HIRFL-CSR前端总线控制器的改进设计

论述了用于兰州重离子加速器冷却存储环(HIRFL-CSR)控制系统的前端总线系统控制器的改进。改进了控制器的嵌入式操作系统和应用程序,开发了控制器和数据库交换数据的应用程序。该控制器基于BGA封装的ARM920T(ARM9)处理器和嵌入式的LINUX操作系统,可以连接标准的VGA显示器、键盘、鼠标,采用了现场可编程的FPGA器件进行背板接口设计,并具有64mA高驱动能力的总线驱动器,以及拥有灵活的接口信号定义可编程能力,是HIRFL-CSR控制系统的关键部件。

应用于同步加速器时序控制的片上可编程系统的设计

同步加速器对控制信号的时间约束要求非常严格,时序控制是加速器控制系统中十分重要的环节。在兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)控制系统中,时序控制主要采用FPGA+ARM+linux+DSP的体系结构。本文介绍基于FPGA和uClinux操作系统的片上可编程系统(SOPC)的设计,可将目前ARM+LINUX的工作完全集成在FPGA内实现,省去专用ARM芯片。其最高工作频率可达185 MHz,硬件资源消耗不到4%。片上可编程系统的硬件处理器系统和操作系统都可根据具体需求重新裁剪和配置。SOPC技术在加速器物理以及其他领域有着非常广泛的应用前景。

HIRFL-CSR前端总线控制器的SD卡驱动

简要论述了用于兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)控制系统的前端总线控制器。该控制器是基于ARM920T核心的AT91RM9200处理器,运行嵌入式Linux操作系统。描述了AT91RM9200处理器与Security Digital MemoryCard(SD卡)的硬件接口电路,分析了操作系统内核和Linux驱动程序结构,设计和实现了嵌入式Linux下基于AT91RM9200处理器的SD卡驱动程序。

HIRFL-CSR嵌入式数据库的设计实现

本文论述了用于兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)控制系统的嵌入式数据库的设计和实现方法。控制系统采用三级数据库实现集中管理、分布式控制。前两级基于Windows平台,采用Oracle数据库通过ODBC进行互联,第三级根据控制系统的需要,采用基于嵌入式Linux平台的SQLite数据库引擎通过高速互联网与前两级交换数据。中控室预先将波形数据、事例表等分散存储到前端嵌入式数据库中,实验时,再由嵌入式数据库将数据传递给波形发生器DSP。在同步触发的控制下,DSP根据得到的波形数据产生所需的控制波形,进而控制电源、控制磁场,达到实验目的。

基于FPGA的VME总线控制器及其驱动程序

本文论述了用于兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)前端控制系统的总线控制器的FPGA设计及其基于ARM-Linux下的驱动程序设计。该总线控制器采用Altera公司的ACEX系列中的EP1K30实现,通过VME总线背板同其它VME设备(CPLD)通信,可读VME设备数据,监视电源运行状况,也可向VME设备发送命令和写数据,并且能够响应VME设备中断,读中断数据。为了能够通过AT91RM9200控制器访问VME总线控制器,必须为其编写相应的驱动程序。驱动程序定义了应用程序调用接口和数据格式,并实现了中断机制、多进程访问和数据的突发(burst)读写。

兰州放射性次级束流线数据获取系统的改造

为兰州放射性次级束流线(RIBLL)实验需求升级改造1套基于PC-Linux的数据获取系统。系统采用PCI-CAMAC总线标准,CAMAC插件与计算机间的通讯通过CC32机箱控制器和PCIADA卡来实现。数据在线分析程序可直接连接CERN的PAW/ROOT分析平台。经多次实验检验,系统工作稳定可靠,最大数据获取速率达到了930 KB/s。

基于AT91RM9200的触摸屏驱动及三点校正算法

凭借Internet的优势,随着性能的提高和价格的下降,嵌入式系统的应用也更加的普及和广泛.本文介绍了在ARM-Linux操作系统下,基于USB接口的五线电阻触摸屏的嵌入式驱动程序和一种可用于纠正一些常见机械性误差的触摸屏三点校准算法,驱动的编译配置和算法的实现。由于校准算法简单、灵活,用软件实现,可降低嵌入式系统中的成本,提高产品质量。

