STM32的二乘二取二的光通信系统设计

以轨道交通系统安全为背景,为了提高轨道交通传输系统的安全性和可靠性,在现有嵌入式冗余结构的研究与分析上,提出一种基于STM32的二乘二取二系统设计的光通信站间安全信息传输设备,并阐述了该设计在光通信传输设备位置及作用、系统设计以及芯片的选择。     

一种新型二乘二取二安全计算机系统

设计一种用于轨道交通系统的二乘二取二安全计算机系统,包括I/O模块、CPU模块和切换模块。在I/O模块中,利用动态电路实现数据安全输入及输出。在CPU模块中,提出一种基于以太网通信的同步表决方案。在切换模块中,通过输出回路控制实现主备之间的无缝切换。测试结果表明,该系统能够满足轨道交通系统对安全计算机平台的可靠性和安全性要求。     

轨道交通安全计算机中倒机单元的设计

安全计算机被广泛应用于轨道交通信号系统中,其中倒机单元有效提高了安全计算机的可靠性。研究了二乘二取二安全计算机结构,介绍了基于通信的倒机方式,制定了安全通信协议。该方式硬件上利用FPGA实现,使整个设计紧凑、灵活、稳定且高速;软件上,讨论了主备状态的确定,分析了倒机基本原则和单系的状态转移。具有该倒机方式的安全计算机,已在多种轨道交通信号系统中得到了应用,应用结果表明,本方案切实可用,能够满足系统高可靠性的要求。     

基于SOPC的氨氮含量检测系统的设计

为简化测量过程,并使测量不会引起二次污染,选用氨气敏电极法测量氨氮。利用SOPC技术在FPGA上建立Nios II双处理器系统,在Nios II处理器中通过硬件互斥核组件对共享存储器进行协调。同时建立标准曲线,根据最小二乘法来计算氨氮值。在DE2-115开发板上进行验证,基本能达到要求。     

基于NOISⅡ的高清图像处理系统的设计

介绍一种基于FPGA的高清图像处理系统。该系统以NOISⅡ软核处理器为主控制器,采用IP核模块的设计方法,运用快速中值滤波算法对图像进行处理。给出算法的FPGA硬件实现和时序仿真图。实验结果表明,该系统能够稳定地用在各个高清图像的处理环境中。     

稀疏最小二乘支持向量机及其应用研究

提出一种构造稀疏化最小二乘支持向量机的方法．该方法首先通过斯密特正交化法对核矩阵进 行简约,得到核矩阵的基向量组;再利用核偏最小二乘方法对最小二乘支持向量机进行回归计算,从而使最 小二乘向量机具有一定稀疏性．基于稀疏最小二乘向量机建立了非线性动态预测模型,对铜转炉造渣期吹炼 时间进行滚动预测．仿真结果表明,基于核偏最小二乘辨识的稀疏最小二乘支持向量机具有计算效率高、预 测精度好的特点．     

地面移动目标跟踪报警系统设计与实现

为实现对汽车、行人等地面移动目标的安全保护,以全球卫星定位技术为基础,结合GSM无线通信技术、FPGA技术设计了一类地面移动目标跟踪报警系统;全文介绍了地面移动目标跟踪报警系统的结构、功能及工作原理,对基于FPGA的8051软核进行了设计和实现,在此基础上,实现了GPS定位信息的解析,并结合GSM移动通信技术,实现了对地面移动目标的远程跟踪和紧急情况下的报警功能;经组网测试,该跟踪报警系统各部分运行良好,具有稳定的数据采集和传输质量,具有较高的实际应用价值.     

一种用于数据校正的最小二乘与准最小二乘组合方法

过程系统的控制与优化要求可靠的过程数据。通过测量得到的过程数据含有随机误差和过失误差,采用数据校正技术可有效地减小过程测量数据的误差,从而提高过程控制与优化的准确性。针对传统基于最小二乘的数据校正方法:和基于准最小二乘的鲁棒数据校正方法:,分析了它们的优缺点,并提出了一种最小二乘与准最小二乘组合方法:。该方法:先采用准最小二乘估计器检测过失误差并剔除,然后再采用最小二乘估计器进行数据校正,可以综合前两种方法:各自的优点,使得数据校正结果:更加准确。将提出最小二乘与准最小二乘组合方法:应用于线性与非线性系统的数据校正中,通过校正结果:的比较说明此方法:的具有较好的过失误差检测能力和较准确的数据校正结果:。最后将此方法:应用于实际过程系统空气分离流程的数据校正中,结果:说明了此方法:的有效性。     

基于FPGA的视频图像采集及监控系统设计

本文介绍了一种采用FPGA实现视频图像采集与处理的技术.并对视频系统的四个主要组成部分--视频图像采集、存储、监视处理算法和视频显示输出进行了较为详细的讨论.系统采用了IP核模块的设计方法.主要用VHDL语言进行逻辑设计,运用了软硬件协同设计技术.实验结果表明,该系统充分发挥了FPGA器件的并行特性,显著提高了图像处理速度.并运用基于聚类的视频图像目标识别算法,较好地实现了动态图像的实时监视、识别和报警.     

