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關於單片機的外文翻譯

發布時間:2025-09-24 10:09:34

❶ 需要一篇自動控制方面的英文文獻

本畢業設計課題是屬於教師擬定性課題,主要是研究基於單片機的對步進電機的有效控制。步進電機是一種能將數字輸入脈沖轉換成旋轉舉察或直線增量運動的電磁執行元件,每輸入蠢虛一個脈沖電機轉軸步進一個步距角增量。電機總的回轉角與輸入脈沖數成正比例,相應的轉速取決於輸入脈沖頻率。

步進電機是機正檔茄電一體化產品中關鍵部件之一,通常被用作定位控制和定速控制。步進電機慣量低、定位精度高、無累積誤差、控制簡單等特點。廣泛應用於機電一體化產品中,如:數控機床、包裝機械、計算機外圍設備、復印機、傳真機等。

Abstract
This article mainly elaborated has been hanging the movement control system merit, introced was hanging the movement control system function, the principle and the design process. Is hanging the movement control system is one of in control engineering domain important applications, its main target is to is controlled the object the movement condition, including path, speed and position implementation check. The movement control system compares with other control systems, has the system model simply, the check algorithm is unitary, also not complex characteristic and so on non-linearity and coupling situation. Also is precisely because the movement control system can implement to the path, the running rate, the pointing accuracy as well as the repetition precision accuracy control requirement, has the broad application foreground in each category of control engineering, therefore the movement control system has at present become in the check study application domain very much significant the research direction. Through the monolithic integrated circuit to stepping monitor check, implemented the motor-driven to cause the object at on the board which inclined the movement, The control section is the SST89E52 monolithic microcomputer which SST Corporation proces primarily, with when the 1602LCD liquid crystal screen and according to turned has implemented with the user interactive, through the keyboard entry different control command, the liquid-crystal display was allowed to display the setting value and the run the coordinates. The electrical machinery control section used LM324N four to transport puts and is connected the electronic primary device voluntarily to develop the 42BYG205 stepping monitor actuation electric circuit to implement the electrical machinery accuracy control. The algorithm partially for will suit the monolithic integrated circuit system to operate carries on optimizes many times, will rece the microprocessor the operand. Has completed the object voluntarily the movement and according to the different setup path movement.
Key words Magneto; 1602LCD; LM324N; Drive circuit

選擇步進電機時,首先要保證步進電機的輸出功率大於負載所需的功率。而在選用功率步進電機時,首先要計算機械繫統的負載轉矩,電機的矩頻特性能滿足機械負載並有一定的餘量保證其運行可靠。在實際工作過程中,各種頻率下的負載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內。一般地說最大靜力矩Mjmax大的電機,負載力矩大[1 ]。

選擇步進電機時,應使步距角和機械繫統匹配,這樣可以得到機床所需的脈沖當量。在機械傳動過程中為了使得有更小的脈沖當量,一是可以改變絲桿的導程,二是可以通過步進電機的細分驅動來完成。但細分只能改變其解析度,不改變其精度。精度是由電機的固有特性所決定。

選擇功率步進電機時,應當估算機械負載的負載慣量和機床要求的啟動頻率,使之與步進電機的慣性頻率特性相匹配還有一定的餘量,使之最高速連續工作頻率能滿足機床快速移動的需要。
基於單片機的懸掛運動控制系統,具有硬體電路結構簡單,精確度高,抗干擾性強等優點。

1.2 課題目的
培養綜合運用四年大學所學知識去分析問題和解決實際問題的能力。在實踐中檢驗所學知識,從而加強理論與實踐的相結合。 體驗一個科研項目開發的全過程,學會單片機開發應用方法,鍛煉應用能力,動手能力。本課題設計是具有一定難度的基於單片機的應用系統開發項目,培養學生創新精神和創新能力。通過這次畢業論文及設計,檢驗的綜合素質和專業教育的培養效果,並且使學會閱讀、利用英文文獻資料,閱讀並翻譯外文資料的能力,學會設計報告和論文。

