谭毅通信系统课程设计报告.doc13
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青岛农业大学理学与信息科学学院通信系统仿真课程设计报告设计题目 PSK调制和解调系统学生专业班级学生姓名(学号)指导教师完成时间实习(设计)地点理信学院机房2015年 09月01日一、课程设计目的和任务学生通过本课程的实践,能进一步掌握高级语言程序设计基本概念,掌握基本的程序设计方法;通过设计一个完整的小型程序,初步掌握开发软件所需的需求定义能力、功能分解能力和程序设计能力、代码调试技能;学习编写软件设计文档;为未来的软件设计打下良好的基础。
要求学生掌握所学的程序设计方法的基本知识。
结合实际深入理解高级语言程序设计的基本概念、原理及方法。
运用所学的基础知识开发一个小型的程序,能根据问题的需要构造所需的数据结构,设计适合的算法,解决问题。
掌握设计任务的具体要求,进行设计、调试软件的具体方法、步骤和技巧。
对一个实际课题的软件设计有基本了解,拓展知识面,激发在此领域中继续学习和研究的兴趣,为学习后续课程做准备。
二 PSK 信号调制解调模型的建立2.1、PSK 信号调制模型的建立相移键控(PSK )是利用载波的相位变化来传递数字信息,而振幅和频率保持不变的一种数字信号传递方法。
PSK 的调制原理框图如下图所示,与ASK 信号的产生方法比较,只是对s 的要求不同,在ASK 中s 是单极性的,而在PSK 中S 是双极性的基带信号。
)(t st c ωcos图1 模拟调制方法开关电路)(2t e PSK图2 键控法2.2、PSK 信号解调模型的建立PSK 信号的解调通常采用相干解调法,解调器原理框图如下图。
在相干解调中,怎样得到与接收的PSK 信号同频同相的相干载波是一个关键的问题。
)(2te PSK e图3 PSK 信号的解调原理框图2.3、PSK 调制过程分析根据PSK 调制的定义,设初始相位0和π分别表示二进制“1”和“0”。
因此,PSK 信号的时域表达式为2()cos()PSK c n e t A t ωϕ=+,其中,n ϕ表示第n 个符号的绝对相位:因此,可得到下式典型波形如下图所示图4 PSK 信号的时间波形由于两种码元的波形相同,极性相反,故2PSK 信号可以表述为一个双极性全占空矩形脉冲序列与一个正弦载波的相乘,即其中,2PSK Acos ,()Acos ,1c c t Pe t t P ωω⎧=⎨--⎩概率为概率为00,1n ϕπ⎧=⎨⎩,发送“”时发送“”时()2PSK()cos c e t s t t ω=()()n s n s t a g t nT =-∑这里,g(t)是脉宽为TS 的单个矩形脉冲,而an 的统计特性为即发送二进制符号“0”时(an 取+1),)(2t e PSK 取0相位;发送二进制符号“1”时( an 取 -1),)(2t e PSK 取π相位。
通信系统课程设计报告题目:模拟线性调制系统的建模、设计与计算机仿真分析学院xx专业班级xx学生姓名xx学生学号xx提交日期 2015.6.28目录1 设计目的 (2)2 设计要求和设计指标 (2)3 设计内容 (3)3.1线性调制的一般原理 (3)3.2常规双边带调制AM (4)3.2.1 AM调制工作原理 (4)3.2.2 AM调制解调仿真电路 (5)3.2.3 AM调制解调仿真结果与分析 (5)3.3双边带调制DSB (9)3.3.1 DSB调制解调工作原理 (9)3.3.2 DSB调制解调仿真电路 (9)3.3.3 DSB调制解调仿真结果与分析 (10)3.4单边带调制SSB (14)3.4.1 SSB调制解调工作原理 (14)3.4.2 SSB调制解调仿真电路 (15)3.4.3 SSB调制解调仿真结果与分析 (16)4 本设计改进建议 (19)5 总结 (19)参考文献 (20)2 设计目的(1)使学生掌握系统各功能模块的基本工作原理;(2)培养学生掌握电路设计的基本思路和方法;(3)能提高学生对所学理论知识的理解能力;(4)能提高和挖掘学生对所学知识的实际应用能力即创新能力;(5)提高学生的科技论文写作能力。
