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简述单片机的主要应用场合
单片机是一种小型的计算机芯片，通常用于控制、监控和处理各种电子设备和系统。
单片机的主要应用场合包括以下几个方面：
1. 工业控制：单片机在工业控制领域中广泛应用，可以实现自动化控制、数据采集、数据处理和通信等功能，极大地提高了工业生产效率和质量。
2. 家用电器：单片机在家用电器中的应用也非常广泛，如电视、空调、洗衣机、冰箱等，可以控制电器的开关、温度、湿度和定时等功能。
3. 仪器仪表：单片机在仪器仪表中的应用主要是控制和处理各种测量数据，如数字万用表、示波器、频谱分析仪等。
4. 通信设备：单片机在通信设备中的应用主要是控制和处理各种通信协议和接口，如电话、蓝牙、无线局域网等。
5. 汽车电子：单片机在汽车电子中的应用主要是控制和处理各种车载电子系统，如发动机控制、车载娱乐系统、导航系统等。
总之，单片机在各个领域中的应用越来越广泛，为各种电子设备和系统的控制和处理提供了更加高效、精准和可靠的解决方案。
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计算机基础知识认识计算机存储器中的EPROM和EEPROM计算机基础知识：认识计算机存储器中的EPROM和EEPROM计算机存储器是指计算机系统中用于存储数据和指令的设备，其中EPROM和EEPROM是两种常见的非易失性存储器类型。
本文将介绍EPROM和EEPROM的定义、特点以及它们在计算机系统中的应用。
一、EPROM的定义和特点EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) 是一种可以被擦除和重新编程的只读存储器。
它的主要特点如下：1. 非易失性：EPROM的数据可以在断电后长期保存，不会因为断电而丢失。
这使得EPROM非常适合存储那些需要长期保留的数据和指令。
2. 可擦除性：EPROM中的数据可以通过使用紫外线照射来擦除，也可以使用专门的擦除器进行擦除。
擦除之后，EPROM可以被重新编程。
擦除和重新编程的过程可以多次进行，但是每个EPROM只能进行有限次数的擦除和重新编程。
3. 只读性：在未擦除和重新编程之前，EPROM中的数据是只读的，无法进行修改。
这使得EPROM更加安全可靠，适用于存储那些需要保护而不希望被修改的数据和指令。
4. 容量较小：EPROM的存储容量相对较小，通常在几KB到几MB 的范围内。
这限制了EPROM在存储大量数据方面的应用。
二、EPROM的应用由于EPROM具有非易失性和只读的特点，它在某些应用中得到了广泛的应用。
以下是一些EPROM的常见应用：1. 系统固件：EPROM常用于存储计算机系统的固件，如BIOS (Basic Input Output System)。
这些固件在计算机启动时被加载，负责初始化硬件和提供基本的输入输出功能。
2. 音视频存储：EPROM可以用于存储音频和视频文件，如音乐合成器中的音乐数据、游戏机中的游戏数据等。
3. 电子设备配置：EPROM可以存储电子设备的配置信息和参数，如路由器、交换机等网络设备的配置信息。
rtc 芯片RTC芯片（Real-Time Clock Chip）是一种用于实时时钟功能的集成电路。
它能够提供高精度的时间和日期信息，被广泛应用在各种电子设备中，如计算机、手机、手表、汽车等。
RTC 芯片的主要功能包括时间计数器、时钟调节、电源管理等。
下面将详细介绍RTC芯片的功能以及其在各个领域的应用。
首先，RTC芯片具备精确计时的能力。
它内部集成了一个时间计数器，可以精确地计算秒、分、时、日、月、年等时间信息。
通过RTC芯片，设备可以实时获取当前的时间，并进行相应的应用操作。
比如，计算机可以根据RTC芯片提供的时间信息自动同步系统时间，确保电脑的时间与实际时间一致，避免误差。
其次，RTC芯片具备时钟调节的功能。
它可以通过外部电源进行时钟校准，确保时间的准确性。
当外部电源断电或者发生偏差时，RTC芯片会自动切换到内部电池供电，保持时间的连续性。
这样即使设备长时间断电，RTC芯片仍然可以保持准确的时间信息。
在一些对时间要求较高的应用场景中，如航天、通信等领域，RTC芯片更是必不可少的组成部分。
此外，RTC芯片还可用于电源管理。
它可以根据设备的工作状态和需求，进行自动的电源控制。
比如，在手机中，RTC 芯片可以根据用户设定的闹钟时间，自动唤醒设备，并进行相应的提醒；在无线传感器网络中，RTC芯片可以控制传感器的工作时间，延长电池寿命。
通过合理利用RTC芯片的电源管理功能，可以有效降低设备的能耗，延长设备的工作时间。
最后，RTC芯片在各个领域得到广泛应用。