1.3 課題意義
隨著社會的發展、科技的進步以及人們生活水平的逐步提高,各種方便於生活的自動控制系統開始進入了人們的生活,以單片機為核心的自動門系統就是其中之一。同時也標志了自動控制領域成為了數字化時代的一員[ 3]。它實用性強,功能齊全,技術先進,使人們相信這是科技進步的成果。它更讓人類懂得,數字時代的發展將改變人類的生活,將加快科學技術的發展。
通過對「微機控制自動門系統」的研究和設計,精心撰寫了微機控制自動門系統論文。本論文著重闡述了以單片機為主體,LED點陣顯示晶元及步進電機為核心的系統。
本設計主要應用SST89E58作為控制核心,LED點陣顯示晶元、步進電機、壓力感測器、電位器相結合的系統。充分發揮了單片機的性能。其優點硬體電路簡單,軟體功能完善,控制系統可靠,性價比較高等特點,具有一定的使用和參考價值。

1.4 應解決的主要問題
在基於單片機的懸掛運動控制系統中,主要分三個部分設計,一個是輸入和鍵盤顯示模塊;另一個是步進電機驅動模塊;第三個是最小系統和輸出模塊設計。主要解決的問題是:
1. 單片機最小系統硬體設計;
2. 步進電機驅動模塊設計;
3. 輸出部分的軟硬體設計;
4. 主程序設計;
5. 繪圖板的設計。

1.5 技術要求
設計一電機控制系統,控制物體在傾斜(仰角≤100度)的板上運動。
在一白色底板上固定兩個滑輪,兩只電機(固定在板上)通過穿過滑輪的吊繩控制一物體在板上運動,運動范圍為80cm×100cm。物體的形狀不限,質量大於100克。物體上固定有淺色畫筆,以便運動時能在板上畫出運動軌跡。板上標有間距為1cm的淺色坐標線(不同於畫筆顏色),左下角為直角坐標原點。