2 设计要求和设计指标(1)学习SystemView仿真软件;(2)对需要仿真的通信系统各功能模块的工作原理进行分析;(3)提出系统的设计方案,选用合适的模块;(4)对所设计系统进行仿真;(5)并对仿真结果进行分析。
3 设计内容3.1 线性调制的一般原理模拟调制系统可分为线性调制和非线性调制,本课程设计只研究线性调制系统的设计与仿真。
线性调制系统中,常用的方法有AM 调制,DSB 调制,SSB 调制。
线性调制的一般原理:载波:)cos()(0ϕω+=t A t s c调制信号:)cos()()(0ϕω+=t t Am t s c m式中()t m —基带信号。
线性调制器的一般模型如图3-1在该模型中,适当选择带通滤波器的冲击响应()t h ,便可以得到各种线性调制信号。
通信系统课程设计报告信息化已经成为21世纪不可逆转的趋势,通信关乎着我们每个人的生活,下面是XX采集的通信系统课程设计报告,欢迎大家参考。
学生姓名 : 张伟学号 : XX2300143专业 : 通信工程班级: XX级通信系统课程设计实验报告第三代移动通信系统中的软件无线电技术张伟 XX2300143南京信息工程大学滨江学院电子工程系软件无线电是近几年来提出的一种实现无线通信的新概念和体制[1~3]。
它的核心是:将宽带A/D和D/A变换器尽可能地靠近天线,而将电台功能尽可能地采用软件进行定义。
软件无线电把硬件作为无线通信的基本平台,而把尽可能多的无线通信功能用软件来实现。
这样,无线通信系统具有很好的通用性、灵活性,使系统互联和升级变得非常方便,这很可能使软件无线电成为继模拟通信到数字通信和固定通信到移动通信之后的无线通信领域的第三次突破[4]。
软件无线电在通信系统中,特别是在第三代移动通信系统中的应用是越来越成为研究的热点。
例如欧洲的ACTS(Advanced Communications Technologies and Services)计划中,有三项计划是将软件无线电技术应用在第三代移动通信系统(UMTS-Unmiversal Mobile Telecommunications System)中的。
FIRST(Flexible Integrated Radio Systems Technology)计划将软件无线电技术应用到设计多频/多模(可兼容GSM、DSP1800、W-CDMA、现有的大多数模拟体制)可编程手机。
这种手机可自动检测接受信号以接入不同的网络,且适应不同接续时间的要求;FRAMES(Future Radio Wideband Multiple Access Systems)计划目标是定义、研究与评估宽带有效的多址接入方案来满足UMTS要求,技术方法之一是采用软件无线电技术;SORT(Software Radio Technology)计划是演示灵活的有效的软件可编程电台,它具有无线自适应接入功能,并符合UMTS的标准。
通信系统课程设计题目模拟调制系统GUI实现专业通信工程年级 2012级学生姓名XXX 学号 XXXXXXXXXXX一、设计要求运用MATLAB GUI仿真软件对模拟调制技术进行仿真。
设计任务如下:1、双边带抑制载波调幅(DSB)及相干解调原始信号为频率f0=1Hz的余弦信号m(t),载波频率fc=10Hz;2、具有离散大载波的双边带调幅(AM)及相干解调原始信号为频率f0=1Hz的余弦信号m(t),载波频率fc=10Hz;3、单边带调幅(SSB)及相干解调原始信号为频率f0=1Hz的余弦信号m(t),载波频率fc=10Hz;4、残留边带调幅(VSB)及相干解调频率f01=5Hz的余弦信号与频率为f02=2.5Hz的正弦信号叠加作为信源m(t),载波fc=20Hz.二、设计目的1、熟练掌握MATLAB软件GUI的使用方法。
2、编程实现上述几中模拟调制技术及解调,并画出已调信号的波形,解调信号的波形,将解调信号与原始信号进行比较,完成设计任务的要求。
三、设计思路3.1 设计原理模拟信号的载波传输是指用基带信息信号调制正弦载波的参数形成已调信号后再送往信道传输的信息传输方式。