在计算机领域，RTC芯片用于电脑主板上，保持系统时间的准确性；在汽车领域，RTC芯片用于车载导航系统中，提供精确的时间和日期信息；在电子手表中，RTC芯片用于显示时间，并支持闹钟、计时器等功能。
此外，RTC芯片还可用于控制设备的工作时间、开关机等功能。
总结起来，RTC芯片是一种集成电路芯片，主要用于提供高精度的时间和日期信息。
它具备精确计时、时钟调节和电源管理等功能，被广泛应用在各种电子设备中。
第一章：1、数字信号处理的实现方法一般有哪几种？答：数字信号处理的实现是用硬件软件或软硬结合的方法来实现各种算法。
(1) 在通用的计算机上用软件实现；(2) 在通用计算机系统中加上专用的加速处理机实现；(3) 用通用的单片机实现，这种方法可用于一些不太复杂的数字信号处理，如数字控制；(4)用通用的可编程 DSP 芯片实现。
与单片机相比，DSP 芯片具有更加适合于数字信号处理的软件和硬件资源，可用于复杂的数字信号处理算法；(5) 用专用的 DSP 芯片实现。
在一些特殊的场合，要求的信号处理速度极高，用通用 DSP 芯片很难实现（ 6）用基于通用 dsp 核的asic 芯片实现。
2、简单的叙述一下 dsp 芯片的发展概况？答：第一阶段， DSP 的雏形阶段（ 1980 年前后）。
代表产品： S2811。
主要用途：军事或航空航天部门。
第二阶段， DSP 的成熟阶段（ 1990 年前后）。
代表产品： TI 公司的 TMS320C20主要用途：通信、计算机领域。
第三阶段， DSP 的完善阶段（ 2000 年以后）。
代表产品：TI 公司的 TMS320C54 主要用途：各个行业领域。
3、可编程 dsp 芯片有哪些特点？答： 1、采用哈佛结构（ 1）冯。
诺依曼结构，（ 2）哈佛结构（ 3）改进型哈佛结构2、采用多总线结构 3.采用流水线技术4、配有专用的硬件乘法-累加器5、具有特殊的 dsp 指令6、快速的指令周期7、硬件配置强8、支持多处理器结构9、省电管理和低功耗4、什么是哈佛结构和冯。
诺依曼结构？它们有什么区别？答：哈佛结构：该结构采用双存储空间，程序存储器和数据存储器分开，有各自独立的程序总线和数据总线，可独立编址和独立访问，可对程序和数据进行独立传输，使取指令操作、指令执行操作、数据吞吐并行完成，大大地提高了数据处理能力和指令的执行速度，非常适合于实时的数字信号处理。
冯。
诺依曼结构：该结构采用单存储空间，即程序指令和数据共用一个存储空间，使用单一的地址和数据总线，取指令和取操作数都是通过一条总线分时进行。
机载恶劣环境下BGA芯片应用研究作者：李乔杨来源：《科学与财富》2018年第17期摘要：当前军用飞机的性能提高对机载计算机性能提出了更高的要求，为了提高性能、增加集成度，BGA芯片在机载领域应用非常广泛。
在机载恶劣环境中长时间使用，BGA芯片脱焊问题不断出现，严重影响到产品的可靠性。
本文对机载计算机中BGA芯片应用进行研究，以某型飞机任务计算机为例进行对比试验，并最终给出应用建议。
关键词：BGA芯片、陶瓷封装、散热1引言当前军用飞机的功能日益增多，飞机性能不断增强，机载计算机作为现代飞机的重要组成部分，要求其性能不断提高，计算机的集成度逐渐增加。
随着微电子技术发展，单个芯片的IC数量呈爆炸性增长。
与此同时，为了获得高集成度，在芯片封装领域BGA元件具有IO数量众多，信号传输路径短，信号衰减小的特点，在集成度增加的同时BGA元件拥有更小的体积，更好地散热性能和电性能。
为了增加计算机的集成度，BGA封装芯片已成为机载计算机工程师共同的选择。
机载计算机属于恶劣环境计算机，其工作环境苛刻，可靠性要求高。
BGA元件是一种温度和湿度敏感器件，对焊点的可靠性要求严格，出现故障后，维修起来比较困难。
BGA元件在恶劣环境使用易发生脱焊、鼓包等失效情况。
本文已某型任务显控计算机中处理器模块为例，对机载恶劣环境中BGA芯片应用进行研究。
2 事例概述该处理器模块包括两个独立的处理节点，主节点和从节点。
每个处理节点采用一片PC7447A处理器芯片和一片Tsi109-200IL桥接器芯片（D3、D4）组成核心电路，两个处理节点通过PCI总线进行互联，主单元作为PCI总线的主设备完成PCI总线的初始化和仲裁。
VME总线的主控制器Tsi148芯片和MBI子卡通过连接在PCI总线上，该模块作为整机中VME总线的主控制器，在系统中负责飞机任务管理和数据计算功能。
模块见图1。
通过对故障模块电装工艺流程、器件烘烤、焊盘尺寸、印刷网板、焊接温度清查，以及不同模块工艺、动力学仿真和热仿真对比分析，故障模块维修清查等几个方面的清查和分析，最终确认芯片脱焊的原因是：Tsi109-200IL为工业级塑封器件，长期在恶劣环境下受到热应力影响，由于塑封器件自身散热效果不好导致脱焊。