[看不到}

❷ 求助如何找到關於單片機的外文文獻翻譯,用於畢業設計

Getting Started with µVision2
The Keil Software 8051 development tools listed below are programs you use to compile your C code, assemble your assembly source files, link and locate object moles and libraries, create HEX files, and debug your target program.
 µVision2 for Windows™ is an Integrated Development Environment that combines project management, source code editing, and program debugging in one single, powerful environment.
 The C51 ANSI Optimizing C Cross Compiler creates relocatable object moles from your C source code.
 The A51 Macro Assembler creates relocatable object moles from your 8051 assembly source code.
 The BL51 Linker/Locator combines relocatable object moles created by the C51 Compiler and the A51 Assembler into absolute object moles.
 The LIB51 Library Manager combines object moles into libraries that may be used by the linker.
 The OH51 Object-HEX Converter creates Intel HEX files from absolute object moles.
 The RTX-51 Real-time Operating System simplifies the design of complex, time-critical software projects.
Software Development Cycle
When you use the Keil Software tools, the project development cycle is roughly the same as it is for any other software development project.
1. Create a project, select the target chip from the device database, and configure the tool settings.
2. Create source files in C or assembly.
3. Build your application with the project manager.
4. Correct errors in source files.
5. Test the linked application.
µVision2 IDE
The µVision2 IDE combines project management, a rich-featured editor with interactive error correction, option setup, make facility, and on-line help. Use µVision2 to create your source files and organize them into a project that defines your target application. µVision2 automatically compiles, assembles, and links your embedded application and provides a single focal point for your development efforts.
LIB51 Library Manager
The LIB51 library manager allows you to create object library from the object files created by the compiler and assembler. Libraries are specially formatted, ordered program collections of object moles that may be used by the linker at a later time. When the linker processes a library, only those object moles in the library that are necessary to create the program are used.
BL51 Linker/Locator
The BL51 linker creates an absolute object mole using the object moles extracted from libraries and those created by the compiler and assembler. An absolute object file or mole contains no relocatable code or data. All code and data reside at fixed memory locations. The absolute object file may be used:
 To program an EPROM or other memory devices,
 With the µVision2 Debugger for simulation and target debugging,
 With an in-circuit emulator for the program testing.
µVision2 Debugger
The µVision2 symbolic, source-level debugger is ideally suited for fast, reliable program debugging. The debugger includes a high-speed simulator that let you simulate an entire 8051 system including on-chip peripherals and external hardware. The attributes of the chip you use are automatically configured when you select the device from the Device Database.
The µVision2 Debugger provides several ways for you to test your programs on
real target hardware:
 Install the MON51 Target Monitor on your target system and download your program using the Monitor-51 interface built-in to the µVision2 Debugger.
 Use the Advanced GDI interface to attach use the µVision2 Debugger front end with your target system.
Monitor-51
The µVision2 Debugger supports target debugging using Monitor-51. The monitor program resides in the memory of your target hardware and communicates with the µVision2 Debugger using the serial port of the 8051 and a COM port of your PC. With Monitor-51, µVision2 lets you perform source-level, symbolic debugging on your target hardware.
RTX51 Real-Time Operating System
The RTX51 real-time operating system is a multitasking kernel for the 8051 microcontroller family. The RTX51 real-time kernel simplifies the system design, programming, and debugging of complex applications where fast reaction to time critical events is essential. The kernel is fully integrated into the C51 Compiler and is easy to use. Task description tables and operating system consistency are automatically controlled by the BL51 linker/locator.
C51 Optimizing C Cross Compiler
The Keil C51 Cross Compiler is an ANSI C Compiler that was written
specifically to generate fast, compact code for the 8051 microcontroller family.
The C51 Compiler generates object code that matches the efficiency and speed
of assembly programming.
Using a high-level language like C has many advantages over assembly language
programming:
 Knowledge of the processor instruction set is not required. Rudimentary knowledge of the memory structure of the 8051 CPU is desirable (but not necessary).
 Details like register allocation and addressing of the various memory types and data types is managed by the compiler.
 Programs get a formal structure (which is imposed by the C programming language) and can be divided into separate functions. This contributes to source code reusability as well as better overall application structure.
 The ability to combine variable selection with specific operations improves program readability.
 Keywords and operational functions that more nearly resemble the human thought process may be used.
 Programming and program test time is drastically reced.
 The C run-time library contains many standard routines such as: formatted output, numeric conversions, and floating-point arithmetic.
 Existing program parts can be more easily included into new programs because of molar program construction techniques.
 The language C is a very portable language (based on the ANSI standard) that enjoys wide popular support and is easily obtained for most systems.
Existing program investments can be quickly adapted to other processors as needed.
Code Optimizations
The C51 Compiler is an aggressive optimizing compiler that takes numerous steps to ensure that the code generated and output to the object file is the most efficient (smallest and/or fastest) code possible. The compiler analyzes the generated code to proce the most efficient instruction sequences. This ensures that your C program runs as quickly and effectively as possible in the least amount of code space.
The C51 Compiler provides nine different levels of optimizing. Each increasing level includes the optimizations of levels below it. The following is a list of all optimizations currently performed by the C51 Compiler.
General Optimizations
 Constant Folding: Constant values occurring in an expression or address calculation are combined as a single constant.
 Jump Optimizing: Jumps are inverted or extended to the final target address when the program efficiency is thereby increased.
 Dead Code Elimination: Code that cannot be reached (dead code) is removed from the program.
 Register Variables: Automatic variables and function arguments are located in registers whenever possible. No data memory space is reserved for these variables.
 Parameter Passing Via Registers: A maximum of three function arguments
 may be passed in registers.
 Global Common Subexpression Elimination: Identical subexpressions or address calculations that occur multiple times in a function are recognized and calculated only once whenever possible.
 Common Tail Merging: Common instruction blocks are merged together using jump instructions.
 Re-use Common Entry Code: Common instruction sequences are moved in front of a function to rece code size.
 Common Block Subroutines: Multiple instruction sequences are packed into subroutines. Instructions are rearranged to maximize the block size.