基于ARM920T的HIRFL-CSR前端总线控制器FBC-01

本文论述用于兰州重离子加速器冷却存储环(HIRFL-CSR)控制系统的前端总线系统控制器FBC-01的硬件设计。该控制器是基于0.8mmBGA封装的AT91RM9200(ARM9)处理器,运行嵌入式LINUX操作系统。控制器可以连接标准的VGA显示器、键盘、鼠标,具有通用的10M/100M以太网接口、USB接口、RS-232接口、485接口、CANBUS接口。可以带SD卡、CF卡存储器。该控制器采用现场可编程的FPGA器件设计背板接口,并采用具有64mA高驱动能力的总线驱动器,不仅符合VME规范的电气要求,而且具有灵活的接口信号定义可编程能力,是HIRFL-CSR控制系统的关键部件。

基于ARM7内核和嵌入式系统的VME总线控制器的研制

简要介绍了一种VM E式总线控制器的设计方法。三星公司的S3C 4510B是一款采用了ARM 7内核的支持网络连接的高性能16/32位R ISC处理器,采用它和相关芯片研制出了类似3U的VM E总线控制器,嵌入式操作系统为uC linux。该控制器主要给设备总线提供高速网络连接通道,把后台计算机数据库和前端总线设备紧密地连接起来,实现数据的快速获取与给定。

基于ROOT软件包的数据远程获取系统编程

在L inux操作系统中利用ROOT数据软件包,可以开发出稳定可靠的远程数据获取系统。可以通过In tranet网络协议远程获取来自CAM AC机箱控制器的大量前端实验数据,并通过ROOT软件包开发用户操作图形界面,对数据进行离线分析。利用带有三种灵活数据接口方式:以太网、PC I和V SB接口的CAM AC机箱控制器-GTBC,并对其内含的嵌入式系统芯片进行网络服务器编程。可对实验数据进行稳定可靠的远程存取和图谱分析。

加速器控制系统中RS485总线的以太网接入

提出了在加速器控制系统中采用ATmega128和RTL8019AS廉价和高效地实现RS485总线的以太网接入的实现方法。该模块装入了以ATmega128为硬件平台的嵌入式Linux操作系统,它支持TCP/IP协议。根据加速器控制的现场需求,可以很方便地编写用浏览器或组件访问的应用程序。

CSR电源调节器硬件平台设计

HIRFL-CSR（Heavy Ion Research Facility at LanZhou-Cooling Storage Ring兰州重离子冷却储存环）是国家重大科学工程，其控制系统是一个庞大的系统，由许多分控制系统组成，磁场电源控制系统是CSR控制系统中很重要的一部分。加速器运行的所有过程都为电源所控制，所以我们的控制系统的直接控制对象就是磁场电源。为了保证CSR正常运行，控制过程波形的跟踪精度、速度和稳定度，是数字电源调节器的关键所在。电源控制系统以嵌入式处理器ARM、现场可编程门阵列FPGA为核心，实现了远程数据采集、网络通讯和自动控制等功能。本系统可以进行现场监控与调试，也可以通过集成的100Mbps以太网接口电路进行远程监测与控制，CSR上各处输出电压值和电源运行状态自动传送到中央控制中心，中控中心也可以发送命令查询当前电源设备状态和各种读数。本文主要介绍了基于ARM和FPGA的嵌入式电源控制系统的设计与实现。内容主要包括：(1)系统各部分硬件电路设计与电源控制功能实现 ，硬件系统调试 。(2)装载嵌入式Linux操作系统，测试平台接口信号，通过FPGA生成多路数字PWM波形。本文目的是解决CSR电源控制系统问题，但对于许多远程数据采集与控制等问题的解决有重要参考价值