科技创新23FPGA 在机载雷达信号处理系统中的应用探析胡建伟（江苏金陵机械制造总厂，江苏 南京 210000）摘要：本文首先对FPGA 和机载雷达信号处理系统的概念简要概述，然后对机载雷达信号处理系统的结构、特点和FPGA 在机载雷达信号处理系统中的应用问题简要分析，最后从HDL 语言设计、自顶向下模块化设计、同步设计、流水设计、增量设计等方面阐述FPGA 在机载雷达信号处理系统中的应用设计。
关键词：FPGA；机载雷达信号处理系统；应用设计随着FPGA 技术越来越成熟，基于FPGA 研发的系统功能也越来越强，而且这种系统设计方式理念更为先进，在成本、灵活性等方面均有较大优势。
因此雷达行业设计人员也逐渐认识到了FPGA 在信号处理系统中的重要性，目前FPGA 在机载雷达信号处理系统中的应用越来越普遍。
1 FPGA 和机载雷达信号处理系统概念 1.1 FPGA FPGA 是专业集成电路中的一种半定制电路，该集成电路应用了PAL 和GAL 等可编程器件，实现了定制电路和可编程器件的整合，让其同时具备二者的优点。
FPGA 设计模式在通信行业中比较常见，FPGA 芯片能够以特定的模型为基础并在后续的研究中对其进行进一步优化，从而使基于FPGA 研发的系统具备更强的功能和优点，同时FPGA 芯片从构造方面进行了优化，使整个系统的结构更加简单、性能更加优越。
FPGA 利用可编程逻辑列阵解决了器件门电路不足的问题，通过结构设计在设计成本、编程、集成等方面取得了一定优势，而算法和仿真设计等方面的运行效果也比较出色[1]。
FPGA 发展过程中逐渐将处理器和高速串行口融入其中，使其性能具有极大提高，某公司基于FPGA 研发的芯片在主频、硬核及波特率、数据处理、处理控制等方面的能力均获得了一定提升,而片上系统的出现更是让FPGA 设计产生质的飞跃,目前基于FPGA 已经已经可以设计可编程系统。
FPGA 数字时钟管理器的瞬时抖动、相位偏移等参数都比较小，在Select 1O-U1tra 技术下更是支持多个输出标准。
第28卷第2期2021年2月电光与控制Electronics Optics&ControlVol.28No.2Feb.2021引用格式侏鹏程，吴松，胡娜.基于ARINC818的机载高速视频切换方案设计[J].电光与控制,2021,28(2)：87-90.ZHU P C,WU S,HU N.Design of an airborne high-speed video switching scheme based on ARINC818[J].Electronics Optics&Control,2021,28(2)：87-90.基于ARINC818的机载高速视频切换方案设计朱鹏程，吴松，胡娜(中国航空无线电电子研究所，上海200233)摘要：随着航空电子系统的发展,ARINC818成为新一代航空视频传输总线协议标准。
针对此标准设计了一种机载高速视频切换系统。
介绍了ARINC818的航空视频传输总线协议标准,根据该标准对机载高速视频切换系统设计原理进行了阐述，并详细介绍了每个系统组成部分的设计方案。
最后，搭建硬件测试平台进行测试和验证。
系统开发遵循集成化、模块化的设计，以现场可编程门阵列(FPGA)以及高速交叉开关协议芯片为核心，设计实现了分辨率为1920xl080@60Hz,4.25Gibit/s链路速率的8路ARINC818视频输入、24路ARINC818视频输出的高速视频实时切换输出显示系统。
该设计方案已在多个型号中成熟应用，具有重要的实际应用价值。
关键词：航空电子系统；ARINC818；机载高速视频；可编程逻辑器件；硬件测试平台；视频实时切换中图分类号：V243.6文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1671-637X.2021.02.018De或gn of an Airborne High-Speed Video SwitchingScheme Based on ARINC818ZHU Pengcheng,WU song,HU Na(China National Aeronautical Radio Electronics Research Institute,Shanghai200233,China) Abstract:With the development of the avionic system,ARINC818has become a new generation aviation video transmission bus protocol standard.Aiming at this standard,an airborne high-speed video switching system was designed.This