中文譯文
Keil C 簡介
Keil Software 的8051開發工具提供以下程序,你可以用它們來編譯你的C源碼,匯編你的匯編源程序,連接和重定位你的目標文件和庫文件,創建HEX文件,調試你的目標程序。
Windows應用程序uVision2是一個集成開發環境,它把項目管理,源代碼編輯,程序調試等集成到一個功能強大的環境中。
 C51美國標准優化C交叉編譯器從你的C源代碼產生可重定位的目標文件。
 A51宏匯編器從你的8051匯編源代碼產生可重定位的目標文件。
 BL51連接/重定位器組合你的由C51和A51產生的可重定位的目標文件,生成絕對目標文件。
 LIB51庫管理器組合你的目標文件,生成可以被連接器使用的庫文件。
 OH51目標文件到HEX格式的轉換器從絕對目標文件創建Intel HEX 格式的文件。
 RTX-51實時操作系統簡化了復雜和對時間要求敏感的軟體項目。
軟體開發流程
當你使用Keil Software工具時,你的項目開發流程和其它軟體開發項目的流程極其相似。
1. 創建一個項目,從器件庫中選擇目標器件,配置工具設置。
2. 用C語言或匯編語言創建源程序。
3. 用項目管理器實現你的應用。
4. 修改源程序中的錯誤。
5. 測試,連接應用。
uVision2 IDE
uVision2 集成開發環境集成了一個項目管理器,一個功能豐富、有錯誤提示的編輯器,以及設置選項,生成工具,在線幫助。利用uVision2創建你的源代碼並把它們組織到一個能確定你的目標應用的項目中去。uVision2自動編譯,匯編,連接你的嵌入式應用,並為你的開發提供一個單一的焦點。
C51編譯器和A51匯編器
源代碼由uVision2 IDE創建,並被C51編譯或A51匯編。編譯器和匯編器從源代碼生成可重定位的目標文件。Keil C51編譯器完全遵照ANSI C語言標准,支持C語言的所有標准特性。另外,直接支持8051結構的幾個特性被添加到裡面。Keil A51宏匯編器支持8051及其派生系列的全部指令集。
LIB51 庫管理器
LIB51庫管理器允許你從由編譯器或匯編器生成的目標文件創建目標庫。庫是一種被特別地組織過並在以後可以被連接重用的對象模塊。當連接器處理一個庫時,僅僅那些被使用的目標模塊才被真正使用。
BL51 連接器/定位器
BL51 連接器/定位器利用從庫中提取的目標模塊和由編譯器或匯編器生成的目標模塊創建一個絕對地址的目標模塊。一個絕對地址目標模塊或文件包含不可重定位的代碼和數據。所有的代碼和數據被安置在固定的存儲器單元中。此絕對地址目標文件可以用來:
 寫入EPROM或其它存儲器件。
 由uVision2調試器使用來模擬和調試。
 由模擬器用來測試程序。
uVision2 調試器
uVision2源代碼級調試器是一個理想地快速,可靠的程序調試器。此調試器包含一個高速模擬器,能夠讓你模擬整個8051系統,包括片上外圍器件和外部硬體。當你從器件庫中選擇器件時,這個器件的特性將自動配置。
uVision2調試器為你在實際目標板上測試你的程序提供了幾種方法:
 安裝MON51目標監控器到你的目標系統並且通過Monitor-51介面下載你的程序。
 利用高級的GDI(AGDI)介面,把uVision2調試器綁定到你的目標系統。
Monitor-51
uVision2調試器支持用Monitor-51進行目標板調試。此監控程序駐留在你的目標板的 存儲器里,它利用串口和uVision2調試器進行通信。利用Monitor-51,uVision2調試器 可以對你的目標硬體實行源代碼級的調試。
RTX51實時操作系統
RTX51實時操作系統是一個針對8051系列的多任務核。RTX51實時內核從本質上簡化了對實時事件反應速度要求高的復雜應用系統的設計,編程和調試。RTX51實時內核是完全集成到C51編譯器中的,從而方便使用。任務描述表和操作系統的連接由BL51連接器/定位器自動控制。
C51優化的C語言交叉編譯器
Keil C51交叉編譯器是一個基於ANSI C標準的針對8051系列MCU的C編譯器,生成的可執行代碼快速、緊湊,在運行效率和速度上可以和匯編程序得到的代碼相媲美。
和匯編語言相比,用C語言這樣的高級語言有很多優勢,比如:
 對處理器的指令集不必了解,8051 CPU的基本結構可以了解,但不是必須的。
 寄存器的分配以及各種變數和數據的定址都由編譯器完成。
 程序擁有了正式的結構(由C語言帶來的),並且能被分成多個單獨的子函數。這使整個應用系統的結構變得清晰,同時讓源代碼變得可重復使用。
 選擇特定的操作符來操作變數的能力提高了源代碼的可讀性。
 可以運用和人的思維很接近的詞彙和演算法表達式。
 編寫程序和調試程序的時間得到很大程度的縮短。
 C運行連接庫包含一些標準的子程序,如:格式化輸出,數字轉換,浮點運算。
 由於程序的模塊結構技術,使得現有的程序段可以很容易的包含到新的程序中去。
 ANSI 標準的C語言是一種豐常方便的,獲得廣泛應用的,在絕大部分系統中都能夠很容易得到的語言。
因此,如果需要,現有的程序可以很快地移植到其他的處理器上,節省投資。
代碼優化
C51是一個傑出的優化編譯器,它通過很多步驟以確保產生的代碼是最有效率的(最小和/或最快)。編譯器通過分析初步的代碼 產生最終的最有效率的代碼序列,以此來保證你的C語言程序佔用最少空間的同時運行的快而有效。
C51編譯器提供9個優化級別。每個高一級的優化級別都包括比它低的所有優化級別的優化內容。以下列出的是目前C51編譯器提供的所有優化級別的內容:
 常量折疊:在表達式及定址過程中出現的常量被綜合為一個單個的常量。
 跳轉優化:採用反轉跳轉或直接指向最終目的的跳轉,從而提升了程序的效率。
 啞碼消除:永遠不可能執行到的代碼將自動從程序中剔除。
 寄存器變數:只要可能,局部變數和函數參數被放在CPU寄存器中,不需要為這些變數再分配存儲器空間。
 通過寄存器傳遞參數:最多三個參數通過寄存器傳遞。
 消除全局公用的子表達式:只要可能,程序中多次出現的相同的子表達式或地址計算表達式將只計算一次。
 合並相同代碼:利用跳轉指令,相同的代碼塊被合並。
 重復使用入口代碼:需要多次使用的共同代碼被移到子程序的前面以縮減代碼長度。
公共塊子程序:需要重復使用的多條指令被提取組成子程序。指令被重新安排以最大化一個共用子程序的長度。