通常把不含信息的高频信号,它可能是正弦波,也可能是脉冲序列,称之为载波;携带信息并且需要传输的基带信号(或低频信号)称之为调制信号;按调制信号的变化规律去改变载波的摸个或默写参数的过程称之为调制。
用调制信号改变载波的某个或某些参数锁形成的携带信息的带通信号称之为已调信号,多数情况下已调信号是一个窄带带通信号;将携带信息的带通信号变回到基带信息信号的过程称为解调。
3.2抑制载波双边带调幅(DSB)调制DSB的定义:抑制载波分量的传送,既不影响信息的传输,而且还会提高功率利用率,这种调制方式就是双边带抑制载波调幅,简称双边带调幅,记作:DSB。
1、信号表达式为:2、频谱表达式为:3、双边带调幅信号的波形和频谱示意图:解调解调一般要用相干解调器,它由乘法器和低通滤波器组成,这种方法要求接收端提供一个与发送端载波信号完全同频同相的相干载波(或称为同步载波),因此又称为相干解调(或同步解调)。
通信系统综合课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解通信系统的基本原理,掌握模拟和数字通信的基本概念。
2. 学习通信系统中各个组件的功能和相互关系,了解信号传输和处理的过程。
3. 掌握通信系统性能指标,理解信噪比、误码率等参数对通信质量的影响。
技能目标:1. 能够运用所学知识分析和设计简单的通信系统,进行系统仿真和性能评估。
2. 培养实际操作通信设备的能力,进行数据采集、处理和分析。
3. 提高团队协作和沟通能力,通过小组讨论、报告等形式,展示课程项目成果。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对通信工程的兴趣和热情,激发探索精神和创新意识。
2. 培养学生严谨的科学态度和良好的工程素养,注重实践和理论相结合。
3. 增强学生的环保意识和社会责任感,关注通信技术在可持续发展中的作用。
本课程针对高年级学生,结合通信原理、信号与系统等相关知识,以提高学生的理论水平和实践能力为核心。
课程性质为综合性、实践性强的课程设计,要求学生在掌握基础知识的基础上,能够运用所学解决实际问题。
通过分解课程目标为具体的学习成果,使学生在完成课程设计的过程中,达到对通信系统知识的深入理解和技能的全面提升。
二、教学内容本章节教学内容围绕通信系统的基础知识和实践技能展开,主要包括以下几部分:1. 通信原理概述:介绍通信系统的基本概念、分类和原理,关联教材第1章内容。
2. 模拟通信系统:讲解模拟调制、解调技术,分析AM、FM、PM等调制方式的性能,关联教材第2章。
3. 数字通信系统:阐述数字信号的基带传输、频带传输,介绍ASK、FSK、PSK等数字调制技术,关联教材第3章。
4. 通信系统性能分析:讨论信噪比、误码率等性能指标,分析影响通信质量的因素,关联教材第4章。
5. 通信系统设计:结合实际案例,讲解通信系统的设计方法和步骤,包括信号源、信道、接收器等组成部分的设计,关联教材第5章。
6. 通信设备与应用:介绍常见的通信设备及其功能,探讨通信技术在现代生活中的应用,关联教材第6章。
《通信系统课程设计》任务书一、课程设计的地位与任务本课程设计是通信工程专业的一项集中实践教学环节,是学生学完《通信系统原理》、《信息论与编码》等课程后,进行的一次全面的综合训练,其目的是加深对有关通信系统的基础理论和基础知识的理解。
通过本课程设计,培养学生具有对通信系统的单独模块、关键技术以及整体系统的设计和开发能力。
熟练掌握至少一种通信系统模块(如信道编码模块)或简易通信系统的设计方法;熟练掌握一种通信系统开发软件(如matlab、FPGA)的使用;为毕业设计和今后大型通信系统的研发打下坚实的基础。
课程任务:1、掌握通信系统的设计方法;2、加深对通信系统的设计和仿真测试的了解和认识;3、掌握通信系统开发软件(如matlab、FPGA)的安装、使用;4、设计和开发至少一种通信系统模块或简易通信系统。
二、课程设计的内容与基本要求内容:课程设计的题目可以从以下题目中选择一个,也可以自定题目,但必须征求指导老师的同意。