paper introduces the aerial video transmission bus protocol standard of ARINC 818,expounds the design principle of airborne high-speed video switching system based on the standard,and introduces the design scheme of each system component in detail.A hardware test platform was built up for testing and verification・The development of the system adopted integrated and modular design.With Field Programmable Gate Array(FPGA)and high-speed crossover protocol chip as the core,a high-speed,realtime video switching output display with8-channel ARINC818video input and24-channel ARINC818 video output,a resolution of1920X1080@60Hz and a link rate of4.25Gibit/s was designed.The design scheme has been successfully applied to multiple types of aircraft,and has important practical application value.Key words：avionic system；ARINC818；airborne high-speed video；PLD；hardware test platform；realtime video switching0引言随着航空科技水平的不断进步以及航空电气化的飞速发展，各种通讯技术不断得到成熟应用，航空电子系统由分立式、联合式结构逐渐朝着综合式、模块式结构方向发展。
几种视频芯片在机载计算机系统中的应用
中国航空计算技术研究所一室崔红利姜运生西安电子科技大学多媒体研究
所司栋森
摘要: 本文重点介绍了几种新型视频转换芯片在机载计算机系统上的应用，主要包括PAL制视频和LVDS视频总线设计，揭示了机载视频发展的趋势和新技术，在机载视频系统设计中具有典型性和实用性。
关键词: 视频；低电压差分信号；同步时钟
目前，嵌入式机载计算机正逐渐从后台走出来，其中视频系统的发展最引人注目，从最初简单的指示灯，到能显示飞行数据的数码管，直到能显示汉字的LCD视频，显示的质量和信息量不断提高。
随着导航和瞄准系统的发展，对视频系统提出了更高的要求，需要能实时、动态、三维地显示地形地貌。
本文介绍了几种新型视频转换芯片在机载计算机系统上的应用。
具有视频功能的CPU 模块的选择
支持像地面系统这么丰富多采的视频显示不但要求极高的主频和处理能力，还需要支持图形操作系统，至少具备能够驱动VGA以上分辨率的软硬件，能够为应用程序提供丰富的图形图像功能。
这些都对CPU模块提出了更高的要求，通常纯粹的单片嵌入式CPU完全不能承担，必须另行选择。
目前硬件上和PC机视频系统兼容、能运行图形操作系统的CPU模块有许多种，其中经过加固能够满足机载嵌入式要求的主要有两个系列，德国JUMPTec
公司的ETX-P3系列和瑞士符合PC-104标准的Smart-P3系列。
它们体积小、功能强，都具有以下特点：
处理器都采用P3以上的CPU，处理速度高；
单5V电源支持，简化整个嵌入式系统设计；
BIOS和PC机完全兼容，软件可以直接在PC机上开发而无需任何修改；
和PC机外部接口基本相同，例如，提供两个串口、一个并口、2个USB口，支持PS/2鼠标等，在系统扩充功能上，峁㏄CI总线和传统的EISA总线接口；
视频接口提供VGA、LCD形式接口支持。
这些特点非常适合对图形显示要求较高的机载嵌入式要求，可以大大简化系统设计难度。
视频接口电路设计
PAL制视频转换电路
我国许多飞机使用过类似彩色电视的PAL制显示器，在显示图形分辨率要求不是很苛刻的情况下，这些设备完全可以作为机载计算机的显示终端。
但一般计算机的显示接口并不直接支持PAL制，需要在VGA接口和PAL制之间进行适当的转换。
美国模拟器件公司的AD725就具有此项功能，具体的转换电路。
AD725支持PAL制和NTSC制式，PAL即逐行倒相正交平衡调幅制，是我国电视采用的标准;NTSC是全国电视系统委员会制式，是美国采用的标准。