❸ 求單片機參考文獻,中文的有相應的外文翻譯

[1]楊十元.模擬系統故障診斷與可靠性設計,清華人學出版社,2004
[2]童詩白.模擬電子技術基礎,高教出版社,2006
[3]周航慈.單片機應用程序設計技術,北京航空航大大學出版社,2005
[4]李剛.ADuC812系列單片機原理和應用技術,北京航空航天山版社,2005
[5]胡誕康.在線測試技術的發展與展望,計量與測試技術,2001
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[13]盧育強.如何設定ICT的上下限,電子生產設備,2003 142-143
[14]趙悅 沈青松 終玉軍.路板的測試技術,遼寧工學院學報,2008-1
[15]程亞黎 曾周末.電路故障自動測試與診斷系統,中國儀器儀表,2007

❹ 求基於單片機的全自動洗衣機外文翻譯

Abstract :This engineering design is to regard AT89C2051 as the key component , because there are few pins of AT89C2051, the memory is not big in capacity, so, the function of the washing machines controlled has certain restriction , but, because the basic function of the washing machine is to the washing of the clothes, so, the key lies in carrying on the control of the laundry procere. Proceed from this angle, analyse , the main function of the automatic washing machine designed has the following seven items to the function of the washing machine : Have strong , weak washing functions; Four laundry working routine, already standardization program , economic procere, procere drain off water procere enter , drainage system trouble diagnose the function automatically alone; Safe protection while dehydrating and defending the vibration function; Drive way of the
intermittence ; Suspend the function; The sound only shows the function.
Key word: AT89C2051, full-automatic washing machine, engineering design , control circuit