案例一:基于OFDM技术的无线局域网系统设计要求按照IEEE802.11a协议的要求,使用Simulink构建发送端和接收端。
首先在高斯噪声信道的要求下,产生它特有的帧格式。
并按照下图仿真研究并发送。
图1 发送端部分而接收端部分按下图所示(这里假设系统符号、载波已同步)。
具体参数指标参照IEEE802.11a 协议。
最后结果要求仿真出不同信噪比条件下的误比特率。
图2 接收端部分案例二:基于LTE 的4G 无线通信系统的设计要求按照LTE 协议的要求,使用MATLAB 平台构建发送端和接收端。
首先在高斯噪声信道的要求下,产生它特有的帧格式。
并按照下图仿真研究,具体参数参考LTE 协议。
最后结果要求仿真出不同信噪比条件下的误比特率。
案例三:基于WCDMA 的3G 无线通信系统的设计要求按照WCDMA 协议的要求,使用MATLAB 平台构建发送端和接收端。
首先在高斯噪声信道的要求下,产生它特有的帧格式。
通信系统课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解通信系统的基本概念、原理及分类;2. 掌握通信系统中信号的调制与解调技术;3. 了解通信系统中信道编码、解码的作用及方法;4. 熟悉常见的通信系统及其应用。
技能目标:1. 能够运用通信原理分析、解决实际问题;2. 能够设计简单的通信系统,并进行仿真实验;3. 能够运用所学知识对通信系统性能进行评估;4. 能够通过查阅资料,了解通信领域的最新发展。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对通信科学的兴趣,激发学习热情;2. 培养学生的团队协作意识,提高沟通能力;3. 增强学生的国家使命感和社会责任感,关注通信技术在我国社会经济发展中的应用;4. 培养学生严谨的科学态度和良好的学术道德。
本课程针对高中年级学生,结合通信系统相关知识,注重理论与实践相结合。
在教学过程中,充分调动学生的积极性,培养其独立思考、解决问题和团队协作的能力。
通过本课程的学习,使学生掌握通信系统的基本知识,为后续学习深造和实际应用奠定基础。
同时,注重培养学生的情感态度价值观,使其成为具有创新精神和实践能力的优秀通信技术人才。
二、教学内容1. 通信系统基本概念:通信系统的定义、分类及发展历程;教材章节:第一章第一节2. 信号与信道:信号的定义、分类及特性;信道的定义、分类及特性;教材章节:第一章第二节、第三节3. 信号的调制与解调:模拟调制、数字调制及解调技术;教材章节:第二章第一节、第二节4. 信道编码与解码:信道编码的目的、方法及分类;解码的基本原理;教材章节:第二章第三节、第四节5. 常见通信系统及其应用:电话通信、无线电广播、电视通信、移动通信等;教材章节:第三章6. 通信系统性能评估:误码率、信道容量等性能指标;教材章节:第四章7. 通信系统设计与仿真:通信系统的设计方法、流程及仿真实验;教材章节:第五章本章节教学内容依据课程目标,注重科学性和系统性。
在教学过程中,按照教学大纲逐步引导学生掌握通信系统的基本知识、关键技术及其应用。
《通信系统课程设计》报告目录课题1:基于packet tracer设计校园网0一、设计内容与设计要求01.1设计内容:01.2设计要求:0二、原理介绍:12.1 校园网12.2校园网的功能12.3实验使用软件packet tracer软件简介:2三、系统设计及论证33.1 校园网结构图33.2 VLAN划分33.3 三层结构模型43.3.1 接入层43.3.2 核心层4四、系统仿真4网络拓扑图:5五、实验过程55.1 交换机的配置55.2 路由器VLAN划分65.3 DNS服务设置75.4 Email服务器以及客户端账号配置85.4.1.email服务器配置85.4.2.客户端账号配置85.5.3.邮件发送测试:95.5 HTTP服务器配置95.5.1.HTTP服务器配置95.5.2.HTTP测试95.6 FTP服务器配置115.6.1 FTP服务器配置115.6.2 FTP服务器测试115.7 DHCP服务器配置125.7.1 DHCP服务器配置125.7.2.DHCP测试125.8 WLAN配置135.8.1 WLAN配置135.8.2.WLAN测试135.9外部网络接入NAT135.10 ACL配置14课题2: XXXXXXXXXXXXXXX (通信系统设计与MATLAB仿真)15六、总结与体会15参考文献15附录15课题1:基于packet tracer设计校园网一、设计内容与设计要求1.1设计内容:学校的每一个部门划分到每一个VLAN中,以减少网络风暴,提高通信效率。