VGA接口主要包括2个同步信号和3个色彩信号，即水平同步(行同步)信号HSync，垂直同步(帧同步)信号VSync，以及R(红)、G(绿)、B(蓝)三色强度信号。
其中，HSync和VSync
是TTL逻辑电平，RGB是模拟信号。
RGB输出经过交流耦合连接到AD725相应的输入，在靠近AD725附近要对模拟信号端接75 的电阻，其电压最大峰-峰值为714mV。
为增强抑制噪音，需要较大的输入阻容，每个输入端都接有0.1 F的串联电容。
HSync和VSync逻辑电平输入在AD725内部共同产生综合同步。
如果直接使用综合同步信号，则综合同步信号接HSync输入端，而VSync端要接高电平H(+2V)。
PAL/NTSC模式转换由管脚STND决定，当输入STND = H时，芯片工作在NTSC 模式；当STND = L时，芯片工作在PAL模式。
图中工作模式由H1、H2调线设置，两者应同时为H或L。
当工作在PAL制时，G1的晶振频率应选17.734475MHz；工作在NTSC模式时，G1应为14.318180MHz。
图1中的视频输出提供两种方法：一种是所有的TV都有R/F输入，对应信号为管脚10的综合视频(COMP)输出；另一种采用亮度和色度组成图像控制，图中管脚11(LIMA)是亮度输出，管脚9(CRMA)是色度输出。
LCD显示
无论对电路如何改进，如色度陷波，消除抖动等，PAL制视频的图像质量都比原来的图像差。
图像的闪烁、抖动不能完全消除，无法满足航空地图显示的高分辨率要求。
在机载计算机中，采用LCD显示屏是解决高分辨率和小体积矛盾的有效途径，上述提到两种CPU模块都能直接支持标准接口的LCD。
经过加固改造PLANAR公司的LC640，480彩色LCD屏能满足机载的要求。
其接口是标准的40芯LCD输入插座，管脚具体定义可参考有关资料。
表1是LCD接口主要信号，其中信号方向相对于LCD模块。
直接驱动LCD的电路比较简单，只要把CPU模块对应信号连接即可，在此不再给出。
LVDS视频发送转换
在机载环境下，直接的LCD驱动显示都是主机和显示屏一体化结构，体积较大。
飞机仪表舱空间有限，一般都采用分体式，即把显示器和控制面板安装在仪表舱，主机安装在中后舱。
这样，主机和显示器及控制器之间可以使用长距离电缆连接，但必须解决显示和控制信号长距离驱动问题。
异军突起的LVDS技术是解决这一问题的法宝。
LVDS（Low Voltage Difference Signal），即低电压差分信号，其低压只有35mV，低压保证了极低的功耗，差分保证了长距离传输信号品质。
但是LVDS视频不是简单的将LCD信号一一转换为对应的差分信号，而是采用特别简洁的差分信号对。
包括时钟信号对（TxCLK+,TxClk-）和（Tx0-Tx2）三对信号，后三对差分信号是RGB颜色强度以及同步信号综合调制后的差分输出。
在接收方，对LVDS差分信号合成后再还原成原来的时钟、颜色强度及同步信号等。
THine公司的THC63LVDM63系列能将LCD信号转换为视频LVDS信号，使用该芯片对LCD信号直接转换的电路。
图中D1的管脚27是省电模式（Power Down）控制，用上拉电阻把它固定在高电平，使之一直处于激活状态。
可以采用一个控制逻辑，当系统进入休眠状态时，输入为低电平，芯片本身不工作，屏幕也不再显示图像。
ETX-P3内部已经集成了LVDS发送电路，TTL电平的LCD信号和LVDS差分信号管脚共享。
它同时具有两路LVDS输出。
要使能LVDS，必须配置一个EEPROM, 并进行一定的驱动软件配置。
H1短路跨接时，AT24C16处于可写状态，在纯DOSX 下运行以下命令：
C>Jili11 JiliR120.dat
这时，在程序的提示下将LVDS视频配置数据写入E2PROM（AT24C16），后边的数据文件参数代表所设置的视频分辨率。
当配置完毕后应该将H1断开，使AT24C16处于写保护状态，保证机载环境驱动数据的安全。
LVDS 视频接收转换
当LVDS视频通过长距离传输到显示器时，必须进行逆变化，即把差分的LVDS 视频信号还原为直接的TTL电平的LCD显示控制信号。
SN公司的SN65LVDS86就是完成这一功能的专用芯片。
接收方转换电路，其中D1的管脚22也是省电模式控制端。
在此采用和发送端相似的方法，在每一个接收端跨接120 的回路电阻，稳定接收信号品质。
在工程实践上，接收端要和发送端共地，防止图像扭曲和浮动。
结束语
机载视频系统在不断地发展。
根据以上原理，我们研制了机载综合显示系统，通用性强、接口简单，已经通过试飞。
试飞的一个图像。
试飞证明，图像清晰、画面稳定，说明设计合理，且稳定可靠。
LVDS视频是机载视频的发展的一个重要趋势，必将应用在更广泛的领域。