❺ 急急急急!!!單片機外文翻譯

單片機論文

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文:admin 發表時間2008-9-26 11:29:00

單片機論文:單片機是一種嵌入式系統模擬方法,通過一種特殊設計的指令集模擬器ISS將軟體調試器軟體Keil uVision2和硬體語言模擬器軟體Modelsim連接起來,實現了軟體和硬體的同步模擬。

關鍵詞:BFM,TCL,Verilog,Vhdl,PLI,Modelsim,Keil uVision2,ISS,TFTP,HTTP,虛擬網卡,Sniffer,SMART MEDIA,DMA,MAC,SRAM,CPLD

縮略詞解釋:

BFM:匯流排功能模塊。在HDL硬體語言模擬中,BFM完成抽象描述數據和具體的時序信號之間的轉換。

PLI:Verilog編程語言介面,是C語言模塊和Verilog語言模塊之間交換數據的介面定義。

TCL:字面意思是工具命令語言,是一種解釋執行語言,流行EDA軟體一般都集成有TCL。使用TCL用戶可以編寫控制EDA工具的腳本程序,實現工具操作自動化。

ISS:CPU指令集模擬器,可以執行CPU的機器碼。

TFTP:簡單文件傳輸協議,Windows的tftp.exe既是該協議的客戶端實現。

SMART MEDIA:一種存儲卡,常用於數碼相機、MP3。

DMA:直接內存訪問。用於外部設備之間高速數據轉移。

MAC:媒體接入控制器。本文中是指網卡晶元。

前言

傳統的嵌入式系統中,設計周期、硬體和軟體的開發是分開進行的,並在硬體完成後才將系統集成在一起,很多情況下,硬體完成後才開始進行實時軟體和整體調試。軟硬體聯合模擬是一種在物理原型可用前,能盡早開始調試程序的技術。

軟硬體聯合模擬有可能使軟體設計工程師在設計早期著手調試,而採用傳統的方法,設計工程師直到硬體設計完成才能進行除錯處理。有些軟體可在沒有硬體支持的情況下完成任務的編碼,如不涉及到硬體的演算法。與硬體相互作用的編碼在獲得硬體之前編寫,但只有在硬體上運行後,才能真正對編碼進行調試。通過採用軟硬體聯合模擬技術,可在設計早期開始這一設計調試過程。由於軟體的開發通常在系統開發的後段完成,在設計周期中較早的開始調試有可能將使這一項目提早完成,該技術會降低首次將硬體和軟體連接在一起時出現意外而致使項目延期完成所造成的風險。

在取得物理原型前,採用軟硬體聯合模擬技術對硬體和軟體之間的介面進行驗證,將使你不會花太多的時間在後期系統調試上。當你確實拿到物理原型開始在上面跑軟體的時候,你會發現經過測試的軟體部分將會正常工作,這會節省項目後期的大量時間及努力。

軟硬體聯合模擬系統由一個硬體執行環境和一個軟體執行環境組成,通常軟體環境和硬體環境都有自己的除錯和控制界面,軟體通過一系列由處理器啟動的匯流排周期與硬體的交互作用。本文以一個Mini Web卡的開發介紹一種軟硬體聯合模擬系統。

該方案的核心是採用一個51單片機模擬引擎GoldBull ISS51(以下簡稱ISS51),ISS51是51單片機開發環境Keil uVision2的一個插件,ISS51具有連接Keil和硬體模擬環境Modelsim的介面,可以實現軟硬體同步模擬。在該系統中,Keil作為軟體調試界面,Modelsim作為硬體模擬和調試界面,ISS51負責軟體執行、監控軟體斷點、單步執行、內存和寄存器數據返回給Keil、CPU匯流排時序產生和捕獲、內部功能模塊(如定時器,串口)的運行等功能。