总线控制器的设计及其在CSR控制系统中的应用

HIRFL-CSR(兰州重离子冷却储存环)是国家“九五”重大科学工程之一。CSR控制系统是保证CSR正常运行的重要环节。这是一个基于以太网的分布式控制系统，它由两部分组成：总体控制服务器系统和前端控制服务器系统。 本文介绍了应用于CSR前端控制系统中的嵌入式总线控制器。首先介绍了嵌入式总线控制器的硬件设计方案。系统以32位高速双以太网处理器JUPITER为核心。JUPITER是一款低成本、高性能、建立在以太网系统基础之上的处理器。该系统的外阴电路主要包括存储模块、接日模块、总线控制模块。接口模块有RS485、RS232和网络接口电路。其次论述了嵌入式操作系统uClinux的体系结构以及uClinux与标准Linux的不同之处。论文从uClinux的内核结构出发，讨论了源代码的组织结构，概括分析了uClinuxlj勺内存管理、进程管理。最后介绍了uClinujx统的移植方法和应用实现。uClinux移植主要包括引导装载程序、uClinux内核和文件系统三个部分。在引导装载程序的移植过程中，论文重点给出了一种固化引导装载程序的方法；在uClinux内核移植中，讨沦了交叉编译环境l为建立和uClinux内核配置方法，总结了uClinux内核移植的层次结构和具体的移植过程。沦文通过对嵌入式处理器的分析，以及对嵌入式操作系统移植的探讨，展示了嵌入式系统开发的核心技术，对眠入系统的开发应用具有一定的实际意义。

一种Post-WIMP界面：PGIS的实现

随着计算机应用从桌面环境扩展到移动环境，计算机用户从专业化走向大 众化，传统的 WIMP界面的缺点逐渐体现出来。笔式用户界面作为 Post-WIMP 界面的一种重要形式，具有自然、和谐的交互特性，成为当前研究的热点之一。 针对这一方向，本文对笔式用户界面范式展开了研究。首先，本文阐述了一种 新的基于笔交互的界面范式 PGIS，定义了纸、小工具等交互组件，以及各种组 件的显示形态及交互形式。然后，实现了 PGIS 界面，包括交互对象的管理、 显示等内容。最后，详细介绍了 PGIS 界面的使用过程，并用一个应用实例加 以验证。为了支持上层应用程序的可移植性和可维护性，PGIS界面的使用采用 了模型驱动构架的开发思想。目前，我们基于 PGIS 界面开发了几款优秀的笔 式交互软件，如幼儿教学系统、便签本系统、篮球战术板系统等。这些系统完 全满足用户对笔交互应用程序的需求，目前可在 Linux 系统、Windows 系统等 多种系统上运行。PGIS界面范式的可行性也因此得到了很好的验证。 本文的主要内容有以下几点： 1. 阐述了一种 Post-WIMP范畴下的新的界面范式：PGIS。 本文在对Post-WIMP界面做了充分地理解和分析的基础上，阐述了一种新 的界面范式：PGIS。这是一种基于笔交互的界面范式，文中对该范式的纸笔隐 喻方式、所包含的内容、各交互组件的表现形式、以及各组件间的静态及动态 关系做出了详细的描述。 2. 实现了PGIS界面。 为了验证PGIS界面范式的可行性，并直接支持基于 PGIS范式的应用程序 开发，本文详细介绍了PGIS界面的实现细节，其中包括PGIS界面中所包含的 元素、PGIS界面中交互对象的显示、交互对象的管理、以及交互对象对基本原 语的转换和响应。 3. 介绍了 PGIS界面的使用过程。 整个使用过程采用模型驱动架构的思想，引入对以下三个子模块的调用： 与平台相关的底层核心库和 PGIS 引擎、与平台无关的场景设计工具。这三个 子模块决定了上层应用程序的可移植性和可维护性。另外，场景设计工具提供 了代码自动生成的功能，大幅度缩短了应用程序的开发周期。 4. 实现了一个基于 PGIS界面的幼儿教学系统。 为了说明 PGIS界面的使用流程，本文设计并实现了一个基于PGIS界面的 幼儿教学系统。在开发过程中，大部分工作在场景设计工具中快速完成，小部 分工具集中在数据管理库、场景任务库的开发上。该系统的评估结果很好地验 证了 PGIS界面范式的可行性。

软件发布机制体系结构研究

针对现有软件发布方式主要以开发者的角度进行软件开发后生命周期管理所存在的问题,提出了更为合理的以用户的角度进行软件开发后生命周期管理的思想,建立了一种新的软件发布机制体系结构。该发布机制试图解决如下问题:让用户透明地使用软件,即用户不需要显式地进行软件的安装、更新和卸载;支持软件的即点即用和使用态发布,使用态发布指安装了某软件的计算机可以作为该软件的发布源;使得系统重装后能够以较小的代价恢复到指定的状态点。最后,分析了软件动态更新和分布式软件系统发布所应解决的问题。