各部门配有汇聚层交换机,上层连至核心交换机,再通过路由器与外部网络相连。
学校设有服务器,可完成HTTP,DHCP,FTP,DNS,MAIL等服务。
学校分为两个区,通过外部网络连接。
本文通过以下内容的实现设计了校园网:配置Cisco交换机配置VLANCisco VTPSTP生成树协议.WLAN配置单个的路由器配置静态路由配置动态路由RIPCisco EIGRP路由协议配置单区域OSPF路由器实现Vlan间通信PPP帧中继Frame RelayPAT(基于端口的NAT)ACL的配置DHCP 配置NAT1.2设计要求:本次实验主要要求为以下几条:1) 校园网应具有一定的规模,节点数量和各部门的子网数量可以参照我校的实际情况设置;2) 校园网内部结构采用接入层——汇聚层——核心层的多层交换结构。
课程设计报告课程设计名称:通信系统原理系:三系学生姓名:班级:学号:成绩:指导教师:吴琼开课时间:2013-2014学年一学期目录一、课程设计目的 (3)二、设计任务书 (3)三、进度安排 (3)四、具体要求 (3)五、课程设计内容 (4)(一)基本原理 (4)1.1对模拟信号进行抽样 (4)1.2对离散数字信号序列量化 (5)1.3 对量化后的数字信号进行编码 (8)(二)仿真程序、程序编制、流程图、仿真结果 (11)2.1 抽样定理的验证 (11)2.2量化与编码 (11)2.3增量调制 (14)(三)结论及其分析 (15)3.1抽样定理的验证 (15)3.2 量化与编码分析 (16)3.3增量调制 (17)六、运行程序过程中产生的问题及采取的措施 (17)七、总结和展望 (17)八、参考文献 (18)本课程是为通信工程专业本科生开设的专业必修课,结合学生的专业方向的理论课程,充分发挥学生的主动性,使学生掌握应用MATLAB或者SYSTEMVIEW 等仿真软件建立通信系统,巩固理论课程内容,规范文档的建立,培养学生的创新能力,并能够运用其所学知识进行综合的设计。
通信系统原理的课程设计是对通信系统仿真软件、课程学习的综合检验,配合理论课的教学,让学生亲自参加设计、仿真、验证通信系统的一般原理、调制解调原理、信号传输及受噪声影响等方面的知识点。
二、设计任务书a.熟悉模拟信号数字化的处理步骤:抽样、量化、编码;b.模拟信号的抽样过程,理解抽样频率的变化对抽样信号的影响;c.用MATLAB或其它EDA工具软件对PCM编码进行使用A律和μ律的压缩和扩张进行软件仿真;d.PCM的8位编码C1C2C3C4C5C6C7C8e.仿真实现增量调制的过程和并理解噪声产生的原理。
设计选题:模拟信号的数字化处理三、进度安排18周的时间安排:星期一查阅资料,确定选题和软件,思考总体设计方案星期二熟悉软件的编程环境星期三总体设计方案的确定与设计星期四各部分的具体实现(程序调试并程序注释)星期五整理完成设计报告的电子版,并答辩四、具体要求在设计期间,学生要认真查阅所需资料,按照选题设计通信网络,编写控制指令,并在程控交换机开发环境中进行调试,最终实现课题所要求的功能。
通信课程设计实验报告一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握通信原理的基本知识和技能,能够理解并分析通信系统的基本组成部分,如信号源、调制器、信道、解调器等,并了解现代通信技术的发展和应用。
1.掌握通信系统的定义、分类和基本原理。
2.理解信号的分类、特点和处理方法。
3.学习调制、解调、编码、解码等基本通信技术。
4.了解现代通信技术的发展趋势和应用领域。
5.能够运用通信原理分析和解决实际通信问题。