二乘二取二系统的同步表决安全机制研究

二乘二取二是一种高安全、高可靠性的安全计算机结构,详述了二乘二取二系统中的主备、主从关系,基于任务级的同步表决方法.在考虑时钟漂移情况下,分析了主从并发式和从机等待式同步表决方式的特性,提出了主从并发式用于主备同步,从机等待式用于主从同步的同步机制方案.搭建了该同步机制方案的二乘二取二平台,测试表明,该同步机制能很好地实现同步表决任务.     

电动转辙机的可靠性和安全性分析

介绍了一种基于relex2008可靠性软件,建立故障树,分析电动转辙机单机系统的可靠性.对双机热备、三中取二、二乘二取二冗余结构构成系统的可靠性和安全性指标进行分析和比较.结果表明,二乘二取二冗余系统具有更高的安全性,可以在很大程度上降低风险发生的概率,从而保证行车安全.     

双模容错计算机的设计与实现

高可靠性的计算机应用环境需要计算机具备容错功能,并要求采用高等级的处理器芯片。该文以高等级的Power PC处理器PC8245为基础,以FPGA为核心,设计双模容错的计算机。由于应用空间限制,该计算机采用了分布式冗余仲裁结构,仲裁逻辑同时运行在主计算机和备份计算机的FPGA中。分析了分布式冗余仲裁算法的有限状态机,论述了通信接口的冗余控制机制。     

高速铁路智能CTC自律机系统的可靠性与安全性评估

自律机系统是智能调度集中控制(Centralized traffic control, CTC)系统的核心, 其安全性和可靠性都至关重要. 首先分析了双机热备自律机系统和二乘二取二自律机系统的结构及工作原理; 然后综合考虑自律机分机的故障检出率和故障发生率等因素, 采用Markov模型, 构建了两个系统的安全度和可靠度模型. MATLAB仿真结果表明, 双机热备自律机系统的可靠性高于二乘二取二自律机系统的, 但双机热备自律机系统的安全度远低于二乘二取二自律机系统的, 因此二乘二取二自律机系统更能保障CTC系统的安全.     

轨道交通安全计算机的研究与实现

轨道交通安全计算机是负责轨道交通安全的核心设备,其安全等级必须达到SIL4。针对该特性,比较三取二结构与二乘二取二结构的特点,基于ReWorks嵌入式实时操作系统,设计并实现三取二结构的安全计算机,并对其中间件进行分析与探讨。该安全计算机已应用于某轨道交通项目,实际应用效果良好。     

基于嵌入式软件实时运行和测试的仿真环境的研究与设计

测试环境在嵌入式软件测试过程中起着重要作用,一些软件测试人员拥有好的测试软件,却苦于没有好的测试环境来支持。该文提出了一种基于嵌入式软件实时运行的通用仿真测试环境。在测试过程中,主要应用于系统测试,适用于一般嵌入式软件和容错软件的实时测试。采用了总线上的故障注入和数据采集方法。环境的实现利用了现代微机的高性能、多任务多线程,以及FPGA、PCI等技术。     

列车自动防护系统安全计算机可靠性与安全性分析

比较双机热备、三取二、二乘二取二等冗余结构构成的系统的可靠性和安全性,剖析了某引进高速动车组的自动防护系统的安全计算机系统的冗余结构,结果表明其采用二乘二取二冗余结构在可靠性特别是安全性方面具有突出的技术优势和特点.     

常用嵌入式实时操作系统比较分析

以与实时系统开发过程密切相关的实时性、故障容错和标准兼容性等关键特征为基础,提出一套对嵌入式实时操作系统性能衡量的标准,涵盖体系结构、硬件支持、调度管理、内存管理、进程间通讯、定时性能、网络支持、文件系统、驱动编程以及开发调试等关键特证。并利用该标准对常用嵌入式实时操作系统进行了详细地分析与对比,为系统研发过程中嵌入式实时操作系统的选择提供指南。     

基于现场总线的N+ M 容错控制系统研究

以机器人化遥控铲掘机为例,论述了基于现场总线的N M热切换容错控制系统的体系结构、热切换、容错策略等问题。与传统方法相比,该方法具有结构简单、可靠性高、柔性好等特点,是提高系统可靠性的一种全新的切实可行的途径,对工程实际应用具有一定的现实意义。     

片上网络容错技术研究

片上网络是一种全新的片上计算机体系结构,对片上网络的研究主要包括拓扑结构、路由算法、服务质量、交换机制、拥塞控制、能耗和容错等突出问题,其中对容错方法的研究一直是研究的重点。在软件改进和硬件改进方面,容错方法可以分为路由算法容错和路由器结构容错两类。分析当前已有容错方法的适用情况、实现原理和实现方法,并且分析其延迟、吞吐率、功耗等性能及其优缺点,对容错方法的现状进行剖析并且为容错方法的下一步研究提供研究方向。