘要： 针对我国典型类型的桥梁安全监测与智慧运维的迫切需求，不同于传统的低效率、高成本的桥梁人工巡检方式，本文构建基于多传感器时空协同学习的桥梁异常监测系统。为了保证系统的持续稳定和有效泛化，提出一种基于DBSCAN的轻量级聚类异常数据检测算法，实时高效地检测桥梁传感器异常数据。同时构建基于LSTM的多传感器数据修复网络，协同挖掘不同时空条件多传感器的关联信息以修复传感器故障导致的异常数据空值与不准确测量。在桥梁异常检测过程中，采用基于朴素贝叶斯分类器的桥梁结构异常判定方法，生成准确的桥梁结构安全判别结果。考虑到实现异常检测软硬件一体化原型系统，本文综合利用嵌入式端的实时采集处理与上位机丰富计算资源的互补性优势，将异常检测方法进行解耦划分并有效部署至嵌入式与上位机，并通过GUI界面实现全程可视化。实验结果表明，系统能够有效识别和修复异常数据，提升桥梁结构的安全性评估准确度，在实际应用中的异常检测准确率和修复效果均表现良好，能够为桥梁的智慧运维和结构安全预警提供可靠保障。

关键词： 嵌入式系统   智能电机故障诊断   自适应控制技术  

摘要： 随着工业自动化、智能化制造技术的迅速发展,对电机进行监控是实现工业自动化、智能化的重要手段。自适应控制技术,实际上就是改进了反馈控制技术、最优控制技术和补偿控制技术,以提高控制水平。这些控制技术的基础存在一致性,即都是建立在数学模型基础上发挥控制作用的方法。自适应控制之所以存在优势,是因为这些控制技术如要更好地发挥控制作用,对被控对象就有一定的要求,即数学模型的精确度很高,如果突然产生干扰因素,其不具备很强的应变能力。而且自适应控制系统对被控对象几乎不具有依赖性,其作为数学模型,对外界扰动具有预知性,能够具有针对性地有效控制。本文从硬件设计、软件开发及系统集成三个方面对电机故障进行早期诊断和实时控制进行研究。采用振动、电流、温度等检测技术,并结合机器学习算法,提高了故障诊断精度,为实现工业电机智能化管理提供了有效途径。

关键词： 水质监测   物联网   传感器网络   实时监控   嵌入式系统  

摘要： 水质监测是环境保护和水资源管理中的核心任务,依托物联网技术所构建的实时在线水质监测系统采用分层式架构设计,该系统集成了嵌入式终端、无线传感网络以及智能监控平台。监测终端是基于ARM处理器进行设计的,并且搭载温度、pH值、溶解氧、电导率等传感设备,以此实现对水质参数的全面采集工作,监控平台借助ZigBee无线网络完成数据传输、存储、处理以及可视化展示任务。实验测试结果表明系统测量精度达到国家标准要求,数据传输能够保持稳定可靠状态且平台运行流畅,该系统能有效解决传统人工采样监测存在的滞后性问题,为水质监测智能化提供了可供借鉴的实践参考。

关键词： 嵌入式系统   电源管理   可靠性测试   可靠性优化   轨道交通  

摘要： 随着轨道交通行业的快速发展,嵌入式系统在列车控制、信号、通信等领域得到广泛应用。电源管理模块是嵌入式系统的核心组成部分,其可靠性直接影响系统性能和运行安全。本文首先分析了轨道交通嵌入式系统电源管理的发展现状,总结了国内外研究进展、关键技术及应用特点,在此基础上,探讨了电源管理模块可靠性评估方法,提出了多维度评估指标体系,对比分析主流测试技术,梳理评估标准与规范。从硬件设计、软件控制、系统集成等层面,提出了电源管理模块可靠性优化策略,以期为提升轨道交通嵌入式系统电源管理可靠性、保障行车安全提供参考。

关键词： 嵌入式系统   数据处理模块   串行外设接口  

摘要： 本研究以一款应用于智能家居环境中的嵌入式数据处理模块为例,探讨嵌入式数据处理模块中串行外设接口(SPI)的设计与优化。研究表明,经过优化的SPI设计可以将误码率降至接近零,减少静态功耗40.3%,延长电池供电条件下模块的工作时间30.3%,同时使CPU负载降低超过60%,数据传输效率提高50.1%。此外,采用硬件加密引擎和基于设备ID的身份验证机制可有效增强数据的安全性。这些改进措施不仅可提升模块的整体性能,还为工业自动化等高性能应用场景提供坚实的基础。

关键词： 嵌入式系统   LED电子设计   设计优化   PWM控制技术   系统稳定性  

摘要： 随着技术的进步,嵌入式系统在各行业中起着越来越重要的作用。LED作为一个重要的电子元件,其设计和优化在嵌入式系统中尤为关键。本研究主要探讨在嵌入式系统中LED电子设计的方法,并针对设计过程中存在的问题进行优化。采用电阻、电容和电感等基本元件,以及PWM等控制技术,实现高效、稳定的LED驱动。实验数据显示,通过设计优化,LED的工作效率提高20%,功耗降低35%。此外,优化设计还显著提高了系统的稳定性和可靠性。本研究对于进一步理解和优化嵌入式系统中LED电子设计具有重要意义。