6.学会使用通信实验设备和软件工具进行通信实验。
7.能够编写简单的通信程序,实现数据的传输和接收。
情感态度价值观目标:1.培养学生的创新意识和团队合作精神,提高解决实际问题的能力。
2.激发学生对通信技术的兴趣和热情,了解通信技术对社会发展的贡献。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括通信原理的基本概念、信号处理技术、调制解调技术、编码解码技术以及现代通信技术的发展和应用。
1.通信原理的基本概念:通信系统的定义、分类、基本原理和性能指标。
2.信号处理技术:信号的分类、特点和处理方法,包括滤波、采样、量化等。
3.调制解调技术:调制解调的基本原理和方法,如幅度调制、频率调制、相位调制等。
4.编码解码技术:数字编码、纠错编码、信道编码等,以及解码技术的基本原理和方法。
5.现代通信技术的发展和应用:无线通信、光纤通信、卫星通信等,以及通信技术在互联网、物联网等领域的应用。
三、教学方法本课程采用多种教学方法,包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等,以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法:通过教师的讲解,系统地传授通信原理的基本知识和技能。
2.讨论法:学生进行小组讨论,促进学生思考和交流,培养学生的创新思维和团队合作能力。
3.案例分析法:分析实际通信系统的案例,让学生了解通信技术的应用和挑战。
4.实验法:通过实验操作,让学生亲手实践,加深对通信原理的理解和掌握。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。
贵州大学明德学院《DSP嵌入式通信系统》课程设计报告题目:基于DSP系统计时器系统的嵌入式设计学院:明德学院专业:通信工程班级:08152学号:082003111353姓名:谭毅指导老师:宁阳2011年 12 月 30 日目录1. 设计思路 ................................................................................ 错误!未定义书签。
1.1.2 CCS开发平台.....................................................错误!未定义书签。
1.2 . 流程图................................................................................................ .. (6)1.3. 运行图 (8)1.4.采用的芯片功能介绍 (8)1.5. 原理图 (8)第二章软件设计 (9)2.1 设计思路 (9)2.2 程序的流程图............................................................................. 错误!未定义书签。
2.3 具体程序 (12).2.3.1 计时器的算法及实现 (13)2.3.2. FFT的算法实现 (13)第三章系统设计应解决的关键问题 ................................................... 错误!未定义书签。
总结设计心得体会............................................................................ 错误!未定义书签。
参考文献............................................................................................ 错误!未定义书签。
第一章系统架构前沿嵌入式实时操作系统C/OS- II简介μc/osii是著名的、源码公开的实时内核,是专为嵌入式应用设计的,可用于各类8位、16位和32位单片机或dsp。
从μc/os算起,该内核已有10余年应用史,在诸多领域得到了广泛应用。