Mini Web卡介紹

Mini Web卡是一個運行在單片機上的Web伺服器,提供網口連接,有大容量文件系統,提供TFTP和HTTP服務。盡管軟體系統比較復雜,但優化編譯後,執行代碼還不足25K,為後續升級留下了足夠空間。51CPU採用SST89系列,這種CPU具有ISP功能,可以通過RS232串口,直接將目標碼下載到CPU。

DMA控制邏輯是一個可編程邏輯器件,採用的是ALTERA的CPLD EPM240,主要功能是實現外圍器件之間的DMA傳遞。因為51CPU進行IO訪問是很低效的,需要24個時鍾周期才能進行一次IO訪問,在外圍設備之間轉移數據則需要更多的時鍾周期,使用DMA控制邏輯可以達到3個時鍾周期就能轉移一個位元組。本系統中處理多種網路協議,需要大量報文收發和文件系統訪問,採用DMA可以極大地提高51單片機的數據處理速度。DMA通道主要有MAC晶元與RAM之間的數據塊轉移,SMART MEDIA和RAM之間的數據塊轉移。

網卡晶元採用的是AX88796,主要的優點是可以和51CPU方便地介面;支持100M乙太網,速度高;有較大的接收報文緩存,能夠平滑網路流量,減少因51CPU處理速度慢導致的報文丟棄和重發。

SMART MEDIA是一個移動存儲卡,主要用於存儲文件,Mini Web卡支持8M到256M的SMD卡。

文件系統是Mini Web卡的新開發模塊,文件系統的測試主要通過TFTP來進行,為此Mini Web卡上的TFTP服務程序進行了特殊設計,支持格式化SMART MEDIA,獲取剩餘空間,獲取文件名列表,上傳、下載和刪除文件。

軟硬體聯合模擬的必要性:

Mini Web卡軟體模塊多,軟體開發風險較大。軟體對硬體的依賴較強,FLASH存儲器的訪問驅動、網卡驅動、DMA驅動,需要軟硬體協同調試。

文件系統的開發,在模擬環境下更容易和快捷。比如在模擬結束時,可以將SMART MEDIA模擬模型中的數據倒換到磁碟文件中,在模擬開始時,將磁碟文件中的數據載入到SMART MEDIA模擬模型中,在定位文件系統的問題時,這一個功能很有用。

採用軟硬體聯合模擬,便於系統前期設計。51單片機的外部RAM訪問效率較低,內存拷貝、外部器件之間的數據塊轉移很浪費時間。將大量數據的拷貝操作或數據塊校驗、比較操作在CPLD內實現,可以大大改進51單片機處理數據的能力。通過軟硬體聯合模擬,可以評估CPLD處理數據對性能的改進。

Mini Web卡軟硬體聯合模擬系統:

軟硬體聯合模擬主要解決的問題是系統功能設計與驗證

,它不解決電源、濾波電容、匯流排電平兼容問題。

做系統模擬,首先要對硬體系統建模。我們關注的是系統設計的正確性和可執行性。

系統中的串口只是用來支持ISP下載軟體,軟體部分沒有對串口做任何操作,所以系統模擬可以不必考慮。

網卡晶元AX88796,廠商沒有提供模擬模型。它與CPU的介面符合ISA介面標准,軟體對AX88796的操作是根據NE2000標准網卡晶元設計的,由此我們建立了一個網卡晶元的模擬模型。我們設計了一個MAC BFM來模擬網卡晶元的ISA介面,NE2000定義的寄存器在C模型中實現,MAC BFM與NE2000寄存器C模型通過PLI接****換數據。

SRAM模擬模型是很容易獲取的,很多器件生產商都提供Verilog模擬模型,但器件生產商提供的Verilog模擬模型都包含復雜的延時控制代碼,這會影響模擬速度。根據經驗,我們可以確保SRAM在單板設計中被正確應用,不會產生時序問題,所以我們可以採用一個簡化的SRAM模擬模型,這是我們自己設計的,有效代碼只有十幾行。