u C/OS 是一种免费公开源代码、结构小巧、具有可剥夺实时内核的实时操作系统。
u C/OS—II的前身是u C/OS,最早出自于1990年美国嵌入式系统专家JEAN,brosse在《嵌入式系统编程》杂志的5月和6月刊上登的文章连载,并把u C/OS的源码发布在该杂志的BBS上。
u C/OS 和u C/OS—II是专门为计算机的嵌入式应用设计的,绝大部分代码是用C语言编写的,CPU硬件相关部分是用汇编语言编写的,总量约束力00行的汇编语言部分被压缩到最低限度,为的是便于移植到任何一种其它的CPU上。
用户只要有标准的ANSI的C交叉编译器,有汇编器,连接器等软件工具,就可以将u C/OS—II嵌入到开发的产品中。
u C/OS—II具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点,最小内核可编译至2KB。
u C/OS—II已经移植到了几乎所有知名的CPU上。
严格地说u C/OS—II只是一个实时操作系统内核,它仅仅包含了任务调度,任务管理,时间管理,内存管理和任务问的通信和同步基本功能。
没有提供输入出管理,文件系统,网络等额外的服务,但由于u C/OS—II良好的可扩展性和源码开放,这些非必须的功能完全可以由用户自己根据需要分别实现。
u C/OS —II目标是实现一个基于优先级调度的抢占式的实时内核,并在这个内核之上提供最基本的系统服务,如信号量,邮箱,消息队列,内存管理,中断管理等。
任务管理u C/OS—II中最多可以支持64个任务,分别对应优先级0—63,其中0为最高优先级。
63为最低级,系统保留了4个最高优先级的任务和4个最低优先级的任务,所有用户可以使用的任务数有56个。
u C/OS—II提供了任务管理的各种函数调用,包括创建任务,删除任务,改变任务的优先级,任务挂起和恢复等。
系统初始化时会自动产生两个任务,一个是空闲任务,它的优先级高低,改任务公给一个整形变量做累加运算;另一个是系统任务,它的优先级为次低,改任务负责统计当前CPU的利用率。
时间管理u C/OS—II的时间管理是通过定时中断来实现的,该定时中断一般为10毫秒或100毫秒发生一次,时间频率取决于用户对硬件系统的定时器编程来实现。
中断发生的时间间隔是固定不变的,该中断也成为一个时钟节拍。
u C/OS—II要求用户在定时中断的服务程序中,调用系统提供的与时钟节拍相关的系统函数。
例如中断的任务切换函数,系统时间函数。
内存管理在ANSI C中是使用malloc和free两个函数来动态分配和释放内存。
但在嵌入式实时系统中,多次这样的错作会导致内存碎片,且由于内存管理算法的原因, malloc和free 的执行时间也是不确定。
u C/OS—II中把连续的大快内存按分区管理。
每个分区中包含整数个大小相同的内存块同,但不同分区之间的内存块大小可以不同。
用户需要动态分配内存时,系统选择一个适当的分区,按块来分配内存,释放内存时将该块放回它以前所属的分区,这样能有效解决碎片问题,同时执行时间也是固定的。
任务间通信与同步对一个多任务的操作系统来说,任务间的通信和同步是必不可少的。
u C/OS—II中提供了4种同步对象,分别是信号量,邮箱,消息队列和事件。
所有这些同步对象都有创建,等待,发送,查询的接口用于实现进程间的通信和同步。
任务调度u C/OS—II采用的是可剥夺型实时多任务内核。
可剥夺型的实时内核在任何时候都运行就绪了的最高优先级的抢占式调度,也就是最高优先级的任务一旦处于就绪状态,则立即抢占正在运行的低优先级任务的处理器资源。
为了简化系统设计,u C/OS—II规定所有任务的优先级不同,因为任务的优先级也同时叭一标志了该任务本身。
任务调度将在以下情况下发生:高优先级的任务因为需要某种临界资源,主动请求挂起,让出处理器,此时将调度就绪状态的低优先级任务获得执行,这种调度也称为任务级的上下文切换。
高优先级的任务因为时钟节拍到来,在时钟中断的处理程序中,内核发现高优先级任务获得了执行条件(如休眠的时钟到时),则在中断态直接切换到高优先级任务执行。
这种调度也称为中断级的上下文切换。
这两种高度方式在u C/OS—II的执行过程中非常普遍,一般来说前者发生在系统服务中,后者发生在时钟中断的服务程序中。
调度工作的内容可以分为两部分:最高优先级任务的寻找和任务切换。
其最高优先级任务的寻找是通过建立就绪任务表来实现的。
u C/OS中的每一个任务都独立的堆栈空间,并有一个称为任务控制块TCB的数据结构,其中第一个成员变量就是保存的任务堆栈指针。
任务调度模块首先用变量OSTCBHingRdy记录当前最高级就绪任务的TCB地址同,然后用OS TASK SW()函数来进行任务切换。
u C/OS—II的组成部分u C/OS—II可以大致分成核心、任务处理、时间处理、任务同步与通信,CPU的移植等5个部分。
1、核心部分是操作系统的处理核心,包括操作系统初始化、操作系统运行、中断进出的前导时钟节拍、任务调度、事件处理等多部分。
能够维持系统基本工作的部分都这里。
任务处理部分任务处理部分中的内容都是与任务的操作密切相关的。
包括任务的建立、删除、挂起、恢复等等。
因为u C/OS—II是以任务为基本单位调度的,所以这部分内容也相当重要。
时钟部分u C/OS—II中的最小时钟单位是timetick。
任务延时等操作是在这里完成的。
任务同步和通信部分为事件处理部分,包括信号量、邮箱、邮箱队列、事件标志等部分:主要用于任务间的互相联系和对临界资源的访问。
与CPU的接口部分是指u C/OS—II针对所使用的CPU的移植部分。
由于u C/OS—II是一个通用性的操作系统,所以对于关键问题上的实现,还是需要根据具体CPU的具体内容和要求作相应的移植。
这部分内容由于牵涉到SP等系统指针,所以通常用汇编语言编写。
主要包括中断级任务切换的底层实现、任务及任务切换的义愤实现、时钟节拍的产生和处理、中断的相关处理部分等内容。
Dsp系统简介Dsp发展的很快。
随着计算机、信息技术和大规模集成电路的飞速发展,数字信号处理技术已形成一门独立的学科系统,并且在理论和实现技术两个方面都获得了高速的发展。
数字信号处理是采用数值计算的方法对信号进行处理的一门学科。
它研究的是怎样对模拟信号进行采样,将其转换为数字序列,然后对其进行变换、滤波、增强、压缩及识别等加工处理,从而提取有用信息并进行应用的理论和算法。
而数字信号处理器则是一种用于数字信号处理的可编程处理器,它的诞生与快速发展,使各种数字信号处理算法得以实时实现,为数字信号处理的研究和应用打开了新局面,提供了低成本的实际工作环境和应用平台,推动了新的理论和应用领域的发展。
目前,DSP技术在通信、航空、航天、雷达、工业控制、医疗、网络及家用电器等各个领域都得到了广泛应用。
DSP诞生于20世纪70年代,1978年美国AMI公司发布的S28811被认为是世界上的第一片DSP芯片。
然而,1980年由日本NEC公司推出的D7720才是第一片具有硬件乘法器的商用DSP器件。
进入80年代,随着计算机应用范围的扩大,迫切要求提高数字信号处理技术的速度,从而推动了DSP的进一步发展。
1982年美国TI公司推出首枚低成本高性能的TMS32010系列DSP,它是一个16位的定点芯片,采用了哈佛结构和硬件乘法器,完成一次乘加操作需要396ns。
该芯片的问世,使DSP技术得到了重大突破。
1985年TI推出了TMS32020系列DSP,它的寻址空间达到64K字,有专门的地址寄存器,一次乘加运算需要200ns,在此期间,各公司也陆续推出了各种DSP芯片,如ADI的ADSP2100,Motorola的DSP56001和AT7T的DSP16A等。
进入20世纪90年代以后,DSP得到了惊人的发展,这体现在DSP的性能和指标不断提高,而其芯片尺寸和功能耗却在不断减小,价格也在逐年降低,自1997年至今,DSP的展进入了完善阶段。
在这个时期,普遍采用了0.25u m或0.18um的CMOS工艺,集成程度的突破带来了芯片密度的剧增,DSP的片内存储容量达到了几百千字,DSP 的内核采用1。
2V供电,使功耗进一步降低,运行时钟的突破带来了性能的飞跃和速度的大幅度的提高。