51CPU BFM 負責單片機管腳時序的產生和捕獲。51CPU BFM是與ISS51緊密捆綁的,由ISS51安裝SMART MEDIA是三星公司提供的模擬模型,我們使用的也是三星公司的同類型存儲卡。該模型可以用於驗證軟體操作SMART MEDIA的正確性和DMA Controller的介面時序。

DMA Controller是Mini Web卡硬體開發的一部分,將邏輯設計代碼應用於模擬,既能檢測邏輯設計的正確性,又能使整個模擬系統得以正常運轉。

將上述硬體模型連接起來,產生下圖所示硬體系統模型圖:

圖2. Mini Web卡硬體模塊電路圖

圖2中U11為SMART MEDIA模擬模型,U4為DMA Controller模型。

虛擬網卡

做系統模擬,必須輸入來自真實世界的激勵,並將模擬系統的輸出傳遞到真實世界。即便是不能連接到真實世界,也應該提供模擬真實世界的輸入,並對模擬系統的輸出進行檢測和分析。

對於Mini Web卡來說,它和真實環境是通過網口連接的。使用虛擬網卡技術,能夠將圖3中的MAC C Model與虛擬網卡進行通訊。

對於運行在Windows系統上的應用程序來說,它並不知道網卡是虛擬的還是真實的,應用程序通過虛擬網卡收發數據,事實上是與模擬系統在進行網路通信。

這樣就可以使用TFTP向Mini Web卡模擬系統傳遞網頁文件,使用IE瀏覽Mini Web卡模擬系統中的網頁,Mini Web卡的所有功能都能夠被檢驗。

使用網路臭探器Sniffer可以監控虛擬網卡的報文流,方便協議調試。

模擬加速技術

軟硬體聯合模擬,影響模擬速度的瓶頸在HDL代碼部分的模擬。如果不設法提高HDL代碼部分的模擬速度,軟體調試就非常低效。

提高硬體模擬速度的方法之一是軟體硬體模擬採用事件同步,只在CPU訪問IO時保持軟體和硬體是同步的。

模擬加速方法之二是硬體模擬系統時鍾休眠。對於Mini Web卡來說,只有DMA Controller是受時鍾控制的,軟體沒有操作DMA Controller的期間,DMA Controller的運作是毫無意義的,所以可以在非DMA操作期間,對時鍾進行休眠;ISS51在每次IO訪問時,給出與上次IO訪問的時間差,這個時間差經過處理可以作為時鍾休眠的時間段。如果ISS51連續進行IO訪問,就不會產生時鍾休眠了。DMA Controller工作於查詢方式,可以採用時鍾休眠技術,而不會導致模擬與真實結果的不一致。方法之三是,縮短SMART MEDIA模擬模型中的一些長延時的時間參數。因為在等待SMART MEDIA進入就緒狀態時,CPU必須連續查詢IO,影響模擬速度。我們主要用於軟體功能驗證,這種修改也是可以接受的。

方法之四,在軟體設計上,謹慎使用外部中斷,因為一旦中斷啟動,ISS51需要在每個機器周期查詢是否有中斷信號,導致軟體模擬和硬體模擬在每個指令上都進行同步,影響模擬速度。如果一定要使用外部中斷,建議用C模型代替Verilog模型,這樣可不影響模擬速度;或者由用戶根據外部模塊產生外部中斷的時機,使用ISS51的控制命令,在恰當時刻使能ISS在一個普通PC (CPU為AMD速龍1000,SDRM512M 133),運行Mini Web卡模擬系統,使用PING命令測試Mini Web卡模擬系統的響應速度:

Reply from 10.10.112.76: bytes=32 time=64ms TTL=128

使用IE打開Mini Web卡模擬系統中的網頁文件,感覺和撥號上網的速度差不太多。創建多個TFTP連接,同時向模擬系統傳遞或下載網頁文件,同時使用IE進行網頁瀏覽,都無響應中斷現象出現。

總結

使用軟硬體聯合模擬,Mini Web卡不需要硬體就能進行全部功能的模擬,增強了系統設計成功的信心。軟硬體聯合模擬方便系統設計調整,可以在設計前期評估性能,方便軟體和硬體的debug,是一個值得推廣的技術。

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